工程流体力学部分习题解答

,2.6,2.8,2.9,3-6封闭水箱如图所示，测压表上的读数为5000Pa，h=1.6m，h1=0.6m，设水的相对密度S1=1，水银测压计的相对密度S2=13.6。问水面上的真空度Pv和h各为多少？,解：如图所示选取等压面，则有,3-9如图所示，H=3m，h1=1.4m，h2=2.5m，h3=1.2m，h4=2.3，水银的密度Hg=13600kg/m3。求：按复式水银测压计的读数算出锅炉中水面上蒸汽的绝对压强p。,解：,3-10相对密度S=0.92的油流过管道如图所示。已知A点的压强pa=180.2kPa，试求B点的压强pb。如果油不流动pb=？,解：,（1）当油流动时，如图选取等压面，则,在等压面1-2处有：P1=P2,（2）当油不流动时，则：,3-12在一直径d=300mm，高度H=500mm的圆柱形容器中，注入某液体至高度h=300mm，使容器绕垂直轴作等角速度旋转。（1）试确定使水之自由液面正好达到容器边缘时的转数n1；（2）求抛物面顶端碰到容器底时的转数n2，此时容器停止旋转后，水面高度h2将为多少？,解：（1）,3-14如图所示，直线形式的汽车上放置一内装液体的U形管，长l=500mm。求：确定当汽车以加速度a=0.5m/s2行驶时两支管中液面的高度差。,由,高度差,解：,3.20、如图所示，求斜壁上圆形闸门上的总压力及压力中心。已知闸门直径d=0.5m，a=1m，=60,Fp,y,解：Fp=ghcA=(d/2)2g(a+d/2)sin=2082N根据惯性矩移轴定理：Ix=Icx+yc2A及yR=Ix/ycA得,3.21、如图所示，盛有水的容器底部有圆孔口，用空心金属球体封闭，该球体的重力W=2.452N，半径r=4，孔口直径d=5，水深H=20。试求提起该球体所需之最小力F。,解：压力体如图所示分析可得：总压力体的体积Vp=V1-V2而V1=V圆柱球缺V=V球球缺圆柱,V1,V2,V球缺,球缺体积公式：,习题4.5,已知速度场。式中V为常数，试求该流动的流线方程式。,4.10已知流场的速度分布为，试求：属于几维流动？求（2，1，0）点的加速度。解：有题可知其属于二维流动可将其速度表示为,由题知速度,将加速度分解在x.y.z3个坐标方向上，则有,则在点（2，1，0）处的加速度为:,4.14有一输油管道，在内径为20cm的截面上的流速是2m/s,求另一内径为5cm的截面上的流速以及管道内的质量流量。已知油的相对密度为0.85.,解：大截面的面积为：,由于截面上每处流速相等，故有：,同理可得：,由于流量体积相等，则有：,由于液体密度均匀，故：,5.10如图所示，直立圆管的管径为10mm，一端装有直径为5mm的喷嘴，喷嘴中心离圆管的11截面的高度为3.6mm，从喷嘴排入大气的水流的出口速度为18m/s。不计摩擦损失，计算截面11处所需的计示压强。,解：,取基准面11，取a1=a2=1，则根据能量方程有：,其中,5.14如图所示，水从井A利用虹吸管引进井B中，设已知体积流量qv=100m3/h，H1=3m，Z=6m，不计虹吸管中的水头损失。试求虹吸管的管径d及上端管中的负计示压强值p。,解：此题错误，见,5.16、如图所示，离心式水泵借一内径的吸水管以的流量从一敞口水槽中吸水，并将水送至压力水箱。设装在水泵与吸水管接头上的真空计指示出负压值为39997Pa。水力损失不计，试求水泵的吸水高度H。,解:取自由液面与吸水管接头断面为计算断面。水泵在两计算断面之后，能量方程无输入能量,5-21,Q，V0,Q1，V1,Q2，V2,Fn,Fs,分别取三截面分析：,有：,故有：,5.22,去掉p2为大气压的条件,p2A2,F,p1A2,