安徽理工大學 流體力學真題15參考答案

本文格式為Word版，下載可任意編輯——安徽理工大學流體力學真題15參考答案液體力學15參考答案

一、簡答題

1、真空度真空度是絕對壓強不足一個大氣壓強的不足部分。其值不能為負。2、跡線：就是流體質(zhì)點的運動軌跡。

3、理想流體:不考慮流體的粘性，并忽略其可壓縮性的流體。4、過流斷面：垂直于流束的斷面稱為過流斷面。5、孔口：

6、水力半徑：過流斷面積除以濕周稱為水力半徑；水力半徑的4倍稱為水力直徑。

7、表面力：表面力作用于流體表面或內(nèi)部界面，是通過與表面或內(nèi)部界面的直接接觸而實現(xiàn)，

8、水力長管：滾動中局部損失與沿程損失相比較而可以忽略不計時，稱為水力長管。9、并聯(lián)管路基本特征：

10：量綱和諧原理：一個完整、正確的物理方程式中的每一項應具有一致的量綱。

二、解：與管壁接觸的一很薄流層，其內(nèi)滾動符合層流特點，稱層流邊界，厚度

??32.8?Re,當?小于粗糙凸起為水力光滑管，大于粗糙凸起為水力粗糙管。

三．答案

當管嘴外伸長度L大于管嘴內(nèi)徑d的3倍以上時

P1(L?3d)稱厚壁孔，其流量的研究方法于薄壁小孔時是相

1H1同的（參看圖6-19）。以管嘴軸線為基準，對斷面（1－1）和（2－2）列Bernulli方程：

p1?u122Lcc?2g?p2??u222g??h（3分）

L02?h由三部分組成：(1)斷面1－1到C－C之間的能量損失，屬進口損失；(2)斷面C－C

之后的擴散損失；(3)射流附壁后的沿程（l0上）摩擦阻力損失。前兩項損失之和為

u22h1??2g，由表6.2知??0.5；第三項損失hz??L0u22d2g，（3分）

代入式(6.4-21)可確定管內(nèi)流速u2為

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

?

則管中流量為

Q?CdA2u2?CdA22(gH??p?)（3分）

四、計算題

1、解：列兩測點斷面伯努利方程，

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、如下圖為一側(cè)有水的傾斜安裝的均質(zhì)矩形閘門，其寬度b=2m，傾斜角??600，鉸鏈

中心O位于水面上，水深h=3m，求閘門開啟時所需鉛直向上的提升力T，設閘門重力G=0.196×105N。Jc?Bh/12；(15分)

3解：閘門所受總壓力

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

壓力中心D到鉸鏈中心O的距離為：

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

2sin60?1.732?6.9312?2.3095msin60拉力T對O點的力臂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、如圖

3，水銀壓差計連接在水平放置的汾丘里流量計上。今測得其中水銀高差h=80mm,已知

D=10cm，d=5cm，汾丘里流量計的流量系數(shù)μ=0.98，水銀重度為133000N/m3。問水通過流量計的實際流量為若干？(15分)

解：根據(jù)流量計計算公式：

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的水流過??45的收縮彎管（在水平面內(nèi)），彎管進口直徑d1?0.05m，壓力

Nm2，彎管出口直徑d2?0.025m。設滾動定常，不計阻力損失，求水流對彎管壁的作

用力？(15分)

解：以水平方向為X軸，以右向為正方向。以垂直方向為Y軸，以上方為正方向。

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

在斷面1—1和2—2建立貝努力方程：

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)然后建立分開體的動量方程：

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