流体力学泵与风机习题讲解.pdf

1 流体力学泵与风机 习题集 1 11 11 11 1 一一 底底 面面 积积 为为45x50cm45x50cm45x50cm45x50cm2 2 2 2 高高 为为 1cm 1cm 1cm 1cm 的的 木木 块 块 质质 量量 为为5kg 5kg 5kg 5kg 沿沿 涂涂 有有 润润 滑滑 油油 的的 斜斜 面面 向向 下下 作作 等等 速速 运运 动 动 木木 块块 运运 动动 速速 度度u 1m s u 1m s u 1m s u 1m s 油油 层层 厚厚 度度1cm 1cm 1cm 1cm 斜斜 坡坡 角角 22 6222 6222 6222 620 0 0 0 见见 图图 示示 求求 油油 的的 粘粘 度度 u 解 解 木木 块块 重重 量量 沿沿 斜斜 坡坡 分分 力力 F F F F 与与 切切 力力 T T T T平平 衡衡 时 时 等等 速速 下下 滑滑 y y y y u u u u A A A AT T T Tmgmgmgmg d d d d d d d d sinsinsinsin 001001001001 0 0 0 0 1 1 1 1 45454545 0 0 0 04 4 4 4 0 0 0 0 62626262 22222222sinsinsinsin8 8 8 8 9 9 9 95 5 5 5sinsinsinsin u u u u A A A A mgmgmgmg s s s sPaPaPaPa1047104710471047 0 0 0 0 1 2 1 2 1 2 1 2 已已 知知 液液 体体 中中 流流 速速 沿沿 y y y y 方方 向向 分分 布布 如如 图图 示示 三三 种种 情情 况 况 试试 根根 据据 牛牛 顿顿 内内 摩摩 擦擦 定定 律律 定定 性性 绘绘 出出 切切 应应 力力 沿沿 y y y y 方方 向向 的的 分分 布布 图 图 d d u y y u u u u y u u y 0 y y 0 0 y 1 31 31 31 3 试试 绘绘 出出 封封 闭闭 容容 器器 侧侧 壁壁 ABABABAB 上 上 的的 相相 对对 压压 强强 分分 布 布 并并 注注 明明 大大 小小 设设 液液 面面 相相 对对 压压 强强 p00 A B h p0 A B h p0 A B h p0 g g p p gh 0 0 g p p gh 0 0 2 g p0 p0 h h h hg g g gz z z zz z z zg g g gp p p pp p p p dzdzdzdzg g g gdpdpdpdpdzdzdzdzg g g gdpdpdpdp g g g gg g g g z z z z p p p p Z Z Z Z b b b b z z z z z z z z p p p p p p p p 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 22 2 2 2 1 1 1 1 0 0 0 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 重力 惯性力重力 惯性力 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 p p p pp p p p dpdpdpdp g g g gg g g g z z z z p p p p Z Z Z Z c c c c 重力 惯性力重力 惯性力 1 4 1 4 1 4 1 4 如如 图图 所所 示示 容容 器 器 上上 层层 为为 空空 气 气 中中 层层 为为 的的 石石 油 油 下下 层层 为为 的的 甘甘 油 油 试试 求 求 当当 测测 压压 管管 中中 的的 甘甘 油油 表表 面面 高高 程程 为为 时时 压压 力力 表表 的的 读读 数 数 3 N m 8170 3 N m 12550 914 m G B A 空 气 石 油 甘 油 7 62 3 66 1 52 9 14m 11 解 解 设设 甘甘 油油 密密 度度 为为 石石 油油 密密 度度 为为 做做 等等 压压 面面 1 11 11 11 1 则则 有有 1 2 66666666 3 3 3 362626262 7 7 7 7 66666666 3 3 3 314141414 9 9 9 9 2 2 2 21 1 1 11 1 1 1 g g g gp p p pg g g gp p p p G G G G g g g gp p p pg g g g G G G G2 2 2 21 1 1 1 96969696 3 3 3 348484848 5 5 5 5 g g g gg g g gp p p p G G G G2 2 2 21 1 1 1 96969696 3 3 3 348484848 5 5 5 5 96969696 3 3 3 317171717 8 8 8 848484848 5 5 5 525252525 12121212 2 2 2 2 kN mkN mkN mkN m78787878 34343434 1 1 1 1 5 5 5 5 某某 处处 设设 置置 安安 全 全 闸闸 门门 如如 图图 所所 示 示 闸闸 门门 宽宽 b b b b 0 6m 0 6m 0 6m 0 6m 高高 h h h h1 1m1 1m1 1m1 1m 铰铰 接接 装装 置置 于于 距距 离离 底底 h h h h2 0 4m2 0 4m2 0 4m2 0 4m 闸闸 门门 可可 绕绕 A A A A 点点 转转 动 动 求求 闸闸 门门 自自 动动 打打 开开 的的 水水 深深 h h h h 为 为 多多 少少 米 米 h h h A 1 2 解 当 时 闸 门 自 动 开 启 将 代 入 上 述 不 等 式 得 hhh D 2 6 6 6 612121212 1 1 1 1 2 2 2 2 1 1 1 1 2 2 2 2 12121212 1 1 1 1 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 3 3 3 3 1 1 1 1 1 1 1 1 h h h h h h h h bhbhbhbh h h h h h h h h bhbhbhbh h h h h h h h h A A A Ah h h h J J J J h h h hh h h h c c c c C C C C c c c cD D D D hD 4 4 4 4 0 0 0 0 6 6 6 612121212 1 1 1 1 2 2 2 2 1 1 1 1 h h h h h h h h h h h h 1 1 1 1 0 0 0 0 6 6 6 612121212 1 1 1 1 h h h h 1 1 1 1 6 6 6 6 画画 出出 图图 中中 圆圆 柱柱 曲曲 面面 上上 的的 压压 力力 体 体 并并 标标 明明 方方 向 向 1 1 1 1 7 7 7 7 有有 一一 盛盛 水水 的的 开 开 口口 容容 器器 以以 的的 加加 速速 度度3 6m s3 6m s3 6m s3 6m s2 2 2 2 沿沿 与与 水水 平平 面面 成成 30303030o o o o 夹 夹 角角 的的 斜斜 面面 向向 上上 运运 动 动 试试 求求 容容 器器 中中 水水 面面 的的 倾倾 角角 由 液 体 平 衡 微 分 方 程 ddddpx xy yz z xa cos300 y 0 zga sin 30 0 dp 0 axgazcos sin 30300 00 dd d d z x a ga tan cos sin 30 30 0 269 0 0 15 0 将 以 上 关 系 代 入 平 衡 微 分 方 程 得 在 液 面 上 为 大 气 压 axgazcos sin 30300 00 dd 1 1 1 1 8 8 8 8 如如 图图 所所 示 示 盛盛 水水U U U U 形 形 管 管 静静 止止 时 时 两两 支支 管管 水水 面面 距距 离离 管管 口口 均均 为为h h h h 当当U U U U 形形 管管 绕绕OZOZOZOZ 轴轴 以以 等等 角角 速速 度度 旋旋 转转 时 时 求求 保保 持持 液液 体体 不不 溢溢 出出 管管 口口 的的 最最 大大 角角 速速 度度 max maxmaxmax ab h z a b III 解 由 液 体 质 量 守 恒 知 管 液 体 上 升 高 度 与 管 液 体 下 降 高 度 应 相 等 且 两 者 液 面 同 在 一 等 压 面 上 满 足 等 压 面 方 程 22 2 r g zC 液 体 不 溢 出 要 求 以 分 别 代 入 等 压 面 方 程 得 zzh III 2 rarb 12 2 22 gh ab max 2 22 gh ab 作业解答作业解答 1 1 1 1 10101010 一个圆锥体绕其铅直中心轴等速旋转 锥体与固定壁的间距为 一个圆锥体绕其铅直中心轴等速旋转 锥体与固定壁的间距为 1mm1mm1mm1mm 全部为润滑油充满 全部为润滑油充满 0 1Pa s 0 1Pa s 0 1Pa s 0 1Pa s 当旋转角速度当旋转角速度 16s16s16s16s 1 1 1 1 锥体底部锥体底部 半径半径R R R R 0 3m 0 3m 0 3m 0 3m 高高H H H H 0 5m0 5m0 5m0 5m时 求 作用于圆锥的阻力矩 时 求 作用于圆锥的阻力矩 解 解 取 微 元取 微 元 体 体 微元面积 微元面积 切应力 切应力 阻力 阻力 阻力矩 阻力矩 r r r rdTdTdTdTdMdMdMdM dAdAdAdAdTdTdTdT r r r r dydydydy dudududu dhdhdhdh r r r rdl dl dl dlr r r rdAdAdAdA 0 0 0 0 coscoscoscos 2 2 2 22 2 2 2 NmNmNmNm H H H Htg tg tg tg dhdhdhdhh h h htg tg tg tg h h h htg tg tg tgr r r rdhdhdhdhr r r r dhdhdhdhr r r rr r r r dAdAdAdAr r r rrdTrdTrdTrdTdMdMdMdMMMMM H H H H H H H H H H H H 6 6 6 6 39393939 2 2 2 2857857857857 0 0 0 010101010 6 6 6 6 0 0 0 05 5 5 5 0 0 0 0161616161 1 1 1 0 0 0 0 coscoscoscos4 4 4 4 2 2 2 2 coscoscoscos 1 1 1 1 2 2 2 2 coscoscoscos 1 1 1 1 2 2 2 2 coscoscoscos 1 1 1 1 2 2 2 2 3 3 3 3 3 3 3 34 4 4 44 4 4 43 3 3 3 0 0 0 0 3 3 3 33 3 3 3 0 0 0 0 3 3 3 3 0 0 0 0 作业解答作业解答 2 2 2 2 29292929 如图 如图 上部油深 上部油深h h h h 1m1m1m1m 下部水深下部水深h1h1h1h1 2m2m2m2m 求 单位宽度上得静压力及其作用点 求 单位宽度上得静压力及其作用点 解 解 0 0 0 0 60606060 3 3 3 3 84848484 7 7 7 7m m m mkNkNkNkN 油油 kNkNkNkN26262626 45454545 60606060sinsinsinsin60606060sinsinsinsin2 2 2 2 1 1 1 1 60606060sinsinsinsin2 2 2 2 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 油油水水油油 h h h h h h h h h h h h h h h h h h h h h h h h b b b bP P P P m m m mh h h h kNkNkNkN h h h h h h h hP P P P 69696969 2 2 2 2 5 5 5 5 4 4 4 4 60606060sinsinsinsin2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 01 1 1 1 油油 作用点 作用点 合力合力 m m m mh h h hh h h h m m m mh h h h D D D DD D D D D D D D 03030303 2 2 2 260606060sinsinsinsin3 3 3 3 115115115115 1 1 1 1 PhPhPhPhh h h hP P P Ph h h hP P P Ph h h hP P P PB B B B 0 0 0 0 D D D D 3 3 3 33 3 3 3 2 2 2 22 2 2 2 1 1 1 11 1 1 1 点取矩 点取矩 对对 m m m mh h h h kNkNkNkN h h h h h h h hP P P P 77777777 0 0 0 0 65656565 22222222 60606060sinsinsinsin2 2 2 2 1 1 1 1 2 2 2 2 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 12 2 2 2 水水 m m m mh h h h kNkNkNkN h h h h h h h hP P P P 155155155155 1 1 1 1 1 1 1 1 18181818 60606060sinsinsinsin 3 3 3 3 0 0 0 0 1 1 1 1 3 3 3 3 油油 3 3 3 3 1 1 1 1 有 有 一一 等 等 直直 径径 的的 虹虹 吸吸 管 管 1 1 1 1 试试 定定 性性 会会 出出 当当 通通 过过 实实 际际 水水 流流 时时 的的 总总 水水 头头 线线 和和 测测 管管 水水 头头 线 线 2 2 2 2 在在 图图 上上 标标 出出 可可 能能 产产 生生 的的 负负 压压 区 区 3 3 3 3 在在 图图 上上 标标 出出 真真 空空 值值 最最 大大 的的 断断 面 面 H d 总水头线 测管 水头线 v 2g 2 A d A v 2g 2 1 总 水 头 线 和 测 压 管 水 头 线 2 全 部 都 可 能 为 负 压 区 3 A A 断 面 真 空 值 最 大 3 3 3 3 2 12 12 12 1 试 试 定定 性性 绘 绘 出出 当当 实实 际际 水水 流流 通通 过过 图图 示示 管管 道道 时时 的的 总总 水水 头头 线线 和和 测测 压压 管管 水水 头头 线 线 2 2 2 2 在在 图图 上上 标标 注注 可可 能能 的的 负负 压压 区 区 3 3 3 3 在在 图图 上上 标标 注注 真真 空空 值值 最最 大大 的的 断断 面 面 大气出流 截门 测 压管 截门 2 d 恒定 1d dd 12 2 负 压区 总水头线 测管 水头线 大气出流 截门 测 压管 截门 2 d 恒定 1 d 2gv 1 2 v 2g 2 2 2gv 1 2 3 3 3 3 3 3 3 3 注 注 液液 瓶 瓶 为为 了了 使使 下下 部部 管管 口口 的的 出出 流流 量量 不不 随随 时时 间间 而而 变 变 在在 上上 部部 瓶瓶 塞塞 中中 插插 人人 通通 气气 管 管 试试 分分 析析 出出 流流 量量 恒恒 定定 的的 原原 理理 和和 调调 节 节 p 0 h a Q QAgH 2 Ha 调调 节节 水水 面面 不不 低低 于于 通通 气气 管管 下下 端端 处 处 即即 水水 面面 高高 度度 不不 小小 于于a a a a 流流 量量 恒恒 定 定 原原 理 理 出出 流流 时 时 水水 面面 下下 降 降 但但 通通 气气 管管 下下 端端 处处 的的 压压 强强 维维 持持 为为 大大 气气 压 压 即即 通通 过过 该该 处处 的的 水水 平平 面面 维维 持持 为为 零零 压压 面 面 由 由 因因 为为 不不 变 变 所所 以以 流流 量量 恒恒 定 定 3 3 3 3 4 4 4 4 烟 烟 囱囱 直直 径径d d d d 1 2m 1 2m 1 2m 1 2m 通通 过过 烟烟 气气 流流 量量 烟烟 气气 密密 度度 空空 气气 密密 度度 烟烟 囱囱 的的 压压 强强 损损 失失 为为 了了 保保 证证 进进 口口 断断 面面 的的 负负 压压 不不 小小 于于10mm 10mm 10mm 10mm 水水 柱 柱 试试 计计 算算 烟烟 囱囱 的的 最最 小小 高高 度度H H H H 设设 进进 口口 断断 面面 处处 的的 烟烟 气气 速速 度度 s s s smmmm068068068068 6 6 6 6 3 3 3 3 Q Q Q Q 3 3 3 3 mmmmkgkgkgkg7 7 7 7 0 0 0 0 3 3 3 3 mmmmkgkgkgkg2 2 2 2 1 1 1 1 a a a a g g g g V V V V d d d d H H H H p p p pL L L L 2 2 2 2 03030303 0 0 0 0 2 2 2 2 0 0 0 0 H d 解 以解 以 进进 口口 为为1 1 1 1 1 1 1 1 断断 面 面 出出 口口 为为2 2 2 2 2 2 2 2 断断 面 面 过过1 1 1 1 1 1 1 1 形形 心心 的的 水水 平平 面面 为为 基基 准准 面 面 列列 气气 体体 能能 量量 方方 程 程 1 1 1 1 由由 题题 意意 又又 代代 人 人 1 1 1 1 式式 有有 其 其 中中 代 代 人人 得得 烟烟 囱囱 的的 最最 小小 高高 度 度 2 2 2 21 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 21 1 1 12 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 L L L La a a a p p p p V V V V p p p pZ Z Z ZZ Z Z Zg g g g V V V V p p p p V10 ZZHp 212 0 2 2 2 2 03030303 0 0 0 0 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 V V V V d d d d H H H HV V V V gHgHgHgHp p p p a a a a 2 2 2 2 1 1 1 1 03030303 0 0 0 0 2 2 2 2 01010101 0 0 0 0 2 2 2 2 1 1 1 1 03030303 0 0 0 0 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2O O O OH H H H 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 2 2 2 2 V V V V d d d d g g g g V V V Vg g g g V V V V d d d d g g g g V V V V p p p p H H H H a a a aa a a a s s s smmmm368368368368 5 5 5 5 2 2 2 2 1 1 1 1 4 4 4 4 068068068068 6 6 6 6 s s s smmmm086086086086 6 6 6 6 36003600360036007 7 7 7 0 0 0 081818181 9 9 9 9 10101010150150150150 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 3 3 3 3 A A A A Q Q Q Q V V V V g g g g G G G G Q Q Q Q mmmm25252525 23232323 7 7 7 7 0 0 0 0 2 2 2 2 368368368368 5 5 5 5 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 03030303 0 0 0 0 7 7 7 7 0 0 0 02 2 2 2 1 1 1 1 81818181 9 9 9 9 368368368368 5 5 5 5 2 2 2 2 7 7 7 7 0 0 0 0 981098109810981001010101 0 0 0 0 2 2 2 2 2 2 2 2 H H H H 3 3 3 3 5 5 5 5 水水 由由 水水 箱箱 经 经 一一 喷喷 口口 无无 损损 失失 地地 水水 平平 射射 出 出 冲冲 击击 在在 一一 块块 铅铅 直直 平平 板板 上 上 平平 板板 封封 盖盖 着着 另另 一一 油油 箱箱 的的 短短 管管 出出 口 口 两两 个个 出出 口口 的的 中中 心心 线线 重重 合 合 其其 液液 位位 高高 分分 别别 为为 h h h h1 1 1 1 和和h h h h2 2 2 2 且且h h h h1 1 1 1 1 6m 1 6m 1 6m 1 6m 两两 出出 口口 直直 径径 分分 别别 为为 d d d d1 1 1 1 25mm d 25mm d 25mm d 25mm d2 2 2 2 50mm 50mm 50mm 50mm 当当 油油 液液 的的 相相 对对 密密 度度 为为0 85 0 85 0 85 0 85 时 时 不不 使使 油油 液液 泄泄 漏漏 的的 高高 度度 h h h h2 2 2 2应应 是是 多多 大 大 平平 板板 重重 量量 不不 计 计 d1 h 1 水 P 1 P 2 h2 d2 油 解 建解 建 立立 水水 箱箱 液液 面面 与与 喷喷 口口 的的 能能 量量 方方 程 程 按按 照照 题题 意意 有 有 则则 水水 射射 流流 的的 速 速 度度 为为 取取 图图 示示 射射 流流 边 边 界界 为为 控控 制制 体 体 根根 据据 动动 量量 原原 理 理 平平 板板 对对 射射 流流 的的 作作 用用 力力 为为 此此 力力 即即 为为 射射 流 流 对对 平平 板板 的的 作作 用用 力力P P P P1 1 1 1 此此 外 外 平平 板板 另另 一一 侧侧 所所 受受 到到 的的 静静 止止 油油 液液 的的 总总 压压 力力 为为P P P P2 2 2 2 为 为 保保 持持 平平 板板 对对 油油 箱箱 短短 管管 的的 密密 封封 作作 用用 须须 使使 平平 板板 在在 水水 平平 方方 向向 保保 持持 静静 止止 状状 态 态 根根 据据 水水 平平 方方 向向 力力 的的 作作 用用 情情 况 况 则则 有有 即即 g g g g V V V V h h h h 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 2 2 2 2ghghghghV V V V 4 4 4 4 2 2 2 22 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 11 1 1 11 1 1 1 2 2 2 2 1 1 1 11 1 1 1 d d d d h h h hA A A AghghghghA A A AV V V VQVQVQVQVR R R R 4 4 4 4 8 8 8 8 0 0 0 0 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 22 2 2 22 2 2 22 2 2 22 2 2 2 d d d d ghghghghA A A Ah h h hg g g gP P P P 2 2 2 21 1 1 1 P P P PP P P P 4 4 4 4 8 8 8 8 0 0 0 0 4 4 4 4 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 d d d d ghghghgh d d d d ghghghgh mmmm1 1 1 16 6 6 6 1 1 1 1 50505050 25252525 8 8 8 8 0 0 0 0 2 2 2 2 8 8 8 8 0 0 0 0 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 2 2 2 2 h h h h d d d d d d d d h h h h 3 3 3 3 6 6 6 6 设 设 管管 路 路 中中 有有 一一 段段 水水 平 平 xoyxoyxoyxoy 平 平 面面 内 内 放放 置置 的的 变变 管管 径径 弯弯 管 管 如如 图图 所所 示 示 已 已 知知 流流 量量 过过 流流 断断 面面1 1 1 1 1 1 1 1 上上 的的 流流 速速 分分 布布 为为 形形 心心 处处 相相 对对 压压 强强 管管 径径 过过 流流 断断 面面2 2 2 2 2 2 2 2 上上 的的 流流 速速 分分 布布 为为 管管 径径 若若 不不 计计 能能 量量 损损 失 失 试试 求求 过过 流流 断断 面面 形形 心心 处处 相相 对对 压压 强强 注 注 动动 能能 修修 正正 系系 数数 不不 等等 于于1 0 1 0 1 0 1 0 s s s smmmm07070707 0 0 0 0 3 3 3 3 Q Q Q Q 4 4 4 4 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 0 0 0 01 1 1 1 r r r rr r r r gJgJgJgJ u u u u PaPaPaPa101010108 8 8 8 9 9 9 9 4 4 4 4 1 1 1 1 p p p p d10 3 m 7 7 7 7 1 1 1 1 02020202 maxmaxmaxmax2 2 2 2 r r r r y y y y u u u uu u u u d20 20 m p2 45o p p V V d d y r r01 1 1 2 2 2 2 1 1 1 2 r02 解 列解 列1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 2 2 2 2 2 2 断断 面面 总总 流流 伯伯 努努 利利 方方 程程 1 1 1 1 代代 人 人 1 1 1 1 式式 得得 g g g g V V V V g g g g p p p p g g g g V V V V g g g g p p p p 2 2 2 22 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 22 2 2 22 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 11 1 1 11 1 1 1 2 2 2 2 d d d d 1 1 1 1 3 3 3 3 1 1 1 1 1 1 1 1 3 3 3 3 1 1 1 1 1 1 1 1 A A A AV V V V A A A Au u u u 058 058058058 1 1 1 1 d d d d 2 2 2 2 3 3 3 3 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 2 2 2 2 2 2 2 2 A A A AV V V V A A A Au u u u s s s smmmm99999999 0 0 0 0 3 3 3 3 0 0 0 0 07070707 0 0 0 04 4 4 44 4 4 4 2 2 2 22 2 2 2 2 2 2 21 1 1 1 1 1 1 1 d d d d Q Q Q Q A A A A Q Q Q Q V V V Vs s s smmmm228228228228 2 2 2 2 2 2 2 2 0 0 0 0 07070707 0 0 0 04 4 4 44 4 4 4 2 2 2 22 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 d d d d Q Q Q Q V V V V 8 8 8 8 9 9 9 92 2 2 2 228228228228 2 2 2 2058058058058 1 1 1 1 101010108 8 8 8 9 9 9 98 8 8 8 9 9 9 92 2 2 2 99999999 0 0 0 0 2 2 2 2 101010108 8 8 8 9 9 9 9 101010108 8 8 8 9 9 9 9 2 2 2 2 3 3 3 3 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 3 4 4 4 4 p p p p PaPaPaPa10101010635635635635 9 9 9 9 4 4 4 4 2 2 2 2 p p p p 2 2 2 2 0 0 0 0 0 0 0 0 2 2 2 22 2 2 2 0 0 0 0 2 2 2 2 0 0 0 0 8 8 8 8 d d d d2 2 2 2 4 4 4 4 1 1 1 1 d d d d 0 0 0 0 r r r r gJgJgJgJ r r r rr r r rr r r rr r r r gJgJgJgJ r r r rA A A A A A A Au u u u A A A A Q Q Q Q V V V V r r r r A A A A 2 2 2 2 8 8 8 8 d d d d2 2 2 2 4 4 4 4 d d d d 2 2 2 2 0 0 0 0 3 3 3 32 2 2 2 0 0 0 0 0 0 0 0 3 3 3 32 2 2 22 2 2 2 0 0 0 0 3 3 3 3 3 3 3 3 1 1 1 1 0 0 0 0 r r r rr r r r gJgJgJgJ r r r rr r r rr r r rr r r r gJgJgJgJ A A A AV V V V A A A Au u u u r r r r A A A A 7 7 7 7 1 1 1 1 n n n n 2 2 2 2 1 1 1 1 2 2 2 2 d d d d 2 2 2 2 1 1 1 1 d d d d maxmaxmaxmax 0 0 0 0 0 0 0 0 maxmaxmaxmax 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 n n n nn n n n u u u u y y y yy y y yr r r r r r r r r r r r y y y y u u u u r r r rA A A A u u u u A A A A Q Q Q Q V V V V n n n n A A A A A A A A 2 2 2 23 3 3 3 1 1 1 1 1 1 1 13 3 3 3 1 1 1 1 2 2 2 2d d d d 2 2 2 2 d d d d 2 2 2 2 0 0 0 0 3 3 3 3 maxmaxmaxmax 0 0 0 0 0 0 0 0 3 3 3 3 0 0 0 0 maxmaxmaxmax 3 3 3 3 0 0 0 0 n n n nn n n n r r r ru u u uy y y y r r r r y y y yr r r r r r r r y y y y u u u uA A A Au u u u n n n n A A A A 058058058058 1 1 1 1 d d d d 3 3 3 3 3 3 3 3 2 2 2 2 A A A AV V V V A A A Au u u u 习题课习题课 4 4 4 4 1 1 1 1 1 1 1 1 油油 管管 直直 径径 d d d d 8mm 8mm 8mm 8mm 流流 量量 油油 的的 运运 动动 黏黏 度度 油油 的的 密密 度度 水 水 银银 的的 密密 度度 试试 求 求 1 1 1 1 判判 别别 流流 态态 2 2 2 2 在在 长长 度度 的的 管管 段段 两两 端 端 水水 银银 压压 差差 计计 读读 值值 Q 77cm s 3 8 610 6 ms 2 0 9103 kg m3 p 136 10 3 kg m3 l 2m h l h 解 1 是 层 流 2 23002300230023001426142614261426 101010106 6 6 6 8 8 8 8 008008008008 0 0 0 0533533533533 1 1 1 1 s s s smmmm533533533533 1 1 1 1 8 8 8 8 0 0 0 0 14141414 3 3 3 3 777777774 4 4 44 4 4 4 6 6 6 6 2 2 2 22 2 2 2 l l l l Q Q Q Q 0 0 0 01 1 1 1 d d d d H H H H d d d d H H H H 1 1 1 1 0 0 0 0 d d d d d d d d l l l l Q Q Q Q 0 0 0 01 1 1 1 1 1 1 1 习题课 4 4 锅锅 炉炉 省省 煤煤 器器 的的 进进 口口 断断 面面 负负 压压 水水 柱 柱 出出 口口 断断 面面 负负 压压 水水 柱 柱 两两 断断 面面 高高 差差 烟烟 气气 密密 度度 炉炉 外外 空空 气气 密密 度度 试试 求求 省省 煤煤 器器 的的 压压 强强 损损 失 失 h1105 mm h2105 mm H 5 m 0 6 kgm 3 a 12 kg m3 h h 1 2 H w w w wa a a a p p p p U U U U p p p pz z z zz z z zg g g g U U U U p p p p 2 2 2 22 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 21 1 1 12 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 12 2 2 21 1 1 12 2 2 2 z z z zz z z zg g g gh h h hh h h hg g g gp p p p a a a aw w w ww w w w 2 2 2 2 mmmmN N N N7 7 7 7 636363635 5 5 52 2 2 2 0 0 0 02 2 2 2 1 1 1 18 8 8 8 9 9 9 90105010501050105 0 0 0 002020202 0 0 0 09800980098009800 解 1 圆 形 正方形 矩 形 2 习题课 4 5 5 5 5 5 圆圆 形 形 正正 方方 形 形 矩矩 形形 管管 道 道 断断 面面 积积 相相 等等 均均 为为 A A A A 水水 流流 以以 相相 同同 的的 水水 力力 坡坡 度度 流流 动动 时 时 试 试 求 求 1 1 1 1 边边 壁壁 上上 切切 应应 力力 之之 比 比 2 2 2 2 当当 沿沿 程程 阻阻 力力 系系 数数 相相 等等 时 时 流流 量量 之之 比 比 b b d a A A A a 2 0 RJ 01 02 03123 R R R 2 2 2 2 4 4 4 4 1 1 1 1 A A A Ad d d d R R R R 4 4 4 44 4 4 4 2 2 2 2 A A A Aa a a a R R R R 2 2 2 23 3 3 33 3 3 3 3 3 3 3 A A A Ab b b b R R R R 835835835835 0 0 0 0 886886886886 0 0 0 0 1 1 1 1 2 2 2 23 3 3 3 1 1 1 1 4 4 4 4 1 1 1 1 2 2 2 2 1 1 1 1 030303030202020201010101 g g g g U U U U d d d d J J J J e e e e 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 32 2 2 21 1 1 13 3 3 32 2 2 21 1 1 1 e e e ee e e ee e e e d d d dd d d dd d d dU U U UU U U UU U U U 914914914914 0 0 0 0 941941941941 0 0 0 0 1 1 1 1835835835835 0 0 0 0 886886886886 0 0 0 0 1 1 1 1 3 3 3 32 2 2 21 1 1 1 Q Q Q QQ Q Q QQ Q Q Q 习题课 5 1 1 1 1 1 图图 示示 水水 箱箱 侧侧 壁壁 同同 一一 竖竖 线线 上上 开开2 2 2 2 相相 同同 孔孔 口 口 上上 孔孔 距距 水水 面面 为为a a a a 下下 孔孔 距距 地地 面面 为为c c c c 两两 孔孔 流流 速速 相相 等 等 试试 求求 两两 水水 股股 在在 地地 面面 相相 遇遇 的的 条条 件 件 x a b c 解 孔 口 出 流 流 速 流速射程 流 速 落 地 时 间 流 速 射 程 对 上 孔 口 对 下 孔 口 相 遇 时 即 当a c时上式成立 vgh 2 xvt t y g 2 g g g g y y y y gHgHgHgHx x x x 2 2 c c c cb b b ba a a ax x x x 4 1 a a a aH H H H c c c cb b b ba a a ax x x x 4 2 b b b ba a a aH H H H xx 12 bcbcbcbcacacacacacacacacabababab4444 习题课 5 2 2 2 2 2 A A A A B B B B 两 两 容容 器器 有有 一一 薄薄 壁壁 圆圆 形形 小小 孔孔 相相 同 同 水水 面面 恒恒 定 定 两两 容容 器器 水水 面面 高高 差差 B B B B 容容 器器 开开 敞敞 水水 面面 压压 强强 A A A A 容容 器器 封封 闭 闭 水水 面面 压压 强强 孔孔 口口 淹淹 没没 出出 流流 的的 流流 量量 当当 流流 速速 系系 数数 收收 缩缩 系系 数数 不不 计计 流流 速速 水水 头头 时 时 求求 孔孔 口口 直直 径径d d d d H 2 0 m p2981 kN m2 p149 05 kN m2 Q 37 4 ls 0 97 0 64 解解 设设 以以 容容 器器B B B B 水水 面面 为为 基基 准准 面 面 且且 为为1 1 1 1 1 1 1 1 断断 面面 A A A A 容 容 器器 水水 面面 为为2 2 2 2 2 2 2 2 断断 面 面 列列 能能 量量 方方 程程 得 得 3 8079m m m mKNKNKNKNg g g g g g g g v v v vp p p p H H H H p p p p c c c c 2 1 2 12 又 2 1 1 H H H H p p p pp p p p g g g gv v v v c c c c 12 2 c c c cc c c cc c c c AvAvAvAvv v v vA A A AQ Q Q Q m10 2 4 12 H H H H p p p pp p p p g g g g Q Q Q Q d d d d Q Q Q Q d d d d 4 又 水往哪水往哪流 流 习题课 5 3 3 3 3 3 矩矩 形形 平平 底底 船船 宽 宽B 2m B 2m B 2m B 2m 长长L 4m L 4m L 4m L 4m 高高H 0 5m H 0 5m H 0 5m H 0 5m 船 船 重重G 7 85KNG 7 85KNG 7 85KNG 7 85KN 底底 部部 有有 一一 直直 径径 d 8mmd 8mmd 8mmd 8mm的的 小小 圆圆 孔 孔 流流 量量 系系 数数 0 62 0 62 0 62 0 62 问问 打打 开开 小小 孔孔 需需 多多 少少 时时 间间 船船 将将 沉沉 没 没 船船 壳壳 厚厚 不不 计计 解 船 沉 没 前 船 内 外 水 位 h不 变 d B H 打打 开开 小小 孔孔 前前 船船 吃吃 水水 深深 打打 开开 小小 孔孔 后后 孔孔 口口 进进 水水 流流 量量 打打 开开 小小 孔孔 后后 船船 沉沉 没没 需需 时时 m100 819 L L L LB B B B G G G G h h h h sm103742 4 35 2 ghghghgh d d d d Q Q Q Q h3420 Q Q Q Q h h h hH H H HL L L LB B B B T T T T 习题课 5 4 4 4 4 4 已已 知知 室室 外外 空空 气气 温温 度度 室室 内内 空空 气气 温温 度度 上 下 上 下 通通 风风 窗窗 面面 积积 为为A A A A 8m8m8m8m2 2 2 2 窗窗 孔孔 流流 量量 系系 数数 0 640 640 640 64 上上 下下 窗窗 口口 高高 程程 度度H H H H 8m8m8m8m 只只 计计 窗窗 孔孔 阻阻 力力 求求 车车 间间 自自 然然 通通 风风 的的 质质 量量 流流 量 量 3 20 mN821120 g g g gC C C C 301143 30 C g N m3 20 C o G B H 30 C o B GA A 解 设 只 计 窗 孔 阻 力 压强损失 位压 g pppH AB 2030 312 N m2 下窗 孔 进 气 质 量 流 量 20 20 2 A A A A mAmAmAmA p p p pg g g g A A A Aq q q q 上 窗 孔 出 气 质 量 流 量 30 30 2 B B B B mBmBmBmB p p p pg g g g A A A Aq q q q 由 代 入 数 据 简 化 得 qq mAmB 1034 pp AB 代 入 式 1 pA 153 N m2 pB 159 N m2 质 量 流 量 skg849 2 20 20 A A A A mBmBmBmBmAmAmAmAm m m m p p p pg g g g A A A A g g g g q q q qq q q qq q q q 习题课 5 5 5 5 5 5 图图 式式 水水 箱 箱 在在 侧侧 壁壁 孔孔 径径 为为d d d d 的的 圆圆 孔孔 上 上 拟拟 分分 别别 接接 上上 内内 径径 均均 为为d d d d 的的 三三 种种 出出 流流 装装 置 置 请请 把把 这这 三三 种种 装装 置置 的的 出出 流流 量量Q Q Q Q 按按 大大 小小 顺顺 序序 排排 列列 并并 说说 明明 这这 样样 排排 列列 的的 理理 由由 弯弯 管管 局局 部部 损损 失失 很很 小小 H d Q A H d Q B l H d Q C l 管咀 短管 短管 解解 1 1 1 1 QQQ cAB 2 2 2 2 Q Q Q Qc c c c最最 大大 是是 由由 于 于 长长 度度 为为l l l l 的的 竖竖 向向 短短 管管