《流体力学》第四章作业答案

1、4丄管道由不同直径的两管前后相连接组成，小管直径乙=0.2m ,大管直径=0.4 mo水在亍中流动时，A点压强pA =70kN/ nr, B点压强刃=40kN/nr。B点流速）=1 m/s试判 断水在管中流动方向。并计算水流经过两断面间的水头损失。解：设水流方向AB由连续性方程知：vr4 = vbAbz 一 ？ 得：vA - Am/sK*由能量方程知：0+仝+比二虫+21+Z+务 y-得：力 = 2.824/ 0水流方向A B44用水银比压计量测管中水流，过流断面中点流速。如图，测得A点的比压计读数 力=60mm汞柱。求该点的流速，（2）若管中流体密度为0 8g/cm3的油，力不变,该点流 速

2、为若干，不计损失。2解：设水银容觅为/4.8同一水箱上下两孔I I出流，求证:在射流交点处,hiyi=h2y2心、=/2y2rT1lmm 23m4.11水从立管下端泄出，立管直径为= SOmm、射流冲击一水半放置的半径A= 的圆盘，若水层离开盘边的厚度/=lmm求：流量0及汞比压计的读数4乩水头损 失不计。分析：1-1:pi ( =0),Vi (?),z/ ( V)2-2：p: ( =0),V： (?),zj ( V)3 3：P3( ?),Vs (=0),zy（ V）（驻点）15m可对任何两点列方程。13.6x9800每点都有一个未知数，解：以圆盘为基准而，列1一1、2-2两断而的能量方程:3

3、 + 0 + 笛=2+0 +兰 2g 2 2g列1一1、3点的能量方程：3 + 0 +亘=0 + 邑+0 2g Y据连续性方程：=2刖 = 2叔化-=76.4, / s1(忽略6/2)代入式：V:=8. 74m/s, V产4. 196m/s = 3 + 巫=3.898刃V】代入式：r 2g 所以.O 4 =屣冬=8.23Z/s必+厂15 =仏力A / Pi+7 153.898x9800 + 1.5x9800 八力=_= 0.396ZHg4.14烟囱直径d=lm O通过烟气量G=176.2kg6 ,烟气密度p =0.7kgm周围（体的密度pa 1.2kg/m烟气压强损失px =0.035 y计算

4、，要保证底 idg部（1断面）负压不小于1 Omm00烟囱高度至少为务少？求召/2高度上的斥强.绘烟 囱全高程1-M-2的压强分布。计算时1-1断面流速很低，忽略不计。解:（7= pvA 得：r= 9.1/s由能量方程得:+ + (Z./- IH =o + + 0.035 p2LaZ7） W： 一7水力 + （1.2一07）凤刀一0） = 0.7+ 0.7x0.035 2 2d得：77 32.6m乂断面1一1至M断面的能呈方程得：C 1/、 Py2 0.035 ,71+0 + 亍(儿-=几+今+- pHv2 1 h即：一 /水力 + (1.2 07)g( 一 0) = p力 + 0.7 + -

5、(0.7 x 0.035)得：几=-63.5几-y 水力=-10x9.807 = -98.07(1.2 - 0.7)葩=159.8几总能量=159.8-98.07 = 617几 7力=三角形中位线（负值）=一+（159.8-61.7 + 29） = -63.5几 4.252由连续件方秤又山们勞利方用Q = U|h| = l)2h2(2)O2孰（心比山也7）谒122 n（ + h 24.28【解】以喷嘴与管连接处截面到出口截面 及其间管壁作为控制体，并设喷嘴对水 的作用力为F,则水流对每个螺栓的作 用力大小为匸F/4,且方向相反。 由连续性方程，可知v严（；卜严16儿 4C=JxxO.lxJ.l

6、Sx/ 55 775X10 CH.WXI01 V8.943kN44蔽面处在渐变流中.爪强服从静乐分札 对于该控制体来迄 其控 制ifti 1-1受列店方水体的总用力为|pgh;方向fl左向右.冋理, 拧制向2-2空到的总斥力为|pgh=2设坝体对水沆的件用力为Fo动G方科为-F + *pg（hf _h；）=pQ（U2 -uj（ I）30.径为di=700inin的管道在支承水平面上分支为d尸500的两支管.A-A断面压强为 70V/ w2,管道流量0=0.6,/，两支管流呈相等：（1）不计水头损失，求支墩受水平 推力。（2）水头损失为支管流速水头的5倍，求支墩受水平推力。不考虑螺栓连接的作用。解：设受水平推力为R，管道流速和支管流速分别为片，v2,压强为，p2(1) pv4x + pg、= 2(厂禺 + p0“2)cos3O +t?A. = = 0.385/r , A. = 0.196,4、=2 = 56mls , v2 = 1.53/j*2、能最方程P + p- = Pl + p耳得：p