流体力学习题 last lecture

1、综合分析题用流体力学原理分析列车提速所带来的安全隐患，以及站台安全白线的重要意义。2021-12-1211. 【资料资料】汉代水利专家张戎说：汉代水利专家张戎说：“水之性就下，行疾水之性就下，行疾，则自刮除，成空而稍深，则自刮除，成空而稍深”。“ 故使河流迟，贮淤而稍故使河流迟，贮淤而稍浅。浅。”（汉书汉书卷二十九卷二十九沟洫志沟洫志）。明代治水专家）。明代治水专家潘季驯充分地发展了张戎的思想，在潘季驯充分地发展了张戎的思想，在河防一览河防一览中写道中写道：“沙最易停亦易刷。即一河之中，溜头趋处则深，平缓沙最易停亦易刷。即一河之中，溜头趋处则深，平缓处则浅。处则浅。”“”“窃惟河水旁决，则正流

2、自微。水势既微，则窃惟河水旁决，则正流自微。水势既微，则沙淤自积。沙淤自积。”“”“水行则沙行水行则沙行”“”“水溃则沙塞水溃则沙塞”，“借水攻借水攻沙，以水治水。沙，以水治水。”（河防一览河防一览卷七卷七奏疏奏疏两河经略两河经略疏疏）试用水力学相关知识分析泥沙在河流中的受力情况和起动试用水力学相关知识分析泥沙在河流中的受力情况和起动原理，并回答为什么水流速度降低会引起泥沙的淤积？原理，并回答为什么水流速度降低会引起泥沙的淤积？2021-12-122分析题分析题1.容器壁上开一孔口，流体经孔口出流的水力现象称为孔口出流。孔口出流时，作用于孔口的水头如果是维持不变的，则流体的流速，压力等物理量都

3、将不随时间而改变，流体的运动将是恒定流，如图5所示。求薄壁小孔口的恒定自由出流收缩断面C-C的流速VC及孔口出流流量Q的计算公式。2021-12-1232021-12-124计算题图示一跨河倒虹吸圆管，管径d0.8m，长 l=50 m，两个 30。折角、进口和出口的局部水头损失系数分别为 1=0.2，2=0.5，3=1.0，沿程水头损失系数=0.024，上下游水位差 H=3m。若上下游流速水头忽略不计，求通过倒虹吸管的流量Q 。2021-12-1252021-12-126矿山排风管将井下废气派入大气。为了测量排风的流量，在排风管出口处装有一个收缩、扩张的管嘴，其喉部处装有一个细管，下端插入水中

4、，如图所示。喉部流速大，压强低，细管中出现一段水柱。已知空气密度1.25kg/m3，管径d1400mm，d2600mm，水柱h45mm，试计算体积流量Q。 2021-12-1272021-12-128 2021-12-1291、图示为、图示为1/8圆弧型闸门圆弧型闸门 AB ( = 45 )，其半径，其半径R = 2 m，宽度，宽度b = 4 m（垂（垂直纸面），当水面恰好与闸直纸面），当水面恰好与闸门转轴齐平时，试求作用于门转轴齐平时，试求作用于闸门上的静水总压力闸门上的静水总压力Fx、Fz。2021-12-1210如图所示，已知h1=20 mm，h2=240 mm，h3=220 mm，求水

5、深H。2021-12-12112021-12-1212如图，在两块相距20mm的平板间充满动力粘度为0.065（Ns）/m2的油，如果以1m/s速度拉动距上平板5mm，面积为0.5m2的薄板（不计厚度），求需要的拉力。2021-12-12132021-12-1214简答题2.按流体质点通过空间固定点时运动参数是否随时间变化把流体分为哪两类，各自有什么特点，工程实际中是如何考虑的？2021-12-1215附加 -势函数2.已知 试求该流动的速度势函数和流函数。2021-12-1216相对平衡如图07081D3所示，有一盛水的开口容器以3.6m/s2的加速度沿与水平方向成30夹角的倾斜平面向上运动

6、，试求容器中水面的倾角，并分析p与水深的关系。2021-12-12172021-12-1218量纲7. 如图07081B4所示，已知文丘里流量计是用以测量有压管路的流量，已知压强降落p随流量Q，流体密度，液体粘度，管壁粗糙度，流量计长度L以及大小直径D1、D2变化。试用定律求出用压强降落p表示的流量公式。2021-12-12192021-12-1220边界层1. 高尔夫球运动起源于15世纪的苏格兰，当时人们认为表面光滑的球飞行阻力小，因此用皮革制球，职业球手一杆只能打40多米远。后来发现用旧了的表面有许多划痕的球反而比新球打得更远，这使人们迷惑不解，直到20世纪建立流体力学边界层理论后，这个谜题才得以揭开。现在的高尔夫球表面做成了许多凹坑，一杆可以打到200多米，飞行阻力降低到同样大小的光滑球的1/5左右。（1）请说出边界层的基本特征；（2）要使高尔夫球飞得更远，应该表面光滑还是粗糙，为什么？请应用边界层的理论知识解释你的结论。2021-12-12212021-12-1222设计说明题设计说明题管路（系统）的水力计算和设计问题对给排水系统、供油系统等实际工程具有重要意义。流动的连续性方程、动量方程、实际流体流动的能量方程和方程中能量损失项的计算等，为管路的设计和计算奠定了理论基础。设某枝状管网