工程流体力课后学习题与答案四、相似原理及量纲分析.doc

相似原理及量纲分析4-1 试导出用基本量纲L，T，M表示的体积流量，质量流量，角速度，力矩M，功W和功率P的量纲。 4-2用模型研究溢流堰的流动，采用长度比例尺。（1）已知原型堰顶水头h=3m，试求模型的堰顶水头。（2）测得模型上的流量，试求原型上的流量。（3）测得模型堰顶的计示压强，试求原型堰顶的计示压强。 4-3有一内径d=200mm的圆管，输送运动粘度的油，其流量。若用内径d=50mm的圆管并分别用的水和的空气作模型实验，试求流动相似时模型管内应有的流量。 ?????????[;] 4-4 将一高层建筑的几何相似模型放在开口风洞中吹风，风速为，测得模型迎风面点1处的计示压强，背风面点2处的计示压强。试求建筑物在强风作用下对应点的计示压强。????????????????? 4-5长度比例尺的船模，当牵引速度时，测得波阻。如不计粘性影响，试求原型船的速度、波阻及消耗的功率。 4-6长度比例尺的模型水库，开闸后完全放空库水的时间是4min，试求原型水库放空库水的时间。??????????????????????????????????????????????????? ?[60min] 4-7新设计的汽车高1.5m，最大行驶速度为108km/h，拟在风洞中进行模型实验。已知风洞实验段的最大风速为45m/s，试求模型的高度。在该风速下测得模型的风阻为1500N，试求原型在最大行驶速度时的风阻。??????????????????????????????? ??[1.0m；1500N] 4-8在管道内以的速度输送密度、运动粘度的天然气，为了预测沿管道的压强降，采用水模型实验。取长度比例尺，已知，水的密度、运动粘度。为保证流动相似，模型内水的流速应等于多少？已经测得模型每0.1m管长的压强降，天然气管道每米的压强降等于多少？???????????????????? ????????????????????????????????? 4-9 拟用水模型来研究烟气在的热处理炉中的流动情况，已知烟气的运动粘度，长度比例尺，水温为，试求速度比例尺。???? [0.1453] 4-10 某飞机的机翼弦长b=1500mm，在气压、气温?的大气中以的速度飞行，拟在风洞中用模型实验测定翼型阻力，采用长度比例尺。（1）如果用开口风洞，已知实验段的气压、气温，实验段的风速应等于多少？这样的实验有什么问题？（2）如果用压力风洞，实验段的气压，气温，实验段的风速应等于多少？ ????????[165m/s；16.17m/s] 4-11 低压轴流风机的叶轮直径d=0.4m，转速n=1400r/min，流量=1.39，全压，效率，空气密度，问消耗的功率等于多少？在保证流动相似和假定风机效率不变的情况下，试确定作下列三种变动情况下的、和值：（1）变为2800r/min；（2）风机相似放大，d变为0.8m；（3）变为1.29kg/m3。 [ ?] 4-12 流体通过水平毛细管的流量与管径d，动力粘度，压力梯度有关，试导出流量的表达式。? ?????????????????????????????????????????????[] 4-13 薄壁孔口出流的流速与孔径d，孔口水头H，流体密度，动力粘度，表面张力，重力加速度g有关，试导出孔口出流速度的表达式。? 4-14小球在不可压缩粘性流体中运动的阻力与小球的直径d，等速运动的速度v，流体的密度，动力粘度有关，试导出流量表达式。????? 4-15 通过三角形堰的流量与堰顶水头H，槽口的半顶角，重力加速度g，液体的密度，动力粘度，表面张力有关，试导出流量表达式。?? 4-16 流体通过孔板流量计的流量与孔板前后的压差，管道的内径d1，管内流速v，孔板的孔径d，流体的密度，动力粘度有关，试导出流量表达式。