流體力學(xué)--第2章(7.8節(jié))習(xí)題

1、伯努利方程伯努利方程1. 在在_流動中，伯努利方程不成立。流動中，伯努利方程不成立。 A.定常定常 B. 理想流體理想流體 C. 不可壓縮不可壓縮 D.可壓縮可壓縮2. 總流伯努利方程中的速度是總流伯努利方程中的速度是_速度。速度。 A. 某點某點 B. 斷面平均斷面平均 C.斷面形心處斷面形心處 D.斷面上最大斷面上最大 3. 應(yīng)用總流的伯努利方程時，兩截面之間應(yīng)用總流的伯努利方程時，兩截面之間_ 。 A. 必須都是急變流必須都是急變流 B. 必須都是緩變流必須都是緩變流 C. 不能出現(xiàn)急變流不能出現(xiàn)急變流 D. 可以出現(xiàn)急變流可以出現(xiàn)急變流 一、選擇題一、選擇題DBD BBAApzpz C

2、CAApzpz CCBBpzpz CCAApzpz 4. 實際流體在等直管道中流動，在過流實際流體在等直管道中流動，在過流斷面斷面1，2上有上有A，B，C點，則下面關(guān)系式點，則下面關(guān)系式成立的是：成立的是： _ A.B.C.D.B 5. 5.如圖，水平放置的漸擴管，如忽略水頭損失，如圖，水平放置的漸擴管，如忽略水頭損失，斷面形心點的壓強有以下關(guān)系：斷面形心點的壓強有以下關(guān)系： _21pp 不不定定A.B.C.D.21pp 21pp C6. 如圖，等直徑管，考慮損失，如圖，等直徑管，考慮損失，A-A斷面為過流斷斷面為過流斷面，面，B-B斷面為水平面，試確定斷面為水平面，試確定1、2、3、4各點的

3、物各點的物理量有以下關(guān)系：理量有以下關(guān)系： _A.B.C.D.gpzgpz 2211 43pp 21pp gpzgpz 4433 A7. 伯努利方程中伯努利方程中 表示表示_。 gvgpz22 A.單位質(zhì)量流體具有的機械能單位質(zhì)量流體具有的機械能 B.單位重量流體具有的機械能單位重量流體具有的機械能 C.單位體積流體具有的機械能單位體積流體具有的機械能 D.通過過流斷面流體的總機械能通過過流斷面流體的總機械能 8. 水流的運動方向是水流的運動方向是_。 A.從高處向低處流從高處向低處流 B.從壓強大處向壓強小處流從壓強大處向壓強小處流 C.從流速大的地方向流速小的地方流從流速大的地方向流速小的

4、地方流 D.從單位重量流體機械能高的地方向低的地方流從單位重量流體機械能高的地方向低的地方流 BD1. 1. 利用畢托管原理測量輸水管中的流量。已知輸水利用畢托管原理測量輸水管中的流量。已知輸水管直徑管直徑d d200mm200mm，水銀壓差計讀數(shù)，水銀壓差計讀數(shù)hh60mm60mm，若輸水，若輸水管斷面平均流速管斷面平均流速v v0.84u0.84uA A，式中，式中u uA A是管軸上未受擾的是管軸上未受擾的A A點的流速。試確定輸水管的流量點的流速。試確定輸水管的流量Q Q。 hAduA二、計算題二、計算題解：由能量方程解：由能量方程得到得到解得解得 ppguAA 22 AAppgu 2

5、2hppA 6 .12 smuA/85. 3 smuvA/24. 384. 0 smvAQ/102. 03 2. 一變直徑管段一變直徑管段AB，直徑，直徑dA0.2m，dB0.4m，高差高差h1.5m。今測得。今測得pA30kN/m2，pB40kN/m2，B處斷面平均流速處斷面平均流速 1.5m/s。試判斷水在管中。試判斷水在管中的流動方向。的流動方向。Bv解：由解：由A、B斷面的連續(xù)性方程斷面的連續(xù)性方程得得以以A所在水平面為基準(zhǔn)面，得所在水平面為基準(zhǔn)面，得A斷面的總水頭斷面的總水頭B斷面的總水頭斷面的總水頭故水在管中的流動方向是從故水在管中的流動方向是從B流向流向A。smddvvABBA/

6、62 mgvgpzAAA898. 422 mgvgphgvgpzBBBBB696. 52222 3. 如圖，高壓水箱的泄水管，當(dāng)閥門關(guān)閉時，如圖，高壓水箱的泄水管，當(dāng)閥門關(guān)閉時，測得安裝在此管路上的壓力表讀數(shù)為測得安裝在此管路上的壓力表讀數(shù)為p1280kPa，當(dāng)閥門開啟后，壓力表上的讀數(shù)變?yōu)?，?dāng)閥門開啟后，壓力表上的讀數(shù)變?yōu)閜260kPa，已知此泄水管的直徑，已知此泄水管的直徑D25mm，求每小，求每小時的泄水流量。（不計水頭損失）時的泄水流量。（不計水頭損失）解：取管中心軸為基準(zhǔn)面，解：取管中心軸為基準(zhǔn)面，水箱中取水箱中取1-1斷面，壓力表處斷面，壓力表處為為2-2斷面，斷面，所以自由液面至

7、管中心軸距離所以自由液面至管中心軸距離閘門打開后，列閘門打開后，列11、22斷面能量方程斷面能量方程hp 1h28.57mgvph2000222 閘門關(guān)閉時閘門關(guān)閉時smv/98.202 hmAvQ/1 .37322 4. 如圖，虹吸管從水池引水至如圖，虹吸管從水池引水至C端流入大氣，已知端流入大氣，已知a1.6m，b3.6m。若不計損失，試求：。若不計損失，試求：1）管中流速）管中流速v及及B點的絕對壓強點的絕對壓強pB。（。（2）若）若B點絕對壓強水頭下降到點絕對壓強水頭下降到0.24m以下時，將發(fā)生汽化，設(shè)以下時，將發(fā)生汽化，設(shè)C端保持不動，問欲不端保持不動，問欲不發(fā)生汽化，發(fā)生汽化，a

8、不能超過多少？不能超過多少？解解:(1)取取1-1斷面在斷面在C處，處，2-2斷面在斷面在B處，自由液處，自由液面為面為0-0斷面斷面，基準(zhǔn)面選在過，基準(zhǔn)面選在過C面中心的水平面。面中心的水平面。列列0、1斷面的能量方程，有斷面的能量方程，有列列0、2斷面的能量方程，有斷面的能量方程，有g(shù)v200006 . 321 gvpB22 . 50106 . 322 smvv/4 . 821 kPapB04.47 gva224. 06 . 30106 . 322 a6.16m(2) 列列0、2斷面的能量方程，有斷面的能量方程，有5. 一通風(fēng)機，如圖所示，吸風(fēng)量一通風(fēng)機，如圖所示，吸風(fēng)量Q=4.35m3/

9、s，吸風(fēng)管直徑吸風(fēng)管直徑d0.3 m，空氣的密度為，空氣的密度為1.29kg/m3，試求：該通風(fēng)機進(jìn)口處的真空度試求：該通風(fēng)機進(jìn)口處的真空度pv（不計真空度（不計真空度）解：選取吸風(fēng)管中心軸為基準(zhǔn)面，管口前端為解：選取吸風(fēng)管中心軸為基準(zhǔn)面，管口前端為1-1斷面，斷面，管在測壓裝置斷面處為管在測壓裝置斷面處為2-2斷面，列斷面，列1-1、2-2斷面的能量斷面的能量方程。方程。gvgppgpvaa200022空空 smdQv/6 .61422 Pavpv5 .2447222空 動量方程動量方程1. 應(yīng)用動量方程求流體對物體的作用力時，進(jìn)應(yīng)用動量方程求流體對物體的作用力時，進(jìn) 、出口的壓強應(yīng)使用、出

10、口的壓強應(yīng)使用_。 A. 絕對壓強絕對壓強 B. 相對壓強相對壓強 C. 大氣壓大氣壓 D. 真空度真空度 2. 流量為流量為Q，速度為，速度為v的射流沖擊一塊與流向垂的射流沖擊一塊與流向垂直的平板，則平板受到的沖擊力為直的平板，則平板受到的沖擊力為_。 A. Qv B.Qv2 C. Qv D. Qv2 一、選擇題一、選擇題BC1. 溢流壩寬度為溢流壩寬度為B（垂直于紙面）上游和下游水（垂直于紙面）上游和下游水深分別為深分別為h1和和h2，不計水頭損失，試推導(dǎo)壩體受，不計水頭損失，試推導(dǎo)壩體受到的水平推力。到的水平推力。 二、計算題二、計算題11121BhghP 22221BhghP 解：取斷

11、面解：取斷面11和和2-2之間的水流空間作為控制體。之間的水流空間作為控制體。 作用在控制體內(nèi)流體水平方向的作用力有作用在控制體內(nèi)流體水平方向的作用力有F水平方向上的動量方程為水平方向上的動量方程為連續(xù)性方程連續(xù)性方程伯努利方程伯努利方程得到得到)()(21122221vvQBhhgF BhvBhv2211 gvhgvh22222211 12122hhhgv 22112hhhgv 代入動量方程化簡得到代入動量方程化簡得到21321)(2hhhhgBF 壩體受到的水平推力壩體受到的水平推力F與與F大小相等，即大小相等，即21321)(2hhhhgBF 2. 如圖，流量為如圖，流量為Q、平均流速為

12、、平均流速為 的射流，沖直的射流，沖直立平板后分成兩股，一股沿板面直瀉而下，流立平板后分成兩股，一股沿板面直瀉而下，流量為量為Q1，另一股以傾角，另一股以傾角射出，流量為射出，流量為Q2，兩股，兩股分流的平均速度均等于分流的平均速度均等于 。若不計摩擦力和重力。若不計摩擦力和重力影響，試推證：固定平板所需的外力影響，試推證：固定平板所需的外力 vv)111(2121QQQQvQF 解：取斷面解：取斷面0 0、11和和22之間的水流空間之間的水流空間作為控制體。作為控制體。作用在控制體內(nèi)流體作用力只有作用在控制體內(nèi)流體作用力只有Fx軸方向的動量方程為軸方向的動量方程為y軸方向的動量方程為軸方向的

13、動量方程為21/sinQQ vQvQF cos2 sin021vQvQ 將將sin代入代入x方向的動量方程，并聯(lián)立方向的動量方程，并聯(lián)立連續(xù)性方程連續(xù)性方程 ，得到，得到21QQQ 射流沖擊力射流沖擊力F與與F大小相等，得證。大小相等，得證。)/1/11()1()1()11()cos1(21211212222122222222122QQQQvQQQQQvQQQQQQvQQQQQvQQQvQF 例例3. 3. 如圖所示，有一水平放置的變直徑彎曲管如圖所示，有一水平放置的變直徑彎曲管道，道，d d1 1500mm500mm，d d2 2400mm400mm，轉(zhuǎn)角，轉(zhuǎn)角 4545，斷，斷面面1-11

14、-1處流速處流速 1.2m/s1.2m/s，相對壓強，相對壓強p p1 1245kPa245kPa。若不計彎管水頭損失，試求水流對彎管的作用若不計彎管水頭損失，試求水流對彎管的作用力分量力分量FxFx、FyFy。1v解解: : (1) (1) 取過流斷面取過流斷面1-11-1、2-22-2及管壁所圍成的空間為控制體。及管壁所圍成的空間為控制體。(2) (2) 分析作用在控制體內(nèi)流體上的力分析作用在控制體內(nèi)流體上的力，包括：過流斷面上，包括：過流斷面上的壓力的壓力P P1 1、P P2 2；彎管對水流的作用力；彎管對水流的作用力FxFx、FyFy；選直；選直角坐標(biāo)系角坐標(biāo)系xoyxoy，重力在，

15、重力在xoyxoy水平面上無分量。水平面上無分量。以管軸線為基準(zhǔn)，列以管軸線為基準(zhǔn)，列1 1、2 2斷面伯努利方程斷面伯努利方程gvgpgvgp2020222211 kPavvpp96.2432222112 kNdpP08.4842111 kNdpP64.3042222 smddvv/875. 122112 (3) (3) 令令 1 1 2 21 1，列總流動量方程，列總流動量方程x x，y y軸方向的投影式軸方向的投影式)cos(cos1221vvQFPPx )0sin(sin22 vQFPykNFx38.26 smdvQ/236. 043211 kNFy98.21 （4 4）水流對彎管的作

16、用力與彎管對水流的作用力，水流對彎管的作用力與彎管對水流的作用力，大小相等方向相反，即大小相等方向相反，即方向與方向與oxox軸方向相同軸方向相同方向與方向與oyoy軸方向相同軸方向相同kNFx38.26 kNFy98.21 例例4. 4. 如圖所示，夾角呈如圖所示，夾角呈6060的分岔管水流射入的分岔管水流射入大氣，干管及管的軸線處于同一水平面上。已大氣，干管及管的軸線處于同一水平面上。已知知 10m/s10m/s，d d1 1200mm200mm，d d2 2120mm120mm，d d3 3100mm100mm，忽略水頭損失，試求水流對分岔，忽略水頭損失，試求水流對分岔管的作用力分量管的

17、作用力分量FxFx、FyFy。1122333030Q1Q3Q2FxFyoxy32vv 解解： （1 1）取過流斷面取過流斷面1-11-1、2-22-2、3-33-3及管壁所圍成的空及管壁所圍成的空間為控制體。間為控制體。（2 2）分析作用在控制體內(nèi)流體上的力分析作用在控制體內(nèi)流體上的力，包括：過流斷面，包括：過流斷面1-11-1上的壓力上的壓力P P1 1；過流斷面；過流斷面2-22-2和和3-33-3上的壓力上的壓力P P2 2P P3 30 0；分岔管對水流的作用力分岔管對水流的作用力FxFx、FyFy；選直角坐標(biāo)系；選直角坐標(biāo)系xoyxoy，重力在重力在xoyxoy水平面上無分量。水平面

18、上無分量。以分岔管軸心線為基準(zhǔn)線，列以分岔管軸心線為基準(zhǔn)線，列1 1、2 2斷面伯努利方程斷面伯努利方程gvgvgp2002022211 kPavvp303.31221221 smdvQ/079. 0432333 smdvQ/113. 0432222 smQQQ/192. 03321 smdQv/115. 642111 (3) (3) 令令 1 1 2 21 1，列總流動量方程，列總流動量方程x x，y y軸方向的投影式軸方向的投影式1133221)30cos30cos(vQvQvQFPoox 0)30sin(30sin3322 ooyvQvQF kNFx49. 0 kNFy17. 0 （4 4）水流對分岔管的作用力水流對分岔管的作用力方向與方向與oxox軸方向相同軸方向相同方向與方向與oyoy軸方向相反軸方向相反kNFx49. 0 kNFy17. 0 例例5 5. . 如圖所示，水平方向的水射流以如圖所示，水平方向的水射流以 6m/s6m/s的速的速度沖擊一斜