安徽理工大学 流体力学真题15参考答案

本文格式为Word版，下载可任意编辑——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：滚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：量纲和谐原理：一个完整、正确的物理方程式中的每一项应具有一致的量纲。

二、解：与管壁接触的一很薄流层，其内滚动符合层流特点，称层流边界，厚度

??32.8?Re,当?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

P1(L?3d)称厚壁孔，其流量的研究方法于薄壁小孔时是相

1H1同的（参看图6-19）。以管嘴轴线为基准，对断面（1－1）和（2－2）列Bernulli方程：

p1?u122Lcc?2g?p2??u222g??h（3分）

L02?h由三部分组成：(1)断面1－1到C－C之间的能量损失，属进口损失；(2)断面C－C

之后的扩散损失；(3)射流附壁后的沿程（l0上）摩擦阻力损失。前两项损失之和为

u22h1??2g，由表6.2知??0.5；第三项损失hz??L0u22d2g，（3分）

代入式(6.4-21)可确定管内流速u2为

u2?11????L0d2(gH??p)

?

则管中流量为

Q?CdA2u2?CdA22(gH??p?)（3分）

四、计算题

1、解：列两测点断面伯努利方程，

v?4Q?dv1

2?4?153.14?0.05p1?p2?2?3600??2.12m2s(2分)

22g?v22?lv??2g(?d2g??)

(4分)

?lv

22dg??水?P1?P2???汞水?h

水??(?汞)2hdglv212.6?0.02?0.05?2?9.80.8?2.122??0.0687水(3分)

Re?Vd/??紊流(4分)

2.72?0.050.0000015?70666>2320

2、如下图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??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=0.196×105N。Jc?Bh/12；(15分)

3解：闸门所受总压力

p??hcA?9800?1.5?(3sin60?2)?101844.6N（4分）

压力中心D到铰链中心O的距离为：

1L?zc?JczcA?(h2sin60?12hb(hsin60(b)h3))（4分）

2sin60?1.732?6.9312?2.3095msin60拉力T对O点的力臂x：由力矩平衡

LxG2x?htg60x2?1.73m

?M?Tx?pL?G?0（4分）

5T?p??101844.6?2.30951.73?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流量计上。今测得其中水银高差h=80mm,已知

D=10cm，d=5cm，汾丘里流量计的流量系数μ=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??A1Q=2.4617?10?3m34、流量qv?0.0015mp1?4?10432g?h?/s2?1?(?12?1)其中：?2?(Dd)4；全部代入后得：

os的水流过??45的收缩弯管（在水平面内），弯管进口直径d1?0.05m，压力

Nm2，弯管出口直径d2?0.025m。设滚动定常，不计阻力损失，求水流对弯管壁的作

用力？(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。

v1?QA1QA2?0.00153.14*0.050.00153.14*0.02522/4?0.00150.00196250.00150.00049?0.764m/s

v2??/4??3.057m/s

在断面1—1和2—2建立贝努力方程：

z1?p1r?v122g?z2?p2r?v222g

由于z1?z2

4000098000.7642所以?2*9.8?p29800?3.0572

2*9.84.082?0.03?p29800?0.477

由上式可解得：p2=35623Pa(4分)然后建立分开体的动量方程：

在x轴方向?Fx?p1A1?p2A2cos45即40000*0.0019625?35623*0.000490?Rx??Q(v2xcos450?v1x)

*0.707?Rx?998*0.0015(3.057?0.764)

Rx=78.5-12.341-3.4326=62.73N

在y轴方向?Fy??p2A2cos45?Ry??Q(v2cos45?v1y)即?35623*0.00049*0.707?Ry?998*0