流体力学计算题及答案.docx
流体力学题库(附答案)

流体力学题库(附答案)一、单选题(共48题,每题1分,共48分)1.()管路各段阻力损失相同。
A、短管管系B、串联管系C、并联管系D、分支管系正确答案:C2.理想液体的特征是( )A、不可压缩B、符合牛顿内摩擦定律的C、无粘性D、粘度为常数正确答案:C3.当容器内工质压力大于大气压力时,工质处于()状态。
A、标准B、正压C、负压D、临界正确答案:B4.某点的真空压力是65000pa,当地大气压为0.1MPa,该点的绝对压强为()。
A、165000PaB、65000PaC、55000PaD、35000Pa正确答案:D5.在圆管流中,层流的断面流速分布为()。
A、均匀规律B、直线变化规律C、抛物线规律D、对数曲线规律正确答案:C6.抽气器的工作原理是()A、动量方程B、静力学基本方程C、连续性方程D、伯努利方程正确答案:D7.伯努利方程说明,流体在水平管内定常流动中,流速降低()A、压力下降B、都可能C、压力上升D、压力不变正确答案:C8.那个设备压力是真空压力()。
A、再热器B、凝汽器C、过热器D、给水泵正确答案:B9.伯努利方程中Z+P/ρg表示()A、单位体积流体具有的机械能B、通过过流断面的流体所具有的总机械能C、单位质量流体具有的机械能D、单位重量流体具有的测压管能头正确答案:D10.超临界机组主蒸汽压力最接近的是()。
A、5个大气压B、26兆帕C、50巴D、5公斤正确答案:B11.静止的流体中存在()。
A、压应力、拉应力和剪切力B、压应力和拉应力C、压应力D、压应力和剪切力正确答案:C12.将极细测压管插入水中,毛细现象会使得液位()A、下降B、不变C、都有可能D、上升正确答案:D13.一个标准大气压(1atm)等于()。
A、Hg780mmB、101.325kPaC、720mmHgD、110.325kPa正确答案:B14.流体在管道内的流动阻力分为()两种。
A、阀门阻力、三通阻力B、沿程阻力、局部阻力C、流量孔板阻力、水力阻力D、摩擦阻力、弯头阻力正确答案:B15.主机润滑油压力为130千帕,其是多少米水柱()。
《流体力学与流体机械》计算题及答案

Q v1A1 v2 A2
Q
v2 A2
4
0.12
3
0.0234 m3
/
s
v1
4Q
d12
4 0.0234
0.152
1.3
3
6 m
/
s
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• 习题3-15 判断流动 ux = xy;uy = -xy 是否满足不可压缩流动的连续性条件 。 • 解: 因为 ux = xy;uy = -xy 与时间无关,所以流动定常,根据定常不可压微分形式连续方程,
•
图示为一轴流风机,已测得进口相对压力p1= -103 Pa,出口相对压力p2 = 150 Pa。设截面
1-2间压力损失 100Pa,求风机的全压P ( P为风机输送给单位体积气体的能量 ) 。
• 解:
p1
1
2
v12
z2
z1 ga
p
p2
2
2
v22
ghw
1000 0 p 150100
P 1250 Pa
第一章 流体及其物理性质
•
• 例1-2 相距为h=10 mm的两固定平板间充满动力粘度μ=1.49 Pa·s的甘油, 若两板间甘油的速度分布为u=4000y(h-y)
•
(1) 若上板的面积A=0.2 m2,求使上板固定不动所需的水平作用力F;
•
(2) 求y=h/3和2h/3处的内摩擦应力,
并说明正负号的意义。
有一圆桶,半径R=1m,高H=3.5m,桶内盛有高度h=2.5m的水。圆桶绕中心
轴匀速旋转。问水恰好开始溢出时,转速ω为多少?而此时距中心线r=0.4m处桶底 面上A点的压力是多少?
• 解:(1) 求旋转速度ω
流体力学试题(含答案)

流体力学试题(含答案)一、选择题(每题10分,共40分)1. 流体力学研究的对象是:A. 固体B. 液体C. 气体D. 所有流体答案:D2. 下列哪个物理量表示流体的压强?A. 力B. 压力C. 压力系数D. 压强答案:D3. 在伯努利方程中,流速增加时,下列哪个物理量会减小?A. 压强B. 动能C. 位能D. 总能量答案:A4. 下列哪个现象说明流体具有粘性?A. 流体在管道中流动B. 流体在容器中静止C. 流体表面形成波纹D. 流体在流动过程中产生涡旋答案:D二、填空题(每题20分,共60分)5. 流体力学的基本方程之一是______方程,它描述了流体在流动过程中质量守恒的规律。
答案:连续性方程6. 在不可压缩流体中,流线是指______。
答案:流速矢量线7. 伯努利方程适用于______流体。
答案:理想流体8. 流体的粘性使得在流动过程中产生______,从而导致能量损失。
答案:摩擦力三、计算题(每题25分,共50分)9. 一水平管道内,水以0.5 m/s的速度流动。
管道直径由0.2 m渐变至0.4 m。
求管道渐变处的流速。
解:根据连续性方程,流体在流动过程中质量守恒,即流速与截面积的乘积保持不变。
设管道渐变前后的流速分别为v1和v2,截面积分别为A1和A2。
由连续性方程可得:v1 * A1 = v2 * A2代入已知数据:0.5 m/s * π * (0.2 m)^2 = v2 * π * (0.4m)^2解得:v2 = 0.25 m/s答案:0.25 m/s10. 一水平管道内,水以2 m/s的速度流动,管道直径为0.1 m。
管道入口处的压强为100 kPa。
求管道出口处的压强。
解:根据伯努利方程,流速增加时,压强会减小。
设管道入口处的流速为v1,压强为p1;管道出口处的流速为v2,压强为p2。
伯努利方程为:p1/ρg + v1^2/2g + z1 = p2/ρg + v2^2/2g + z2由于管道水平,所以z1 = z2,且水的密度ρ = 1000 kg/m^3,重力加速度g = 9.8 m/s^2。
流体力学习题及参考答案

09流体力学习题1及参考答案一、单项选择题(共15分,每小题1分)1、下列各力中,属于质量力的是( )。
A .离心力B .摩擦力C .压力D .表面张力2、下列关于流体粘性的说法中,不准确的说法是( )。
A .粘性是实际流体的固有属性B .构成流体粘性的因素是流体分子间的吸引力C .流体粘性具有传递运动和阻碍运动的双重性D .动力粘度与密度之比称为运动粘度3、在流体研究的欧拉法中,流体质点的加速度由当地加速度和迁移加速度组成,当地加速度反映()。
A .流体的压缩性B .由于流体质点运动改变了空间位置而引起的速度变化率C .流体速度场的不稳定性D .流体速度场的不均匀性4、重力场中流体的平衡微分方程为( )。
A .gdz dp -=B .gdz dp ρ=C .dz dp ρ-=D .gdz dp ρ-=5、无旋流动是指( )的流动。
A .速度环量为零B .迹线是直线C .流线是直线D .速度环量不为零6、压强的量纲[]p 是( )。
A.[]2-MLt B.[]21--t ML C.[]11--t ML D.[]1-MLt7、已知不可压缩流体的流速场为 则流动不属于( )。
A .非均匀流B .非稳定流动C .稳定流动D .三维流动8、动量方程的适用条件是( ) 。
0 ),,(),(⎪⎩⎪⎨⎧===w t z x f z y f u υin out QV QV F )()(ρρ∑-∑=∑A.仅适用于理想流体作定常流动B.仅适用于粘性流体作定常流动C.适用于理想流体与粘性流体作定常或非定常流动D.适用于理想流体与粘性流体作定常流动9、在重力场中作稳定流动的系统,沿流动方向总水头线维持水平的条件是 ( ) 。
A.管道是水平放置的B.流体为不可压缩流体C.管道是等径管D.流体为不可压缩理想流体10、并联管道系统中,其各支管内单位质量流体的能量损失()。
A.不相等 B.之和为总能量损失 C.相等D.不确定11、边界层的基本特征之一是()。
流体力学习题库(含答案)

流体力学习题库(含答案)一、单选题(共70题,每题1分,共70分)1、低温泵的气相平衡线的作用是防止泵的( )。
A、憋压B、超温C、汽蚀D、汽缚正确答案:D2、若被输送液体的黏度增大时,离心泵的效率( )。
A、减小B、增大C、不变D、不定正确答案:A3、当地大气压为745mmHg测得一容器内的绝对压强为350mmHg,则真空度为( )A、395mmHgB、350mmHgC、410mmHg正确答案:A4、单位质量的流体所具有的( )称为流体的比容。
A、位能B、动能C、体积D、黏度正确答案:C5、喷射泵是利用流体流动时的( )的原理来工作的。
A、动能转化为静压能B、热能转化为静压能C、静压能转化为动能正确答案:C6、机械密封与填料密封相比( )的功率消耗较大。
A、填料密封B、机械密封C、差不多正确答案:A7、下列不属于离心泵的主要构件是 ( )A、泵轴B、泵壳C、叶轮D、轴封装置正确答案:A8、一台离心泵开动不久,泵入口处的真空度正常,泵出口处的压力表也逐渐降低为零,此时离心泵完全打不出水。
发生故障的原因是( )A、吸入管路堵塞B、忘了灌水C、吸入管路漏气D、压出管路堵塞正确答案:A9、某液体在内径为D0的水平管路中稳定流动,其平均流速为u0,当它以相同的体积流量通过等长的内径为D2(D2=D0/2)的管子时,若流体为层流,则压降ΔP为原来的( )倍。
A、32B、8C、4D、16正确答案:A10、造成离心泵气缚原因是( )A、泵不能抽水B、安装高度太高C、入口管路阻力太大D、泵内流体平均密度太小正确答案:D11、离心泵的轴功率N和流量Q的关系为( )A、Q增大,N增大B、Q增大,N先增大后减小C、Q增大,N减小D、Q增大,N先减小后增大正确答案:A12、在静止的连通的同一种连续流体内,任意一点的压强增大时,其他各点的压强则( )A、减小B、不变C、相应增大D、不一定正确答案:C13、往复泵的流量调节采用( )A、出口支路B、出口阀开度C、入口阀开度D、入口支路正确答案:A14、为了防止( )现象发生,启动离心泵时必须先关闭泵的出口阀A、汽蚀B、电机烧坏C、气缚D、叶轮受损正确答案:B15、某泵在运行的时候发现有汽蚀现象应( )A、停泵向泵内灌液B、降低泵的安装高度C、检查进口管路是否漏液D、检查出口管阻力是否过大正确答案:C16、选离心泵是根据泵的( )A、扬程和轴功率选择B、转速和轴功率选择C、轴功率和流量选择D、扬程和流量选择正确答案:D17、流体运动时,能量损失的根本原因是由于流体存在着 ( )。
流体力学计算题及答案

流体力学计算题及答案第二章例1:用复式水银压差计测量密封容器内水面的相对压强,如图所示。
已知:水面高程z 0=3m,压差计各水银面的高程分别为z 1=0.03m , z 2=0.18m , z 3=0.04m, z 4=0.20m, 水银密度3/13600m kg ρ=',水的密度3/1000m kg ρ= 。
试求水面的相对压强p 0。
解:ap z z γz z γz z γp =-----+)(')(')(3412100)()('1034120z z γz z z z γp ---+-=∴例2:用如图所示的倾斜微压计测量两条同高程水管的压差。
该微压计是一个水平倾角为θ的在xoz 坐标系中,自由表面1的方程:gr z 2220ω=对于容器边缘上的点,有:m L z m d r 4.015.02==== )/(67.1815.04.08.922220s rad r gz =⨯⨯==∴ω∵ωπ=260n /∴==⨯=n r 160260186721783ωππ..(/min)(2)当抛物面顶端碰到容器底部时,这时原容器中的水将被甩出一部分,液面为图中2所指。
在'''x o z 坐标系中:自由表面2的方程: gr z 2220ω'='当m H z m dr 5.0,15.02=='==时)/(87.2015.05.08.92222s rad r z g =⨯⨯='='ωmin)/(3.199287.20602602r ππωn =⨯='=∴这时,有:14214222ππd H d H h ⋅=-()mm Hh Hh H 2502222==∴=-∴例6:已知:一块平板宽为 B ,长为L,倾角θ,顶端与水面平齐。
求:总压力及作用点。
解:总压力:LB θL γA h γF c 2sin ⋅==压力中心D :方法一:dA θy γy ydF dM sin ==3sin sin sin 322L BθγBdy y θγdA y θγM L A===⎰⎰DFy M = L F M yD32/==∴方法二:62212123LL BL L BL L A y J y y c cx c D +=+=+=例7:如图,已知一平板,长L,宽B,安装于斜壁面上,可绕A 转动。
流体力学题及答案

C (c) 盛有不同种类溶液的连通器DC D水油BB (b) 连通器被隔断AA(a) 连通容器1. 等压面是水平面的条件是什么?2. 图中三种不同情况,试问:A-A 、B-B 、C-C 、D-D 中哪个是等压面?哪个不是等压面?为什么?3 已知某点绝对压强为80kN/m 2,当地大气压强p a =98kN/m 2。
试将该点绝对压强、相对压强和真空压强用水柱及水银柱表示。
4. 一封闭水箱自由表面上气体压强p 0=25kN/m 2,h 1=5m ,h 2=2m 。
求A 、B 两点的静水压强。
速?答:与流线正交的断面叫过流断面。
过流断面上点流速的平均值为断面平均流速。
引入断面平均流速的概念是为了在工程应用中简化计算。
8.如图所示,水流通过由两段等截面及一段变截面组成的管道,试问:(1)当阀门开度一定,上游水位保持不变,各段管中,是恒定流还是非恒定流?是均匀流还是非均匀流?(2)当阀门开度一定,上游水位随时间下降,这时管中是恒定流还是非恒定流?(3)恒定流情况下,当判别第II 段管中是渐变流还是急变流时,与该段管长有无关系?9 水流从水箱经管径分别为cm d cm d cm d 5.2,5,10321===的管道流出,出口流速s m V /13=,如图所示。
求流量及其它管道的断面平均流速。
解:应用连续性方程(1)流量:==33A v Q 4.91s l /103-⨯ (2) 断面平均流速s m v /0625.01= , s m v /25.02= 。
10如图铅直放置的有压管道,已知d 1=200mm ,d 2=100mm ,断面1-1处的流速v 1=1m/s 。
求(1)输水流量Q ;(2)断面2-2处的平均流速v 2;(3)若此管水平放置,输水流量Q 及断面2-2处的速度v 2是否发生变化?(4)图a 中若水自下而上流动,Q 及v 2是否会发生变化?解:应用连续性方程 (1)4.31=Q s l / (2)s m v /42= (3)不变。
流体力学计算题及答案

第二章例1:用复式水银压差计测量密封容器内水面的相对压强,如图所示。
已知:水面高程z 0=3m,压差计各水银面的高程分别为z 1=0.03m, z 2=0.18m, z 3=0.04m, z 4=0.20m, 水银密度3/13600m kg ρ=',水的密度3/1000m kg ρ= 。
试求水面的相对压强p 0。
解:ap z z γz z γz z γp =-----+)(')(')(3412100)()('1034120z z γz z z z γp ---+-=∴例2:用如图所示的倾斜微压计测量两条同高程水管的压差。
该微压计是一个水平倾角为θ的Π形管。
已知测压计两侧斜液柱读数的差值为L=30mm ,倾角θ=30∘,试求压强差p 1 – p 2 。
解: 224131)()(p z z γz z γp =-+-- θL γz z γp p sin )(4321=-=-∴例3:用复式压差计测量两条气体管道的压差(如图所示)。
两个U 形管的工作液体为水银,密度为ρ2 ,其连接管充以酒精,密度为ρ1 。
如果水银面的高度读数为z 1 、 z 2 、 z 3、z 4 ,试求压强差p A – p B 。
解: 点1 的压强 :p A )(21222z z γp p A --=的压强:点)()(33211223z z γz z γp p A -+--=的压强:点B A p z z γz z γz z γp p =---+--=)()()(3423211224 )()(32134122z z γz z z z γp p B A ---+-=-∴例4:用离心铸造机铸造车轮。
求A-A 面上的液体总压力。
解: C gz r p +⎪⎭⎫ ⎝⎛-=2221ωρ a p gz r p +⎪⎭⎫ ⎝⎛-=∴2221ωρ在界面A-A 上:Z = - ha p gh r p +⎪⎭⎫⎝⎛+=∴2221ωρ⎪⎭⎫⎝⎛+=-=∴⎰2420218122)(ghR R rdr p p F a Rωπρπ例5:在一直径d=300mm ,而高度H=500mm 的园柱形容器中注水至高度h 1 = 300mm ,使容器绕垂直轴作等角速度旋转。
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例 1:用复式水银压差计测量密封容器内水面的相对压强,如图所示。
已知:水面高程z0=3m,压差计各水银面的高程分别为z1=0.03m, z 2=0.18m, z 3=0.04m, z 4=0.20m,水银密度ρ13600kg / m3,水的密度ρ 1000kg / m3。
试求水面的相对压强p0。
解:p0γ(z0 z1 ) γ'( z2z1) γ'(z4z3 ) p ap0γ'(z2z1 z4z3 ) γ(z0 z1 )例 2:用如图所示的倾斜微压计测量两条同高程水管的压差。
该微压计是一个水平倾角为θ的Π形管。
已知测压计两侧斜液柱读数的差值为L=30mm,倾角θ=30 °,试求压强差p1– p2。
解:p1γ(z3z1 )γ(z4z2 ) p2p1p2γ(z3z4 )γL sinθ例 3:用复式压差计测量两条气体管道的压差(如图所示)。
两个U形管的工作液体为水银,密度为ρ2,其连接管充以酒精,密度为ρ 1 。
如果水银面的高度读数为z1、 z 2、 z 3、z4,试求压强差p A– p B。
解:点 1 的压强: p A点2的压强: p2p Aγ2( z2z1 )点 3的压强: p3 p Aγ2( z2z1 )γ1( z2 z3 )p4p Aγ2( z2z1 ) γ1(z2z3 ) γ2( z4z3 ) p Bp A p Bγ2(z2 z1 z4z3 ) γ1( z2z3 )例 4:用离心铸造机铸造车轮。
求A-A 面上的液体总压力。
解:p 1 2r2gz C p 1 2r2gz p a22在界面 A-A 上: Z = - hp 1 2r2gh p a F( p p a ) 2 rdr 21 2 R41ghR2R2082例 5:在一直径 d = 300mm,而高度 H= 500mm的园柱形容器中注水至高度h1 = 300mm,使容器绕垂直轴作等角速度旋转。
如图所示。
(1) 试确定使水之自由液面正好达到容器边缘时的转数n1;(2)求抛物面顶端碰到容器底时的转数 n2,此时容器停止旋转后水面高度 h2将为多少?解: (1)由于容器旋转前后,水的体积不变( 亦即容器中空气的体积不变 ) ,有:图1d 2L1 d 2 (H h1 )424L 2( H h1 ) 400 mm0.4 m在 xoz 坐标系中,自由表面2 r 2 1 的方程:z02g对于容器边缘上的点,有:d0.15m z0 r22gz0 2 9.80.4 r 20.152∵ 2 n / 60L0.4m18.67( rad / s)n1606018.672178.3 (r / min)2(2) 当抛物面顶端碰到容器底部时,这时原容器中的水将被甩出一部分,液面为图中2所指。
在 x o z 坐标系中:2r 2自由表面 2 的方程:z02 gd当r 0.15m时, z0 H 0.5m 22gz0 2 9.80.520.87(rad / s)r 20.152n260ω60 20.87π2199.3(r / min)π2这时,有:1d 2H1d 2 ( H h2 )424Hh2HH h2250mm22例 6:已知:一块平板宽为 B ,长为 L, 倾角,顶端与水面平齐。
求:总压力及作用点。
解:总压力:Fγh c A γL sinθLB 2压力中心 D:方法一: dM ydF yγy sin θdAL3M γsin θ y2 dA2 Bdyγsin θB Lγsin θ yA03M Fy D y D M / F 2 L3Jcx L 1 BL3L L方法二:y D y c12y c A2L BL262例 7:如图,已知一平板,长L, 宽 B, 安装于斜壁面上,可绕 A 转动。
已知L,B,L 1, θ。
求:启动平板闸门所需的提升力F。
解:f 11γL sin θBL22Lf 2 γL 1 sin θBLFL cosf 1 3 Lf22F1 2 f 1 1 f 2cos32例 8:平板 A B, 可绕 A 转动。
长 L=2m,宽 b=1m,θ=60°, H 1=1.2m,H 2=3m 为保证平板不能自转,求自重 G 。
解:F 1H 1bH 18153 NF 2L sin θ 16986 NγγbL2 sin θ2F 3 γ(H 2 L sin θ)bL 24870 NG Lcos θ F 1 L 1 H 1F 2 2 LF 3L23 sin θ3 2G 69954 N例 9:与水平面成45°倾角的矩形闸门 AB( 图 1) ,宽 1m ,左侧水深h 1 = 3m ,右侧水深 h 2 = 2m ,试用图解法求作用在闸门上的静水总压 图 1力的大小和作用点。
解:如图 2 所示,作出闸门两侧的静水压强分布图,并将其合成。
AEh 1 h 2 11414. (m)sin 45° sin 45°EBh 2 2 2.828(m)sin 45° sin 45°P 11 b1(h 1h 2 ) AE b1 9.8 (3 2) 1.414 1 6.93( KN )22AD 12AE21.4140.943 (m)33P2 2 b(h1 h2 )BE b9.8 (3 2) 2.828 1 27.71( KN )ED2111414. (m) EB 2.82822AD2AE ED2 1414.1414. 2.828( m)静水总压力:P P1P2 6.93 27.7134.64( KN )设合力的作用点 D 距 A 点的距离为l ,则由合力矩定理:P l P1AD1P2AD2P1AD1P2AD2 6.930.943 27.71 2.828 lP 2.45 m34.64即,静水总压力的作用点 D 距 A 点的距离为 2.45m。
例 10:如图,一挡水弧形闸门,宽度为b(垂直于黑板) , 圆心角为θ,半径为 R,水面与绞轴平齐。
试求静水压力的水平分量F x与铅垂分量 F z。
F x 1解:γ Rsinθ bR sinθ2压力体如图所示:F zγb θπR21R sin θ R cosθ2π2例 11:一球形容器由两个半球铆接而成( 如图 1所示 ) ,铆钉有 n 个,内盛重度为的液体,求每一铆钉所受的拉力。
解:如图 2 所示,建立坐标系xoyz取球形容器的上半球面ABC作为研究对象,显然由于ABC在 yoz 平面上的两个投影面大小相等、方向相反,故x 方向上的静水总压力P x0 ;同理 P y0 。
即: ABC仅受铅垂方向的静水总压力P z V P而: V P V园柱V半球R 2 ( R H )1 4 R 3 R2 (R H )2 R 32 33图 2R 2( R H2R)R 2 (HR )33故: P Z V PR 2R ( H) 方向铅垂向上, 即3铆钉受拉力。
每一铆钉 所 受 的拉力为:F ZP Z 1 R 2( HR )nn3第三章例 1:已知 u = - (y+t2) , v =x+t , w =0 。
求 t=2 ,经过点( 0, 0)的流线方程。
解: t=2 时, u = - (y+4) , v =x+2 , w =0流线微分方程:dx dy ( y 4)x 21(x 2)21( y 4)2c22流线过点( 0, 0) ∴ c=10流线方程为:(x+2)2+(y+4) 2=20例 2:已知某流场中流速分布为: u = -x , v = 2y ,w = 5-z 。
求通过点 (x,y,z)=(2,4,1)的流线方程。
解: 流线微分方程为:dxdy dzdx dy dz uvwx2 y5 zdx 1 d (2y) d (5 z) x2 2 y5 zdx 1 d ( 2y)x22 y dx d (5 z)x5 z由上述两式分别积分,并整理得: x y c 1①xc 2 z 5c 2即流线为曲面x y c 1 和平面 x c 2 z 5c 20 的交线。
将 ( x, y, z)(2,4,1) 代入①可确定 c 1和 c 2 :c1 4,c21 2故通过点 (2,4,1)的流线方程为:x y42x z 5 0例 3. 求小孔出流的流量:解:如图,对断面0-0 和断面 1-1 列伯努利方程,不计能量损失,有:z0p0α0V02z1p aα1V12γ2gγ2gV1 2 g z0z12gh QμV1 AμA 2gh 上式中:A为小孔的面积, A 为1-1断面的面积。
例 4. 用文丘里流量计测定管道中的流量:解:如图,在1-1 及 2-2断面列伯努利方程,不计能量损失有:z1p1α1V12z2p2α2V22由于:V1 A1 V2 A2γ2gγ2g故:V221 A22z1p1z2p22g A12γγ又p1γz1z3p2γz2z4γz4z3z1p1z2p2γ1 z4z3z2p2ρ1 z4 z3γγγγρV221A22ρ 1h2g A12ρρ ρ 1 2g hμV 2 A 2V 22Q1 A2 A 1:考虑能量损失及其它因素所加的系数。
<1。
例 5:输气管入口,已知:ρ’ =1000kg/m 3,ρ =1.25kg/m 3, d = 0.4m ,h = 30mm 。
求:Q = ?解:对 0— 0 和 1— 1 断面列伯努利方程, 不计损失, 有:z 0 p a z 1p 1 α1V 1 2γγ 2g又因为:α1 1.0,z 0 z 1,p 1 γhp aV 1γ2ghρ2gh 21.784m / sγ ρQ V 1 πd 22.737m 3 / s4例 6:如图,已知: V 1 、 A 1 、 A 2 ; θ;相对压强 p 1 ;且管轴线在水平面内,试确定水流对弯管的作用力。
解:对 1-1 及 2-2 断面列伯努利方程,不计水头损失,有:p 1 V 12 p 2 V 22 γ 2gγ 且: Q V 1 A 1 V 2 A 22g可求出: V 2和 p 2。
在 x 方向列动量方程,有:F x p 1 A 1 p 2 A 2 cos θ ρQ (V 2 cos θ V 1 )F x p 1 A 1 p 2 A 2 cos θ ρQ(V 2 cos θ V 1 )在 y 方向列动量方程,有:F y p 2 A 2 sin θ ρQV 2 sin θF y p 2 A 2 sin θ ρQV 2 sin θ例 7:水渠中闸门的宽度 B = 3.4m 。
闸门上、下游水深分别为h 1 = 2.5m, h 2 = 0.8m,求:固定闸门应该施加的水平力F 。
解:对 1-1 及 2-2 断面列伯努利方程,不计水头损失,有:h 1p a V 12 p a V 22 h 2γ又: Q V 1h 1B V 2h 2 Bγ 2g2g以上两式联解,可得:V 1 1.95m / s,V 2 6.095m / s所以: Q V 1h 1B16.575m 3 / s在水平方向列动量方程,有:Fh 1h 1Bh 2(V 1 )2 2 h 2 BQ V 2FB 22 ρQ (V 2 V 1 )故:F24812 N 。