安徽理工大学流体力学真题15参考答案

1、安徽理工大学 流体力学真题 15 参考答案液体力学 15 参考答案一、简答题1 、真空度 真空度是绝对压强不足一个大气压强的不足部分。其值不能为负。 2 、迹 线：就是流体质点的运动轨迹。3 、理想流体 : 不考虑流体的粘性，并忽略其可压缩性的流体。 4 、过流断面：垂直于 流束的断面称为过流断面。5 、孔口：6 、水力半径：过流断面积除以湿周称为水力半径；水力半径的 4 倍称为水力直径。7 、表面力：表面力作用于流体表面或内部界面，是通过与表面或内部界面的直接接 触而实现，8 、水力长管：流动中局部损失与沿程损失相比较而可以忽略不计时，称为水力长管。 9、并联管路基本特征：10 ：量纲和谐原

2、理：一个完整、正确的物理方程式中的每一项应具有相同的量纲。 二、解：与管壁接触的一很薄流层，其内流动符合层流特点，称层流边界，厚度入=32. 8 入 Re, 当入小于粗糙凸起为水力光滑管，大于粗糙凸起为水力粗糙管。三答案当管嘴外伸长度 L 大于管嘴内径 d 的 3 倍以上时（L >3d ） 称厚壁孔，其流量的研究方法于薄壁小孔时是相1同的（参看图 6-19）。以管嘴轴线为基准，对断面（ 11）和（22）列 Bernulli 方程：p 1y 2gp 2y+u 222g+h (3 分)h 由三部分组成： (1) 断面 11 到 C C 之间的能量损失，属进口损失； (2) 断面 C C之后的

3、扩散损失； (3) 射流附壁后的沿程( l 0 上)摩擦阻力损失。前两项损失之和 为u 22h 1= ?2g，由表6.2知?=0. 5 ;第三项损失h z =入L 0u 22d 2g3 分)代入式(6.4-21) 可确定管内流速 u 2 为 u 2=1+?+ 入L 0d2(gH +?p)p则管中流量为Q =CdA 2u 2=CdA 22(gH +?pp)( 3 分)四、计算题1 、解：列两测点断面伯努利方程，v =4Qv 14 ? 153. 14 ? 0. 05 p 1=p 2+2? 3600+=2. 12m2s（2 分 ）22g+v 22入l vY Y2g（Yd 2g-Y（4 分 ）入l v

4、22dg- Y水P 1-P 2Y汞水Yh水入=（Y汞） 2hdg lv212. 6 ? 0. 02 ? 0. 05 ? 2? 9. 80. 8 ? 2. 12=0. 0687水（3 分 ）Re =Vd / v =紊流 （4 分）2. 72 ? 0. 050. 0000015=70666>23202 、如图所示为一侧有水的倾斜安装的均质矩形闸门，其宽度b =2m,倾斜角a =600,铰链中心O位于水面上，水深h =3m，求闸门开启时所需铅直向上的提升力T，设闸门重力 G =0.196 X 105N。Jc =Bh /12 ; （15 分）3解：闸门所受总压力p = y h cA=9800 ?

5、 1.5 ?（3sin 60? 2） =101844. 6N（4 分）压力中心 D 到铰链中心 O 的距离为：1L =z c +Jc=(z c Ah 2sin 60+12hb (h sin 60(b) h3) )( 4 分)2sin 60=1. 732+6. 9312=2. 3095m： 由力矩平衡sin 60拉力 T 对 O 点的力臂 xL xG 2x =h tg 60x 2=1. 73mM =T x -pL -G =0( 4 分)T =p +=101844. 62. 30951. 73+0.196 ? 102=145200. 3N（ 3 分）3 、如图3 ，水银压差计连接在水平放置的汾丘里

6、流量计上。今测得其中水银高差h=80m m已知D=10cm，d=5cm汾丘里流量计的流量系数口 =0.98，水银重度为133000N/m3。问水通过流量计的实际流量为若干？ （15 分）解：根据流量计计算公式：Q = 口 A 1Q=2.4617 ? 10-3m 34 、流量 q v =0. 0015mp 1=4 ? 10432g ?ha/s2-1 Y（Y1-1）其中：a2=（D d） 4；全部代入后得：os 的水流过0 =45的收缩弯管（在水平面内），弯管进口直径d 1=0. 05m ，压力N m2，弯管出口直径 d 2=0. 025m 。设流动定常，不计阻力损失，求水流对弯管壁的作 用力？

7、（15 分）解：以水平方向为 X 轴，以右向为正方向。以垂直方向为 Y 轴，以上方为正方向 v 1=Q A 1Q A 20. 00153. 14*0. 050. 00153. 14*0. 02522/40. 00150. 00196250. 00150. 00049=0. 764m /sv 2=/4=3. 057m /s在断面 11和 22 建立贝努力方程： z 1+p 1r+v 122g=z 2+p 2r+v 222g因为 z 1=z 2 400009800 0. 764 2所以+2*9. 8R x2p 29800+3. 05722*9. 84. 082+0. 03=p 29800+0. 477由上式可解得： p 2=35623Pa (4 分) 然后建立分离体的动量方程：在 x 轴方向 刀 Fx =p 1A 1 -p 2A 2cos 45 即 40000*0. 0019625-35623*0. 00049-R x = p Q (v 2x cos 45-v 1x )*0. 707-R x =998*0. 0015(3. 057-0. 764)Rx =78.5-12.341-3.4326=62.73N即 -35623在 y 轴方向 刀 Fy =-p 2A 2cos 45+R y = p Q (v 2cos 45-v 1y )*0. 00049