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1、工程流体力学全出色试题库11标准六、依据题目要求解答以下各题1、图示圆弧形闸门AB(1/4圆),A点以上的水深H1.2m，闸门宽B=4m，圆弧形闸门半径R=1m，水面均为大气压强。确立圆弧形闸门AB上作用的静水总压力及作用方向。解：水均分力Px=pcAx=74.48kN铅垂分力Py=V=85.65kN,H静水总压力P2=Px2+Py2,ORAP=113.50kN,Rtan=Py/Px=1.15=49协力作用线经过圆弧形闸门的圆心。B2、图示一跨河倒虹吸圆管，。管径d0.8m，长l=50m，两个30折角、进口和出口的局部水头损失系数分别为1=0.2，2=0.5，3=1.0，沿程水头损失系数=0.
2、024，上下游水位差H=3m。若上下游流速水头忽视不计，求经过倒虹吸管的流量Q。解：按短管计算，取下游水面为基准面，对上下游渠道内的计算断面成立能量方程Hhw(l)v24R2g计算圆管道断面的水力半径和局部水头损失系数RA0.2m,0.220.51.01.9d/4将参数代入上式计算，能够求解获得v4.16m/s,QvA2.091m3/s即倒虹吸管内经过的流量为32.091m/s。3、某水平管路直径d1=7.5cm，尾端连结一渐缩喷嘴通大气(如题图)，喷嘴出口直径2d2=2.0cm。用压力表测得管路与喷嘴接头处的压强p=49kNm，管路内流速v1=0.706m/s。求水流对喷嘴的水平作使劲F(可
3、取动量校订系数为1)v1d1解：列喷嘴进口断面11和喷嘴出口断面22的连续方程：/文案标准得喷嘴流量和出口流速为：Qv1A10.00314m31Qsv29.9mRA2s2P关于喷嘴成立x方向的动量方程2p1A1RQ(v2xv1x)1Rp3A3Q(v2v3)187.8Nx水流对喷嘴冲击力:F与R,等值反向。4、有一矩形断面混凝土渡槽，糙率n=0.014，底宽b1.5m，槽长L120m。进口处槽底高程Z1=52.16m，出口槽底高程Z252.04m，当槽中均匀流水深h0=1.7m时，试求渡槽底坡i和经过的流量Q。解：i=（Z1-Z2）/L=0.001Abh22.55mxb2h4.9mAR 0.52
4、mxC111R664.06m2/sn0.5v=C(Ri)1.46m/s3Q=vA=3.72m/s。1已知一流动的速度场为：vx=2xy+x，vy=x2-y2-y，试证明该流动为有势流动，且存在流函数，并求速度势及流函数。解：（1）vx2xvy2x，yx则x=y=z=0，流动为无旋流动，该流动为有势流动。又vxvy2y12y10，即流动为不行压缩流体的平面流动，xy该流动存在流函数。（2）ddxdyvxdxvydy(2xyx)dx(x2y2y)dyxy速度势为：(2xyx)dx22y)dy2x2y3y2c(xyxy232ddxdyvydxvxdy(x2y2y)dx(2xyx)dyx y 流函数为
5、：3(x2y2y)dx(2xyx)dyxy2xyxc文案3标准2如下图，两圆筒内装的是水，用管子连结。第一个圆筒的直径d1=45cm，其活塞上受力F1=320N，密封气体的计示压强为981.0Pa；第二个圆筒的直径d2=30cm，其活塞上受力F2=490N，开孔通大气。若不计活塞重量，求均衡状态时两活塞的高度差h。解：P1F1PePa水ghA1P2F2PaA2d12A14d22A24 P1P2F2F1ped22d12h44水g0.402(m)3已知：一闸门如图，h1=2m，h2=3m，h3=5m，闸门宽B=2m，1=9806N/m3，2=12000N/m3，3=46000N/m3。求作用在AB
6、板上的协力，以及作用在B点的协力矩。解：F11ghc1A11h1h1B980612239224(N)2F21gh1A29806232117672(N)F22ghc2A2120001.532108000(N)F33ghc3A3460002.5(23)21150000(N)F合F3F1F2115000039224108000885104(N)MBF3h3F1(h2h1)F2h2F2h233231150000539224(32)117672310800031488324.2(N.m)3323文案标准4图示为水自压力容器定常出流，压力表读数为10atm，H=3.5m，管嘴直径D1=0.06m，D2=0
7、.12m，试求管嘴上螺钉群共受多少拉力？计算时管嘴内液体自己重量不计，忽视全部损失。解：对容器液面和管嘴出口截面列伯努利方程：PeHv12g2g2Pev12gH2101.01310529.83.5100045.77(m/s)D120.062v2v145.7711.44(m/s)D20.12选管嘴表面和管嘴出进口断面所围成的体积为控制体，列动量方程：Fpnxqvv1xv2xP2eA2FxFxqvv1v2P2eA2对管嘴的出进口断面列伯努利方程，得v22P2ev122gg2gP2e981986.77(Pa)Fx100045.770.06245.7711.44981986.770.122446663
8、.6(N)FFx6663.6(N)5如图示，水流经弯管流入大气，已知d1=100mm，d2=75mm，v2=23m/s，不计水头损失，求弯管上所受的力。解：由连续方程：v1d12v2d22得：d22752vv2312.94(m/s)12d121002对弯管的进、出口截面列伯努利方程：P1bz1v12P2bz2v22gg2g2g此中，P2b=0，z1=z2，代入得：P1bv22v12100023212.9421.808105(Pa)22g2文案标准选弯管所围成的体积为控制体，对控制体列动量方程：qvv2xv1xFpn1xFpn2xFpnbxP1bA1Fpnbxqvv2yv1yFpn1yFpn2yFpnbyFpnby1000230.0752v2cos30v11.8081050.12Fpnbx441000230.0752v2sin300Fpnby4求得：Fpnbx=-710.6(N)Fx=-Fpnbx=710.6(N)Fpnb
