工程流体力学A主观作业答案

;.工程流体力学 a 第 1 次作业四、主观题 ( 共 8 道小题 )33. 简述流体的形态特征和力学特征。形态特征：流体随容器而方圆，没有固定的形状。力学特征：流体主要承受压力，静止流体不能承受拉力和剪力。34. 一封闭水箱如图所示，已知金属测压计读数pa ，金属测压计中心和容器内液面分别比 a 点高 0.5m 和 1.5m ，试求液面的绝对压强和相对压强。解：由得水箱液面的相对压强绝对压强或 93.1kpa35. 如图所示为测量容器中a 点压强的真空计。已知，试求a 点的真空压强及真空度。解：真空计的测压管中压缩空气内压强变化可忽略不计。由题意;.得 a 点真空压强及真空度36. 如图所示绕铰链c转动的自动开启式矩形平板闸门。已知闸门倾角为，宽度为，闸门两侧水深分别为和，为避免闸门自动开启，试求转轴c 至闸门下端 b 的距离 x。解：为避免闸门自动打开，由理论力学知必有关系式中故37. 利用检查井作闭水试验检验管径的市政排水管道施工质量。已知排水管 堵头形心高程为256.34m，检查井中水面高程为259.04m，试求堵头所受的静水总压力大小。解：排水管堵头形心处的相对压强堵头所受的静水总压力38. 如图所示盛水（重度为）容器由半径为r 的两个半球用n个螺栓连接而成，已知测压管水位高出球顶h，试求每个螺栓所受的拉力f 。解：取上半球为隔离体，由，得式中为静止液体作用在上半球面上的总压力的铅垂分力，由上半球面的压力体计算得故每个螺栓所受的拉力为39. 如图所示水流流经等径直角弯管。已知管径mm ，管轴上 a、b 两点高差400mm ，u形水银差压计读数=300mm ，管流速度m/s ，相对压强，试求相对压强和 a、b 两断面间的机械能损失。解：由差压计原理得由伯努利方程考虑到,得 a 、b 两断面间的机械能损失40. 如图所示，为测流需要，在宽度m的平底矩形断面渠道的测流段，将渠底抬高0.3m 。若测得抬高前的水深为1.8m ，抬高后水面降低0.12m ，水头损失经率定按抬高后流速水头的一半计算，试求渠道流量。解：上游水深，下游水深据连续性方程得（ 1）取图示基准面（0-0）、过流断面（ 1-1、2-2）和计算点（过流断面与液面的交点），从1 2 列伯努利方程（）得（ 2）联立（ 1）、（ 2）两式，得故渠道流量工程流体力学 a 第 2 次作业四、主观题 ( 共 5 道小题 )19. 为研究某铁路盖板箱涵无压过流的水力特征，拟取线性比尺进行水工模型实验。已知原型涵洞的宽度m，高度m，洞内设计水深m和设计流速m/s。试确定模型的几何尺寸和模型流量。解：（1） ）由给定线性比尺计算模型各几何尺寸模型宽模型高模型水深（2） 按弗劳德准则确定模型流速及流量流量流速由弗劳德准则，得流速比尺20. 已知钢筋混凝土输水管道的水力半径，水以均匀流流过1km长度上的水头损失，管壁粗糙系数，试求管中的流速和流量。解：由谢才公式和曼宁公式, 得流速流量21. 水从封闭容器a 经直径、长度的管道流入容器b。已知容器a 内水面上的相对压强，沿程阻力系数；局部阻力系数，进口、阀门、弯道、出口，试求管路的通过流量。解：取图示基准面（0-0）、过流断面（1-1、2-2）及计算点，从1 2 列伯努利方程管路流量得22. 一城市排污渠道采用倒虹吸管穿过河流，如图所示。已知污水流量，管道沿程阻力系数，管道进口、弯头和出口的局部阻力系数分别为， 管长，上、下游渠道的流速均为。为避免污物在管中沉积，要求管中流速不得小于，试确定倒虹吸管的管径及倒虹吸管两端的水位差。解：据题意得取标准管径。管中流速取图示基准面（0-0）、过流断面（1-1、2-2）及计算点（与液面交点），从 1 2 列伯努利方程考虑到，得23. 试按水力最优条件设计一路基排水沟的断面尺寸。设计流量，沟底坡度依地形条件采用，断面采用边坡系数的梯形，并用小片石干砌护面（粗糙系数）。解：将和代入明渠均匀流基本公式，得取渠道断面尺寸工程流体力学 a 第 3 次作业一、主观题 ( 共 3 道小题 )1. 简述堰流的定义及堰的分类。2. 试设计一跨越矩形过流断面的小桥孔径。已知河道设计流量（据水文计算得) m 3 /s,桥前允许壅水水深m，桥下铺砌允许流速m/s ，桥下游水深m，选定小桥进口形式后知，取动能