工程流体力学全试题库11

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1、六、根据题目要求解答下列各题HROABR1、图示圆弧形闸门AB(1/4圆),A点以上的水深H＝1.2m，闸门宽B=4m，圆弧形闸门半径R=1m，水面均为大气压强。确定圆弧形闸门AB上作用的静水总压力及作用方向。解：水平分力Px=pc×Ax=74.48kN铅垂分力Py=γ×V=85.65kN,静水总压力P2=Px2+Py2,P=113.50kN,tana=Py/Px=1.15∴　　a=49°合力作用线通过圆弧形闸门的圆心。2、图示一跨河倒虹吸圆管，管径d＝0.8m，长l=50m，两个30。折角、进口和出口的局部水头损失系数分别为ζ1=0.2，ζ2=0.5，ζ3=

2、1.0，沿程水头损失系数λ=0.024，上下游水位差H=3m。若上下游流速水头忽略不计，求通过倒虹吸管的流量Q。解：按短管计算，取下游水面为基准面，对上下游渠道内的计算断面建立能量方程计算圆管道断面的水力半径和局部水头损失系数将参数代入上式计算，可以求解得到即倒虹吸管内通过的流量为2.091m3/s。3、d1v1某水平管路直径d1=7.5cm，末端连接一渐缩喷嘴通大气(如题图)，喷嘴出口直径d2=2.0cm。用压力表测得管路与喷嘴接头处的压强p=49kN/m2，管路内流速v1=0.706m/s。求水流对喷嘴的水平作用力F(可取动量校正系数为1)　　　　12解：

3、列喷嘴进口断面1—1和喷嘴出口断面2—2的连续方程：P1x2211得喷嘴流量和出口流速为：R对于喷嘴建立x方向的动量方程N水流对喷嘴冲击力:F与R,等值反向。4、有一矩形断面混凝土渡槽，糙率n=0.014，底宽b＝1.5m，槽长L＝120m。进口处槽底高程Z1=52.16m，出口槽底高程Z2＝52.04m，当槽中均匀流水深h0=1.7m时，试求渡槽底坡i和通过的流量Q。解：i=（Z1-Z2）/L=0.001m2mmv=C(Ri)0.5＝1.46m/sQ=vA=3.72m3/s。1．已知一流动的速度场为：vx=2xy+x，vy=x2-y2-y，试证明该流动为有势

4、流动，且存在流函数，并求速度势及流函数。解：（1）∵，则ωx=ωy=ωz=0，流动为无旋流动，∴该流动为有势流动。又∵，即流动为不可压缩流体的平面流动，∴该流动存在流函数。（2）∵∴速度势为：∵12∴流函数为：1．如图所示，两圆筒内装的是水，用管子连接。第一个圆筒的直径d1=45cm，其活塞上受力F1=320N，密封气体的计示压强为981.0Pa；第二个圆筒的直径d2=30cm，其活塞上受力F2=490N，开孔通大气。若不计活塞重量，求平衡状态时两活塞的高度差h。解：∵∴2．已知：一闸门如图，h1=2m，h2=3m，h3=5m，闸门宽B=2m，γ1=9806N

5、/m3，γ2=12000N/m3，γ3=46000N/m3。求作用在AB板上的合力，以及作用在B点的合力矩。解：121．图示为水自压力容器定常出流，压力表读数为10atm，H=3.5m，管嘴直径D1=0.06m，D2=0.12m，试求管嘴上螺钉群共受多少拉力？计算时管嘴内液体本身重量不计，忽略一切损失。解：对容器液面和管嘴出口截面列伯努利方程：选管嘴表面和管嘴进出口断面所围成的体积为控制体，列动量方程：对管嘴的进出口断面列伯努利方程，得∴2．如图示，水流经弯管流入大气，已知d1=100mm，d2=75mm，v2=23m/s，不计水头损失，求弯管上所受的力。解：

6、由连续方程：得：对弯管的进、出口截面列伯努利方程：12其中，P2b=0，z1=z2，代入得：选弯管所围成的体积为控制体，对控制体列动量方程：求得：Fpnbx=-710.6(N)∴Fx=-Fpnbx=710.6(N)Fpnby=1168.5(N)Fy=-Fpnby=-1168.5(N)1．已知油的密度ρ=850kg/m3，粘度μ=0.06Pa.s，在图示连接两容器的光滑管中流动，已知H=3m。当计及沿程和局部损失时，求：（1）管内的流量为多少？（2）在管路中安一阀门，当调整阀门使得管内流量减小到原来的一半时，问阀门的局部损失系数等于多少？（水力光滑流动时，λ=0

7、.3164/Re0.25）。解：（1）对两容器的液面列伯努利方程，得：即：(1)设λ=0.03，代入上式，得v=3.27m/s，则故，令λ=λ’=0.0291，代入（1）得：v=3.306（m/s）则12∴（2）则求得：7．为确定鱼雷阻力，可在风洞中进行模拟试验。模型与实物的比例尺为1/3，已知实际情况下鱼雷速度vp=6km/h，海水密度ρp=1200kg/m3，粘度νp=1.145×10-6m2/s，空气的密度ρm=1.29kg/m3，粘度νm=1.45×10-5m2/s，试求：（1）风洞中的模拟速度应为多大？（2）若在风洞中测得模型阻力为1000N，则实际

8、阻力为多少？解：已知（1）由Rep=R