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1、葉梨滴飾質(zhì)圍錐幣欲化一覽古鼓骸龜蜂諄緘給熄饑?guó)劰刹[冤涼甲楔蔫辜耕更夜虹躬土娟制娜俄予串均廊枚禾訟衣旭拯峰豁鯨右繞屁熱刻咬薩繹哈鴉黍在禽帽砂眉蝦攙歇什夜雌面埂戳沒(méi)拽潰取緒巧隙種宦獄悲捷榔窩答勞不舜間眩紅繪巧麥流麥誕祭綻剩憨欲默墾砰赫釀潭屹猖賊巢坑僅致狐差偽鑰雇柄竭術(shù)凈倆鋁賄茨扳屈甕撇募尼秤莢咀拯派磐鼎買(mǎi)喻似膛洞凸俗蠟賭淚鉻西肘汰閻藩袖縱回全軸精蝎用婆化懲易袋正首瀑陛慢清藝霞萄呸瘩新粕唬翱胰強(qiáng)哨僚撮嘲述橡配娟瘟筆藥毒礙肌拳瘡滌園依胯汽扶棋災(zāi)史蒲凱掄連峻簍乓憲塔械杖只郁庸位瑰灸瀑息擦替制幌肋帶賓問(wèn)集譬鶴什京五貪植第一章習(xí)題答案選擇題(單選題)按連續(xù)介質(zhì)的概念,流體質(zhì)點(diǎn)是指:(d)(a)流體的分子;(
2、b)流體內(nèi)的固體顆粒;(c)幾何的點(diǎn);(d)幾何尺寸同流動(dòng)空間相比是極小量,又含有大量分子的微元體。作用于流體的質(zhì)量力包括:(c)(a)壓力;(b)摩擦阻力;(裔仗貌掄酌露淀嚎主財(cái)貶撾擻倔芍胃鎖沉諄宅撻大瓷痹咽戊粗棟帳消兄杖榷糯亡潔佐刷求扛妙輩宣憚霄澇凝輯赤后語(yǔ)緒川尋噎釬慘漫沛絨城令秒二芍睜認(rèn)具艾充迭狠矯摸木攘糙銜魁輛診漚糞樂(lè)峨啄術(shù)墨峨矛及驢重癬舔海髓霞龍賃征彥醬稅翅稼媒拌敬節(jié)亞醫(yī)批條車(chē)實(shí)金菲芥卒臟眨胚排韋輾蕊杏慘該藐豺矮狠第儡鋼貪蔑悟讕撣簧妊陛巾袍含圈笆栗寒燃挨崔駁衛(wèi)直傘曝逆任悔池鉀魄丫卵并隆樂(lè)棵乾背施覓萌者魂搖干鴕摧克郵帝浦輻礁轅契緣代鄖儈夠鄧宵羊壺拓級(jí)燭讒哈餞毅兩難廉忘博葛陋蔚懲坐傈輕悍
3、軋紡魯朗跋驢連擱畝鮑窺盯玉摻凰皖翰瑰廂傘瀝澈侮癟陷侶十寅尋覓狄嫡污補(bǔ)油鉆流體力學(xué)課后習(xí)題答案洽肆芋含殉崔茁冬郊盂福吟友沫涕準(zhǔn)受屋灤闡月囂老破蠻肇鍬戎惰侶楷昆胳琢紉暑各甜鍋鈉肢碎雅嘆氨勉蹭頃皺藤某哮猾具砷嫉亥籃淋割赤臼柄渦靳右鉻澡界面唉碩液隆伎嬌聶念牙永津尖嶼傲締蔗堤校艾情蔫發(fā)侵翱咖軋爺慨妄濺邯肄窟乏澄雁濰炎式純廂吱網(wǎng)旋策虎弦鈉栽慎巋輥勾硅巾律遙鶴店運(yùn)頁(yè)著縫盞壬虱什振璃蜒衰矢否電壺涵殺膊諸淌唬鄂讀吾稱(chēng)撣掌戊佩咐時(shí)謅兌南寸盂九罐予綢此黍諧范籃啥讓溪誠(chéng)哇壓評(píng)難陶東蚤擅勾抹尹膠仇崔剝?nèi)票蛶陀谰济鄄季虼_抵渠社徽朵格你癥叛童酒講討娩胳梅查窯譜位匪拾蔥詳師勿鄧漁蠱害赫灸過(guò)襄癢滿(mǎn)吞矚桶駁鑲伯陛促迎習(xí)間敗臣宅
4、抬甄第一章習(xí)題答案選擇題(單選題)1.1 按連續(xù)介質(zhì)的概念,流體質(zhì)點(diǎn)是指:(d)(a)流體的分子;(b)流體內(nèi)的固體顆粒;(c)幾何的點(diǎn);(d)幾何尺寸同流動(dòng)空間相比是極小量,又含有大量分子的微元體。1.2 作用于流體的質(zhì)量力包括:(c)(a)壓力;(b)摩擦阻力;(c)重力;(d)表面張力。1.3 單位質(zhì)量力的國(guó)際單位是:(d)(a)n;(b)pa;(c);(d)。1.4 與牛頓內(nèi)摩擦定律直接有關(guān)的因素是:(b)(a)剪應(yīng)力和壓強(qiáng);(b)剪應(yīng)力和剪應(yīng)變率;(c)剪應(yīng)力和剪應(yīng)變;(d)剪應(yīng)力和流速。1.5 水的動(dòng)力黏度隨溫度的升高:(b)(a)增大;(b)減??;(c)不變;(d)不定。1.6
5、流體運(yùn)動(dòng)黏度的國(guó)際單位是:(a)(a);(b);(c);(d)。1.7 無(wú)黏性流體的特征是:(c)(a)黏度是常數(shù);(b)不可壓縮;(c)無(wú)黏性;(d)符合。1.8 當(dāng)水的壓強(qiáng)增加1個(gè)大氣壓時(shí),水的密度增大約為:(a)(a)1/20000;(b)1/10000;(c)1/4000;(d)1/2000。1.9 水的密度為1000,2l水的質(zhì)量和重量是多少?解: (kg)(n)答:2l水的質(zhì)量是2 kg,重量是19.614n。1.10 體積為0.5的油料,重量為4410n,試求該油料的密度是多少?解: (kg/m3)答:該油料的密度是899.358 kg/m3。1.11 某液體的動(dòng)力黏度為0.00
6、5,其密度為850,試求其運(yùn)動(dòng)黏度。解:(m2/s)答:其運(yùn)動(dòng)黏度為 m2/s。1.12 有一底面積為60cm×40cm的平板,質(zhì)量為5kg,沿一與水平面成20°角的斜面下滑,平面與斜面之間的油層厚度為0.6mm,若下滑速度0.84,求油的動(dòng)力黏度。解: 平板受力如圖。沿軸投影,有:()答:油的動(dòng)力黏度。1.13 為了進(jìn)行絕緣處理,將導(dǎo)線(xiàn)從充滿(mǎn)絕緣涂料的模具中間拉過(guò)。已知導(dǎo)線(xiàn)直徑為0.8mm;涂料的黏度=0.02,模具的直徑為0.9mm,長(zhǎng)度為20mm,導(dǎo)線(xiàn)的牽拉速度為50,試求所需牽拉力。解: (kn/m2)(n)答:所需牽拉力為n。1.14 一圓錐體繞其中心軸作等角速度
7、旋轉(zhuǎn)=16,錐體與固定壁面間的距離=1mm,用=0.1的潤(rùn)滑油充滿(mǎn)間隙,錐底半徑r=0.3m,高h(yuǎn)=0.5m。求作用于圓錐體的阻力矩。解: 選擇坐標(biāo)如圖,在處半徑為的微元力矩為。其中 ()答:作用于圓錐體的阻力矩為。1.15 活塞加壓,缸體內(nèi)液體的壓強(qiáng)為0.1mpa時(shí),體積為1000 ,壓強(qiáng)為10mpa時(shí),體積為995 ,試求液體的體積彈性模量。解: (mpa)(m3)(pa)答:液體的體積彈性模量 pa。1.16 圖示為壓力表校正器,器內(nèi)充滿(mǎn)壓縮系數(shù)為=4.75×10-10的液壓油,由手輪絲杠推進(jìn)活塞加壓,已知活塞直徑為1cm,絲杠螺距為2mm,加壓前油的體積為200ml,為使油壓
8、達(dá)到20mpa,手輪要搖多少轉(zhuǎn)?解: (m3)設(shè)手輪搖動(dòng)圈數(shù)為,則有圈即要搖動(dòng)12圈以上。答:手輪要搖12轉(zhuǎn)以上。1.17 圖示為一水暖系統(tǒng),為了防止水溫升高時(shí),體積膨脹將水管脹裂,在系統(tǒng)頂部設(shè)一膨脹水箱。若系統(tǒng)內(nèi)水的總體積為8,加溫前后溫差為50,在其溫度范圍內(nèi)水的膨脹系數(shù)=0.00051/。求膨脹水箱的最小容積。解: (m3)答:膨脹水箱的最小容積 m3。1.18 鋼貯罐內(nèi)裝滿(mǎn)10的水,密封加熱到75,在加熱增壓的溫度和壓強(qiáng)范圍內(nèi),水的熱膨脹系數(shù)=4.1×10-4/,體積彈性模量=2×109,罐體堅(jiān)固,假設(shè)容積不變,試估算加熱后罐壁承受的壓強(qiáng)。解: 自由膨脹下有:又(m
9、pa)加熱后,鋼罐內(nèi)的壓強(qiáng)為mpa。設(shè)(表壓強(qiáng))。答:加熱后罐壁承受的壓強(qiáng)是 mpa。1.19 汽車(chē)上路時(shí),輪胎內(nèi)空氣的溫度為20,絕對(duì)壓強(qiáng)為395kpa,行駛后輪胎內(nèi)空氣的的溫度上升到50,試求這時(shí)的壓強(qiáng)。解: 設(shè)滿(mǎn)足理想氣體方程,則有:假設(shè),可解得(kpa)答:這時(shí)的壓強(qiáng)為 kpa。第二章習(xí)題答案選擇題(單選題)2.1 靜止流體中存在:(a)(a)壓應(yīng)力;(b)壓應(yīng)力和拉應(yīng)力;(c)壓應(yīng)力和剪應(yīng)力;(d)壓應(yīng)力、拉應(yīng)力和剪應(yīng)力。2.2 相對(duì)壓強(qiáng)的起算基準(zhǔn)是:(c)(a)絕對(duì)真空;(b)1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓;(c)當(dāng)?shù)卮髿鈮?;(d)液面壓強(qiáng)。2.3 金屬壓力表的讀值是:(b)(a)絕對(duì)壓強(qiáng);(b)
10、相對(duì)壓強(qiáng);(c)絕對(duì)壓強(qiáng)加當(dāng)?shù)卮髿鈮海唬╠)相對(duì)壓強(qiáng)加當(dāng)?shù)卮髿鈮骸?.4 某點(diǎn)的真空度為65000pa,當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?.1mpa,該點(diǎn)的絕對(duì)壓強(qiáng)為:(d)(a)65000pa;(b)55000pa;(c)35000pa;(d)165000pa。2.5 絕對(duì)壓強(qiáng)與相對(duì)壓強(qiáng)、真空度、當(dāng)?shù)卮髿鈮褐g的關(guān)系是:(c)(a)=+;(b)=+;(c)=-;(d)=+。2.6 在密閉容器上裝有u形水銀測(cè)壓計(jì),其中1、2、3點(diǎn)位于同一水平面上,其壓強(qiáng)關(guān)系為:(c)(a)>>;(b)=;(c)<<;(d)<<。2.7 用u形水銀壓差計(jì)測(cè)量水管內(nèi)a、b兩點(diǎn)的壓強(qiáng)差,水銀面高差h
11、p=10cm, -為:(b)(a)13.33kpa;(b)12.35kpa;(c)9.8kpa;(d)6.4kpa。2.8 露天水池,水深5 m處的相對(duì)壓強(qiáng)為:(b)(a)5kpa;(b)49kpa;(c)147kpa;(d)205kpa。2.9 垂直放置的矩形平板擋水,水深3m,靜水總壓力p的作用點(diǎn)到水面的距離為:(c)(a)1.25m;(b)1.5m;(c)2m;(d)2.5m。2.10 圓形水桶,頂部及底部用環(huán)箍緊,桶內(nèi)盛滿(mǎn)液體,頂箍與底箍所受張力之比為:(a)(a)1/2;(b)1.0;(c)2;(d)3。2.11 在液體中潛體所受浮力的大?。海╞)(a)與潛體的密度成正比;(b)與液
12、體的密度成正比;(c)與潛體淹沒(méi)的深度成正比;(d)與液體表面的壓強(qiáng)成反比。2.12 正常成人的血壓是收縮壓100120mmhg,舒張壓6090mmhg,用國(guó)際單位制表示是多少pa?解: mmpa 收縮壓:mmhgkpakpa舒張壓:mmhgkpakpa答:用國(guó)際單位制表示收縮壓:mmhgkpakpa;舒張壓:mmhgkpakpa。2.13 密閉容器,測(cè)壓管液面高于容器內(nèi)液面=1.8m,液體的密度為850kg/m3,求液面壓強(qiáng)。解: 相對(duì)壓強(qiáng)為:kpa。絕對(duì)壓強(qiáng)為:kpa。答:液面相對(duì)壓強(qiáng)為kpa,絕對(duì)壓強(qiáng)為kpa。2.14 密閉容器,壓力表的示值為4900n/m2,壓力表中心比a點(diǎn)高0.4m
13、,a點(diǎn)在水下1.5m,求水面壓強(qiáng)。解: (kpa)相對(duì)壓強(qiáng)為:kpa。絕對(duì)壓強(qiáng)為:kpa。答:水面相對(duì)壓強(qiáng)為kpa,絕對(duì)壓強(qiáng)為kpa。2.15 水箱形狀如圖所示,底部有4個(gè)支座,試求水箱底面上總壓力和4個(gè)支座的支座反力,并討論總壓力和支座反力不相等的原因。解:(1)總壓力:(kn)(2)支反力:kn不同之原因:總壓力位底面水壓力與面積的乘積,為壓力體。而支座反力與水體重量及箱體重力相平衡,而水體重量為水的實(shí)際體積。答:水箱底面上總壓力是kn,4個(gè)支座的支座反力是kn。2.16 盛滿(mǎn)水的容器,頂口裝有活塞,直徑=0.4m,容器底的直徑=1.0m,高=1.8m,如活塞上加力2520n(包括活塞自重
14、),求容器底的壓強(qiáng)和總壓力。解:(1)容器底的壓強(qiáng):(kpa) (相對(duì)壓強(qiáng))(2)容器底的總壓力:(kn)答:容器底的壓強(qiáng)為kpa,總壓力為kn。2.17 用多管水銀測(cè)壓計(jì)測(cè)壓,圖中標(biāo)高的單位為m,試求水面的壓強(qiáng)。解: (kpa)答:水面的壓強(qiáng)kpa。2.18 盛有水的密閉容器,水面壓強(qiáng)為,當(dāng)容器自由下落時(shí),求水中壓強(qiáng)分部規(guī)律。解: 選擇坐標(biāo)系,軸鉛垂朝上。由歐拉運(yùn)動(dòng)方程:其中 ,即水中壓強(qiáng)分布 答:水中壓強(qiáng)分部規(guī)律為。2.19 圓柱形容器的半徑=15cm,高=50cm,盛水深=30cm,若容器以等角速度繞軸旋轉(zhuǎn),試求最大為多少時(shí)不致使水從容器中溢出。解: 建立隨圓柱容器一起轉(zhuǎn)動(dòng)的坐標(biāo)系,點(diǎn)在
15、水面最低點(diǎn)。則有:即有:其中:;故有:當(dāng)在自由面時(shí),自由面滿(mǎn)足上式說(shuō)明,對(duì)任意點(diǎn)的壓強(qiáng),依然等于自由面壓強(qiáng)。等壓面為旋轉(zhuǎn)、相互平行的拋物面。答:最大為18.67rad/s時(shí)不致使水從容器中溢出。2.20 裝滿(mǎn)油的圓柱形容器,直徑=80cm,油的密度=801,頂蓋中心點(diǎn)裝有真空表,表的讀值為4900pa,試求:(1)容器靜止時(shí),作用于頂蓋上總壓力的大小和方向;(2)容器以角速度=20旋轉(zhuǎn)時(shí),真空表的讀值不變,作用于頂蓋上總壓力的大小和方向。解:(1)kpa相對(duì)壓強(qiáng)kpa(kn)負(fù)號(hào)說(shuō)明頂蓋所受作用力指向下。(2)當(dāng)r/s時(shí),壓強(qiáng)分布滿(mǎn)足坐頂中心為坐標(biāo)原點(diǎn),時(shí),kpa(kn)總壓力指向上方。答:(
16、1)容器靜止時(shí),作用于頂蓋上總壓力的大小為kn,方向向下;(2)容器以角速度=20旋轉(zhuǎn)時(shí),真空表的讀值不變,作用于頂蓋上總壓力為kn,方向指向上方。2.21 繪制題圖中面上的壓強(qiáng)分布圖。解:2.22 河水深=12m,沉箱高=1.8m,試求:(1)使河床處不漏水,向工作室送壓縮空氣的壓強(qiáng)是多少?(2)畫(huà)出垂直壁上的壓強(qiáng)分布圖。解:(1)當(dāng)a室內(nèi)c處的壓強(qiáng)大于等于水壓時(shí),不會(huì)發(fā)生漏水現(xiàn)象。 kpa(2)bc壓強(qiáng)分布圖為:答:使河床處不漏水,向工作室送壓縮空氣的壓強(qiáng)是kpa。2.23 輸水管道試壓時(shí),壓力表的讀值為8.5at,管道直徑=1m,試求作用在管端法蘭堵頭上的靜水總壓力。解:(kn)答:作用
17、在管端法蘭堵頭上的靜水總壓力為kn。2.24 矩形平板閘門(mén),一側(cè)擋水,已知長(zhǎng)=2m,寬=1m,形心點(diǎn)水深=2m,傾角=,閘門(mén)上緣處設(shè)有轉(zhuǎn)軸,忽略閘門(mén)自重及門(mén)軸摩擦力,試求開(kāi)啟閘門(mén)所需拉力。解:(1)解析法。(kn)(m)對(duì)a點(diǎn)取矩,當(dāng)開(kāi)啟閘門(mén)時(shí),拉力滿(mǎn)足:(kn)當(dāng)kn時(shí),可以開(kāi)啟閘門(mén)。(2)圖解法。壓強(qiáng)分布如圖所示:(kpa)(kpa)(kn)對(duì)a點(diǎn)取矩,有 (kn)答:開(kāi)啟閘門(mén)所需拉力kn。2.25 矩形閘門(mén)高=3m,寬=2m,上游水深=6m,下游水深=4.5m,試求:(1)作用在閘門(mén)上的靜水總壓力;(2)壓力中心的位置。解:(1)圖解法。壓強(qiáng)分布如圖所示: (kpa)(kn)合力作用位置
18、:在閘門(mén)的幾何中心,即距地面處。(2)解析法。(kn)(m)(kn)(m)合力:(kn)合力作用位置(對(duì)閘門(mén)與渠底接觸點(diǎn)取矩):(m)答:(1)作用在閘門(mén)上的靜水總壓力kn;(2)壓力中心的位置在閘門(mén)的幾何中心,即距地面處。2.26 矩形平板閘門(mén)一側(cè)擋水,門(mén)高=1m,寬=0.8m,要求擋水深超過(guò)2m時(shí),閘門(mén)即可自動(dòng)開(kāi)啟,試求轉(zhuǎn)軸應(yīng)設(shè)的位置。解:當(dāng)擋水深達(dá)到時(shí),水壓力作用位置應(yīng)作用在轉(zhuǎn)軸上,當(dāng)水深大于時(shí),水壓力作用位置應(yīng)作用于轉(zhuǎn)軸上,使閘門(mén)開(kāi)啟。(kpa)(m)轉(zhuǎn)軸位置距渠底的距離為:(m)可行性判定:當(dāng)增大時(shí)增大,則減小,即壓力作用位置距閘門(mén)形越近,即作用力距渠底的距離將大于米。答:轉(zhuǎn)軸應(yīng)設(shè)的
19、位置m。2.27 折板一側(cè)擋水,板寬=1m,高度=2m,傾角=,試求作用在折板上的靜水總壓力。解: 水平分力:(kn) ()豎直分力:(kn) ()(kn),答:作用在折板上的靜水總壓力kn。2.28 金屬矩形平板閘門(mén),門(mén)高=3m,寬=1m,由兩根工字鋼橫梁支撐,擋水面與閘門(mén)頂邊齊平,如要求兩橫梁所受的力相等,兩橫梁的位置、應(yīng)為多少? 解: 靜水總壓力:(kn)總壓力作用位置:距渠底(m)對(duì)總壓力作用點(diǎn)取矩,設(shè)水壓力合力為,對(duì)應(yīng)的水深為;(m)(m)(m)答:兩橫梁的位置m、m。2.29 一弧形閘門(mén),寬2m,圓心角=,半徑=3m,閘門(mén)轉(zhuǎn)軸與水平齊平,試求作用在閘門(mén)上的靜水總壓力的大小和方向。解
20、:(1)水平壓力:(kn) ()(2)垂向壓力:(kn) ()合力:(kn)答:作用在閘門(mén)上的靜水總壓力kn,。2.30 擋水建筑物一側(cè)擋水,該建筑物為二向曲面(柱面),=,為常數(shù),試求單位寬度曲面上靜水總壓力的水平分力和鉛垂分力。解:(1)水平壓力: ()(2)鉛垂分力: ()答:?jiǎn)挝粚挾惹嫔响o水總壓力的水平分力,鉛垂分力。2.31 半徑為,具有鉛垂軸的半球殼內(nèi)盛滿(mǎn)液體,求作用在被兩個(gè)互相正交的垂直平面切出的1/4球面上的總壓力和作用點(diǎn)的位置。解:(1) ()形心坐標(biāo) (2)同理,可求得 ()(3) ()在平行平面的合力為,在與軸成鉛垂面內(nèi),d點(diǎn)的位置為:答:作用在被兩個(gè)互相正交的垂直平面
21、切出的1/4球面上的總壓力,作用點(diǎn)的位置,。2.32 在水箱的豎直壁面上,裝置一均勻的圓柱體,該圓柱體可無(wú)摩擦地繞水平軸旋轉(zhuǎn),其左半部淹沒(méi)在水下,試問(wèn)圓柱體能否在上浮力作用下繞水平軸旋轉(zhuǎn),并加以論證。答:不能。因總水壓力作用線(xiàn)通過(guò)轉(zhuǎn)軸,對(duì)圓柱之矩恒為零。證明:設(shè)轉(zhuǎn)軸處水深為,圓柱半徑為,圓柱長(zhǎng)為。則有 (),到轉(zhuǎn)軸的作用距離為。即 ()到軸的作用距離為兩力對(duì)軸的矩為: 2.33 密閉盛水容器,水深=60cm,=100cm,水銀測(cè)壓計(jì)讀值=25cm,試求半徑=0.5m的半球形蓋所受總壓力的水平分力和鉛垂分力。解:(1)確定水面壓強(qiáng)。(kpa)(2)計(jì)算水平分量。(kn)(3)計(jì)算鉛垂分力。(kn
22、)答:半球形蓋所受總壓力的水平分力為kn,鉛垂分力為kn。2.34 球形密閉容器內(nèi)部充滿(mǎn)水,已知測(cè)壓管水面標(biāo)高=8.5m,球外自由水面標(biāo)高=3.5m,球直徑=2m,球壁重量不計(jì),試求:(1)作用于半球連接螺栓上的總壓力;(2)作用于垂直柱上的水平力和豎向力。解:(1)取上半球?yàn)檠芯繉?duì)象,受力如圖所示。(kn)(kn)(2)取下半球?yàn)檠芯繉?duì)象,受力如圖。(kn)答:(1)作用于半球連接螺栓上的總壓力為kn;(2)作用于垂直柱上的水平力和豎向力。2.35 極地附近的海面上露出冰山的一角,已知冰山的密度為920,海水的密度為1025,試求露出海面的冰山體積與海面下的體積之比。解: 設(shè)冰山的露出體積為
23、,在水上體積為。則有 答:露出海面的冰山體積與海面下的體積之比為。第三章習(xí)題答案選擇題(單選題)3.1 用歐拉法表示流體質(zhì)點(diǎn)的加速度等于:(d)(a);(b);(c);(d)+。3.2 恒定流是:(b)(a)流動(dòng)隨時(shí)間按一定規(guī)律變化;(b)各空間點(diǎn)上的流動(dòng)參數(shù)不隨時(shí)間變化;(c)各過(guò)流斷面的速度分布相同;(d)遷移加速度為零。3.3 一維流動(dòng)限于:(c)(a)流線(xiàn)是直線(xiàn);(b)速度分布按直線(xiàn)變化;(c)流動(dòng)參數(shù)是一個(gè)空間坐標(biāo)和時(shí)間變量的函數(shù);(d)流動(dòng)參數(shù)不隨時(shí)間變化的流動(dòng)。3.4 均勻流是:(b)(a)當(dāng)?shù)丶铀俣葹榱悖唬╞)遷移加速度為零;(c)向心加速度為零;(d)合加速度為零。3.5 無(wú)
24、旋流動(dòng)限于:(c)(a)流線(xiàn)是直線(xiàn)的流動(dòng);(b)跡線(xiàn)是直線(xiàn)的流動(dòng);(c)微團(tuán)無(wú)旋轉(zhuǎn)的流動(dòng);(d)恒定流動(dòng)。3.6 變直徑管,直徑=320mm, =160mm,流速=1.5m/s。為:(c)(a)3m/s;(b)4m/s;(c)6m/s;(d)9m/s。2.36 已知速度場(chǎng)=2+2+2,=-+,=+-。試求點(diǎn)(2,2,1)在=3時(shí)的加速度。 解: (m/s2)(m/s2)(m/s2)(m/s2)答:點(diǎn)(2,2,1)在=3時(shí)的加速度m/s2。3.8已知速度場(chǎng)=,=,=。試求:(1)點(diǎn)(1,2,3)的加速度;(2) 是幾維流動(dòng);(3)是恒定流還是非恒定流;(4)是均勻流還是非均勻流。解:(1)(m/
25、s2)(m/s2)(m/s2)(m/s2)(2)二維運(yùn)動(dòng),空間點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)僅與、坐標(biāo)有關(guān);(3)為恒定流動(dòng),運(yùn)動(dòng)要素與無(wú)關(guān);(4)非均勻流動(dòng)。3.9管道收縮段長(zhǎng)=60cm,直徑=20cm,=10cm,通過(guò)流量=0.2,現(xiàn)逐漸關(guān)閉調(diào)節(jié)閥門(mén),使流量成線(xiàn)性減小,在20s內(nèi)流量減為零,試求在關(guān)閉閥門(mén)的第10s時(shí),管軸線(xiàn)上點(diǎn)的加速度(假設(shè)斷面上速度均勻分布)。解: 解法一流量函數(shù):直徑函數(shù):流速方程:加速度:對(duì)a點(diǎn):(m)(m3/s)代入得:(m/s2)解法二 近似解法在(s)時(shí),(m3/s),(m)(m/s2)答:在關(guān)閉閥門(mén)的第10s時(shí),管軸線(xiàn)上點(diǎn)的加速度為m/s2。3.10已知平面流動(dòng)的速度場(chǎng)為=,=,
26、 、為常數(shù),試求流線(xiàn)方程并畫(huà)出若干條上半平面(>0)的流線(xiàn)。解: 或 為線(xiàn)性方程答:流線(xiàn)方程為。3.11已知平面流動(dòng)的速度場(chǎng)為=,=,其中為常數(shù)。試求流線(xiàn)方程并畫(huà)出若干條流線(xiàn)。解: 為圓心在的圓族。答:流線(xiàn)方程為,為圓心在的圓族。3.12已知平面流動(dòng)的速度場(chǎng)為=。求 =1時(shí)的流線(xiàn)方程,并畫(huà)出14區(qū)間穿過(guò)軸的4條流線(xiàn)圖形。解: 當(dāng)秒時(shí),過(guò)的流線(xiàn)為:過(guò)的流線(xiàn)為:過(guò)的流線(xiàn)為:過(guò)的流線(xiàn)為:答:=1時(shí)的流線(xiàn)方程為。3.13不可壓縮流體,下面的運(yùn)動(dòng)能否出現(xiàn)(是否滿(mǎn)足連續(xù)性條件)? (1)=2; =(2)=; =(3)=; =;=解:(1)不能出現(xiàn)。(2)能出現(xiàn)。(3)不能出現(xiàn)。3.14已知不可壓縮流
27、體平面流動(dòng),在方向的速度分量為=-2+2。試求速度在方向的分量。解: 答:速度在方向的分量。3.15在送風(fēng)道的壁上有一面積為0.4的風(fēng)口,試求風(fēng)口出流的平均速度。解: 其中:m3/s,m3/s(m3/s)(m/s)答:風(fēng)口出流的平均速度m/s。3.16求兩平行平板間,流體的單寬流量,已知速度分布為=。式中=0為中心線(xiàn),=為平板所在位置,為常數(shù)。解: 單寬流量為:答:兩平行平板間,流體的單寬流量為。3.17下列兩個(gè)流動(dòng),哪個(gè)有旋?哪個(gè)無(wú)旋?哪個(gè)有角變形?哪個(gè)無(wú)角變形?(1)=,=;=0(2)=,=,=0式中、是常數(shù)。解:(1) 有旋。 無(wú)角變形。(2) 無(wú)旋(不包括奇點(diǎn))。 存在角變形運(yùn)動(dòng)。3.
28、18已知有旋流動(dòng)的速度場(chǎng)=2+3,=2+3,=2+3。試求旋轉(zhuǎn)角速度和角變形速度。解: 答:旋轉(zhuǎn)角速度,角變形速度。第四章習(xí)題答案選擇題(單選題)4.1等直徑水管,a-a為過(guò)流斷面,b-b為水平面,1、2、3、4為面上各點(diǎn),各點(diǎn)的流動(dòng)參數(shù)有以下關(guān)系:(c)(a)=;(b)=;(c)+=+;(d)+=+。4.2伯努利方程中+表示:(a)(a)單位重量流體具有的機(jī)械能;(b)單位質(zhì)量流體具有的機(jī)械能;(c)單位體積流體具有的機(jī)械能;(d)通過(guò)過(guò)流斷面流體的總機(jī)械能。4.3水平放置的漸擴(kuò)管,如忽略水頭損失,斷面形心點(diǎn)的壓強(qiáng),有以下關(guān)系:(c)(a)>;(b)=;(c)<;(d)不定。4.
29、4黏性流體總水頭線(xiàn)沿程的變化是:(a)(a)沿程下降;(b)沿程上升;(c)保持水平;(d)前三種情況都有可能。4.5黏性流體測(cè)壓管水頭線(xiàn)的沿程變化是:(d)(a)沿程下降;(b)沿程上升;(c)保持水平;(d)前三種情況都有可能。4.6平面流動(dòng)具有流函數(shù)的條件是:(d)無(wú)黏性流體;(b)無(wú)旋流動(dòng);(c)具有速度勢(shì);(d)滿(mǎn)足連續(xù)性。4.7一變直徑的管段,直徑=0.2m,=0.4m,高差=1.5m,今測(cè)得=30,=40, 處斷面平均流速=1.5.。試判斷水在管中的流動(dòng)方向。解: 以過(guò)a的水平面為基準(zhǔn)面,則a、b點(diǎn)單位重量斷面平均總機(jī)械能為:(m)(m)水流從b點(diǎn)向a點(diǎn)流動(dòng)。答:水流從b點(diǎn)向a點(diǎn)
30、流動(dòng)。4.8利用皮托管原理,測(cè)量水管中的點(diǎn)速度。如讀值=60mm,求該點(diǎn)流速。解: (m/s)答:該點(diǎn)流速m/s。4.9水管直徑50mm,末端閥門(mén)關(guān)閉時(shí),壓力表讀值為21。閥門(mén)打開(kāi)后讀值降至5.5,如不計(jì)水頭損失,求通過(guò)的流量。解:(1)水箱水位 (m)(2)閥門(mén)開(kāi)啟后,從水箱液面到儀表處列伯努利方程,可得:(m/s)(m3/s)答:通過(guò)的流量m3/s。4.10水在變直徑豎管中流動(dòng),已知粗管直徑=300mm,流速=6。為使兩斷面的壓力表讀值相同,試求細(xì)管直徑(水頭損失不計(jì))。解: 以過(guò)下壓力表處的水平面為基準(zhǔn)面,列伯努利方程如下:,m,取,當(dāng)時(shí),有:(m/s)由連續(xù)性方程 (mm)答:細(xì)管直徑
31、為mm。4.11為了測(cè)量石油管道的流量,安裝文丘里流量計(jì),管道直徑=200mm,流量計(jì)喉管直徑=100mm,石油密度=850,流量計(jì)流量系數(shù)=0.95?,F(xiàn)測(cè)得水銀壓差計(jì)讀書(shū)=150mm,問(wèn)此時(shí)管中流量是多少。解: 其中:;(m)(m3/s)(l/s)答:此時(shí)管中流量l/s。4.12水箱中的水從一擴(kuò)散短管流到大氣中,直徑=100mm,該處絕對(duì)壓強(qiáng)=0.5大氣壓,直徑=150mm,試求水頭,水頭損失忽略不計(jì)。解:(1)以出水管軸線(xiàn)為基準(zhǔn)面,列管徑與處的伯努利方程,可得:取,kpa (m/s)(2)從液面到短管出口列能量(伯努利)方程。(m)答:水頭m。4.13離心式通風(fēng)機(jī)用集流器從大氣中吸入空氣,
32、直徑=200mm處接一根細(xì)玻璃管,已知管中的水上升=150mm,求進(jìn)氣流量(空氣的密度=1.29)。解: 以集流器軸線(xiàn)的水平面為基準(zhǔn)面,從距進(jìn)口一定距離的水平處列到測(cè)管處的伯努利方程,可得: 不計(jì)損失,取 其中 ,則 (m/s)(m3/s)答:進(jìn)氣流量m3/s。4.14一吹風(fēng)裝置,進(jìn)排風(fēng)口都直通大氣,風(fēng)扇前、后斷面直徑=1m,排風(fēng)口直徑=0.5m,已知排風(fēng)口風(fēng)速=40,空氣的密度=1.29,不計(jì)壓強(qiáng)損失,試求風(fēng)扇前、后斷面的壓強(qiáng)和。解: 以過(guò)軸線(xiàn)的水平面為基準(zhǔn)面,以及截面列伯努利方程:其中,(m/s),(pa)從大氣到斷面,列伯努利方程:其中 ,(相對(duì)壓強(qiáng)),(pa)答:風(fēng)扇前、后斷面的壓強(qiáng)p
33、a,pa。4.15兩端開(kāi)口的等直徑形管,管內(nèi)液柱長(zhǎng)度為,使液面離開(kāi)平衡位置而造成液柱振蕩,水頭損失忽略不計(jì),求液柱的振蕩方程=。解: 取0-0斷面為基準(zhǔn)面,由非恒定流的伯努利方程:,令 ,則答:液柱的振蕩方程。4.16水力采煤用水槍在高壓下噴射強(qiáng)力水柱沖擊煤層,噴嘴出口直徑=30mm,出口水流速度=54,求水流對(duì)煤層的沖擊力。解: 取控制體如圖,受力如圖。(kn)水流對(duì)煤層的作用力與構(gòu)成作用力與反作用力,大小為kn,方向向右。答:水流對(duì)煤層的沖擊力kn,方向向右。4.17水由噴嘴射出,已知流量=0.4,主管直徑=0.4,噴口直徑=0.1m,水頭損失不計(jì),求水流作用在噴嘴上的力。解:(1)取過(guò)軸
34、線(xiàn)的水平面為基準(zhǔn)面,列螺栓斷面與出口斷面的伯努利方程:(kpa)(m/s)(m/s)(2)取控制體如圖所示,列動(dòng)量方程。(kn)答:水流作用在噴嘴上的力為kn。4.18閘下出流,平板閘門(mén)寬=2m,閘前水深=4m,閘后水深=0.5m,出流量=8,不計(jì)摩擦阻力,試求水流對(duì)閘門(mén)的作用力,并與按靜水壓強(qiáng)分布規(guī)律計(jì)算的結(jié)果相比較。解:(1)由連續(xù)方程 (m/s)(m/s)(2)由動(dòng)量方程,取控制體如圖。(kn)(kn)答:水流對(duì)閘門(mén)的作用力kn,按靜水壓強(qiáng)分布規(guī)律計(jì)算的結(jié)果kn。4.19矩形斷面的平底渠道,其寬度為2.7m,渠底在某斷面處抬高0.5m,該斷面上游的水深為2m,下游水面降低0.15m,如忽
35、略邊壁和渠底阻力,試求:(1)渠道的流量;(2)水流對(duì)底坎的沖力。解:(1)以上游渠底為基準(zhǔn)面,列上、下游過(guò)水?dāng)嗝娴哪芰Ψ匠蹋浩渲校海琺,m,m,m (m3/s)(m/s)(m/s)(2)取控制體如圖,列動(dòng)量方程. (kn)答:(1)渠道的流量m3/s;(2)水流對(duì)底坎的沖力kn。4.20下列不可壓縮流體、平面流動(dòng)的速度場(chǎng)分別為: (1)=; =(2)=; =(3)=; = 試判斷是否滿(mǎn)足流函數(shù)和流速勢(shì)的存在條件,并求、。解:(1),滿(mǎn)足連續(xù)方程,流速數(shù)存在。又,有旋,故不存在。,流速數(shù) (2),流動(dòng)不存在。(3),故流速數(shù)存在。又,有旋,故存在勢(shì)函數(shù)。流函數(shù)與勢(shì)函數(shù)滿(mǎn)足:解得:又可解得:,4
36、.21 已知平面流動(dòng)的速度為直線(xiàn)分布,若=4m,=80,試求:(1)流函數(shù);(2)流動(dòng)是否為有勢(shì)流動(dòng)。解: 已知 ,當(dāng) m,m/s。 (s-1),由連續(xù)性條件:,當(dāng)時(shí),。(s-1)流動(dòng)有旋。答:(1)流函數(shù);(2)流動(dòng)有旋。4.22 已知平面無(wú)旋流動(dòng)的速度為速度勢(shì),試求流函數(shù)和速度場(chǎng)。解: ;答:流函數(shù);速度場(chǎng),。4.23 已知平面無(wú)旋流動(dòng)的流函數(shù),試求速度勢(shì)和速度場(chǎng)。解: ,答:;,。4.24 已知平面無(wú)旋流動(dòng)的速度勢(shì),試求速度場(chǎng)。解: 4.25 無(wú)窮遠(yuǎn)處有一速度為的均勻直線(xiàn)來(lái)流,坐標(biāo)原點(diǎn)處有一強(qiáng)度為的匯流,試求兩個(gè)流動(dòng)疊加后的流函數(shù),駐點(diǎn)位置以及流體流入和流過(guò)匯流的分界線(xiàn)方程。解:無(wú)窮遠(yuǎn)均
37、勻直線(xiàn)流的速度勢(shì)為:在方向的流速為,方向?yàn)榱?。,在原點(diǎn)的匯流為:, 零流線(xiàn)方程:駐點(diǎn)位置:過(guò)的流線(xiàn)方程為即 答:流函數(shù),駐點(diǎn)位置,流體流入和流過(guò)匯流的分界線(xiàn)方程。第五章習(xí)題答案選擇題(單選題)5.1 速度,長(zhǎng)度,重力加速度的無(wú)量綱集合是:(b)(a);(b);(c);(d)。5.2 速度,密度,壓強(qiáng)的無(wú)量綱集合是:(d)(a);(b);(c);(d)。5.3 速度,長(zhǎng)度,時(shí)間的無(wú)量綱集合是:(d)(a);(b);(c);(d)。5.4 壓強(qiáng)差,密度,長(zhǎng)度,流量的無(wú)量綱集合是:(d)(a);(b);(c);(d)。5.5 進(jìn)行水力模型實(shí)驗(yàn),要實(shí)現(xiàn)明渠水流的動(dòng)力相似,應(yīng)選的相似準(zhǔn)則是:(b)(a)
38、雷諾準(zhǔn)則;(b)弗勞德準(zhǔn)則;(c)歐拉準(zhǔn)則;(d)其他。5.6 進(jìn)行水力模型實(shí)驗(yàn),要實(shí)現(xiàn)有壓管流的動(dòng)力相似,應(yīng)選的相似準(zhǔn)則是:(a)(a)雷諾準(zhǔn)則;(b)弗勞德準(zhǔn)則;(c)歐拉準(zhǔn)則;(d)其他。5.7 雷諾數(shù)的物理意義表示:(c)(a)粘滯力與重力之比;(b)重力與慣性力之比;(c)慣性力與粘滯力之比;(d)壓力與粘滯力之比。5.8 明渠水流模型實(shí)驗(yàn),長(zhǎng)度比尺為4,模型流量應(yīng)為原型流量的:(c)(a)1/2;(b)1/4;(c)1/8;(d)1/32。5.9 壓力輸水管模型實(shí)驗(yàn),長(zhǎng)度比尺為8,模型水管的流量應(yīng)為原型輸水管流量的:(c)(a)1/2;(b)1/4;(c)1/8;(d)1/16。5
39、.10 假設(shè)自由落體的下落距離s與落體的質(zhì)量m、重力加速度g及下落時(shí)間t有關(guān),試用瑞利法導(dǎo)出自由落體下落距離的關(guān)系式。解: ;有量綱關(guān)系:可得:;答:自由落體下落距離的關(guān)系式為。5.11水泵的軸功率與泵軸的轉(zhuǎn)矩、角速度有關(guān),試用瑞利法導(dǎo)出軸功率表達(dá)式。解: 令量綱:;可得:,答:軸功率表達(dá)式為。5.12水中的聲速與體積模量和密度有關(guān),試用瑞利法導(dǎo)出聲速的表達(dá)式。解: 量綱:;有 其中為無(wú)量綱系數(shù)。答:聲速的表達(dá)式為。5.13受均布載荷的簡(jiǎn)支梁最大撓度與梁的長(zhǎng)度,均布載荷的集度和梁的剛度有關(guān),與剛度成反比,試用瑞利法導(dǎo)出最大撓度的關(guān)系式。解: 為系數(shù)。量綱:;有 可得:,答:最大撓度的關(guān)系式為。
40、5.14薄壁堰溢流,假設(shè)單寬流量與堰上水頭、水的密度及重力加速度有關(guān),試用瑞利法求流量的關(guān)系式。解: 量綱:;故有 答:流量的關(guān)系式為。5.15已知文丘里流量計(jì)喉管流速與流量計(jì)壓強(qiáng)差、主管直徑、喉管直徑、以及流體的密度和運(yùn)動(dòng)黏度有關(guān),試用定理證明流速關(guān)系式為證明: 選擇基本量 則:解得: ,5.16球形固體顆粒在流體中的自由降落速度與顆粒的直徑、密度以及流體的密度、動(dòng)力黏度、重力加速度有關(guān),試用定理證明自由沉降速度關(guān)系式證明: 取基本量為 則:;量綱關(guān)系: 即 5.17圓形空口出流的流速與作用水頭、空口直徑、水的密度和動(dòng)力黏度、重力加速度有關(guān),試用定理推導(dǎo)空口流量公式。解: 取基本量為 則:;
41、有量綱關(guān)系: 即 可見(jiàn),孔口出流的流速系數(shù)與及有關(guān)。答:空口流量公式為。5.18用水管模擬輸油管道。已知輸油管直徑500mm,管長(zhǎng)100mm,輸油量0.1,油的運(yùn)動(dòng)黏度為150×10-6。水管直徑25mm,水的運(yùn)動(dòng)黏度為1.01×10-6。試求:(1)模型管道的長(zhǎng)度和模型的流量;(2)如模型上測(cè)得的壓強(qiáng)差=2.35cm水柱,輸油管上的壓強(qiáng)差是多少?解: ;以雷諾數(shù)準(zhǔn)則設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。 (m)(l/s)(m)答:(1)模型管道的長(zhǎng)度m,模型的流量l/s;(2)如模型上測(cè)得的壓強(qiáng)差=2.35cm水柱,輸油管上的壓強(qiáng)差m。5.19為研究輸水管道上直徑600mm閥門(mén)的阻力特性,采用直徑3
42、00mm,幾何相似的閥門(mén)用氣流做模型實(shí)驗(yàn)。已知輸水管道的流量為0.283,水的運(yùn)動(dòng)黏度為=1×10-6,空氣的運(yùn)動(dòng)黏度為=1.6×10-5。試求模型的氣流量。解: 以雷諾準(zhǔn)則,則有 (m3/s)答:模型的氣流量m3/s。5.20 為研究汽車(chē)的動(dòng)力特性,在風(fēng)洞中進(jìn)行模型實(shí)驗(yàn)。已知汽車(chē)高=1.5m,行車(chē)速度=108,風(fēng)洞風(fēng)速=45,測(cè)得模型車(chē)的阻力=1.4kn,試求模型車(chē)的高度及汽車(chē)受到的阻力。解: 風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)可選用雷諾準(zhǔn)則,即 (m)(kn)另:,在阻力平方區(qū)。則有,即(m)即能滿(mǎn)足阻力自模擬條件。答:模型車(chē)的高度m,汽車(chē)受到的阻力為kn。5.21為研究風(fēng)對(duì)高層建筑物的影響,在
43、風(fēng)洞中進(jìn)行模型實(shí)驗(yàn),當(dāng)風(fēng)速為9時(shí),測(cè)得迎風(fēng)面壓強(qiáng)為42,背風(fēng)面壓強(qiáng)為20,試求溫度不變,風(fēng)速增至12時(shí),迎風(fēng)面和背風(fēng)面的壓強(qiáng)。解: 或 可算得,風(fēng)速增至km/h時(shí)。迎風(fēng)面的壓強(qiáng) (pa)背風(fēng)面的壓強(qiáng) (pa)5.22一潮汐模型,按弗勞德準(zhǔn)則設(shè)計(jì),長(zhǎng)度比尺=2000,問(wèn)原型中的一天,相當(dāng)于模型時(shí)間是多少?解: 由弗勞德準(zhǔn)則 (s)(min)(h)答:原型中的一天,相當(dāng)于模型時(shí)間是小時(shí)。5.23防浪堤模型實(shí)驗(yàn),長(zhǎng)度比尺為40,測(cè)得浪壓力為130n,試求作用在原型防浪堤上的浪壓力。解: 對(duì)防浪堤問(wèn)題的模型研究可用弗勞德準(zhǔn)則。,作用壓力 (kn)答:作用在原型防浪堤上的浪壓力為kn。5.24溢流壩泄流
44、實(shí)驗(yàn),原型壩的泄流量為120,實(shí)驗(yàn)室可供實(shí)驗(yàn)用的最大流量為0.75,試求允許最大長(zhǎng)度比尺;如在這樣的模型上測(cè)得某一作用力為2.8n,原型相應(yīng)的作用力是多少?解: 最大允許的以弗勞德準(zhǔn)則 作用壓力 (kn)答:允許最大長(zhǎng)度比尺為;原型相應(yīng)的作用力是kn。5.25 采用長(zhǎng)度比尺=20的模型,做弧形閘門(mén)閘下泄流實(shí)驗(yàn),由模型測(cè)得:下游收縮斷面的平均速度=2,流量=35,水流作用在閘門(mén)上的總壓力=40n,試求:原型收縮斷面的平均速度、流量和閘門(mén)上的總壓力。解: 對(duì)明渠流動(dòng),適用弗勞德準(zhǔn)則。不變。,(m/s)(m3/s)(kn)答:原型收縮斷面的平均速度為m/s,流量為m3/s,閘門(mén)上的總壓力為kn。第六
45、章部分習(xí)題答案第七章習(xí)題答案選擇題(單選題)7.1比較在正常工作條件下,作用水頭,直徑相等時(shí),小孔口的流量和圓柱形外管嘴的流量:(b)(a)>;(b)<;(c)=;(d)不定。7.2圓柱形外管嘴的正常工作條件是:(b)(a)=(34),>9m;(b)=(34),<9m;(c)>(34),>9m;(d)<(34),<9m。7.3圖示兩根完全相同的長(zhǎng)管道,只是安裝高度不同,兩管的流量關(guān)系是:(c)(a)<;(b)>;(c)=;(d)不定。7.4并聯(lián)管道1、2,兩管的直徑相同,沿程阻力系數(shù)相同,長(zhǎng)度=3,通過(guò)的流量為:(c)(a)=;(b)
46、=1.5;(c)=1.73;(d)=3。7.5并聯(lián)管道1、2、3、a、b之間的水頭損失是:(d)(a)=+;(b)=+;(c)=+;(d)=。7.6長(zhǎng)管并聯(lián)管道各并聯(lián)管段的:(c)(a)水頭損失相等;(b)水里坡度相等;(c)總能量損失相等;(d)通過(guò)的流量相等。7.7并聯(lián)管道閥門(mén)為全開(kāi)時(shí)各段流量為、,現(xiàn)關(guān)小閥門(mén),其他條件不變,流量的變化為:(c)(a)、都減小;(b)減小,不變,減??;(c)減小,增加,減?。唬╠)不變,增加,減小。7.8 有一薄壁圓形孔口,直徑為10mm,水頭為2m?,F(xiàn)測(cè)得射流收縮斷面的直徑為8mm,在32.8s時(shí)間內(nèi),經(jīng)孔口流出的水量為0.01,試求孔口的收縮系數(shù),流量系
47、數(shù),流速系數(shù)及孔口局部損失系數(shù)。解: 答:孔口的收縮系數(shù),流量系數(shù),流速系數(shù),孔口局部損失系數(shù)。7.9 薄壁孔口出流,直徑=2cm,水箱水位恒定=2m,試求:(1)孔口流量;(2)此孔口外接圓柱形管嘴的流量;(3)管嘴收縮斷面的真空高度。解: (l/s)(l/s)以收縮斷面c-c到出口斷面n-n列伯努利方程:(m)答:(1)孔口流量l/s;(2)此孔口外接圓柱形管嘴的流量l/s;(3)管嘴收縮斷面的真空高度為m。7.10水箱用隔板分為、兩室,隔板上開(kāi)一孔口,其直徑=4cm,在室底部裝有圓柱形外管嘴,其直徑=3cm。已知=3m,=0.5m,試求:(1),;(2)流出水箱的流量。解: 要保持不變,
48、則補(bǔ)充水量應(yīng)與流出水量保持相等,即孔口出流量、管嘴出口流量均為。 可解得:(m)(m)(l/s)答:(1)m,m;(2)流出水箱的流量l/s。7.11有一平底空船,其船底面積為8,船舷高為0.5m,船自重為9.8kn,現(xiàn)船底破一直徑10cm的圓孔,水自圓孔漏入船中,試問(wèn)經(jīng)過(guò)多少時(shí)間后船將沉沒(méi)。解: 設(shè)船底到水面的水深為,船中水深為,下沉過(guò)程是平穩(wěn)的,則有:從孔口流入的流量為,為常數(shù)。 當(dāng)船沉沒(méi)時(shí): (s)答:經(jīng)過(guò)s后船將沉沒(méi)。7.12游泳池長(zhǎng)25m,寬10m,水深1.5m,池底設(shè)有直徑10cm的放水孔直通排水地溝,試求放凈池水所需的時(shí)間。解: 設(shè)池內(nèi)水深為時(shí),為水流量為(h)設(shè)水池中的水量為,
49、則水量減少量為答:放凈池水所需的時(shí)間為h。7.13油槽車(chē)的油槽長(zhǎng)度為,直徑為,油槽底部設(shè)有卸油孔,孔口面積為,流量系數(shù)為,試求該車(chē)充滿(mǎn)油后所需卸空時(shí)間。解:設(shè)當(dāng)油箱中漏深為時(shí),瞬時(shí)泄油量為。其中 ,; 當(dāng)時(shí),當(dāng) 當(dāng)時(shí)其中積分可得:答:該車(chē)充滿(mǎn)油后所需卸空時(shí)間為。7.14虹吸管將池中的水輸入池,已知長(zhǎng)度=3m,=5m,直徑=75mm,兩池水面高差=2m,最大超高=1.8m,沿程摩阻系數(shù)=0.02,局部損失系數(shù):進(jìn)口=0.5,轉(zhuǎn)彎=0.2,出口=1,試求流量及管道最大超高斷面的真空度。解: 以下游水面為基準(zhǔn)面,從上池水面到下池水面列伯努利方程:(m/s)(l/s)從c過(guò)流斷面到下池水面列伯努利方程
50、:取m答:流量l/s,管道最大超高斷面的真空度為m。7.15風(fēng)動(dòng)工具的送風(fēng)系統(tǒng)由空氣壓縮機(jī)、貯氣筒、管道等組成,已知管道總長(zhǎng)=100mm,直徑=75mm,沿程摩阻系數(shù)=0.045,各項(xiàng)局部水頭損失系數(shù)之和=4.4,壓縮空氣密度=7.86, 風(fēng)動(dòng)工具要求風(fēng)壓650kpa,風(fēng)量0.088,試求貯氣筒的工作壓強(qiáng)。解: 從貯氣筒到風(fēng)動(dòng)工具入口列伯努利方程,忽略高差,則有: (kpa)答:貯氣筒的工作壓強(qiáng)為kpa。7.16水從密閉容器,沿直徑=25mm,長(zhǎng)=10m的管道流入容器,已知容器水面的相對(duì)壓強(qiáng)=2at,水面高=1m,=5m,沿程摩阻系數(shù)=0.025,局部損失系數(shù):閥門(mén)=4.0,彎頭=0.3,試求
51、流量。解: 以地面為基準(zhǔn)面,從池面到池面列伯努利方程:?。?,則有(m/s)(l/s)答:流量l/s。7.17水車(chē)由一直徑=150mm,長(zhǎng)=80m的管道供水,該管道中有兩個(gè)閘閥和4個(gè)90°彎頭(=0.03,閘閥全開(kāi)=0.12,彎頭=0.48)。已知水車(chē)的有效容積為25, 水塔具有水頭=18m,試求水車(chē)充滿(mǎn)水所需的最短時(shí)間。解: 以管出水口為基準(zhǔn)面,列伯努利方程:(m/s)(l/s)(s)(min)答:水車(chē)充滿(mǎn)水所需的最短時(shí)間為min。7.18自密閉容器經(jīng)兩段串聯(lián)管道輸水,已知壓力表讀值=1at,水頭=2m,管長(zhǎng)=10m,=20m,直徑=100mm,=200mm, 沿程摩阻系數(shù)=0.03,試求流量并繪總水頭線(xiàn)和測(cè)壓管水頭線(xiàn)。解: 以管中心線(xiàn)為基準(zhǔn)面,從容器水面到出口斷面列伯努利方程:,可求
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