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1、习题课,工程流体力学,习题课,习题课,形心有关计算,若液面上表压强不为0时，即p0pa，可将表压换算成液柱高加到原来的液面上，以一个表压为0的假想液面来计算总压力大小、方向、作用点。,1。图示，矩形墙AB的形心淹没深度Yc=_,A,5m,C,2.5m,B,10m,D,7.5m,答案：B,习题课,2.图示矩形AB墙形心Yc=?,习题课,3.闸门宽1.2m，铰在A点，压力表G的读数为14700Pa，在右侧箱中装有油，其重度08.33KN/m3，问在B点加多大的水平力才能使闸门AB平衡？,解：把p0折算成水柱高：,相当于液面下移1.5m，如图示虚构液面,则左侧：,压力中心距A点：3.1121.11m
2、,右侧：,习题课,设在B点加水平力F使闸门AB平衡，对A点取矩 MA0,即,习题课,1.不可压缩液体连续性微分方程 只适用于恒定流（ ） 2.过流断面垂直于速度方向，因此，其就是垂直于速度方向的垂直平面。（ ） 3.如果流体的密度即不随空间变化，也不随时间变化，即控制体体积不变，则该流体为不可压缩流体，。（ ） 4.对于理想流体，同一流线上的流体质点，它们的能量相等。（ ） 5.当质量力可以忽略不计，过流断面接近平面时，过流断面上的静压强按静止液体中的静压强的规律分布。（ ） 6.自由射流的流束上的流体压强处处为大气压。（ ） 7.测压管水头线若低于管轴心，则该处水流一定处于真空状态。,习题课
3、,1.实际流体在等直管道中流动，在过流断面1，2上有A，B，C点，则下面关系式成立的是：,A,B,C,D,B,习题课,2.如图所示管路系统中流体作实际运动，恒定。圆管等直径，则下述判断正确的是：,A.该管路系统上点3和5的测压管水头相等；,B.该管路系统上点3的测压管水头与点4的测压管水头相等；,C.该管路系统上点1的 动水压强p1=g水h1；,D.该管路系统上点1和8 的动水压强p1=p8=pa。,习题课,3.一等直径水管，A-A为过流断面，B-B为水平面，1,2,3,4为面上各点，各点的运动物理量有以下关系：,A,C,D,B,习题课,4.在应用恒定总流的能量方程，可选用图中的那几个断面，作
4、为计算过水断面。,A. 1，2，3，4，5；,B. 1，3，5；,C. 2，4；,D. 2，3，4。,习题课,5.水流一定方向应该是（ ） A、从高处向低处流； B、从压强大处向压强小处流； C、从流速大的地方向流速小的地方流； D、从单位重量流体机械能高的地方向低的地方流。,习题课,6.理想流体流经管道突然放大断面时，其测压管水头线（ ） A、只可能上升； B、只可能下降； C、只可能水平； D、以上三种情况均有可能。,习题课,7.重力场中理想不可压缩恒定流动中同一条流线上两点A、B，A点的流速大于B点的流速，则 A、A点的测压管水头B点的测压管水头； B、A点的测压管水头B点的压强水头；
5、D、A点的压强水头B点的压强水头,习题课,8.动量方程式中流速和作用力： A、流速有方向，作用力没有方向。 B、流速没有方向，作用力有方向。 C、都没有方向。 D、都有方向,习题课,9.动能修正系数是反映过流断面上实际流速分布不均匀性的系数，流速分布_，系数值_，当流速分布_时，则动能修正系数的值接近于_. A、越不均匀；越小；均匀；1。 B、越均匀；越小；均匀；1。 C、越不均匀；越小；均匀；零 D、越均匀；越小；均匀；零,习题课,伯努利方程式的应用实例,例21 : 一般水力计算问题 有一喷水装置如图示。已知h10.3m，h21.0m，h32.5m，求喷水出口流速，及水流喷射高度h（不计水头
6、损失）。,解： 以33断面为基准面，列11、33两断 面的能量方程：,以22断面为基准面，列22、44两断面的能量方程：,所以喷口速度V4:,水流喷射高度h,习题课,例22: 节流式流量计 知：U形水银压差计连接于直角弯管，d1300mm，d2100mm，管中流量Q100L/s.问：压差计读数h等于多少？（不计水头损失）,解：以00断面为基准面，列11、22两断面的能量方程：,又由连续性方程：,由连通器方程得压强关系：,则 ：,所以 ：,习题课,例2-3: 毕托管原理 水从立管下端泄出，立管直径为d50mm，射流冲击一水平放置的半径R150mm的圆盘，若水层离开盘边的厚度1mm。求：流量Q及汞
7、比压计的读数h。水头损失不计。,分析： 11： p1（0）， V1（？）， z1（） 22： p2（0）， V2（？）， z2（） 33： p3（ ？）， V3（0）， z3（）（驻点） 每点都有一个未知数，可对任何两点列方程。,3,列11、3点的能量方程：,据连续性方程：,解： 以圆盘为基准面，列11、22两断面的能量方程：,代入式：,V28.74m/s, V1=4.196m/s,V1代入式：,所以：,习题课,例24: 流动吸力 图示为一抽水装置，利用喷射水流在吼道断面上造成的负压，可将M容器中的积水抽出。已知：H、b、h（不计损失），求：吼道有效断面面积A1与喷嘴出口断面面积A2之间应满足
8、什么样的条件能使抽水装置开始工作？,解：以11为基准面，列00、11断面的能量方程：,以00为基准面，列11、22断面的能量方程：,要使抽水机工作：,则：,又因为：,所以：,习题课,1、测定水泵扬程的装置如图所示。已知水泵吸水管直径d1=200mm，压水管直径d2=150mm，测得流量Q=0.06m3/s，水泵进口真空表读数为4mH2O，水泵出口压力表读数为2at（工程大气压），水管与两表连接的测压孔位置之间的高差h=0.5m。试求此时的水泵扬程H。若同时测得水泵的轴功率N=25hp（马力），试求水泵的效率。,习题课,解：选取与真空表连接处的圆管断面1-1、与压力表连接处的圆管断面2-2为过流
9、断面，以通过断面1-1的水平面为基准面，对断面1-1、2-2写总流伯努利方程，得 ： 因为断面1-1、2-2位于水泵进、出口处，它们之间的能量损失，只是流经水泵内的损失，已考虑在水泵效率之内，所以hw1-2=0；另外，根据已给条件，知 z2z1=h=0.5m,于是 N泵= QH=9.81036010-324.9=14.641Kw 已知 N轴=25hp=735W25=18.375kW=18.375kNm/s =9.8kN/m3,将已知值代入得,习题课,已知：Q0.001m3/s，D0.01m，hj吸1m，hj排25m。求： Em ？pB？N泵？,解：以1-1为基准面， 取11、22断面列伯努利方
10、程：,由于1-1，2-2均为大气液面：,取11、B-B断面列伯努利方程：,B,由连续性方程：,所以：,习题课,已知：一个水平放置的90弯管输送水, d1150mm，d275mm, p12.06105Pa，Q0.02m3/s. 求：水流对弯管的作用力大小和方向（不计水头损失）,分析： 11： p1（）， V1（可求）， z1（） 22： p2（？）， V2（可求）， z2（）,解：取0-0为基准面，图示1-1,2-2 过流断面间液体为控制体：,11,22,取1-1、2-2两断面列伯努利方程：,0,0,所以，,对选取的控制体列动量方程：,x方向：,y方向：,所以，,所以，水流对弯管壁的作用力为R的
11、反作用力R，大小相等，方向相反.,习题课,图为一滚水坝，上游水位因坝的阻挡而抬高，测得断面1-1的水深为1.5m，下游断面2-2水深为0.6m。略去水头损失，求水流对1m坝宽（垂直纸面方向）的水平作用力F。,解 在坝前一段距离处，取渐变流断面1-1；在坝下游水流较平直处，取断面2-2。以坝基底部为基准面0-0，设1=2=1，写出总流能量方程：,利用连续方程,取宽度为1m，得,得,1m坝宽的单宽流量,作用在断面1-1上的水压力,习题课,作用在断面2-2上的水压力,坝对水流作用力的合力为R，取断面1-1和2-2之间的水流为隔离体（图b),写出总流动量方程,得,则水流对1m坝宽的作用力,方向与R相反。,习题课,P73,4-7解：利用连续性方程及质量流量的定义可直接解出。,习题课,414,解：12断面间列方程：,习题课,4-16解析,解：12断面间列方程：,1,2,习题课,4-18解析,1,3,解：13断面间列方程：,2,1M断面间列方程,习题课,4-22解析,解：12断面间列方程：,1,2,习题课,4-26解析：求作用力用动量方程 取图示控制体,支撑板所需的力与液体对支撑板的力是一对作用力和反作用力。故F=625N,习题课,P93: 5-2解：,习题课,5-3,习题课,5-8,习题课,5-15,涉及量纲多余3个，用泊金汉定理： 略,
