《思考题与习题》PPT课件.ppt

1、第三章 思考题,1. 研究流体流动有哪两种方法？这两种方法中，坐标、有何不同意义？ 2试说明欧拉方法的基本思路，并举例说明它的实际应用。 3在欧拉方法中，试写出流体质点的加速度表示式，并且说明其力学意义。对于任意一个物理量N的质点导数又可以写成什么形式呢？ 4何谓定常流动与非定常流动？它们与坐标系的选择有何关系？试举例说明之。,5试分析以下两种流动的定常性（1）流体等加速绕流某一静止物体（2）一无限长的直圆柱体在静止流体中作横向等速直线运动。 6在非定常流动中，是否总存在流动加速度？为什么？在定常流动中，情况又将是如何呢？ 7设流体速度为 ，试说明流场中， 的物理意义。 8按照流体的性质，可将

2、流体的流动分为哪几类？ 9按照流动空间的坐标变量数目，可以将流体的流动分为哪几类？,10何谓流线？流线有什么特性？试写出流线的微分方程式。 11在定常流动时，流线和迹线有何关系？在非定常流动时，它们的关系又将是如何？ 12何谓流管、流束和有效截面？何谓流量和平均流速？ 13何谓水力半径？引入水力半径的目的意义何在？ 14何谓缓变流和急变流？在缓变流截面上，压强分布有何规律？,15试写出积分形式的连续性方程，并说明此方程的适用范围。对于一维定常流动，此方程又可以简化为什么形式。 16试写出积分形式的动量方程和动量矩方程，说明每一项的意义。对于定常流动，此方程又可以简化为什么形式。 17试写出理想

3、流体的伯努利方程，并且说明此方程的物理意义，几何意义以及它的适用条件。,18试写出粘性流体总流的伯努利方程，并且说明此方程的物理意义，几何意义以及它的适用条件。 19理想不可压缩重力流体，流经弯管时，管内的流体的速度分布与压强分布如何？由此说明弯管两侧的破坏程度有何不同。 20试述文丘里管测量流量的原理，如果通过文丘里管的流量保持不变，试问管道倾斜放置与水平放置的两种情况，测得差压计的液面高差是否会改变？为什么？,第三章习题,3-1已知绕过圆柱体的平面流动的速度分布规律为 求：（1）驻点位置；（2）柱面上的最大速度位置；（3）画出直线时的速度分布图。 【 】,3-2已知平面流动的速度分布规律为

4、 式中为常数。 求流线方程并画出若干条流线。 【 】,3-4已知流场的速度分布为 （1）问属几维流动？ （2）求（x,y,z）=（1,2,3）点的加速度。 【二维流动； 】,3-3已知两平行平板间的平面流动的速度场为 式中k 、u为常数。b为两平板之间的距离。 试给出速度分布图。,3-5已知流场的速度分布为 （1）问属几维流动？ （2）求（x,y,z）=（3,1,2）点的加速度。 【三维流动； 】,3-6已知流场的速度分布为 （1）问属几维流动？ （2）求（x,y,z）=（2,2,3）点的加速度。 【三维流动； 】,3-7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5c

5、m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。 【32 m/s;53.4/s】 3-8在一内径为5cm的管道中，流动空气的质量流量为0.5/s，在某一截面上压强为5105Pa，温度为100。求在该截面上的气流平均速度。 【54.5 m/s】,3-9一3cm长的锥形喷嘴，其两端内径分别是8cm和2cm，流量为0.01m3/s，流体无粘性且不可压缩。试导出沿喷嘴轴向的速度表达式，x距离从大内径一端的端面计起。 【 】,3-11由空气预热器经两条管道送往锅炉喷燃器的空气的质量流量qm=8000/h，气温400，管道截面尺寸均为400600mm。已知标准状态（0,101325Pa）

6、下空气的密度。=1.29/m3,求输气管道中空气的平均流速。 【8.85 m/s】,3-10已知流场的速度分布为 求证通过任意一个以原点为圆心的同心圆的流量都是相等的（z方向取单位长度） 提示：流场速度用极坐标表示。,3-12 (图3-25)比体积=0.3816 m3/的汽轮机废汽沿一直径do=100mm的输气管进入主管，质量流量qm=2000/h，然后沿主管上的另两支管输送给用户。已知用户的需用流量分别为qm1=500/h,qm2=1500/h,管内流速均为25 m/s。 求输气管中蒸汽的平均流速及两支管的直径d1、d2。 【27 m/s；0.052m,0.09m】,3-13如图3-26所示

7、直立圆管管径为10mm，一端装有直径为5mm的喷嘴，喷嘴中心离圆管的截面的高度为3.6m，从喷嘴排入大气的水流的出口速度为18 m/s。不计摩擦损失，计算截面处所需要的计示压强。 【1.87105Pa】,3-14忽略损失，求图3-27所示文丘里管内的流量。 【0.0361 m3/s】,3-15如图3-28所示为一文丘里管和压强计，试推导体积流量和压强计读数之间的关系式。 【 】,3-16按图3-29所示的条件求当d=30cm时的流速。 【1.085 m/s】,3-17 输水管中水的计示压强为6.865105Pa，假设法兰盘接头之间的填料破损，形成一个面积A=2mm3的穿孔，求该输水管一昼夜所漏

8、损的水量。 【6.4m3】,3-18 如图3-30所示，敞口水池中的水沿一截面变化的管道排出，质量流量q=14/s。若d1=100mm,d2=75mm,d3=50mm,不计损失。求所需的水头H以及第二管段中央M点的压强，并绘制测压管水头线。 【2.59m,2.04104 Pa】,3-19 如图3-31所示，水从井A利用虹吸管引到井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。 【0.068m,5.89104Pa 】,3-20 送风管道的截面积A1=1m2,体积流量qv1=108000 m3/h，静压p1=

9、0.267N/cm2，风温t1=28。管道经过一段路程以及弯管，大小节收缩段等管子件后，截面积A2=0.64m2，静压p2=0.133N/cm2，风温t2=24。当地测得的大气压p=101325 Pa，求截面A2处的质量流量qm2，体积流量qv2以及两个截面上的平均流速1、2。 【36.11 /s;29,99 m3/s;46,86 m/s;30 m/s】,3-21如图3-32所示，水沿渐缩管道垂直向上流动，已知d1=30cm，d2=20cm,计示压强p1=19.6N/c, p2=9.81 N/c,h=2m。若不计摩擦损失，试计算其流量。 【0.439m3/s】,3-22如图3-33所示，离心式

10、水泵借一内径d=150mm的吸水管以q=60m3/h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。 【4.02m】,3-23 （图3-34）离心式风机借集流器从大气中吸取空气。其测压装置为一从直径d=200mm圆柱形管道上接出的，下端插入水槽中的玻璃管。若水在玻璃管中的上升高度H=250mm， 求风机每秒吸取的空气量qv 空气的密度=1.29/m3 【1.935m3/s】,3-24连续管系中的90渐缩弯管放在水平面上，管径d1=15cm,d2=7.5cm，入口处水平均流速v1=2.5m/s，静压

11、pe1=6.8610 Pa（计示压强）。如不计能量损失，试求支撑弯管在其位置所需的水平力。 【259.4N】,3-25额定流量qm=35690/s的过热蒸汽，压强p=981N/cm2，温度t=510，（对应的蒸汽比体积=0.03067m3/），经27323mm的主蒸汽管道铅垂向下，再经90弯管转向水平方向流动。如不计能量损失，试求蒸汽作用给弯管的水平力。 【3.98104N】,3-26如图3-35所示，相对密度为0.83的油水平射向直立的平板， 已知。=20m/s，求支撑平板所需的力F。 【652N】,3-27空气射流从喷嘴里射出，吹到一与之成直角的壁面上，壁面上装有一测压计，测压计读数高于大

12、气压466.6Pa。求空气离开喷嘴时的速度近似值，空气为标准状态。 【19 m/s】 3-28水龙头连接在压力箱内，水龙头的入流速度可忽略不计，压强170kPa。水龙头往大气中喷水，设水柱成单根流线，忽略空气阻力，估计水流能达到的最大高度（离出口）。 【17.3m】,3-29如图3-36所示，一股射流以速度水平射到倾斜光滑平板上，体积流量为qv0 求沿板面向两侧的分流流量qv1与qv2的表达式，以及流体对板面的作用力。忽略流体撞击的损失和重力影响，射流的压强分布在分流前后都没有变化。,【 】,3-30如图3-36所示的流动，如果沿一侧的流动的流 体流量为总流量的45%，问平板倾斜角多大？ 【8

13、415】,3-31如图3-37所示，平板向着射流以等速运动，导出使平板运动所需功率的表达式。,【 】,3-32如图3-38所示的流动，射流以绝对速度o流入叶片。假如射流的绝对速度偏转120o，求叶片出口边角度。 【151.3】,3-33 （图3-39）水泵叶轮的内径d1=20cm，外径d2=40cm，叶片宽度b=4cm，水在叶轮入口处沿径向流入，在出口处与径向成30角的方向流出，质量流量qm=81.58/s。试求水在叶轮入口与出口处的流速1与2 【3.25m/s;1.875 m/s】,3-34(图3-40)风机叶轮的内径d1=12.5cm，外径d2=30cm,叶片宽度b=2.5cm,转速n=1725r/min，体积流量qv=372m3/h。空气在叶片入口处沿径向流入，绝对压强p1=9.7104 Pa，气温t1=20，叶片出口方向与叶