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流体力学试题及答案

流体力学试题及答案

流体力学试题及答案一、选择题1. 在静水中,对于不同形状的物体,哪一项描述是正确的?A. 每个物体受到的浮力相同。

B. 浮力与物体的形状无关。

C. 浮力只与物体的质量有关。

D. 浮力与物体的密度无关。

答案:B. 浮力与物体的形状无关。

2. 当一个物体在液体中浸没时,下列哪一项是正确的?A. 物体受到的浮力等于物体的重力。

B. 物体受到的浮力小于物体的重力。

C. 物体受到的浮力大于物体的重力。

D. 浮力与物体的重力无关。

答案:A. 物体受到的浮力等于物体的重力。

3. 下列关于压强的说法,哪一项是正确的?A. 压强与物体的面积成反比。

B. 压强只与物体的质量有关。

C. 压强与液体的密度无关。

D. 压强与液体的深度成正比。

答案:D. 压强与液体的深度成正比。

4. 当液体从一细管中流出时,根据伯努利定理,下列哪一项是正确的?A. 流速越大,压强越小。

B. 流速越小,压强越小。

C. 流速越大,压强越大。

D. 流速与压强无关。

答案:A. 流速越大,压强越小。

5. 下列哪一项是正确的?A. 黏性流体的黏度随温度而增加。

B. 非黏性流体的黏度随温度而减小。

C. 非黏性流体的黏度随温度而增加。

D. 黏性流体的黏度与温度无关。

答案:C. 非黏性流体的黏度随温度而增加。

二、填空题1. 流量的单位是__________。

答案:升/秒或米^3/秒2. 流体的黏滞系数是_____________。

答案:黏度3. 当一个物体浸没在水中时,所受到的浮力等于所排开的水的__________。

答案:重量或质量4. 斯托克斯定律适用于小颗粒在____________中运动的情况。

答案:黏性流体5. 流体在维持稳定的情况下,其流速越大,压强越__________。

答案:小三、计算题1. 一个球体在液体中的浸没深度为30cm,球的质量为400g,液体的密度为800kg/m^3。

求球受到的浮力大小。

答案:球受到的浮力大小等于所排开的液体的重力大小,即体积乘以液体的密度乘以重力加速度。

流体力学题库(附答案)

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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()。

流体力学试题库(附有答案)

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流体力学试题库(附有答案)1.单位体积液体的重量称为液体的______,其单位。

A容重N/m^2B容重N/M^3(正确答案)C密度kg/m^3D密度N/m^32.不同的液体其粘滞性_______,同一种液体的粘滞性具有随温度_______而降低的特性。

A相同降低B相同升高C不同降低D不同升高(正确答案)3.液体黏度随温度的升高而____,气体黏度随温度的升高而_____。

A.减小,不一定;(正确答案)B.增大,减小;C.减小,不变;D.减小,减小4.运动粘滞系数的量纲是:AL/T^2BL/T^3CL^2/T(正确答案)DL^3/T5.动力粘滞系数的单位是:ANs/mBNs/m^2(正确答案)Cm^2/sDm/s6.下列说法正确的是:A液体不能承受拉力,也不能承受压力。

B液体不能承受拉力,但能承受压力。

(正确答案)C液体能承受拉力,但不能承受压力。

D液体能承受拉力,也能承受压力。

7.相对压强是指该点的绝对气压与_______的差值。

A标准大气压;B当地大气压;(正确答案)C真空压强;D工程大气压。

8.一密闭容器内下部为水,上部为空气,液面下4.2m处测压管高度为2.2m,设当地大气压为1个工程大气压,则容器内绝对压强为______水柱。

A2mB1mC8m(正确答案)D-2m9.一密闭容器内下部为水,水的容重为γ;上部为空气,空气的压强为p0,容器由静止状态自由下落,在下落过程中容器内水深为h处的压强为:Ap0+γhBp0(正确答案)C0D以上都不正确10.对于潜体,若浮心与重心重合,称为______平衡;浮心在重心之上,称为_______平衡;浮心在重心之下,称为_______平衡。

A稳定随遇不稳定B随遇稳定不稳定(正确答案)C随遇不稳定稳定D不稳定稳定随遇11.液体受到表面压强p作用后,它将_____地传递到液体内部任何一点。

A.毫不改变;(正确答案)B.有所增加;C.有所减小;D.只传压力不传递压强.12.某点的绝对压强等于0.4个工程大气压,其相对压强为________。

(完整版)流体力学作业试题库及答案

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第一章 绪论思考题1-1 何谓流体连续介质模型?含有气泡的液体是否适用连续介质模型?答:所谓流体的连续介质模型,即把流体视为没有间隙地由流体质点充满它所占据的整个空间的一种连续介质其物理性质和物理量也是连续的。

若气泡相对于液体而言可以看作孤立的点的话,则含有气泡的液体可以适用连续介质模型。

习题11-3 如题图所示,设平行板间隙为0.5mm ,中间充满液体,上板以U =0.25m/s 的速度平移,施于单位面积的力为2Pa ,试求液体的粘度为多少?解:YU dy du A F μμτ===液体粘度sPa AU FY ⋅⨯=⨯⨯==--3310425.0105.02μ1-4 求题图所示的轴与轴套之间的流体粘度。

解:s Pa dLU FY dLA Y U dy du A F ⋅=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==⇒====--0648.0493.010)140120(14.3102.034.863πμπμμτ第二章 流体静力学习题22-5 用多管水银测压计测压,,题图中标高的单位为m ,试求水面的压强p 0。

解:Pam g m g p pap m m g p p m m p p m m g p p m m g p p D D CC B B A A 5001065.29.298002.21334169.22.20)2.13.2()2.15.2(g )4.15.2()4.10.3(⨯=⨯-⨯=⨯-⨯=⇒⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧=-+=--=-+=-+=水汞汞水汞水ρρρρρρ2-9 一盛水的敞口容器作加速运动,试求下列两种情况下容器内静压强的分布规律:(1)自由降落;(2)以等加速度a 向上运动。

解:ha g p p )sin (0αρ++=(1),900=∴=︒-=p p 相对压强α (2))(,900a g h p p p p a a ++=∴=︒=ρα绝对压强 2-12 试求开启题图所示水闸闸门所需的单宽拉力F 。

不计闸门自重及转轴摩擦力。

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流体力学考试题库第一题:静力学基础1. 结合静力学的基本原理,解释什么是平衡状态,并推导出平衡状态的条件。

2. 画一剖面图,标明各物体的重力以及各处支持力的方向,并利用物体的平衡条件求解未知力。

3. 在一个封闭的液体容器中,液体表面受到一个压强,推导出液体内各点的压力与深度的关系。

4. 一个高度为H的圆柱形液体容器,其上方有一个可以测量压力的装置,利用加权法求解液体的密度。

5. 两个连接在同一液体容器中的水池,在不同位置(水位高度不同)处测量液面的压力。

应用压强传递原理,计算出液体的密度。

第二题:运动学1. 从基本原理出发,推导出Bernoulli方程,并给出各项物理量的含义和单位。

2. 根据相似性原理和尺度分析,列出三个具有相似性质的物理量与尺度的比例关系,并解释它们在流体力学中的应用。

3. 分析绕流体柱的流体流动,推导出液体流动速度的分布公式,并根据该公式解释为什么流体分子在柱面上停留的时间较长。

4. 利用欧拉方程和伯努利方程,推导出Pitot静压管的原理,并解释为何可以利用Pitot静压管测量飞机的空速。

5. 画出流速与管道横截面半径的关系图,并解释为什么在管道中我们可以忽略黏性的影响。

第三题:动力学1. 从基本方程出发,推导出一维不可压缩稳态流体的动力学方程,并解释方程中各项的物理意义。

2. 两种流体在Y型管汇流处相遇,从基本方程出发,推导出经典的迎风相遇问题,并解释为什么会出现分离区域。

3. 利用雷诺运动方程推导出流体粘滞性的表达式,并解释为什么流体的粘滞性与流体速度呈正比。

4. 从基本方程出发,推导出涡量的守恒方程,并解释该方程对流体流动的意义。

5. 画出截面积与液体速度关系的曲线,并解释为什么在压缩过程中,液体的速度增大而密度增大。

总结:通过本次流体力学考试题库,我们对静力学、运动学和动力学等方面的理论和应用有了更深入的了解。

通过解答这些题目,我们巩固了对流体力学基本原理和公式的理解,并且学会了如何应用这些原理和公式解决实际问题。

流体力学试题

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流体力学试题一、选择题1. 流体力学中的“流体”指的是:A. 只能够流动的物质B. 能够流动或者不能流动的物质C. 具有固定形状的物质D. 既不能流动也不能压缩的物质2. 以下哪个物理量是流体力学中描述流体运动状态的基本物理量?A. 密度B. 压力C. 速度D. 温度3. 流体静力学方程的基本原理是:A. 流体是不可压缩的B. 流体是完全可压缩的C. 流体静压力在任意深度处与该深度成正比D. 流体的压力和密度在任何情况下都成正比4. 伯努利方程适用于描述:A. 流体在静止状态下的能量守恒B. 流体在流动过程中的能量守恒C. 流体在受到外力作用下的能量变化D. 流体在压缩过程中的能量转换5. 雷诺数是一个描述流体流动特性的无量纲数,它主要与以下哪个因素无关?A. 流体的速度B. 流体的密度C. 流体的粘度D. 流体的流速二、填空题6. 在流体力学中,当流体的流速增加时,流体的________会减小,这种现象称为________效应。

7. 流体通过圆管流动时,流速最大的位置在管道的________,这是由于________的作用。

8. 流体力学中的连续性方程表明,在一个封闭系统中,流体的________是守恒的,即在任何时刻,流入和流出的流体________相等。

9. 当流体流过一个突然扩大的管道时,流速会________,而压力会________。

10. 在层流和湍流之间,流体的速度分布更加均匀,且流层之间没有明显________的是________流。

三、简答题11. 请简述流体力学中的纳维-斯托克斯方程的基本含义及其在工程中的应用。

12. 描述流体的压缩性对流体动力学行为的影响,并给出一个实际应用的例子。

13. 解释何为流体的粘性,以及它如何影响流体的流动特性。

14. 描述流体在不同流态(层流和湍流)下的行为特点,并解释为什么层流到湍流的转变对工程设计很重要。

15. 简述流体力学中的边界层概念,并解释它在流体动力学中的重要性。

流体力学考试试题

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流体力学考试试题一、选择题(每题2分,共10分)1. 在理想流体中,流体的粘性可以忽略不计,以下哪个选项是理想流体的特征?A. 流体的密度不变B. 流体的粘性系数为零C. 流体的压缩性可以忽略D. 流体的流速在任何位置都相同2. 根据伯努利方程,以下哪个说法是正确的?A. 在流体流动中,流速增加时,压强也增加B. 在流体流动中,流速增加时,压强降低C. 在流体流动中,压强增加时,流速也增加D. 流体的压强和流速无关3. 流体静力学中,流体的压力与哪些因素有关?A. 流体的密度和重力加速度B. 流体的流速C. 流体的粘性D. 流体的温度4. 在雷诺数(Re)的计算中,涉及到的物理量不包括以下哪一项?A. 流体的密度B. 流体的速度C. 流体的粘性系数D. 流体的体积5. 以下哪个现象不是由流体的粘性引起的?A. 层流B. 湍流C. 边界层D. 流体的自由表面波二、简答题(每题5分,共20分)1. 简述流体力学中的连续性方程及其物理意义。

2. 描述牛顿粘性定律,并解释其在流体力学中的应用。

3. 解释什么是临界雷诺数,并说明它在流体流动中的重要性。

4. 什么是流体的不可压缩性假设?在什么情况下可以应用这一假设?三、计算题(每题10分,共30分)1. 一个水平放置的管道,内径为0.1米,水以2米/秒的速度流动。

如果水的密度为1000千克/立方米,求管道中每分钟流过的水的质量。

2. 一个开口容器中的水受到重力作用,水面上方的大气压力为101325帕斯卡。

求水的压强在深度为2米处的值。

3. 一个流体在半径为5厘米的圆形管道中以层流状态流动,流体的密度为800千克/立方米,粘性系数为0.001帕斯卡·秒。

如果管道的摩擦系数为0.03,计算在长度为10米的管道内流体的平均流速。

四、论述题(共20分)1. 论述流体力学在航空航天领域的应用,并举例说明其重要性。

2. 分析流体力学在环境工程中的作用,特别是在水处理和空气污染控制方面的应用。

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流体力学考试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 流体力学中,流体的基本假设是什么?A. 流体是不可压缩的B. 流体是完全弹性体C. 流体是完全塑性体D. 流体是连续介质答案:D2. 流体静力学中,压力的分布规律是什么?A. 与深度成正比B. 与深度成反比C. 与深度无关D. 与深度的平方成正比答案:A3. 流体的粘性是由什么决定的?A. 温度B. 压力C. 密度D. 以上都是答案:A4. 伯努利方程描述了什么?A. 流体的静压和动压关系B. 流体的压缩性C. 流体的粘性D. 流体的热力学性质答案:A5. 流体的雷诺数是用来描述什么的?A. 流体的密度B. 流体的粘性C. 流体的惯性力与粘性力的比值D. 流体的压缩性答案:C6. 什么是流体的不可压缩性条件?A. 密度不变B. 温度不变C. 压力不变D. 速度不变答案:A7. 流体的连续性方程描述了什么?A. 流体的动量守恒B. 流体的动能守恒C. 流体的质量守恒D. 流体的热能守恒答案:C8. 流体的湍流与层流的区别是什么?A. 湍流有粘性,层流没有B. 湍流是有序的流动,层流是无序的C. 湍流是无序的流动,层流是有序的D. 湍流和层流都是有序的流动答案:C9. 流体的边界层厚度与什么有关?A. 流体的密度B. 流体的速度C. 流体的粘性D. 流体的压缩性答案:C10. 什么是流体的临界雷诺数?A. 流体开始流动的雷诺数B. 流体从层流转变为湍流的雷诺数C. 流体达到最大速度的雷诺数D. 流体达到最大压力的雷诺数答案:B二、简答题(每题10分,共30分)1. 简述流体力学中的纳维-斯托克斯方程及其物理意义。

答案:纳维-斯托克斯方程是描述流体运动的基本方程,它将流体的动量守恒定律与流体的粘性联系起来。

方程表明,流体的加速度不仅与压力梯度有关,还与粘性力有关。

物理意义上,它描述了流体内部的动量传递过程。

2. 描述流体的粘性对流动的影响。

答案:流体的粘性对流动有显著影响。

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流体的粘滞切应力:【例1-1】一平板距另一固定平板δ=0.5mm,二板水平放置,其间充满流体,上板在单位面积上为τ=2N/m2的力作用下,以μ=0.25m/s的速度移动,求该流体的动力黏度。

【解】由牛顿内摩擦定律由于两平板间隙很小,速度分布可认为是线性分布,可用增量来表示微分(pa.s)【例1-2】长度L=1m,直径D=200mm水平放置的圆柱体,置于内径D1=206mm的圆管中以u=1m/s的速度移动,已知间隙中油液的相对密度为d=0.92,运动黏度=5.6×10-4m2/s,求所需拉力F为多少?解】间隙中油的密度为(kg/m3)动力黏度为(Pa·s)由牛顿内摩擦定律由于间隙很小,速度可认为是线性分布如图所示,转轴直径=0.36m,轴承长度=1m,轴与轴承之间的缝隙=0.2mm,其中充满动力粘度=0.72 Pa.s的油,如果轴的转速200rpm,求克服油的粘性阻力所消耗的功率。

解:油层与轴承接触面上的速度为零,与轴接触面上的速度等于轴面上的线速度:设油层在缝隙内的速度分布为直线分布,即则轴表面上总的切向力为:克服摩擦所消耗的功率为:三、解题步骤1.判断形心位置;2.计算左边的总压力和作用点;3.计算右边的总压力和作用点;4.计算总压力F=F1-F2;5.由力矩平衡,计算总压力的作用点。

静水奇象 应用:对容器底部进行严密性检查一块平板矩形闸门可绕铰轴A 转动,如图示。

已知θ=60°,H=6 m ,h1=1.5 m ,h=2m ,不计闸门自重以及摩擦力,求开启单位宽度b=1 m (垂直于纸面)的闸门所需的提升力F ?四、静止液体作用在曲面上的总压力的计算程序 (1)将总压力分解为水平分力Fx 和垂直分力Fz (2)水平分力的计算(3)确定压力体的体积(4)垂直分力的计算,方向由虚、实压力体确 (5)总压力的计算, (6)总压力方向的确定,[例2-7]下图表示一个两边都承受水压的矩形水闸,如果两边的水深分别为h1=2m ,h2=4m ,试求每米宽度水闸上所承受的净总压力及其作用点的位置。

【解】 淹没在自由液面下h1深的矩形水闸的形心yc=hc=h1/2每米宽水闸左边的总压力为由作用点F1位置其中通过形心轴的惯性矩IC=bh31/12,所以即F1的作用点位置在离底1/3h=2/3m 处。

淹没在自由液面下h2深的矩形水闸的形心yc=hc=h2/2。

每米宽水闸右边的总压力为同理,F2作用点的位置在离底1/3h2=2/3m 处。

该平衡,即 [例2-8]试绘制图中abc [例2-9]液体,试求每个螺栓所受的拉力[解]取上半球为隔离体进行受力分析,据∑Fz=0得 FT=PZ/N z T==)3(32)(232R H R R R H R V p +=-+=πππ其中Pz为作用在上半球面上的铅垂分力,可用压力体概念求解。

故FT=PZ/N =ρgVP/N【例2-10】求图所示流体施加到水平放置的单位长度圆柱体上的水平分力和垂直分力:(a)如果圆柱体左侧的流体是一种计示压强为35kPa被密封的箱内的气体;(b)如果圆柱体左侧的流体是水,水面与圆柱体最高部分平齐,水箱开口通大气。

【解】(a)圆柱体表面所研究部分的净垂直投影为Az=[4-2(1-cos300)] ×1 则35kPa计示压强的气体作用在单位长度圆柱体上的水平分力为Fx=pAz=35×[4-2(1-cos300)] ×1=353.75=130.5(kN)圆柱体表面所研究部分的净水平投影为Ax=2sin300×1则气体作用在单位长度圆柱体上的垂直分力为Fz=pAx=35×2sin300×1=35(kN)(b)Fx=ρghcAx=9.81×(1/2×3.73) ×(3.73×1)×1000=68.1(kN)Fz=ρgVp=9.81×1000×(2100/3600×22+1/2×1×1.732+1×2) ×1=100.5(KN)【例2-11】如图所示为一水箱,左端为一半球形端盖,右端为一平板端盖。

水箱上部有一加水管。

已知h=600mm,R=150mm,试求两端盖所受的总压力及方向。

【解】(1)右端盖是一圆平面,面积为A右=πR2其上作用的总压力有F右=ρg(h+R)A右=ρg(h+R) πR2=1000×9.806×(0.6+0.15)×3.14×0.152=520 (N)方向垂直于端盖水平向右(2)左端盖是一半球面,分解为水平方向分力Fx左和垂直方向分力Fz左。

Fx左=ρg(h+R)Ax=ρg(h+R) πR2 =1000×9.806×(0.6+0.15)×3.14×0.152=520 (N)方向水平向左垂直方向分力由压力体来求,将半球面分成AB、BE两部分,AB部分压力体为ABCDEOA,即图中左斜线部分,记为VABCDEOA,它为实压力体,方向向下;BE部分压力体为BCDEB,即图中右斜线部分,记为VBCDEB ,它为虚压力体,方向向上。

因此总压力体为它们的代数和。

Vp= VABCDEOA -VBCDEB=VABEOA。

Vp正好为半球的体积,所以Vp=1/2×4/3×πR3。

Fz左=ρg Vp= ρg2/3πR3= 103×9.806×2/3×3.14×0.153=69.3(N)方向垂直向下总作用力为(N)合力通过球心与水平方向夹角为伯努利方程:方程的物理意义:理想不可压缩的重力流体作一维定常流动时,在同一流线的不同点上或者同一微元流束的不同截面上,单位重量流体的动能、位置势能和压强势能之和等于常数。

方程的几何意义:理想不可压缩的重力流体作一维定常流动时,沿任意流线或者微元流束,单位重量流体的速度水头、位置水头、压强水头之和为常数,即总水头线为平行于基准面的水平线。

总机械能不变,并不是各部分能量都保持不变。

三种形式的能量可以各有消长,相互转换,但总量不会增减。

设为单位重量流体沿线的机械能损失,亦称水头损失,则据能量恒定律,可得实际流体定常元流的伯努利方程将实际流体定常元流的伯努利方程推广到总流:。

α称为动能修正系数。

近似地取α=1.0 .式中:H为单位重量流体流过水泵、风机所获得的能量(取“+”)或流进水轮机失去的能量(取“-”)水力坡度表示单位重量流体在单位长度流程上损失的平均水头。

应用条件:(1)流动必须是恒定流,并且流体是不可压缩的。

(2)作用于流体上的质量力只有重力。

(3)所取的上下游两个断面应在渐变流段中,以符合断面上测压管水头等于常数这一条件。

但在两个断面之间流动可以不是渐变流。

断面应选在已知条件较多的位置。

在渐变流断面上取任何一点的测压管水头值都可作为整个断面的平均值,为简便通常取管道中心点或渠道水面点。

(4)两断面之间没有分流和汇流,流量保持不变。

毕托管测速:φ=0.97。

原理:测量时将静压孔(顺流孔)和总压孔(迎流孔)感受到的压强分别和差压计的两个入口相连,在差压计上可以读出总压和静压之差,从而求得被测点的流速如图所示,在D=150mm的水管中,装一附有水银压差计的毕托管,用以测量管轴心处的流速。

如果1、2两点相距很近且毕托管加工良好,水流经过时没有干扰;管中水流平均速度为管轴处流速的0.84倍。

问此时水管中的流量为多少?解:要求流量,先求流速。

假设在过水断面上1-1及2-2上压强按静压规律分布,即:文丘里(Venturi)流量计若ρ液,ρ,A2,A1已知,只要测量出h液,就可以确定流体的速度。

流量为:动量方程:(二)恒定总流动量方程的应用条件和注意事项a)水流是恒定流,并且控制体的进出口断面都是渐变流,但两个断面之间可以是急变流。

b)动量方程是矢量方程,方程中的流速和作用力都具有方向的。

因此,应用动量方程解题必须建立坐标系。

还必须注意,当流速或者作用力的投影分量与坐标方向一致时,则为正值,否则应为负值。

c)动量方程式的右端应该是流出液体的动量减去流入液体的动量。

d)∑F 包括作用在控制体上的全部外力,不能遗漏,也不能多选外力。

通常包括重力(质量力)、压力和周围固体边界对水体的反作用力。

求水流与固体边界之间的作用力是应用动量方程解题的主要任务,当所求的力的方向不能事先确定时,可以先假设其方向进行求解。

如果求出该力为正值,表示假设方向正确;否则表示该力的实际作用方向与假设方向相反。

e)动量方程只能求解一个未知数,如果方程中的未知数多于1个,必须与连续方程、能量方程联合求解。

f)对于有分岔的管道,动量方程的矢量形式为[例3-6] 如图所示管流,已知H、d、hW,试求通过流量Q,并绘制总水头线和测压管水头线。

[解]据1→2建立总流的伯努利方程,有【例3-7】有一贮水装置如图所示,贮水池足够大,当阀门关闭时,压强计读数为2.8个大气压强。

而当将阀门全开,水从管中流出时,压强计读数是0.6个大气压强,试求当水管直径d=12cm时,通过出口的体积流量(不计流动损失)。

【解】当阀门全开时列1-1、2-2截面的伯努利方程当阀门关闭时,根据压强计的读数,应用流体静力学基本方程求出H值,则代入,[例3-8] 如图所示矩形断面平坡渠道中水流越过一平顶障碍物。

已知mm,渠宽m,渠道通过能力,试求水流对障碍物通水间的冲击力F。

取图示控制体,并进行受力分析。

建立xoz 坐标系。

在x 方向建立动量方程(取)。

,代入动量方程,得【例3-9】 水平放置在混凝土支座上的变直径弯管,弯管两端与等直径管相连接处的断面1-1上压力表读数p1=17.6×104Pa ,管中流量qv=0.1m3/s ,若直径d1=300㎜,d2=200㎜,转角Θ=600,如图所示。

求水对弯管作用力F 的大小【解】水流经弯管,动量发生变化,必然产生作用力F 。

而F 与管壁对水的反作用力R 平衡。

管道水平放置在xoy 面上,将R 分解成Rx 和Ry 两个分力。

取管道进、出两个截面和管内壁为控制面,如图所示,坐标按图示方向设置。

1.根据连续性方程可求得:,2.列管道进、出口的伯努利方程则3.所取控制体受力分析进、出口控制面上得总压力:,壁面对控制体内水的反力Rx 、Ry ,其方向先假定如图所示。

4.写出动量方程选定坐标系后,凡是作用力(包括其分力)与坐标轴方向一致的,在方程中取正值;反之,为负值。

沿x 轴方向沿y 轴方向,管壁对水的反作用力。

水流对弯管的作用力F 与R 大小相等,方向相反。

离心式水泵的水力计算二、主要参数流量Q 扬程H (泵供给单位重量液体的能量)功率输入功率(轴功率)NX 输出功率(有效功率) 效率 转速n 允许真空度 据工作点Q 、H →计算 →据 → Nx 。

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