流體力學(xué)泵與風(fēng)機(jī)習(xí)題講解模版課件

1、流體力學(xué)泵與風(fēng)機(jī)-習(xí)題集11-1 一 底 面 積 為45x50cm2 ， 高 為 1cm 的 木 塊， 質(zhì) 量 為5kg ， 沿 涂 有 潤 滑 油 的 斜 面 向 下 作 等 速 運(yùn) 動(dòng)， 木 塊 運(yùn) 動(dòng) 速 度u=1m/s ， 油 層 厚 度1cm ， 斜 坡 角 0 (見 圖 示)， 求 油 的 粘 度 。解： 木 塊 重 量 沿 斜 坡 分 力 F 與 切 力 T平 衡 時(shí)， 等 速 下 滑1-2:已 知 液 體 中 流 速 沿 y 方 向 分 布 如 圖 示 三 種 情 況， 試 根 據(jù) 牛 頓 內(nèi) 摩 擦 定 律 ， 定 性 繪 出 切 應(yīng) 力 沿 y 方 向 的 分 布 圖。1-

2、3 試 繪 出 封 閉 容 器 側(cè) 壁 AB 上 的 相 對(duì) 壓 強(qiáng) 分 布， 并 注 明 大 小 設(shè) 液 面 相 對(duì) 壓 強(qiáng) 。1-4:如 圖 所 示 容 器， 上 層 為 空 氣， 中 層 為 的 石 油， 下 層 為 的 甘 油， 試 求： 當(dāng) 測 壓 管 中 的 甘 油 表 面 高 程 為 時(shí) 壓 力 表 的 讀 數(shù)。 解： 設(shè) 甘 油 密 度 為 ， 石 油 密 度 為 做 等 壓 面 1-1， 那么 有15. 某 處 設(shè) 置 安 全 閘 門 如 圖 所 示， 閘 門 寬 b， 高 h1= 1m， 鉸 接 裝 置 于 距 離 底 h， 閘 門 可 繞 A 點(diǎn) 轉(zhuǎn) 動(dòng)， 求 閘 門 自

3、 動(dòng) 打 開 的 水 深 h 為 多 少 米。解：當(dāng) 時(shí)， 閘 門 自 動(dòng) 開 啟 將 代 入 上 述 不 等 式 得 16 畫 出 圖 中 圓 柱 曲 面 上 的 壓 力 體， 并 標(biāo) 明 方 向。 17 有 一 盛 水 的 開 口 容 器 以 的 加 速 度2 沿 與 水 平 面 成 30o 夾 角 的 斜 面 向 上 運(yùn) 動(dòng)， 試 求 容 器 中 水 面 的 傾 角.由 液 體 平 衡 微 分 方 程 將 以 上 關(guān) 系 代 入 平 衡 微 分 方 程， 得：在 液 面 上 為 大 氣 壓，18.如 圖 所 示 盛 水U 形 管， 靜 止 時(shí)， 兩 支 管 水 面 距 離 管 口 均 為

4、h， 當(dāng)U 形 管 繞OZ 軸 以 等 角 速 度 旋 轉(zhuǎn) 時(shí)， 求 保 持 液 體 不 溢 出 管 口 的 最 大 角 速 度max 。 解：由 液 體 質(zhì) 量 守 恒 知， 管 液 體 上 升 高 度 與 管 液 體 下 降 高 度 應(yīng) 相 等，且 兩 者 液 面 同 在 一 等 壓 面 上， 滿 足 等 壓 面 方 程： 液 體 不 溢 出， 要 求 ， 以 分 別 代 入 等 壓 面 方 程 得： 作業(yè)解答110一個(gè)圓錐體繞其鉛直中心軸等速旋轉(zhuǎn)，錐體與固定壁的間距為1mm，全部為潤滑油充滿，0.1Pa.s ，當(dāng)旋轉(zhuǎn)角速度16s1，錐體底部半徑R0.3m,高H時(shí)，求：作用于圓錐的阻力矩。

5、解： 取微元體， 微元面積： 切應(yīng)力： 阻力： 阻力矩：作業(yè)解答229如圖， ，上部油深h1m，下部水深h12m，求：單位寬度上得靜壓力及其作用點(diǎn)。解：作用點(diǎn)：合力31：有 一 等 直 徑 的 虹 吸 管：1 試 定 性 會(huì) 出 當(dāng) 通 過 實(shí) 際 水 流 時(shí) 的 總 水 頭 線 和 測 管 水 頭 線；2 在 圖 上 標(biāo) 出 可 能 產(chǎn) 生 的 負(fù) 壓 區(qū)；3 在 圖 上 標(biāo) 出 真 空 值 最 大 的 斷 面。1 總 水 頭 線 和 測 壓 管 水 頭 線2 全 部 都 可 能 為 負(fù) 壓 區(qū)3AA 斷 面 真 空 值 最 大32 1試 定 性 繪 出 當(dāng) 實(shí) 際 水 流 通 過 圖 示

6、管 道 時(shí) 的 總 水 頭 線 和 測 壓 管 水 頭 線； 2 在 圖 上 標(biāo) 注 可 能 的 負(fù) 壓 區(qū)； 3 在 圖 上 標(biāo) 注 真 空 值 最 大 的 斷 面。33：注 液 瓶 為 了 使 下 部 管 口 的 出 流 量 不 隨 時(shí) 間 而 變， 在 上 部 瓶 塞 中 插 人 通 氣 管， 試 分 析 出 流 量 恒 定 的 原 理 和 調(diào) 節(jié)。調(diào) 節(jié): 水 面 不 低 于 通 氣 管 下 端 處， 即 水 面 高 度 不 小 于a， 流 量 恒 定。原 理： 出 流 時(shí)， 水 面 下 降， 但 通 氣 管 下 端 處 的 壓 強(qiáng) 維 持 為 大 氣 壓， 即 通 過 該 處 的 水

7、 平 面 維 持 為 零 壓 面，由， 因 為 不 變， 所 以 流 量 恒 定。34：煙 囪 直 徑d=1.2m, 通 過 煙 氣 流 量 , 煙 氣 密 度 ， 空 氣 密 度 ， 煙 囪 的 壓 強(qiáng) 損 失 為 了 保 證 進(jìn) 口 斷 面 的 負(fù) 壓 不 小 于10mm 水 柱， 試 計(jì) 算 煙 囪 的 最 小 高 度H。 設(shè) 進(jìn) 口 斷 面 處 的 煙 氣 速 度 解：以 進(jìn) 口 為11 斷 面， 出 口 為22 斷 面， 過11 形 心 的 水 平 面 為 基 準(zhǔn) 面， 列 氣 體 能 量 方 程： (1) 由 題 意 又 代 人(1) 式, 有 其 中 代 人 得 煙 囪 的 最

8、小 高 度35. 水 由 水 箱 經(jīng) 一 噴 口 無 損 失 地 水 平 射 出， 沖 擊 在 一 塊 鉛 直 平 板 上， 平 板 封 蓋 著 另 一 油 箱 的 短 管 出 口。 兩 個(gè) 出 口 的 中 心 線 重 合， 其 液 位 高 分 別 為 h1 和h2， 且h1=1.6m ， 兩 出 口 直 徑 分 別 為d1=25mm,d2=50mm， 當(dāng) 油 液 的 相 對(duì) 密 度 為0.85 時(shí)， 不 使 油 液 泄 漏 的 高 度 h2應(yīng) 是 多 大 平 板 重 量 不 計(jì)？解：建 立 水 箱 液 面 與 噴 口 的 能 量 方 程， 按 照 題 意 有， 那么 水 射 流 的 速 度

9、為 取 圖 示 射 流 邊 界 為 控 制 體， 根 據(jù) 動(dòng) 量 原 理， 平 板 對(duì) 射 流 的 作 用 力 為 此 力 即 為 射 流 對(duì) 平 板 的 作 用 力P1， 此 外， 平 板 另 一 側(cè) 所 受 到 的 靜 止 油 液 的 總 壓 力 為P2， 為 保 持 平 板 對(duì) 油 箱 短 管 的 密 封 作 用， 須 使 平 板 在 水 平 方 向 保 持 靜 止 狀 態(tài)， 根 據(jù) 水 平 方 向 力 的 作 用 情 況， 那么 有 即 36：設(shè) 管 路 中 有 一 段 水 平xoy 平 面 內(nèi) 放 置 的 變 管 徑 彎 管， 如 圖 所 示。 已 知 流 量 ， 過 流 斷 面11

10、 上 的 流 速 分 布 為 ， 形 心 處 相 對(duì) 壓 強(qiáng) ， 管 徑 ； 過 流 斷 面22 上 的 流 速 分 布 為 ， 管 徑 ， 假設(shè) 不 計(jì) 能 量 損 失，試 求 過 流 斷 面 形 心 處 相 對(duì) 壓 強(qiáng) 。 注： 動(dòng) 能 修 正 系 數(shù) 不 等 于1.0 。解：列11、22 斷 面 總 流 伯 努 利 方 程 1 代 人1 式 得習(xí)題課 411 油 管 直 徑 d=8mm， 流 量 油 的 運(yùn) 動(dòng) 黏 度 ， 油 的 密 度 ，水 銀 的 密 度 試 求：(1) 判 別 流 態(tài)(2) 在 長 度 的 管 段 兩 端， 水 銀 壓 差 計(jì) 讀 值 。 解(1) 是 層 流(2

11、)習(xí)題課 422. 水 從 水 箱 經(jīng) 水 平 圓 管 流 出， 開 始 為 層 流。 在 保 持 水 位 不 變 的 條 件 下，改 變 水 的 溫 度， 當(dāng) 水 溫 由 底 向 高 增 加 時(shí)， 出 流 量 與 水 溫 的 關(guān) 系 為流 量 隨 水 溫 的 增 高 而 增 加；(b) 流 量 隨 水 溫 增 高 而 減 ??；(c) 開 始 流 量 隨 水 溫 增 高 而 顯 著 增 加， 當(dāng) 水 溫 增 高 到 某 一 值 后， 流 量 急 劇 減 小， 之 后 流 量 變 化 很 小；(d) 開 始 流 量 隨 水 溫 增 高 而 顯 著 減 小， 當(dāng) 水 溫 增 高 到 某 一 值 后

12、， 流 量 急 劇 增 加， 之 后 流 量 變 化 很 小。答：圓 管 內(nèi) 流 動(dòng) 處 于 層 流 狀 態(tài) 時(shí)， 流 動(dòng) 主 要 受 流 體 的 粘 性 支 配， 提 高 水 溫( 相 當(dāng) 于 減 小 流 體 的 黏 度) 流 量 急 劇 增 加。 隨 溫 度 升 高， 流 體 黏 度 減 小， 相 應(yīng) 的 雷 諾 數(shù) 增 大 到 臨 界 時(shí)， 流 動(dòng) 由 層 流 過 渡 到 紊 流。 在 紊 流 情 況 下， 紊 流 阻 力( 附 加 阻 力) 大 于 粘 性 阻 力， 因 此 流 量 在 出 現(xiàn) 紊 流 時(shí) 減 小。 之 后 再 提 高 水 溫， 粘 性 阻 力 雖 然 減 小， 但 因

13、 紊 流 阻 力 起 支 配 主 要， 流 量 增 加 甚 微。 ( 本 題 內(nèi) 容 為 1839 年 GHagen 所 做 著 名 實(shí) 驗(yàn))習(xí)題課 433 水 箱 中 的 水 通 過 垂 直 管 道 向 大 氣 出 流， 設(shè) 水 箱 水 深 為 h， 管 道 直 徑 d， 長 度 l， 沿 程 阻 力 系 數(shù) ， 局 部 阻 力 系 數(shù) 。 試 求：1 在 什 么 條 件 下 流 量 Q 不 隨 管 長 l 而 變？ 2 什 么 條 件 下 流 量 Q 隨 管 長 l 的 加 大 而 增 加？ 3 什 么 條 件 下 流 量 Q 隨 管 長 l 的 加 大 而 減 ??？解：1 流 量 Q 不

14、 隨 管 長 而 變， 即2 流 量 Q 隨 管 長 加 大 而 增 加， 即3 流 量 Q 隨 管 長 加 大 而 減 小， 即習(xí)題課 44鍋 爐 省 煤 器 的 進(jìn) 口 斷 面 負(fù) 壓 水 柱， 出 口 斷 面 負(fù) 壓 水 柱， 兩 斷 面 高 差 ， 煙 氣 密 度 ， 爐 外 空 氣 密 度 ， 試 求 省 煤 器 的 壓 強(qiáng) 損 失。 解：(1)圓 形 正方形 矩 形(2) 習(xí)題課 455.圓 形、 正 方 形、 矩 形 管 道， 斷 面 積 相 等 均 為 A， 水 流 以 相 同 的 水 力 坡 度 流 動(dòng) 時(shí)， 試 求：1 邊 壁 上 切 應(yīng) 力 之 比； 2 當(dāng) 沿 程 阻

15、力 系 數(shù) 相 等 時(shí)， 流 量 之 比。習(xí)題課 511. 圖 示 水 箱 側(cè) 壁 同 一 豎 線 上 開2 相 同 孔 口， 上 孔 距 水 面 為a， 下 孔 距 地 面 為c， 兩 孔 流 速 相 等， 試 求 兩 水 股 在 地 面 相 遇 的 條 件。解. 孔 口 出 流 流 速 流速射程 流 速 落 地 時(shí) 間 流 速 射 程 對(duì) 上 孔 口 對(duì) 下 孔 口 相 遇 時(shí) 即 當(dāng)a=c時(shí)上式成立 習(xí)題課 522.A，B 兩 容 器 有 一 薄 壁 圓 形 小 孔 相 同， 水 面 恒 定， 兩 容 器 水 面 高 差 ， B 容 器 開 敞 水 面 壓 強(qiáng) ，A 容 器 封 閉， 水

16、 面 壓 強(qiáng) ， 孔 口 淹 沒 出 流 的 流 量 ， 當(dāng) 流 速 系 數(shù) , 收 縮 系 數(shù) ， 不 計(jì) 流 速 水 頭 時(shí)， 求 孔 口 直 徑d。解.設(shè) 以 容 器B 水 面 為 基 準(zhǔn) 面， 且 為11 斷 面；A 容 器 水 面 為22 斷 面， 列 能 量 方 程 得： 又又水往哪流？習(xí)題課 533.矩 形 平 底 船 寬B=2m, 長L=4m, 高H=0.5m, 船 重， 底 部 有 一 直 徑 d=8mm的 小 圓 孔， 流 量 系 數(shù)， 問 打 開 小 孔 需 多 少 時(shí) 間 船 將 沉 沒？( 船 殼 厚 不 計(jì)) 解. 船 沉 沒 前， 船 內(nèi) 外 水 位 h不 變 打

17、 開 小 孔 前 船 吃 水 深 打 開 小 孔 后 孔 口 進(jìn) 水 流 量 打 開 小 孔 后 船 沉 沒 需 時(shí) 習(xí)題課 544. 已 知 室 外 空 氣 溫 度 室 內(nèi) 空 氣 溫 度 ，上、下 通 風(fēng) 窗 面 積 為A8m2 窗 孔 流 量 系 數(shù)， 上 下 窗 口 高 程 度H8m， 只 計(jì) 窗 孔 阻 力 求 車 間 自 然 通 風(fēng) 的 質(zhì) 量 流 量。解. 設(shè) 只 計(jì) 窗 孔 阻 力 ，壓強(qiáng)損失位壓 下窗 孔 進(jìn) 氣 質(zhì) 量 流 量 上 窗 孔 出 氣 質(zhì) 量 流 量 由 代 入 數(shù) 據(jù) 簡 化 得 代 入 式1 質(zhì) 量 流 量 習(xí)題課 555. 圖 式 水 箱， 在 側(cè) 壁 孔

18、 徑 為d 的 圓 孔 上， 擬 分 別 接 上 內(nèi) 徑 均 為d 的 三 種 出 流 裝 置， 請(qǐng) 把 這 三 種 裝 置 的 出 流 量Q 按 大 小 順 序 排 列 并 說 明 這 樣 排 列 的 理 由( 彎 管 局 部 損 失 很 小)解.1、 2、Qc最 大 是 由 于 長 度 為l 的 豎 向 短 管 使Qc的 作 用 水 頭 大 大 增 加， 盡 管 存 在 彎 管 水 頭 損 失， 但 相 對(duì) 于 增 加 的 作 用 水 頭 要 小 得多 QA、QB 作 用 水 頭 相 同 但 短 管 水 頭 損 失 比 管 嘴 大 QAQB6. 兩 水 池 水 面 高 差 H=25m用 直

19、 徑d1=d2=300mm， 長L1=400m,L2=L3=300m， 直 徑d3=400mm， 沿 程 阻 力 系 數(shù) 的 管 段 聯(lián) 接 如 圖 所 示， 不 計(jì) 局 部 水 頭 損 失，( 1 ) 求 流 量，2 假設(shè) 管 段3 因 損 壞 停 用 問 流 量 減 少 至 多 少？習(xí)題課 56解.1)、 對(duì) 管 道 系 統(tǒng) 有代 入 數(shù) 據(jù) 得 2)、 假設(shè) 管 段3 損 壞 那么 代 入 數(shù) 據(jù) 解 得 7. 一 水 庫 通 過 寬 ， 高L=1.5m 的 大 孔 口 泄 流， 已 知 H1=0.5m,H2=2.0m 試 求(1) 通 過 大 孔 口 的 泄 流 量Q； (2) 假設(shè)

20、用 小 孔 口 的 流 量 公 式 計(jì) 算， 試 分 析 將 會(huì) 造 成 多 大 的 誤 差？ 習(xí)題課 57解. 求 大 孔 口 的 泄 流 量，在 矩 形 大 孔 口 上 通 過 微 小 面 積 的 流 量 差 可 按 小 孔 流 量 公 式 計(jì) 算： 積分取并 代 入 數(shù) 據(jù) 那么Qmax3/s 按 小 孔 計(jì) 算 泄 流 差： 即 會(huì) 造 成 的 誤 差 8. 設(shè)有兩個(gè)圓柱形容器，如圖。左邊的一個(gè)橫斷面面積為100，右邊的一個(gè)橫斷面 面積為50 ，兩個(gè)容器之間用直徑d1m長l100m的圓管連接，兩容器水位差 z3m，設(shè)進(jìn)口局部水頭損失系數(shù)為1，出口局部水頭損失系數(shù)21，沿 程損失系數(shù)，試

21、求兩個(gè)容器中水位到達(dá)齊平時(shí)所需的時(shí)間？習(xí)題課 58解. 簡單管路淹沒出流，流量的計(jì)算式為：因兩容器較大，行進(jìn)速度忽略不計(jì)，那么，z0=z習(xí)題課 58整理化簡得：在dt時(shí)間內(nèi)，左邊容器水位下降的高度是Qdt/100,右邊容器水位上升的高度是Qdt/50,上下容器的水位變化為dzz為液面距離，由3m逐漸減小為0，即：習(xí)題課 61 室 外 空 氣 經(jīng) 過 墻 壁 上H = 5m 處 的 圓 形 孔 口d0 水 平 地 射 入 室 內(nèi)， 室 外 溫 度t0=5， 室 內(nèi) 溫 度te=35， 孔 口 處 流 速v0=5m/s， 紊 流 系 數(shù)， 求 距 出 口6m 處 質(zhì) 量 平 均 溫 度 和 射 流

22、 軸 線 垂 距y。 注： 解.1、 位 于 主 體 段 內(nèi)。 2、 求 t2習(xí)題課 613、 習(xí)題課 62用 一 平 面 射 流 將 清 潔 空 氣 噴 入 有 害 氣 體 濃 度xe， 的 環(huán) 境 中， 工 作 地 點(diǎn) 允 許 軸 線 濃 度 為， 并 要 求 射 流 寬 度 不 小 于， 求 噴 口 寬 度 及 噴 口 至 工 作 地 點(diǎn) 的 距 離， 設(shè) 紊 流 系 數(shù)。 注： 解： 設(shè) 計(jì) 算 斷 面 位 于 主 體 段 內(nèi)代 入 上 式 得： (1) 又 習(xí)題課 62解 得： (2) 由 式(1) 及(2) 解 出 代 入 式(2) 解 出S 校 核： 在 主 體 段 內(nèi)。 習(xí)題課

23、 71在 斷 面 逐 漸 縮 窄 的 水 槽 中 的 流 動(dòng) 按 一 維 元 流 動(dòng) 處 理。 其 流 速 的 沿 程 變 化 為 ， 其 中 U0為 一 常 數(shù)。 求：(a) 質(zhì) 點(diǎn) 在 x 方 向 的 加 速 度 分 量； (b) 在t=0 時(shí) 位 于 x=0 的 質(zhì) 點(diǎn) 位 置 函 數(shù)xp=f(t)； (c) 在 t=0 時(shí) 位 于 x=0 的 質(zhì) 點(diǎn)ap=f(t)。解.(a) 求 x 向 的 加 速 度 分 量 (b) 求 (c) 求 習(xí)題課 72某 速 度 場 可 表 示 為試 求(1)加 速 度；(2) 流 線；(3) t= 0 時(shí) 通 過 x=-1,y=+1點(diǎn) 的 流 線；(4)

24、 該 速 度 場 是 否 滿 足 不 可 壓 縮 流 體 的 連 續(xù) 方 程？ 解：(1) 寫 成 矢 量 即 (2) 二 維 流 動(dòng)， 由 積 分 的 流 線： 即 (3) 代 入 的 流 線 中 常 數(shù) 流 線 方 程 該 流 線 為 二 次 曲 線 (4) 不 可 壓 縮 流 體 連 續(xù) 方 程：已 知: 故 方 程 滿 足。 習(xí)題課 73已 知 ，試 求 繞 圓 的 速 度 環(huán) 量解： 故 圓 的 半 徑 r=1, 代 入 上 式 可 得： 習(xí)題課 74已 知 圓 管 過 流 斷 面 上 的 流 速 分 布 為 試 求 該 流 動(dòng) 的 渦 線 方 程。解： 渦 線 微 分 方 程 為：

25、 故 此 渦 線 是 與 管 軸 同 軸 的 同 心 圓。 沿 傾 斜平面均勻流下的薄液層，如下圖。 證明：1 流層內(nèi) 的 速 度 分 布為 2 單位寬度上的流量為習(xí)題課 75書本79題解1： (1) (2) x方向的速度與時(shí)間無關(guān) 。質(zhì)量力的分量為：NS變?yōu)榉e分(2) ，得(3) 習(xí)題課 75液面上液體壓強(qiáng)等于當(dāng)?shù)卮髿鈮篜a(4) 比較2，4式可得fx，于是有因?yàn)閔const，所以由上式可知壓強(qiáng)p與x無關(guān)，即壓強(qiáng)的對(duì)x的偏導(dǎo)數(shù)為0。 所以(1)式變?yōu)椋?代入邊界條件: 得: C1b；C20習(xí)題課 75即: 解2： 81. 有 一 理 想 流 體 的 流 動(dòng)， 其 流 速 場 為： 其 中 c

26、 為 常 數(shù)， 分 別 為 方 向 的 速 度 分 量， 它 們 的 單 位 為 而 。(1) 證 明 該 流 動(dòng) 為 恒 定 流 動(dòng)， 不 可 壓 縮， 平 面 勢 流。(2) 求 流 線 方 程， 并 畫 出 流 動(dòng) 圖 形。(3) 已 知 點(diǎn) 的 壓 強(qiáng) 水 頭 ， 試 求 點(diǎn) 的 壓 強(qiáng) 水 頭 為 多 少？ 設(shè) 質(zhì) 量 力 只 有 重 力， A、B在 同 一 平 面 上， 重 力 方 向 為Z 方 向。解(1) 8-1恒 定平 面不 可 壓 縮有 勢 流 動(dòng)(2) 流 線 方 程： 流 動(dòng) 圖 形 如 右 (3) 符 合 歐 拉 方 程 的 條 件 由 歐 拉 方 程，A、B 滿 足

27、現(xiàn) 已 知： 水 柱8-1為 不 可 壓 縮 流 體 的 流 動(dòng)， 存 在 流 函 數(shù) 8-2. 對(duì) 于 (1) 是 否 有 勢 流 動(dòng)？ 假設(shè) 有 勢， 確 定 其 勢 函 數(shù) 。(2) 是 否 是 不 可 壓 縮 流 體 的 流 動(dòng)？(3) 求 流 函 數(shù) 。的 平 面 流 動(dòng)， 問：解.(1)為 有 勢 流 動(dòng)， 存 在 勢 函 數(shù)(2) (3) 8-28-3. 有 一 強(qiáng) 度 為 的 平 面 點(diǎn) 渦 位 于(0, a) 處，x 軸 為 壁 面， 根 據(jù) 靜 止 壁 面 可 以 與 流 線 互 換 的 道 理， 可 知 流 動(dòng) 的 速 度 勢 為 證 明 點(diǎn) 渦 對(duì) 壁 面 的 吸 引

28、力 為 解 壁 面 x 軸 上 速 度 分 布8-3壁 面 上 壓 力 分 布: 式 中 為x= 處 壓 強(qiáng)， 即 流 體 未 受 點(diǎn) 渦 擾 動(dòng) 時(shí) 的 靜 壓， 點(diǎn) 渦 對(duì) 壁 面 作 用 力負(fù) 號(hào) 表 示 點(diǎn) 渦 對(duì) 壁 面 的 作 用 力 是 一 種 吸 力。8-3 sec為正割,斜邊比鄰邊8-48-4 已 知 長1.22 米，寬米 的 平 板 沿 長 度 方 向 順 流 放 置， 空 氣 流 動(dòng) 速 度 為， 密 度3，運(yùn) 動(dòng) 粘 滯 系 數(shù)2/s。試 求 平 板 受 力。 層 流 邊 界 層 紊 流 邊 界 層 解： 形 成 層 流 邊 界 層 受 力 8-58-5. 汽 車 以6

29、0km/h的 速 度 行 駛， 汽 車 在 運(yùn) 動(dòng) 方 向 的 投 影 面 積 為2m2， 繞 流 阻 力 系 數(shù)CD， 空 氣 溫 度0， 密 度3。 求 克 服 空 氣 阻 力 所 消 耗 的 汽 車 功 率。解. 汽 車 所 受 的 空 氣 阻 力克 服 空 氣 阻 力 汽 車 所 消 耗 的 功 率 8-68-6. 在 風(fēng) 洞 中 進(jìn) 行 圓 球 物 體 的 繞 流 試 驗(yàn)， 當(dāng)Re=4x104 時(shí)， 測 得 阻 力 系 數(shù)CD； 今 在 圓 球 前 半 部 加 一 細(xì) 絲 見 圖， 在 同 一 Re 時(shí)， 測 得CD 只 有， 試 問 阻 力 系 數(shù) 急 劇 減 小 的 原 因 何

30、在？答. 由 于 細(xì) 絲 的 干 擾， 細(xì) 絲 后 的 邊 界 層 內(nèi) 由 層 流 轉(zhuǎn) 變 為 紊 流。 紊 流 的 摻 混 作 用， 使 邊 界 層 內(nèi) 緊 靠 壁 面 的 流 體 質(zhì) 點(diǎn) 得 到 較 多 的 動(dòng) 能 補(bǔ) 充， 分 離 點(diǎn) 的 位 置 因 而 后 移， 尾 流 區(qū) 顯 著 減 小， 從 而 大 大 降 低 了 壓 差 阻 力。 8-78-7. 高 壓 電 纜 線 直 徑 為， 兩 相 鄰 電 纜 塔 的 距 離 為60m， 風(fēng) 速 為25m/s 空 氣 密 度 為3， 長 圓 柱 體 的 阻 力 系 數(shù)Cd。 試 求： 風(fēng) 作 用 在 電 纜 線 上 的 力。解. 8-88-

31、8. (a) Find the friction drag on one side of a smooth flat plate 150mm wide and 500mm long ,placed longitudinally in a stream of crude oil =923kg/m3 at 20 flowing with undisturbed velocity of 600mm/s. (b) Find the thickness of the boundary layer and shear stress at the trailing edge of the plate.Solution.(a) -4 m2/sThen,at x=L: Which is well within the laminar range;that is,Re500000Eq.(8-8-8): Eq.(8-8-7): 8-8Solution.(b) Eq.(8-8-4): Eq.(8-8-5): at x=L: 91 已 知 大 氣 層 中 溫 度 隨