工程流體力學(xué)復(fù)習(xí)題及答案VIP

L;;,《工程清?體力學(xué)》苴習(xí)題及賽考答案

整理人：郭冠中內(nèi)蒙古科技大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院熱能與動(dòng)力工程09級(jí)1班

使用專業(yè)：熱能與動(dòng)力工程

一、名詞解釋。

1、雷諾數(shù)2、流線3、壓力體4、牛頓流體5、歐拉法6、拉格朗日法

7、濕周8、恒定流動(dòng)9、附面層10、卡門渦街11、自由紊沅射流

12、流場(chǎng)13、無旋流動(dòng)14、貼附現(xiàn)象15、有旋流動(dòng)16、自由射流

17、濃差或溫差射流18、音速19、穩(wěn)定流動(dòng)20、不可壓縮流體21、駐點(diǎn)22、自動(dòng)模型區(qū)

二、是非題。

1.流體靜止或相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)的等壓面一定是水平面。()

2.平而無旋流動(dòng)既存在流函數(shù)又存在勢(shì)函數(shù)。()

3.附面層別離只能發(fā)生在增壓減速區(qū)。()

4.等溫管流摩阻隨管長(zhǎng)增加而增加，速度和壓力都減少。()

5.相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)的等壓面一定也是水平面。()

6.平面流只存在流函數(shù)，無旅流動(dòng)存在勢(shì)函數(shù)。()

7.流體的靜壓是指流體的點(diǎn)靜壓。()

8.流線和等勢(shì)線一定正交。()

9.附面層內(nèi)的流體流動(dòng)是粘性有旋流動(dòng)。()

10.亞音速絕熱管流摩阻隨管長(zhǎng)增加而增加，速度增加，壓力減小，()

11.相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)的等壓面可以是斜面或曲面。()

12.超音速絕熱管流摩阻隨管長(zhǎng)增加而增加，速度減小，壓力增加，()

13.壁面靜壓力的壓力中心總是低于受壓壁面的形心。()

14.相鄰兩流線的函數(shù)值之差，是此兩流線間的單寬流量O()

15.附而層外的流體流動(dòng)時(shí)理想無旋流動(dòng)。()

16.處于靜止或相對(duì)平衡液體的水平面是等壓面。()

17.流體的粘滯性隨溫度變化而變化，溫度升高粘滯性減少；溫度降低粘滯性增大。

()

18.流體流動(dòng)時(shí)切應(yīng)力與流體的粘性有關(guān)，與其他無關(guān)。()

三、填空題。

1、lmmH2O=Pa

2、描述流體運(yùn)動(dòng)的方法有和。

3、流體的主要力學(xué)模型是指、和不可壓縮性。

4、雷諾數(shù)是反映流體流動(dòng)狀態(tài)的準(zhǔn)數(shù)，它反映「流體流動(dòng)時(shí)

與的比照關(guān)系。

5、流量Q1和Q2,阻抗為S1和S2的兩管路并聯(lián)，那么并聯(lián)后總管路的流量Q為，總阻抗S為。串聯(lián)后總管路的流量

Q為，總阻抗S為。

6、流體紊流運(yùn)動(dòng)的特征是，處理方法是。

7、流體在管道中流動(dòng)時(shí)，流動(dòng)阻力包括和。

8、流體微團(tuán)的根本運(yùn)動(dòng)形式有：、和。

9、馬赫數(shù)氣體動(dòng)力學(xué)中一個(gè)重要的無因次數(shù)，他反映了

與的相比照值。

10、穩(wěn)定流動(dòng)的流線與跡線。

11、理想流體伯努力方程z+R+工一=常數(shù)中，其中Z+E稱為水頭。

r2gr

12、一切平面流動(dòng)的流場(chǎng),無論是有旋流動(dòng)或是無旋流動(dòng)都存在.因而?切平而流動(dòng)都存在.但是.只有無旋流動(dòng)

才存在。

13、雷諾數(shù)之所以能判別，是因?yàn)樗从沉?/p>

和的比照關(guān)系。

14、流體的主要力學(xué)性質(zhì)有、、

、和。

15、畢托管是廣泛應(yīng)用于測(cè)量和一種儀器。

16、流體的力學(xué)模型按粘性是否作用分為和。作用與液上的力包括,。

17、力學(xué)相似的三個(gè)方面包括、與。

18,流體的力學(xué)模型是模型。

19、理想氣體伯努力方程p+(Z]-Z2)(九一%:)+弓一'3p+(Z[-Z2)(ya-/g)稱，稱全壓，稱

總壓。

20、紊流射流的動(dòng)力特征是。

21、流體的牛頓內(nèi)摩擦定律的表達(dá)式，u的單位為。

22、濃差或溫差射流的熱力特征是。

23、流體微團(tuán)的運(yùn)動(dòng)是由運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)和運(yùn)動(dòng)四種根本運(yùn)動(dòng)形式符合而成。

24、幾何相似是力學(xué)相似的，運(yùn)動(dòng)相似是模型實(shí)驗(yàn)的，動(dòng)力相似是運(yùn)動(dòng)相似的。

25、歐拉準(zhǔn)數(shù)是和的相比照值。

26、馬赫數(shù)M反映了慣性力和相比照值。

27、流體流動(dòng)的狀態(tài)分為和。

28、弗魯?shù)脺?zhǔn)數(shù)反映了和相比照值。

匹、選擇題。

1、按連續(xù)介質(zhì)的概念，流體質(zhì)點(diǎn)是指。

A、流體的分子B、流體內(nèi)的固體顆粒3無大小的幾何點(diǎn)

D、幾何尺寸同流動(dòng)空間相比是極小量，又含有大量分子的微元體

2、一下哪種流體為非牛頓流體。

A、空氣B、清水C、血液D、酒精

3、絕對(duì)壓強(qiáng)Pabs、相對(duì)壓強(qiáng)P、真空值葭、當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)Pa之間的關(guān)系是。

A、Pabs=P+PvB、P=PabJPaC'Pv=Pa-Pabs

4、圓管層流過流斷面的流速分布為。

A、均勻分布B、對(duì)數(shù)曲線分布C、二次拋物線分布

5、一下那些概念屬于歐拉法。

A、流線B、跡線C、液體質(zhì)點(diǎn)D、液體微團(tuán)

6、圓管紊流粗糙區(qū)的沿程摩阻系數(shù)

A、與雷諾數(shù)Rc有關(guān)B、與管壁相對(duì)粗糙度△■有關(guān)

(1

A

C、與Re和1有關(guān)D、與和管長(zhǎng)1有關(guān)

7、速度V、長(zhǎng)度1、時(shí)間t的無量綱組合是。

Vt11

A、——B、—C、——D、—

ItV1Vt~Vt

8、圓管斷面直徑由cl】突然擴(kuò)大到d2,假設(shè)將一次擴(kuò)大改為兩級(jí)擴(kuò)大，那么該擴(kuò)大的局部水頭損失。

A、減小B、不變C、增大

9、在圓管流動(dòng)中，層流的斷面速度分布符合。

A、均勻規(guī)律B、立線變化規(guī)律C、拋物線變化規(guī)律D、對(duì)數(shù)曲線規(guī)律

10、流線與流線通常情況下。

A、能相交也能相切B、僅能相交不能相切

C、僅能相切不能相交D、既不能相交也不能相切

11、速度丫，密度夕，壓強(qiáng)p的無量刑集合是。

、PPR『V「*P

A、---E、---C、----D、----

vppM

12、宙諾數(shù)代表的是之比。

A、慣性力與壓力B、慣性力與重力

C、慣性力與外表張力D、慣性力與粘性力

13、壓力輸水管模型實(shí)驗(yàn)，長(zhǎng)度比尺為8,模型水管的流量應(yīng)為原型輸水管流量的。

11

D

--一

5c>8、

16

14、?維流動(dòng)中,“截面積大處速度小，截面積小處速度大”成立的條件是。

A、理想流體B、粘性流體C、可壓縮流體D、不可壓縮流體

15、彈簧管壓力表的讀數(shù)是。

A、絕對(duì)壓強(qiáng)B、相對(duì)壓強(qiáng)

C、絕對(duì)壓強(qiáng)加當(dāng)?shù)卮髿鈮篋、相對(duì)壓強(qiáng)加當(dāng)?shù)卮髿鈮?/p>

16、靜水中斜置平面壁的形心淹沒深hc與壓力中心淹沒深hD的關(guān)系是。

A、大于B、小于C、等于D、無規(guī)律

17、某風(fēng)管的斷面尺寸為300nlmX200mm,那么該風(fēng)管的當(dāng)量直徑是。

A、240mmB、250mmC、3()0mmD、200mm

18、有一變直徑管流，小管直徑d],大管直徑d2=2d],那么兩斷面雷諾數(shù)的關(guān)系是。

、Re.=—Re^、Re=Re、Re.、Re.=

AIIB、―、Ic=/1.5/?e0ID27?e,

19、以下流體哪個(gè)屬于牛頓流體。

A、汽油B、紙漿C、血液D、瀝青

五、簡(jiǎn)答題。

1、流體靜壓強(qiáng)的特性是什么？

2、尼古拉茲實(shí)驗(yàn)分區(qū)級(jí)意義是什么？

3、附面層提出的意義？

4、溫差或濃差射流彎曲產(chǎn)生的原因是什么？

5、附面層別離的原因是什么？

6、運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)r的物理意義是什么？

7、流體動(dòng)力枯滯系數(shù)u的物理意義是什么？

8、元流的特性是什么？

9、伯努利方程Z+P+g一二常數(shù)中各項(xiàng)的物理意義？

r2g

10、管網(wǎng)水力計(jì)算遵循的原則是什么？

11、水擊(水錘)現(xiàn)象及產(chǎn)生的原因是什么？

12、管嘴出流產(chǎn)生真空的原因和條件是什么？

13.自由紊流射流的運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力特證是什么？

14、射流彎曲產(chǎn)生的原因？

15、繞流升力產(chǎn)生的原因？

16、畢托管是廣泛應(yīng)用于測(cè)量水流和氣流的一種儀器，試畫出其示意圖，并說明其工作原°

17、簡(jiǎn)要說明管道流動(dòng)局部阻力損失產(chǎn)生的機(jī)理。

18、下式不可壓縮流體N-S方程中,各項(xiàng)的物理意義是什么？

六、計(jì)算題。

1、有一鋼板制風(fēng)管，斷面尺寸為400mmx200mm,管內(nèi)氣流平均速度為.5m/s,氣體運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)為

I5.ox10-8m2/s,判斷管內(nèi)氣體的流態(tài)？

2,一高壓管末端接噴嘴，如以下圖所示，噴嘴出口直徑為10cm,管道直徑為40cm,水在管中流量Q為o.4nd/s,

求管嘴對(duì)水流的作用力。

22

3、不n]"壓縮流體的流速分量為：ux=x-y,Uy=-2xy,、=0,問該流動(dòng)是否為無旋流動(dòng)？

4、平面流動(dòng)的速度分量為：U、=X+t2,UY=-y+12：求：當(dāng)t=l是過M(1.1)的流線方程。

5、?車間用直徑為0.5m的風(fēng)口送風(fēng)，風(fēng)口風(fēng)速為6.0m/s,如長(zhǎng)度比例常數(shù)為4,確定實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ惋L(fēng)口風(fēng)速。假設(shè)

在模型內(nèi)測(cè)得某點(diǎn)氣流速度為3.0加/$,那么車間相應(yīng)點(diǎn)的速度為多少？(空氣的運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)為

0.0000157/n2/s)

6、對(duì)某一橋墩采用模型比例為4='-進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。模型中水流速度為0.76〃?/s,實(shí)測(cè)模型橋墩受水流作用力為4N。

16

求原型中相應(yīng)的流速與作用方。

7、在水平放置的管線中接彎管，直徑從600mm逐漸減小到300mni,水流方向偏轉(zhuǎn)60°如下圖，在直徑較大一端

壓強(qiáng)為172kN/n/，求作用于彎管上的力的大小和方向，①當(dāng)水不流動(dòng)時(shí)：②當(dāng)通過的流量為876L/S時(shí)：

8、一弧形閘門AB,寬4m,圓心角為45°,半徑為2m,閘門轉(zhuǎn)軸恰好與水面平齊，求作用于閘門的水靜壓力。

A

C

O

9、如以下圖所示，一水箱側(cè)面開孔并接有一直徑為50mm的短管，形成管嘴出流，作用水頭H=5m,管嘴出流流

量系數(shù)u=0.82,試問：①管嘴出流流量Q：②靠近水箱一側(cè)管嘴內(nèi)壁形成真空的原因是什么？③適宜的管嘴長(zhǎng)度

是多少？

H

廠F

10、如卜.圖，一水平射流沖擊光滑平板，流量為Qo,密度夕，直徑為d°,求：①平板所受的沖擊力。②流量Q1和

。2，V2

Q2?

11、如以下圖所示：水箱側(cè)壁接出一根由兩段不同管徑所組成的管道，（1,=200mm,d2=100mm,兩管短長(zhǎng)均

為L(zhǎng)=50m,H=\0m,沿程阻力系數(shù)4=0.01,=0.3,M=0.2,求：管道中水的流量、流速.

H

A~B

參考答案:

一、名詞解釋。

1、雷諾數(shù)：是反響流體流動(dòng)狀態(tài)的數(shù)，雷諾數(shù)的大小反響了流體流動(dòng)時(shí)，流體質(zhì)點(diǎn)慣性力和粘性力的比照關(guān)系。

2、流線：流場(chǎng)中，在某一時(shí)刻，給點(diǎn)的切線方向與通過該點(diǎn)的流體質(zhì)點(diǎn)的劉速方向重合的空間曲線稱為流線。

3、壓力體：壓力體是指三個(gè)面所封閉的流體體積，即底面是受壓曲而，頂面是受壓曲面邊界線封閉的面積在自由面

或者其延長(zhǎng)面上的投影面，中間是通過受壓曲面邊界線所作的鉛直投影面。

，1、牛頓流體：把在作剪切運(yùn)動(dòng)時(shí)滿足牛頓內(nèi)摩擦定律的流體稱為牛頓流體。

5、歐拉法：研究流體力學(xué)的一種方法，是指通過描述物理量在空間的分布來研究流體運(yùn)動(dòng)的方法。

6、拉格朗日法：通過描述每一質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)到達(dá)了解流體運(yùn)動(dòng)的方法稱為拉格朗日法。

7、濕周：過流斷面上流體■固體壁面接觸的周界稱為濕周。

8、恒定流動(dòng)：流場(chǎng)中，流體流速及由流速?zèng)Q定的壓強(qiáng)、粘性力、慣性力等也不隨時(shí)間變化的流動(dòng)。

9、附面層：粘性較小的流體在繞過物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，其摩擦阻力主要發(fā)生在緊靠物體外表的一個(gè)流速梯度很大的流體薄

層內(nèi)，這個(gè)薄層即為附面層。

10、卡門渦街：當(dāng)流體經(jīng)繞流物為時(shí)，在繞流物后面發(fā)生附面層別離，形成旋渦，并交替釋放出來，這種交替排列、

有規(guī)則的旋渦組合稱為卡門渦街。

11、自由紊流射流：當(dāng)氣體自孔口、管嘴或條縫以紊流的形式向自日空間噴射時(shí)，形成的流動(dòng)即為自由紊流射流。

12、流場(chǎng)：充滿流體的空間。

13、無旋流動(dòng)：流動(dòng)微團(tuán)的旋轉(zhuǎn)角速度為零的流動(dòng)。

14、貼附現(xiàn)象：貼附現(xiàn)象的產(chǎn)牛.是由于靠近頂棚流速增大靜壓減少，而射流下部靜壓大，上下壓差致但射流不得脫

離頂棚。

15、有旋流動(dòng)：運(yùn)動(dòng)流體微團(tuán)的旋轉(zhuǎn)角速度不全為零的流動(dòng)。

16、自由射流：氣體自孔口或條縫向無限空間噴射所形成的流動(dòng)。

17、濃差或溫差射流：射流介質(zhì)本身濃度或溫度與周圍氣體濃度或溫度有差異所引起的射流。

18、音速：音速即聲速，它是弱擾動(dòng)波在介質(zhì)中的傳播速度。

19、穩(wěn)定流動(dòng)：流體流動(dòng)過程與時(shí)間無關(guān)的流動(dòng)。

20、不可壓縮流體：流體密度不隨溫度與流動(dòng)過程而變化的液體。

21、駐點(diǎn)：流體繞流物體迎流方句速度為零的點(diǎn)。

22、自動(dòng)模型區(qū)：當(dāng)某一相似準(zhǔn)數(shù)在一定的數(shù)值范圍內(nèi)，流動(dòng)的相似性和該準(zhǔn)數(shù)無關(guān)，也即原型和模型的準(zhǔn)數(shù)不相

等，流動(dòng)仍保持相似，準(zhǔn)數(shù)的這一范玉稱為自動(dòng)模型區(qū)。

二、是非題。

1、錯(cuò)誤2、正確3、正確4、錯(cuò)誤5、錯(cuò)誤6、正確7、正確

8、正確9、正確10、正確11、正確12、正確13、正確14、正確

15、正確16、錯(cuò)誤17、錯(cuò)誤18、錯(cuò)誤

三、填空題。

1、9.807:

2、歐拉法；拉格朗日法；

3、連續(xù)介質(zhì)；無粘性；

4、慣性力：粘性力：

111

5、Q=Q1+Q2：-==-=+-；=;Q=Q1=Q2;S=S1+S2：

石何區(qū)

6、脈動(dòng)現(xiàn)象；時(shí)均法：

7、沿程阻力：局部阻力；

8、平移運(yùn)動(dòng)；旋轉(zhuǎn)流動(dòng)；變形運(yùn)動(dòng)；

9、慣性力；彈性力：

10、重合:

11、測(cè)壓管：

12、流線：流函數(shù)：勢(shì)函數(shù)：

13、流態(tài)；慣性力；粘性力

14、慣性：重力性：粘滯性；壓縮性和熱脹性：外表張力特性；

15、氣體：水流；

16、理想氣體；枯性氣體；質(zhì)量力；外表力；

17、幾何相似；運(yùn)動(dòng)相似；動(dòng)力相似；

18、連續(xù)介質(zhì)；

-

19、勢(shì)壓：p+^—;p+（Z）-Z2）（7a-/g）+^：

20、各橫截面上的動(dòng)量相等；

du

21、T=+U——；pa?5；

-dy

22、各截面的相對(duì)焰值相等：

23、平移；旋轉(zhuǎn)；線變形；角變形：

24、前提；目的；保證：

25、壓力:

26、彈性力：

27、層流：紊流：

28、重力；慣性力；

匹、選擇題。

1-5:DCCCA6-10:BDACC11-15:DDCDB16-19：BADA

五、簡(jiǎn)答題。

1、流體靜壓強(qiáng)的方向是沿著作用面的內(nèi)法線方向；在靜止或相對(duì)靜止的流體中，任一點(diǎn)流體靜壓強(qiáng)的大小作用面方

向無關(guān)，只與該點(diǎn)的位置有關(guān)。

2、①層流區(qū)②臨界過渡區(qū)③紊流光滑區(qū)④紊流過度區(qū)⑤紊流粗糙區(qū)

意義：比擬完整地反響r沿程阻力系數(shù)的變化規(guī)律，揭示r沿程阻力系數(shù)變化的主要因素。

3、在于將流場(chǎng)劃分為兩個(gè)計(jì)算方法不同的區(qū)域，即勢(shì)流區(qū)和附面層。在附面層外的勢(shì)流區(qū)按無旋流動(dòng)理想流體能

量方程或動(dòng)量方程求解：在附面層內(nèi)，按粘性有旋流動(dòng)流體能量方程或卜s方程求解：

4、濃差或溫差射流由于濃度或溫度不同，引起射流介質(zhì)密度與周圍其氣體密度與周圍氣體密度不同，所受的重力

與浮力不相平衡，使得整個(gè)射流將發(fā)生向上或向下的軸彎曲。

5、當(dāng)流體繞流曲面體流動(dòng)時(shí)，在減壓增速區(qū)，流動(dòng)維持原來的附面層：流動(dòng)進(jìn)入增壓減速區(qū)時(shí).，流體質(zhì)點(diǎn)受到與

主流方向相反的樂差作用.將產(chǎn)生方向的回流,而附面層外的流體仍保持原有的前進(jìn).這樣.同流和前進(jìn)這兩局部運(yùn)動(dòng)

方向相反的流體相接觸，就形成旋渦，旋渦的產(chǎn)生使得附面層與壁面發(fā)芻別離。

6、流體運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)r表征單位速度梯度作用下的切應(yīng)力對(duì)單位體積質(zhì)量作用產(chǎn)生的阻力加速度，具有運(yùn)動(dòng)學(xué)要

素。

7、流體動(dòng)力粘滯系數(shù)u表征單位速度梯度作用下的切應(yīng)力，反映了粘滯的動(dòng)力性偵。

8、元流的特性：元流的邊界由流線組成：流體質(zhì)點(diǎn)不能出入元流；元流斷面.上的流速和壓強(qiáng)是均勻分布。

9、Z：斷面對(duì)基準(zhǔn)面高度，水刀學(xué)中稱位置水頭，單位位能：

R：在斷面壓強(qiáng)作用下，流體沿測(cè)壓管所能上升的高度，壓強(qiáng)水頭，單位位能：

r

u2

—:斷面以速度U為初速度的鉛直向上射流所能到達(dá)的理論的高度，流速水頭，單位位能。

2g

10、①任一節(jié)點(diǎn)流入和流出的流量相等：②任一閉合環(huán)路中，如規(guī)定順時(shí)針方向流動(dòng)的阻力損失為正,反之為負(fù)，

那么各管段阻力損失的代數(shù)和必等于零。

11、有壓管路中運(yùn)動(dòng)者的液體，由于閥門或水泵突然關(guān)閉，使得液體的速度和動(dòng)量發(fā)生急劇變化，從而造成液體

壓強(qiáng)驟然變化，該現(xiàn)象就是水擊（水錘）現(xiàn)象，產(chǎn)生的原因①液體的可壓縮性②管道材質(zhì)的彈性。

12、原因是流體質(zhì)點(diǎn)流動(dòng)時(shí)由于有慣性，因而流線不能成折線，是光滑的曲線，所以能夠形成真空區(qū)域：條件是:

管嘴長(zhǎng)度為管徑的3?4倍；作用水頭11。極限值為9.3〃？o

13、在自由紊流射流的主體段，射流各斷面上速度分布是相似的，軸線速度越來越小，橫截面積越來越大，質(zhì)量

流量也越來越大：個(gè)橫截面上的動(dòng)量守恒。

14、在溫差射流場(chǎng)中，由于氣流密度與周圍的氣體的不同，射流氣體所受的浮力■重力不相平衡，使整個(gè)射流發(fā)

生向下或向上彎曲。

15、當(dāng)繞流物體為非對(duì)稱形或雖為對(duì)稱但其對(duì)稱軸與來流方向不平行時(shí)，在繞流物體上部流線較密，流速大；下

部流線較疏，流速小，那么上部壓強(qiáng)小，下部壓強(qiáng)大，上、下部存在壓強(qiáng)差，由此產(chǎn)生向上的力稱為升力。

16、（見第五版書P61）

17、（略）

18、X：是作用在流體微團(tuán)上的單位質(zhì)量力。

一1二加七：是作用在流體微團(tuán)上單位質(zhì)量流體的壓力。

pCX

^2U

y（一2+一9+一/）：是作用在流體微團(tuán)上單位質(zhì)量流體粘性偏應(yīng)力的合力。

ax力2a2

du,

—2■:是流體質(zhì)點(diǎn)的加速度。

dt

六、計(jì)算題。

_A4x0.2）

R=—=-----------------=0.067

/2x（0.2+0.4）

1、解：de=4R=4乂0.067=0.267

y0.267x1.5i八4、”八八

Re=dex—=-----------=2.67x10A2000

/15.0xl06

所以管內(nèi)氣體為紊流流動(dòng)。

2,解：如下圖，山連續(xù)性方程得：

0.4

v=義=——=3^18m/.

'A40

—x3.14x(2

100

Q0.4…

v,=—=---------------——=51.Om/s

42-1x32.1"4x(/——1°、y2

4100

以軸線為基準(zhǔn)面，列卜2斷面的伯努利方程a=\

x51"-3.18-=]295.4ZN/m2

那么：P）=（L)X7=9.8

2g2g2x9.8

設(shè)噴嘴對(duì)水流的作用力為F,沿水流方向列動(dòng)量方程，并取a=1得:

3、①檢查流動(dòng)是否無旋：

兩者相等，故為無旋流動(dòng)

②求速度勢(shì)函數(shù)：

4、根據(jù)流線方程定義得流線方程：

dy

當(dāng)一時(shí)，2

X+1

化簡(jiǎn)得：xdy+ydx+dy-dx=0

積分：xy+y-x+c=0

流線通過（1,1）點(diǎn)：即1X1+1-1+C=0得：c=-l

將c=-l帶入上式，得xy+y-x-l=0

化簡(jiǎn)得：（x+1）（y-1）=0

5、根據(jù)相似原理可得，實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ惋L(fēng)口直徑為：

原型雷諾數(shù)為：Ren=6.0X0.5/0.0000157=191082.8>50000

所以氣流處于阻力平方區(qū)，（可采用粗糙度較大的管道），那么阻力平方區(qū)的最低雷諾數(shù)為50000那么:相應(yīng)的模型

氣流出口速度Vm為:

VmXO.125/0.0000157=50000

Vm=6.28m/s

流速比尺為：2=6°=0.955

6.28

假設(shè)在模型內(nèi)測(cè)得某點(diǎn)氣流速度為3.Om/s,那么車間相應(yīng)點(diǎn)的速度為:

Vn=VX2=3.0X0.955=2.87m/s

6、經(jīng)分析可知，此流動(dòng)的主要作用力是重力，所以決定性相似準(zhǔn)數(shù)為忖魯?shù)聹?zhǔn)數(shù)。由付魯?shù)履Ｐ吐煽芍?

由付魯?shù)聹?zhǔn)數(shù)相等推理得:

所以：v?=x0.76=3.O4//2/s

由歐拉準(zhǔn)數(shù)相等推理得:

7、建"以下圖所示的坐標(biāo),水流方.向如下圖:

設(shè)Fx,Fy為水流作用于彎管的分力，如圖

COS

Fx=P)-P2A2600

X方向:=172xlx3.14x(-^9-)2-172xlx3.14x(^2,)2xO.5

4100041000

=42.5kN

Y方向：K.=0-《Asina6()°

=0-172X1/4X3.14X(300/1000)zX0.86

=-10.5kN

對(duì)彎管的合力：R=J/7：+*=43.8k7V

方向?yàn)椋篴=arctan(Fy/Fx)

=14°

②當(dāng)有流動(dòng)時(shí)：

由違續(xù)性方程得：一;%7；%-0.876

解得：

％=3.2m/su2=12.4/zi/s

忽略阻力,應(yīng)用伯努利方程，列1-1,2-2斷面的方程:

帶入數(shù)據(jù)解得：P2/r=10.21120=10.2X9,8=100Kn/m~

列動(dòng)量方程：

(,

X方向：PI4-p2A2cos60"-Fx=/?2(U2COS6()-0)

帶入數(shù)據(jù)得:Fx=42.4kN

同理：y方向：Fy-P,A2sina60°=pQ(u2sina60°-0)

代入數(shù)據(jù)解得：Fy=15.2Kn

合力為：R=J/7：=45.IKn

方向?yàn)?a=arctan（Fy/Fx）

=19.7°

th=rsm45°=42m

8、解；

9,①。二必7麗=0.82x3.14x；x（粉2萬元^=00]61m3/s

②孔口與管嘴出流流動(dòng)時(shí)，在出流管嘴內(nèi)形成以真空區(qū)域生耍原