流体力学例题解答ppt课件

一底面积为40cm 45cm 高1cm的木块 质量为5kg 沿涂有润滑油的斜面向下作匀速运动 木块运动速度u 1m s 油层厚度1mm 斜坡角 22 62 由木块所带动的油层的速度呈直线分布 求油的粘度 习题1 1 u 1m s 解 木块重量沿斜坡分力F与剪切力T平衡时 匀速下滑 例题2 1 如图所示 已知 求AB两点的压强差 图中1 1 2 2和3 3均为等压面 根据流体静压强计算公式 可以逐个写出每一点的静压强 分别为 整理后得A B两点的压强差 将上式逐个代入下一个式子 例题2 2 如图所示为烟气脱硫除尘工程中的气水分离器 其右侧装一个水银U型测压管 量得 h 200mm 此时分离器中水面高度H为多少 解 分离器中水面处的真空度为 自分离器到水封槽中的水 可以看成是静止的 在A B两点列出流体静力学基本方程 故 例题2 3 如图所示 倾斜闸门AB 宽度B为1m 垂直于图面 A处为铰链轴 整个闸门可绕此轴转动 已知水深H 3m h 1m 闸门自重及铰链中的摩擦力可略去不计 求升起此闸门所需垂直向上的力 解 就平面壁来说 其左 右两侧都承受P0的作用 互相抵消其影响 总压力为 总压力的作用点D到铰链轴A的距离为 由图可看出 根据力矩平衡 当闸门刚刚转动时 力P T对铰链A的力矩代数和应为零 即 例题3 1 物体绕流如图所示 上游无穷处流速 压强为的水流收到迎面物体的阻碍后 在物体表面上的顶冲点S处的流速减至零 压强升高 称S点位滞流点或驻点 求点S处的压强 解 设滞流点S处的压强为Ps 粘性作用可以忽略 根据通过S点的流线上伯努利方程 有 有代入数据 可得 故 滞流点S处的压强 例题3 2 在D 150mm的水管中 装一带水银压差计的毕托管 用来测量管轴心处的流速 如下图所示 管中流速均速V为管轴处流速u的0 84倍 如果1 2两点相距很近而且毕托管加工良好 不计水流阻力 求水管中的流量 2 水流经1 2两点时没有能量损失 解 1 取管轴线设置水平基准面 过水断面1 1 2 2经过1 2两点并垂直于流向 3 列出1点到2点的无粘性流体伯努利方程 因为 1 1 式整理为 2 基准面 4 由流体静力学可知 选取等压面A A1 B B1 C C1 如图所示 设高度为h 分别列等压面左右两边的流体平衡公式 可得 等压面A A1 等压面B B1 等压面C C1 3 h 4 5 联立等式 3 4 5 可得 6 5 将式 6 代入式 2 可得 6 6 由此可得管中流速均速V 水管中的流量为 V 0 84umax 0 84 2 22 1 87 7 8 某污水处理厂从高位水池引出一条供水管路AB 如图所示 已知 流量Q 0 04米3 秒 管径D 300mm 压力表读数pB 9 8 104pa 高度H 20m 求水流在管路AB中水头损失 例题3 3 解 选取水平基准面O O 过水断面1 1 2 2 设单位重量的水自断面1 1沿管路AB流到B点 因为 z1 H 20米 z2 0 v2 Q A 1 92米 秒取 1 2 1 v1 0则 20 0 0 0 5 1 922 19 6 hl故hl 14 812 米 则可列出伯努利方程 例题4 1 在长度l 1000m 直径d 300mm的管路中输送重度为9 31kN M3的重油 其重量流量为G 2300kN h 求油温分别为10 25cm2 s 和油温40 1 5cm2 s 时的水头损失 解 管中重油的体积流量为 重油的平均速度为 10 的雷诺数为 40 的雷诺数为 重油的流动状态均为层流 有达西公式可得相应的沿程水头损失为 由计算可知 重油在40 时流动比在10 时流动的水头损失小 例题4 2 某厂自其高位水池加装一条管路 向一个新建的居民点用水池供水 如图所示 已知H 40m 管径d 50mm 弯管l R 0 5 是普通镀锌管 0 4mm 问在平均温度为20 时 这条管路在一个昼夜中能供水多少水量 解 求供水量 即流量 须先求出流速 管道进口的局部阻力系数 1 0 590 圆弯管 2 0 294 2 0 588闸板阀 全开 3 0 1管道出口 4 1 0 即 以低位水池水面为基准面O O 取过水断面1 1及2 2 如图 列出伯努利方程 由已知条件可知 v1 v2 0 H hf hr 故 由 d及Re 返回查莫迪图 管中流动确实属于过渡区 并且 的取值也是合适的 管道的相对粗糙度