工程流体力学(孔珑版)第四章_题解.doc

第四章　流体运动学和流体动力学基础 【-2】　已知平面流动的速度分布规律为 式中Γ为常数。求流线方程并画出若干条流线。 【】　， 代入流线的微分方程 得 【-4】　已知流场的速度分布为 1）问几维流动2）求x, y, z）=（1, 2, 3）点的加速度。 【】　1）由于速度分布 (1) 流动参量是两个坐标的函数，因此属于二维流动2）由题设， (2) (3) (4) (5) (6) (7) 将x=1，y=2，z=3代入式(5)(6)(7)，得 【-15】　图4-28所示为一文丘里管和压强计，试推导体积流量和压强计读数之间的关系式。 图4-28　习题415示意图【】　 (1) 不计损失，hw=0，取α1=α2=1，则 (2) (3) 设液体ρm左侧界面的坐标为z3，由流体静力学基本方程，得 (4) (5) (6) (7) 由式(3)(7)，得 (8) 由于连续方程 (9) (10) (11) (12) 由式(8)，得 (13) 将式(12)代入式(13)，得 (14) (15) (16) 流量为 (17) 即 (18) 【-16】　按图4-29所示的条件求当H=30cm时的流速。 [1．085m／s] 图4-29　习题416示意图 【】　 (1) 根据静压强分布 (2) (3) (4) 在方程(1)中v1=v，z1=z2，v2=0，则 (5) 方程(3)减去方程(2)，得 (6) 将方程(4)(5)带入(6)，得 (7) 则 (8) (9) 【习题4-22】 【解】对自由液面和吸水管接头 由 得 ， （ans） 【习题4-24】　连续管系中的90o渐缩弯管放在水平面上，管径d=15cm，d2=7.5cm，入口处水的平均流速v1=2.5m/s，静压p1e=6.86×104Pa计示压强。如不计能量损失，试求支撑弯管在其位置所需的水平力。支撑弯管在其位置所需的水平力e引起的压力p1eA2；由管道给流体的作用力R的分力Rx。所以 得 (1) （2） 沿y方向的外力有：由p2e引起的压力p2eA1；由管道给流体作用力R的分力Ry。所以 由y方向动量方程 得 (2) （3） 根据连续方程 (3) 其中，，，则 (4) （4） 列入口、出口断面的能量方程： 不计损失，hw=0，取α1=α2=1，z1=z2，则 (5) 得 (6) （5） 支撑弯管在其位置所需的水平力 (7) 由(1)(2)(3)(4)(6)(7)，得 代入数值，得 R=1427.8 (N) 【习题4-29