水力學(xué)重點(diǎn)題

1、(注意：題目前面打星號的是老師點(diǎn)的題!計算題鄉(xiāng)1章緒論P(yáng)141.12有一底面積為60cmx40cm的平板，質(zhì)量為5kg，沿一與水平面成20°為厚度角的斜面下滑，平板與斜面之間的油層解:?0.6mm，若下滑速度0.84m/s,求油的動力黏度Tdy-式中G16.76yN,A604022400cm20.24m,dyFssin200.61030.05Pas0.610m,du0.84m.sTdy16.76Adu0.240.840.8mm;涂料的黏度尸0.02Pas,1.13為了進(jìn)行絕緣處理，將導(dǎo)線從充滿絕緣涂料的模具中間拉過。已知導(dǎo)線直徑為模解:20mm，導(dǎo)線的牽拉速度為50m/s，試求所需牽

2、拉力。具的直徑為0.9mm,長度為?TA屯,dy式中0.02Pas,du50ms,dy-J-J90.05mm5105m,d,l3.140.8206250.2410m企1.0N51051.14一圓錐體繞其中心軸作等角速度旋轉(zhuǎn)3隙，錐底半徑R=0.3m，高H=0.5mRw2,Mdy?T0.0250.24106dudy1.15活塞加壓，缸體內(nèi)液體的壓強(qiáng)為積彈性模量。dV/Vdp=16rad/s,錐體與固定壁面間的距離o求作用于圓錐體的阻力矩。RA一,式中0.1Pa2'0.1MPa時，體積為(9951000)/1000106Pa(100.1)由此得該液體的體積彈性模量為：第2章流體靜力學(xué)2.1

3、3密閉容器，gh2.14密閉容器，解：由已知，過P40于睦管能面高于容器內(nèi)液面8509.81.8Pa壓力表的示值為A點(diǎn)作等壓面AB,P表水ghB,?P水ghA2.16盛滿水的容器，頂口裝有活塞活塞自重)，求容器底的壓強(qiáng)和總壓力解：依題意，作等壓面MN,Pmn=0,0.505103=1mm,用八=0.1Pa?的潤滑油充滿間R0.3s,duw1621000cm3,壓強(qiáng)為210MPa時，體積為dy1mm103m995cm3。試求液體的體9/Pa1.98109Pa1.98109Nmh=1.8m，液體的密度為850kg/m3,求液面壓強(qiáng)。14994Pa4900N/m2,壓力表中心比A點(diǎn)高0.4m,A點(diǎn)在

4、水面下1.5m,求水面壓強(qiáng)。P0P表水ghBA,直徑d=0.4m,容器底的直徑5880Pa水ghA490010009.8(0.41.5)D=1.0m,高h(yuǎn)=1.8m，如活塞上加力2520N(包括則當(dāng)活塞上加力2520N時：p由帕斯卡原理，此時：p底二水ghp10009.81.8Pa20064PaAaG25202220064Pa(d/2)23.14(0.4/2)237704Pa3.140.52N29597.6N則總壓應(yīng)力：F總=p底A底二p底=37704m,試求水面的壓強(qiáng)P0和絕對壓強(qiáng)p。，abs。水g(3.021.4)2.17用多管水銀測壓計測壓，鹵瓣3的島為Pa解：過1-1等壓皿pp水機(jī)制壓

5、牌P2hgg(2.51.4);對3-3等壓面P2將兩式相加后整理得：P0hgg(2.31.2)水g(2.51.2)hgg(2.31.2)水g(2.51.2)hgg(2.51.4)匚1hgg匚3水g(2.213.61000絕對壓強(qiáng)：p0,absp0pa匚1hgg匚6水g2.91000)264.796989.8Pa(2.2hg2.9264.796kPa362.796kPa水g(3.0水)g1.4)2.21繪制題圖中AB面上的壓強(qiáng)分布圖2.24矩形平板閘門AB,一側(cè)擋水，已知長略閘門自重及門軸摩擦力，試求開啟閘門所需拉力解：pcAghcbl10009.82yDYcIcycA±bF12出bl

6、sinl2sin12hclcosl=2m，寬b=1m，形心點(diǎn)水深hc=2m,T傾角a=45°,閘門上緣A處設(shè)有轉(zhuǎn)軸，忽1239.2kN,22sin45120.1178m?T2.25矩形閘門高壓力中心的位置。Pc解:(1)e),對A點(diǎn)取矩，？?T(2h=3m,寬b=2m,上游水深liPlcosh1=6m,下游水深1117839.21.414h2=4.5m,試求:30.989kN作用在閘門上的靜水總壓力；(2)g(h1h2)10009.8(64.5)14700Pa，則pcAPchb147003288.2kN處，即22.26矩形平板閘門一側(cè)擋水，設(shè)的位置y。(2)壓力中心的位置在YDh32

7、h=1m,1.5m2寬b=0.8m,要求擋水深h1超過閘門即可自動開啟，試求轉(zhuǎn)軸應(yīng)解：YDYcIcYcA(h1h)±bh312(h1h)bh2h1h丘6(2hTh)121.56m21.566(41)則轉(zhuǎn)軸應(yīng)設(shè)的位置：yhyd2.27折板ABC一側(cè)擋水，板寬h10.44m解：水平分力Fxb=1m,高度h2、h1=h2=2m傾角a=45，試求作用在折板上的靜水總壓力。2.29一弧形閘門,與方向。2g(丁)8g,圓心角a=30垂直分力Fzgvg,則總壓力為P.P2P210g98kN。閘門轉(zhuǎn)軸與水面齊平，求作用在閘門上的靜水總壓力的大小解：PxPcAxghxAxhg?2hgh2，式中hRsi

8、n301.5m，則22Pxgh10009.81.522050N則總壓力為P?P2Pz223445.3N,PzgV9800e30R12)7967.4N,3602J7967.4arctan19.67°220502.33密閉盛水容器，水深壓力的水平分力和鉛垂分力。解：容器內(nèi)液面壓強(qiáng)水平分力Px-pcAh1=60cm、h2=100cm，水銀測壓計讀值h=25cm，試求半徑R=0.5m的半球形蓋AB所受總PoHgghgh127.44kPa;半球形蓋AB形心處壓強(qiáng)Pcpgh?37.24kPaPcR237.240.5229.23kN鉛垂分力Pzgv232R9800330.52.

9、56kN3解：axUxtUxUxUxzUxxUyyUz2(2t2x2y)2(tyz)2(txz)026t4x2y2zUyUyUyUyaUx-UUzytxyyz1(2t2x2y)0(tyz)(1)(txz)11y2zxUzUUz（2,2,1）在t=3時的加速度。已知速度場Ux=2t+2x+2y,Uy=t-y+z,Uz=t+x-z。試求點(diǎn)az(4T第3章流體動力學(xué)P653.7是同x泗S是罪均勻流。yay:Jaxx2x*xx2,tyUy-Ux-ayXzazUx匕x(3)(4)yzUy-%xUzUxzuMUx-2,xz1,儻上式得:Uy_.穿yUzUyUyy16.6、此流動為二元流動;vUUxvUyv

10、Uy宰112z153,1、，八z)xy(m)s33x34ms232,235.86msms316.2ms316x2yzay3ms2,az11ms2,tv(ugvvv)UWUyjtvUzk)(i0,此流動為恒定流；vvk)(UxizvvUyUzk)(Ux-xUyUz)zv(UxivvUyjUzk)(Uvaxx'xiayUyyvjazkv、(UxUz)Uxi(z1xyiyj333.13F面的運(yùn)動能否出現(xiàn)(1)Ux2x2y；UyX3x(y2(2)Uxxt2y；Uyxt2yt(3)Ux2y2xz;Uy2yzx2yvUyyz；Uz5v23vxykUzv)Uyjz(UxUyxy0,此流動為非均勻流。

11、（是否滿足連續(xù)性條2y）vUz-)Uzkz解：3.8已知速度場ux=xy2,流；（1）此流動為不2y）4x,Ux(2x2x則UxxyUyUy=-y3/3,Uz=xy,試求:1）點(diǎn)（1,2,3）的加速度；（2）是幾兀流動；（可壓縮流體Uy4xx(2y2)6x-x3y2xy,恒定流動，由不可壓縮流體連續(xù)2x（y2y）x（2y2）,0,此流動不滿足連續(xù)性條件。3）是恒定流還是非恒定性微分方程式計算(2)同理,一(xtx2y)(xt2yt)t,則上一x同理,3.14uy(y2x2xz)uyUz0,此流動滿足連續(xù)性條件。2z,uy2z2zx2zxy已知不可壓縮流體平面流動，在解：此流動為不可壓縮流體二維

12、流動由不可壓縮流體連續(xù)性微分方程式得：積分上式得：Ux(2yzx2yz)yx2z0,此流動不滿足連續(xù)性條件。y方向的速度分量為uy=y2-2x+2yUy(y22x2y)2y2,yUyy2y2,yUxUzKxzxy)xz試求速度在x方向的分量Ux2xy2xf(y),f(y)是y的任意函數(shù)，滿足連續(xù)性微分方程的3.15在送風(fēng)道的壁上有一面積為比可有無數(shù)個。最簡單的情況取f(y)0,即Ux2xy2x。解：由流入和流出送風(fēng)道的流量相等,則4Q22.5Q21.5mAs,0.4m2的風(fēng)口，即Q1Q2Q3,又Q2vA>vA孔口sin30試求風(fēng)口出流量的平均速度Q2=7.5ms所以vrA孔口sin300

13、4_L23.17下列兩個流動，哪個是有旋？哪個是無旋？哪個有角變形？哪個無角變形?(1)uxay,Uyax2)解：兩個流動都為平面流動,只需判別cy22,xyWz是否為零即可，其中Uxcy2xyWxWy2Uz0,式中a、c是常數(shù)。xy2(Wz1Uy1UywzUx2(yx12(aa)0,是有旋流動。乜)yuy2(xy)c2cx2(x(x2xy221yJc2222(xy)2y)c2cyzx,是無角變形。c22cx2、(x2y2)c(x222y)xy2UUx-)y第四章流體動力學(xué)基礎(chǔ)4.7一變直徑的管段流速J2L)P105AB,直徑dA=0.2m,VB=1.5m/so試判斷水在管中的流動方向。0,是

14、無旋流動。(22)迸一雋0,是有角變形。(xy)dB=0.4m,高差均h=1.5m今測得Pa=30kN/m2,Pb=40kN/m2B處斷面平由連續(xù)性方程得VA/dB21.5HaZAPAHbgHa,水由2vA2gVb(dA4.90mBZBPb1.5坐JS5.69m,9.819.6B流向A,他損的弛hwHBgHa5.694.902g0.79mo4.8利用皮托管原理，測量水管中的點(diǎn)流速u。如讀值A(chǔ)h=60mm，求該點(diǎn)流速。解：如圖:PbpAHgghPbPaHgg(Hg水)gh對A、B列伯努利方程:ZaPa2Va2gZbPaVAPb水g2gVa水g2gPbPaPb水gPbPa2Vb2gHg式中Za水)

15、gZbVb0，則(Hg2g(Hg水)水g水g水g2(Hg:29.8(136001000)0.06水4.11為了測量石油管道的流量=850kg/m3,流量計流量系數(shù)Va1000d1=200mm，流量計喉管直徑d2=100mm，石油密度php=150mm，問此時管中流量Q是多少？丁z5v1g2g7z?P2v2.g2gh22v2v1p1p2Hg油-h1-,(Z1-)(Z2-)(2g2ggg油解：方法一：由伯努利方程得:安裝文丘里流量計，管道直徑0.95?，F(xiàn)測得水銀壓差計讀數(shù)22)hp15hp由連續(xù)性方程得：V2V1(-d1)24v1d219.6150.151.715msQvA0.95151.715竺

16、L41/4d；J2g方法二：K1/22210.051m0.036Q31K,h51.2Ls0.051m3s4.12水箱中的水從擴(kuò)水頭直徑失d1=100mm，該處絕對壓強(qiáng)p1=0.5大氣壓，直徑d2=150mm，求水頭H,忽略不計題V1OI軸解，以。戲而為堪準(zhǔn)而，幼22、y徵而的伯!利hFl:o+o+A-=/y+0+0得y/二2卑h2g列17、2-2裁ifil的11純方程J,，4列2-2截面的(門芳利方程0+壘+莊=0+邑+PS2SPS胳問丁P產(chǎn)凡險式和式代人+PKa10.5x98000O.154+981KJ0J-RL+/N98000=+卿X)5+5,06八-10+HnH=l,23m4.13離心式

17、通風(fēng)機(jī)用集流器求進(jìn)氣流量（空氣的密度P解：取激流器外斷面21-1A從大氣中吸入空氣，直徑=1.29kg/m3）。與玻璃管處斷面2-2列伯努利方程:d=200mm處接一根細(xì)玻璃管，已知管中的水上升H=150mm,0000.15109.8247.74ms,Q1.5mAs4.17水由噴嘴射出，已知流量Q=0.4m3/s,主管直徑D=0.4m/s，噴口直徑d=0.1m,水頭損失不計，求水流作用在噴嘴上的麝？根據(jù)流量QvAQQ0.40.4V123.18ms,V2250.96ms,3.14一3.14222222由伯努利方程P1V1-Z2P2V2P20,貝U得：g2gg2g，式中ZZ0,2222222222

18、23182P1V1V2P1V2V1V2V1P1gV2V1V2V110005.961293.4kPag2g2gg2g2g2g2g22由動量方程得:RR2f'Q(V2V1)；式中P20，則D2D2R卜P1AF'P弓1F'Q(VV1)F'2P1()2Q(V2vj綜上得F'P1(")2Q(V21293.41033.14(空)210000.4(50.963.18)143.34kNV）2水流作用在噴嘴上的力FF'143.34kN,大小為143.34kN，方向水平向右。Pi3-V1Pi)gZzi)P2解：（1）根據(jù)流量QVAQV1A8241msQA2

19、88ms,0.52歹U動量方程：RF2R'Q(V2Vj40.5其中R?Aghdbh19.8-24156.8kN,F2P2A2ghc2bh29.820.522則R'RF2Q(V2'V1)98.35kN閘門所受推力RR'98.35kN:,大小為98.35kN,方向水平向右。4.18閘下出流，平板閘門寬b=2m，閘前水深h1=4m，閘后水深h2=0.5m，出流量Q=8m3/s,不計摩擦阻力，試求水流對閘門的作用力，并與按靜水壓強(qiáng)分布規(guī)律計算的結(jié)果相比較。1 212（2）按靜水壓算得壓力大小為：Pghb10009.8（40.5）2結(jié)果相比得：fR,這是因?yàn)樵诹鲃舆^程中存

20、在能量損失。2120.05kN2.45kN,4.19矩形斷面的平底渠道，其寬度0.15m,如忽略邊壁和渠底阻力，試求：解：（1）對1、2斷面，Z.1由伯努利萬程和連續(xù)性萬程得：P2g2gV1V1A1V2A220.5B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（1）渠道的流量；1.5m,Z20.5（2）水流對底坎的沖力。0.151.35m,p1P20,2V22g1.5V11.352gV1(2B)V2(1.35B)2V22g1.52墮1.3519.60.675V219.621.5(0.675V2)19.6(2)由動量方程得：1.35V22.32ms,v11.57m

21、sQV2A?2.321.352.78.46mA'so式中RpAA19.6Q(V2V1)ghdA1000Q(V2Vi)9.8f22752.92kN；P2Pc2Aghc2A10009.8Q(V2vj10008.46(2.321.57)1.352.724.11kN1356.35kN;則F沖F沖RP2Q(V2vi)52.9224.116.3522.46kN。6.12水管直徑d=10cm，管中流速v=1m/s，水溫為10C,試判別流態(tài)；又流速為多少時，流態(tài)將發(fā)生變化解：(1)?要求保持層流的最大流量，則Re四Rec2300v230015.7100.144m.s,0.1443.14(025233/

22、)27.07103s;0.25d2則QvAv()2一22Qm(2).v,ReA解:(1)Revdvd若輸送空氣的質(zhì)量流量為200kg/h(2)要使流態(tài)改變,10.113110676336Rec則vRec2300,流動是紊流。23001.310.03ms。d0.16.13通風(fēng)管道直徑為250mm，輸送的空氣溫度為20C,試求保持層流的最大流量.Re空-Qmd球.250-15469Rec2300,流動是紊流。其流態(tài)是層流還是紊流?53.14(乎)215cm，底寬20cm,流速0.15m/s，水溫10C,試判別流態(tài)。A(2)236001.83106.14有一矩形斷面的小排水溝，水深解：RAbhb2h

23、20215."魯穿27481Rec2300,流動是紊流。6cm0.06m,d4R40.060.24m6.f本小題14分)在悔形新面河道上,有一單孔的與渠追曙寬的潔車水九二伽？MfJAb=4j?,f|R門雀向收縮紊瞰<=0?館集：”?曲(1)(2)-aiWH人不計行建址速*試來土通過水閘的流M(自由出iSh割閘卞游的水流韌接理式.并判斷閘卜是否耍費(fèi)能工。泄水閘,己知例前水森H=Cui*舸門開=7JJ!,閘下職決的澆昂第數(shù)刑”即？閘孔出46的81量察善出hT6.dl趣14分）衿：矩形斷由i河逍1:.打一單孔的口乘逍瞬世何苻線龍實(shí)用加.卜，卜滋期高均為Pt=/八=7m?JJ_L水頭為

24、H=1.5m?堰寬D=10n?.下游水檬&=2m<SAL的=0,502.流速殺教$*0.95）?不計行進(jìn)流速，試求：vl）通過堰的流量碩別別阿FH自山出流還是淹沒出流：<2）判新堰卜游的水流制摟彩式.并判斷閘卜是否耍建消能111?<3一槁無血MITT?7=15.3mJ/s<均曲ift水探ftg-3.25m,(1) 束粘界磔援I(2>求翔界獗速卜(3)求徵渡波速*列別溝勻沆的說態(tài).解過術(shù)赫枳方主周；C水瘵觸水血直3!E與耕?角占剁年4皿里Wnnffi工ORJ&fcJill005y1B-2R?in£(1)求臨菲慮JS九.臨界濂的弗等MH?=1

25、,于醬bSttiin-j-護(hù)Wg此方稗只養(yǎng)一T素知麹乩稱方程衷示為S?n式中用以r言司計？由T/(2*?-0.270Z.A2.7)=-O.M75?S分W的解1A足.-'9<2.7?用：S插肚得到*界血的貧比ft用奇算術(shù)裸：+訂能役麗憶77耽r-d2.697rad忙0R(*C2)求矚界施速”因cos#)1,559m1A-"一“如4.534m慎=；=3.375tn/<C&)cu=375m/sWMMa*.由于肌>Ar,M此*圄亦BfMB麋潼腐MMLr.2)水既產(chǎn)半于建柱僮疽形需水孚堀逍中.已知：扇逋=5,0m.iftltp50mVs.ftflfl水深乩M0

26、5血.試判別水躍的粘式并確定嘆君水裸雖.M貞跌曲術(shù)潦構(gòu)憲皓循敷斤門F口-今二=$.0357A7曲于比羽|講此這牛水麻為強(qiáng)水跌.底后水裸為fityAjt/l+8M-)6.tHmB315E電站港決通拔奉用曲線267.fiSm因此.堰加舄睥為2卻.&了口世建按離度PA7Ot67m.增畫撫段瞬弧豹半栓R及水甲蜂標(biāo)算分榭為fit？0.5Ha8.59nu4一0,175Hjn一工Qm=0.2Hd淄4m？Hr？fOh27G頃=I,？4mRi0.01Hi"Q.69in*X|Q,2A2IIt-%&4m堰預(yù)樁高點(diǎn)下游的曲嫌方握為,VI.？UU&,°J5(17.1S)當(dāng)上游

27、水檢為267,0m時.堰頂加買H=&®m.Jf/JL=0+&5(盤陽謂僵廉救洞三乩購八此時彳散It為Q(1-0.QOS？H>/h？A727MA=630Stn7s雪匕窗令水儉箱罪軋0血寸，H-1亂螞域？=LOST,4陽刑m=1+Qnlj？0.507tMitQ=(l-0.005BiJ>fIiAV2gH,Ji=7556mJ/BSQ=6000mVt時？潢It展數(shù)近日勺桅職值肖叫-6502？Q-(I-0,此式可譽(yù)堪y<H)-106.68(I-0G&S/f>HA-&000-0U實(shí)用堆？令已知】淆瘙上懈世升賦位羸套為2踞用5血？設(shè)計MLift

28、Q=6U0m仃補(bǔ)F瘵木低剖吊旱為22,3皿？筑壩赴芮底崗程為邙巾睢。上高車創(chuàng)追Bf面近館為三角矗水頁寬嚏B-200rru巳確定星ML壩柞腔三禮梅孔凈老E-眉uv閘腋頭薛為半圈彤，迷壤頭部為圜孤序.(D譙葉女任的削形狀+軸施1S定商程(2) 當(dāng)上高辛本悅離程分別壬工0m找269.。e時.所設(shè)il的堆剖血通過的攪Kfi為拓少【下游水位低于堰JXM(3) 斗通過?Q士唇OODflW寸.計II所需的上商辛玄拔高札M閘嫌和邊IR頭鄒均為閾形？禽收蠟鬲敷按經(jīng)除公式什f-1-O.D05SH式申為堰叔作用水頭？W四壩的JM*垠效F%?0+50狙斷虞式為Qvn皿V2jjH?此式景宵一個隸揄收H代人已知敷旅？鍛計

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