流體力學(xué)習(xí)題課(2012-12-19)

第一章作業(yè)題FluidMechanics

流體力學(xué)牛頓粘性定律如圖1-16所示，活塞直徑，缸徑活塞長，潤滑油的運(yùn)動(dòng)粘度密度。試求活塞以的速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，克服摩擦阻力所消耗的功率。1習(xí)題1-13解題步驟FluidMechanics

流體力學(xué)【解】由牛頓內(nèi)摩擦定律

設(shè)油層在縫隙內(nèi)的速度為直線分布，即，摩擦阻力F為：克服摩擦力所消耗的功率2第二章作業(yè)題FluidMechanics

流體力學(xué)重力作用下的液體平衡3習(xí)題2-7解題步驟FluidMechanics

流體力學(xué)已知頂蓋上作用著F載荷和大氣壓，因此可以從頂蓋開始，應(yīng)用流體靜力學(xué)基本方程式，逐點(diǎn)推算，可求得A點(diǎn)壓強(qiáng)，從而計(jì)算得到水銀柱高度H。【解】

AA左邊A點(diǎn)壓力：右邊A點(diǎn)壓力：有：代入數(shù)據(jù)，得到H＝0.4m4等角速旋轉(zhuǎn)液體的相對平衡FluidMechanics

流體力學(xué)說明：對于所有等角速旋轉(zhuǎn)液體的平衡問題，都可以采用（2-19）式，然后根據(jù)不同的邊界條件和建立的坐標(biāo)系求出積分常數(shù)后，得到壓強(qiáng)公式。5FluidMechanics

流體力學(xué)靜力學(xué)曲面壁靜壓力acodb6FluidMechanics

流體力學(xué)習(xí)題2-27解題步驟【解】水平分力

鉛垂分力等于壓力體V內(nèi)水重，該壓力體為實(shí)壓力體，F(xiàn)pz方向向下。

合力大小

合力P方向與水平方向的夾角

7曲面壁靜壓力FluidMechanics

流體力學(xué)討論：曲面上的靜水總壓力的計(jì)算可分三步完成：1）計(jì)算水平分力。正確繪制曲面的鉛垂投影圖，求出該投影圖的面積及形心深度，然后求出水平分力；2）計(jì)算鉛垂分力。正確繪制曲面的壓力體。壓力體體積由以下幾種面圍成：受壓曲面本身、通過曲面周圍邊緣作的鉛垂面、液面或液面的延長線。鉛垂分力的大小即為壓力體的重量；3）總壓力的合成?？倝毫Φ拇笮±盟椒至般U垂分力通過求合力的方法求得。8相似原理的應(yīng)用FluidMechanics

流體力學(xué)9習(xí)題4-2解題步驟FluidMechanics

流體力學(xué)因?yàn)橐缌餮吡鲃?dòng)主要作用力是重力，所以按重力相似準(zhǔn)則設(shè)計(jì)模型。（1）模型的長度比尺為kl=10，則模型堰頂水頭（2）在重力作用下水由堰頂流出，要使流動(dòng)相似，弗勞德數(shù)必須相等。10FluidMechanics

流體力學(xué)（3）由歐拉相似準(zhǔn)則有由于原型和模型用同一種流體習(xí)題4-2解題步驟11FluidMechanics

流體力學(xué)【思路】形成紊流條件給出，根據(jù)Re計(jì)算得到流速，由流速算出流量。液體流動(dòng)第五章習(xí)題12管道水力學(xué)計(jì)算FluidMechanics

流體力學(xué)13習(xí)題5-11解題步驟FluidMechanics

流體力學(xué)以過出口斷面的水平面為基準(zhǔn)面，列出自由水面1-1截面和出口斷面2-2的柏努利方程1122自由表面計(jì)示壓強(qiáng)速度油在輸油管道中流速為：14FluidMechanics

流體力學(xué)沿程阻力：噴油器前重油的計(jì)示壓強(qiáng)：【說明】如要考慮局部阻力，就要包括管道入口＋管道拐角；出口局部阻力問題習(xí)題5-11解題步驟15FluidMechanics

流體力學(xué)第五章習(xí)題5-18.用新鑄鐵管輸送25℃的水，管道直徑d=576mm，流量qv=0.3m3/s，在l=1000m長的管道上沿程損失為hf=2m（水柱）；今假設(shè)管道中安裝一閥門，當(dāng)調(diào)整閥門使得管內(nèi)流量減少到原流量的一半時(shí)，總能量損失不變，問閥門的局部損失系數(shù)ξ等于多少？按該管道換算的等值長度le等于多少？【分析】總能量損失不變，也就是流量減小使得沿程阻力減少的部分由閥門阻力所代替。16習(xí)題5-18解題步驟FluidMechanics

流體力學(xué)【解】查穆迪圖加閥門后：得：17FluidMechanics

流體力學(xué)管道水力學(xué)計(jì)算【分析】(1)截面的選取(2)所有的阻力(沿程2個(gè)，局部4個(gè))112218FluidMechanics

流體力學(xué)管道水力學(xué)計(jì)算【解】：列上下游兩個(gè)自由表面的伯努力方程19FluidMechanics

流體力學(xué)第七章理想流體平面流動(dòng)已知速度分布，首先判斷是否存在流函數(shù)，求出流函數(shù)是否存在勢函數(shù)，求出勢函數(shù)。如作業(yè)7-6題?！舅悸贰苛骱瘮?shù)是否存在，用不可壓縮平面流動(dòng)的連續(xù)性方程是否成立來判斷速度與流函數(shù)的關(guān)系來計(jì)算得到流函數(shù)表達(dá)式。？若已知無窮遠(yuǎn)處壓強(qiáng)，速度，如何求某點(diǎn)的壓強(qiáng)？

勢函數(shù)是否存在，用場是否無旋判斷：？？20FluidMechanics

流體力學(xué)第七章理想流體平面流動(dòng)速度與勢函數(shù)的關(guān)系？如果有旋，如何求旋轉(zhuǎn)角速度。已知速度，如何求加速度。(2)已知流函數(shù)，求流函數(shù)已知?jiǎng)莺瘮?shù)，求勢函數(shù)。如作業(yè)7-3，7-4題?！舅悸贰恳阎骱瘮?shù)，通過流函數(shù)與速度關(guān)系求出速度，再利用勢函數(shù)與速度關(guān)系求出勢函數(shù)。對于已知?jiǎng)莺瘮?shù)求流函數(shù)采用相同的方法，通過速度作為中間量。21FluidMechanics

流體力學(xué)第七章習(xí)題勢函數(shù)、流函數(shù)如何求？以7-6（2）為例說明(1)直接代入22FluidMechanics

流體力學(xué)勢函數(shù)、流函數(shù)(2)根據(jù)速度與勢函數(shù)、流函數(shù)關(guān)系，用偏導(dǎo)數(shù)積分先對x積分對勢函數(shù)23FluidMechanics

流體力學(xué)勢函數(shù)、流函數(shù)先對y積分對流函數(shù)24FluidMechanics

流體力學(xué)第六章習(xí)題氣體的一維定常流動(dòng)【6-3】二氧化碳做等熵流動(dòng)，在流場中第一點(diǎn)上的溫度為60℃，速度為14.8m/s，壓強(qiáng)為101.5kPa，在同一流線上第二點(diǎn)上的溫度為30℃，求第二點(diǎn)上的速度、壓強(qiáng)和密度為多少？（k=1.28，R=189J/kg·K）【解】根據(jù)等熵流動(dòng)的能量方程整理并代入數(shù)據(jù)得：25FluidMechanics

流體力學(xué)第六章習(xí)題氣體的一維定常流動(dòng)

℃KPaKPa26FluidMechanics

流體力學(xué)第六章習(xí)題氣體的一維定常流動(dòng)【6-5】已知進(jìn)入動(dòng)葉片的過熱蒸汽的溫度為430℃，壓強(qiáng)為5000kPa，速度為525m/s，試求過熱蒸汽在動(dòng)葉片前的滯止壓強(qiáng)（k=1.3，R=462J/kg·K）【解】根據(jù)滯止溫度和任意狀態(tài)溫度關(guān)系27FluidMechanics

流體力學(xué)第六章習(xí)題氣體的一維定常流動(dòng)【6-7】空氣流在管道中形成正激波，已知激波前的馬赫數(shù)為2.5