習(xí)題熱工基礎(chǔ)及流體力學(xué)

黏性及黏性的表示方法產(chǎn)生阻抗流體層間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的內(nèi)摩擦力的這種流體的性質(zhì)。兩種表示方法：動(dòng)力黏度、運(yùn)動(dòng)黏度流線與跡線流線：某瞬時(shí)流場(chǎng)中的一條空間曲線，該瞬時(shí)曲線上的點(diǎn)的速度與該曲線相切。跡線：流體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡。斷面平均流速與時(shí)間平均流速qV Vq

vdA A斷面平均流速：v

A A1Tvdt時(shí)間平均流速： T 0層流與紊流流體連續(xù)介質(zhì)模型。定常與非定常流動(dòng)參數(shù)在每一時(shí)刻都隨時(shí)間發(fā)生變化，則這種流動(dòng)為非定常流動(dòng)。沿程阻力、局部阻力流體沿流動(dòng)路程所受的阻礙稱為沿程阻力局部阻力之流體流經(jīng)各種局部障礙（如閥門、彎頭、變截面管等）時(shí)，由于水流變形、方向變化、速度重新分布，質(zhì)點(diǎn)間進(jìn)行劇烈動(dòng)量交換而產(chǎn)生的阻力。8. 有旋流動(dòng)、無(wú)旋流動(dòng)有旋流動(dòng)：流體微團(tuán)的旋轉(zhuǎn)角速度不等于零的流動(dòng)稱為有旋流動(dòng)。無(wú)旋流動(dòng)：流體微團(tuán)的旋轉(zhuǎn)角速度等于零的流動(dòng)稱為無(wú)旋流動(dòng)。9. 流體動(dòng)力黏度和運(yùn)動(dòng)黏度動(dòng)力黏度：?jiǎn)挝凰俣忍荻葧r(shí)內(nèi)摩擦力的大小運(yùn)動(dòng)黏度：動(dòng)力粘度和流體密度的比值二．計(jì)算題

dv/dz1．如圖，盛水容器以轉(zhuǎn)速n450r/min繞垂直軸旋轉(zhuǎn)。容器尺寸D400mm，d200mm，

350mm

h 520mmm50kg，不計(jì)212AB所受的力。212解：將坐標(biāo)原點(diǎn)C取在液面處，則液面方程設(shè)液面上O點(diǎn)處壓強(qiáng)為p0，則2r2

z2r22gd/2(p 0 0則

)2rdrmg24mg2(d/2)2p0 2求螺栓組A受力：在上蓋半徑為r處取寬度為dr的環(huán)形面積，該處壓強(qiáng)為pp0

(h1

2r2)g2g上蓋所受總壓力為F D/2prdrD/2(

2r2)g)3723NP1 d/2

d/2

1 2g方向垂直向上。螺栓組B受力：下底r處壓強(qiáng)為pp0

(hh1

2r2)g2g下底受總作用力：F D/2prdD/2(

(h

2r2)g)d469P2 0

0 0

2 2gV方向垂直向下。2．將一平板深入水的自由射流內(nèi)，垂直于射流的軸線。該平板截去射流流量的一部分q ，引起射流剩余部分偏轉(zhuǎn)角度。已知射流流速V/s，全部VV 量q 36103m3/s，截去流量q 12103mV 取控制體如圖，對(duì)I-I和1-1列伯努利方程得

/s。求偏角及平板受力F。V V V1 2由動(dòng)量守恒（取動(dòng)量修正系數(shù)均為1）VsinqV2VqV10VsinVq11V所以Vq 2所以V2故有30在水平方向列動(dòng)量方程RqV2

VcosqV

V456.46(N)d0.85

10cm d，2，

4cm，當(dāng)管內(nèi)流速為V

6m/s時(shí)，求聯(lián)結(jié)螺栓受力為多少？1解：1由連續(xù)性方程得q V 1 1所以

/42 2

/4 V(d1 2

/d)2V1 2

（b）對(duì)緩變過(guò)流斷面列伯努利方程，不計(jì)損失，2 且取 12 p V2 p V2z 1 1 z1 g 2g

2 2g 2g1 2 由于噴嘴水平放置，故z z。而流出大氣中p 01 2 p 1 2 2

V2)1將式（b）代入，得 dp [(1 2

1)41]V212

（c）p d2用動(dòng)量方程求受力。如圖取控制體，則控制體內(nèi)流體在x方向受壓力 14 1，方向沿x軸正向；噴嘴對(duì)控制體內(nèi)流體的作用力Fx軸方向。因此有F p dx 14 1

F0102沿x方向列動(dòng)量方程，且取 0102

1，有p d14 1

FV 2

V)1整理并將a（）代入，有F497N由牛頓第三定律，螺栓組受力FF497N其中負(fù)號(hào)表示F與F方向相反，即F沿x軸正向。4.求如圖所示管路系統(tǒng)中的輸水流量qV ，已知H =24，l l1

l l3

100m d d，1 2，

d 4

， d3

200mm ， 1 2

0.025 ，3，

0.02 ，閥，

30。解：列1-1，2-2斷面能量方程l V2 l V2 l V2H1 1 2 2 4 41d 2g

2d 2g

4d 2g 1 2 4由并聯(lián)管流特點(diǎn)：d4 2

d2V4 3

d2V4 1

d2V4 4 4 l V2 l V2 V2 2 22d 2g2

33d3

3 2g

32g 聯(lián)立（b（）式并代入已知條件可解得V 3 2V 2 1V 3.07m/s1q d2VV 4 1

24103m3/s推導(dǎo)靜止流體對(duì)平面壁的作用力計(jì)算公式。ab為一塊面積為A的任意形狀的平板，與液體表面呈角放置，液體內(nèi)部的壓強(qiáng)取相對(duì)壓強(qiáng)。作用在微分面積dA上的壓力：dF pdAghdA(ysin)dAp作用在平面ab上的總壓力：F dFp A p

gsinydAA為受壓面面積A對(duì)OX軸的靜矩

由工程力學(xué)知