《流体力学例题课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《流体力学例题课件（30页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、复习例题流体力学例题课件 【例题1】半径R，长度L的圆柱体左边是油，右边是水，接触情况如图所示，试求圆柱所受静止流体的作用力。油和水的密度分别为1和2。 解左边受力： 水平力： ；垂直力： 右边受力：水平力： 垂直力： 因此，总水平力和总垂直力为。 流体力学例题课件【例题2】图示中，H=5m，问闸门铰链位置h等于多少时，闸门不会翻倒？ 流体力学例题课件流体力学例题课件流体力学例题课件【解】为了使闸门不会翻倒，则闸门上半部分受力F上与下半部分受力F下对铰链的力矩应当为零。因为 流体力学例题课件按照要求，必须解得，h1.788(m)需要试算。 流体力学例题课件【例题3】一股水流以10m/s的速度从
2、直径为5cm的圆管中流出，冲击到相距3mm的两平行圆板中的上板表面，然后沿着径向均匀流出。设水的密度为1000kg/m3，求： 1）在离开冲击中心点半径为60cm处的流动速度； 2）水对板的 冲击力。流体力学例题课件【解】按照连续方程 (2)设水流对板的冲击力设为F，则 故F149.45N。 流体力学例题课件【例题4】混流器的横断面如图所示，两股水分别从左边两口流入。混合后经右边流出。任何横断面的流动情况与图示断面相同。 已知入口高度为h，入口夹角为，水的密度为，混流器宽度为B，入口处的表压为p1，入口处平均速度为v1。 出口处压力为大气压， 出口处的速度如图： 在中心两侧各为h的 范围内速度
3、相等，在 外侧各为h的范围内速 度成线性分布，上下 壁面处速度为零。 试确定流体对混流器的总作用力。 流体力学例题课件解首先，可以求得出口面的流速分布。该速度分布可以写成(以上半部分为例)：这里，v2是中间流速。根据流量守恒，可以计算出v2 ：解得v2(2/3)v1。接着，使用动量定理：流体力学例题课件 上面的F表示混流器对流体的作用力，它是流体对混流器的反作用力。 化简上式，得到流体力学例题课件 【例题5】在水箱水面下H=3m处装有一个收缩扩张形的文丘里管嘴，其喉部直径d1=4cm，喉部绝对压强为24.5kPa，大气压强为101.3kPa。渐扩部分的损失假定是从d1突扩到d2时所产生损失的2
4、0，收缩部分的阻力可以不计，其他损失不计。如果出口处压强为大气压，水的密度为103kg/m3。试求：(1)喉部的流速；(2)流量。(3)出口的流速和出口截面的直径d2。流体力学例题课件 解(1)由左侧水面与喉道间建立伯努利方程： 14.615(m/s) (2)流量 0.01836(m3/s) (3)由左侧水面与出口面，得 由于v0=0，化简得： 解得：ve=6.94(m/s)， 5.8(cm) 流体力学例题课件【例题6】在汽油发动机吸气过程中，如图所示的汽化器喉部绝对压力为p=88kPa，已知喉部截面面积A=4cm2，环境温度T0=27oC，环境压强为p0=105Pa，试按不可压缩以及等熵绝热
5、可压缩两种情况计算： (1)喉部空气速度； (2)发动机进口的质量流量。解从外部大气中，引一条流线至汽化器的喉道。(1)不可压缩流的情况下，由伯努利方程，流体力学例题课件但是，因为外部大气速度为零，故(2)如果按等熵条件计算，那么因为流动是绝能的，故流入汽化器后，气流的总温总压不变，因此按等熵关系式，在已知气流在喉道处的静压条件下，直接可以计算处喉道马赫数。流体力学例题课件【例题8】一等截面管道接Laval喷管，已知等截面管道的截面积为0.0929m2，在它的出口面处，气流Mach数为0.3，气体的压力和温度分别为0.6895MPa和644.4K。如果Laval喷管中的流动是绝能等熵的，管外气
6、体的压力为0.1034MPa，并且管中的流量已达最大。求： (1)喉部面积； (2)这个流动属于何种工况？(3)出口截面上的气体密度、温度和Mach数。【解答：略】流体力学例题课件 【例题7】静压为20kpa 的空气以M1=4的超声 速流经图示三角翼， 翼型中间最厚处为 0.01m，垂直纸面方向 长度为1m。如果已知 翼型后段BC上的马赫 数为4.45。求整个翼型 表面上所受的阻力D(忽略摩擦阻力)。 已知：斜激波表(k=1.4)为： 流体力学例题课件【解】可以知道，气流在三角翼头部处将产生斜激波。经过斜激波后，气流的参数如下变化：由波前马赫数M1=4及气流偏转角 ，查表得到气流的激波角 、对
7、应的波后气流马赫数M2以及波前波后的压比 ： ，M23.709， 所以，波后气流的静压为：p229.52kPa，总压为 3017.52kPa。 因为波后仍然是超音速的，因此在翼弦最高点处，将产生膨胀波。由于后翼面BC段的马赫数为4.45。而因为经过膨胀波，气流的总压不变，所以膨胀波后气流的静压为 流体力学例题课件这样，气流在机翼表面上沿流向的压力合力为： 式中的2表示上下机翼两个面受力。后面是压力面的投影结果。流体力学例题课件3.1 密度的液体以体积流量Q1进入填充了海绵体的体积中。液体以两个出口面离开，其一个出门面的质量流量为，第二个出口面的流速为V3，截面面积为A3。试确定海绵体内液体质量的变化率。 流体力学例题课件3.2 试确定如图所示的贮箱中的油气界面速度。流体力学例题课件3.3 假设如图所示的水坝具有静止流体的压力分布和均匀的流速，并忽略粘性效应。试确定为固定闸门所需要的水平力。 流体力学例题课件3.4 一个1kW的马达，以500rad/s的转速驱动如图所示的电机。忽略所有损失，试确定流量。流体力学例题课件流体力学例题课件流体力学例题课件流体力学例题课件流体力学例题课件流体力学例题课件流体力学例题课件
