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时间:2018-09-19
《流体力学a第1-3次作业》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、《工程流体力学A》第一次作业四、主观题(共8道小题)33. 简述流体的形态特征和力学特征。答:形态特征:流体随容器而方圆,没有固定的形状。力学特征:流体主要承受压力,静止流体不能承受拉力和剪力。34. 一封闭水箱如图所示,已知金属测压计读数Pa,金属测压计中心和容器内液面分别比A点高0.5m和1.5m,试求液面的绝对压强和相对压强。由 得水箱液面的相对压强绝对压强 或93.1kPa35. 如图所示为测量容器中A点压强的真空计。已知,试求A点的真空压强及真空度。真空计的测压管中压缩空气内压强变化可忽略不计。由题意 得A点真空压强 及真空度
2、 36. 如图所示绕铰链C转动的自动开启式矩形平板闸门。已知闸门倾角为 ,宽度为,闸门两侧水深分别为和,为避免闸门自动开启,试求转轴C至闸门下端B的距离x。为避免闸门自动打开,由理论力学知必有关系 式中 故37. 利用检查井作闭水试验检验管径的市政排水管道施工质量。已知排水管堵头形心高程为256.34m,检查井中水面高程为259.04m,试求堵头所受的静水总压力大小。排水管堵头形心处的相对压强 堵头所受的静水总压力 38. 如图所示盛水(重度为)容器由半径为R的两个半球用N个螺栓连接而成,已知测压管水位高出球顶H,试求每个螺栓所受的拉力F。 取上半
3、球为隔离体,由,得式中为静止液体作用在上半球面上的总压力的铅垂分力,由上半球面的压力体计算得 故每个螺栓所受的拉力为 39. 如图所示水流流经等径直角弯管。已知管径mm,管轴上A、B两点高差400mm,U形水银差压计读数=300mm,管流速度m/s,相对压强,,试求相对压强和 A、B两断面间的机械能损失。由差压计原理 得由伯努利方程考虑到,得A、B两断面间的机械能损失40. 如图所示,为测流需要,在宽度 m的平底矩形断面渠道的测流段,将渠底抬高0.3m。若测得抬高前的水深为1.8m,抬高后水面降低0.12m,水头损失经率定按抬高后流速水头的一半计算,试求渠道流量。上游水深,下游水
4、深据连续性方程得 (1)取图示基准面(0-0)、过流断面(1-1、2-2)和计算点(过流断面与液面的交点),从1→2列伯努利方程( ) 得(2)联立(1)、(2)两式,得 故渠道流量 第二次作业四、主观题(共5道小题)19. 为研究某铁路盖板箱涵无压过流的水力特征,拟取线性比尺进行水工模型实验。已知原型涵洞的宽度m,高度m,洞内设计水深m和设计流速m/s。试确定模型的几何尺寸和模型流量。答:(1)由给定线性比尺计算模型各几何尺寸模型宽 模型高 模型水深 (2)按弗劳德准则确定模型流速及流量流量 流速 由弗劳德准则,得流速比尺,故20. 已知钢筋混
5、凝土输水管道的水力半径,水以均匀流流过1km长度上的水头损失,管壁粗糙系数,试求管中的流速和流量。答:由谢才公式 和曼宁公式,得流速 流量 21. 水从封闭容器A经直径、长度的管道流入容器B。已知容器A内水面上的相对压强,沿程阻力系数;局部阻力系数,进口、阀门、弯道、出口,试求管路的通过流量。答:取图示基准面(0-0)、过流断面(1-1、2-2)及计算点,从1→2列伯努利方程管路流量 得22. 一城市排污渠道采用倒虹吸管穿过河流,如图所示。已知污水流量,管道沿程阻力系数,管道进口、弯头和出口的局部阻力系数分别为,管长,上、下游渠道的流速均为。为避免污物在管中沉积,要求管中流速不得小于,试确定
6、倒虹吸管的管径及倒虹吸管两端的水位差。答:据题意得 取标准管径。管中流速 取图示基准面(0-0)、过流断面(1-1、2-2)及计算点(与液面交点),从1→2列伯努利方程 考虑到,得23. 试按水力最优条件设计一路基排水沟的断面尺寸。设计流量,沟底坡度依地形条件采用,断面采用边坡系数的梯形,并用小片石干砌护面(粗糙系数)。答:将和代入明渠均匀流基本公式,得 取渠道断面尺寸第三次作业一、主观题(共3道小题)1. 简述堰流的定义及堰的分类。答:2. 试设计一跨越矩形过流断面的小桥孔径。已知河道设计流量(据水文计算得)m3/s,桥前允许壅水水深m,桥下铺砌允许流速m/s,桥下游水深m,选
7、定小桥进口形式后知,取动能修正系数。答:从出发进行设计:①判别流动状态 因,故小桥过流为自由式。②计算孔径取标准孔径③校核,已转为淹没式过流。(可以)3. 简述渗流系数的确定方法。答:①验公式法;②实验室法;③现场抽水试验法。
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