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王常斌 2013 第一章 绪 论 第二章 流体静力学 第三章 流体运动学基础 第四章 流体动力学基础 第五章 相似理论与量纲分析 工程流体力学 第六章 流动阻力与水头损失 第七章 有压管路、孔嘴计算 第八章 粘性流体力学基础 第九章 工程湍流及其应用 第十章 流体力学实验技术 第十一章 气体的一元流动 第十二章 缝隙流动 第二章 作业 2-8 矩形闸门AB,如图所示。 求:(1)下游无水时的启门力 (2)下游有水时的启门力 解:(1)下游无水时的启门力 根据题意,可列关于A点的力矩平衡方程 (2)下游有水时的启门力 作业解答 3-1 已知不可压缩流体平面流动流速场vx=xt+2y, vy=xt2-yt;求当t=1s时,点A(1,2)处液体质点加速。 解 作业解答 3-2 已知平面不可压缩流体的流速分量为vx=1-y,vy=t。求 1)t=0时过(0,0)点的迹线方程。 2)t=1时过(0,0)点的流线方程。 解 1) 由方程(2)得 代入方程(1),求解 故迹线方程为 解 1) 求t=1时过(0,0)点的流线方程。 作业解答 t=1时过(0,0)点的流线方程: 作业解答 4-2 如图示一管路,A、B两点高差Δz=1m,A处直径dA=0.25m,压强pA=7.8×104Pa, B处管径dB=0.5m,压强pB=4.9×104kPa,平均流速vB=1.2m/s,试求平均流速vA和管中水流方向. 4-8 一射流在平面上以v=5m/s的速度冲击一斜置平板,射流与平板之间夹角α=60o,射流的过水断面积A=0.008m2,不计水流与平板之间的摩擦力, 试求:(1)垂直于平板的射流作用力; (2)如图中所示流量Q1与Q2之比。 作业解答 X方向动量方程 y方向动量方程 连续方程 4-9 如图示,水流经弯管流入大气,已知d1=100mm,d2=75mm,v2=23m/s,水的密度为1000kg/m3。不计水头损失,求弯管上所受的力F。 作业解答 解:由连续性方程 对弯管的进、出口截面列伯努利方程 选弯管所围成的体积为控制体,对控制体列动量方程: 作业解答 合力为 弯管上所受的力与 F 大小相等,方向相反 5-7 有一水库模型和实际水库的线性比例尺为1/225,模型水库开闸放水4min可泄空水库中的水,求实际水库水放空所需的时间。 解:该问题中重要起主要作用,选弗劳德模型法,则 作业解答 5-10 Re是流速v、物体长度L、流体密度ρ及流体动力粘度μ这四个物理量的综合表达,用π定里推出雷诺数的形达形式。 解:根据题意,雷诺数为 作业解答 选择 作为基本单位,于是 6-1 判别流动状态 (1)某管路的直径d=0.1m,通过流量qv=4×10-3m3/s的水,水温t=20℃ (2)条件与上相同,但管中流过的是重燃油,运动粘度是150×10-6m2/s 解(1)水在20℃时的运动粘度为 雷诺数为 作业解答 解(2)重燃油雷诺数为 6-4 某输油管道由A到B长l=500m,测得A点的压强pA=3×105Pa,B点的压强pB=2×105Pa,通过的流量qv=0.016m3/s,已知油的运动粘度100×10-6m2/s,密度930kg/m3。求管径d的大小。 解 该问题是一等直径长管输送问题,因此伯努利方程为 作业解答 由题意 假设流动属于水力光滑区 作业解答 校核,雷诺数为 故假设不正确 6-4 某输油管道由A到B长l=500m,测得A点的压强pA=3×105Pa,B点的压强pB=2×105Pa,通过的流量qv=0.016m3/s,已知油的运动粘度100×10-6m2/s,密度930kg/m3。求管径d的大小。 解 该问题是一等直径长管输送问题,因此伯努利方程为 作业解答 由题意 假设流动属于层流 作业解答 校核,雷诺数为 故假设正确

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