流体力学例题与解答.ppt

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1、流体力学课堂相关例题2例2-4已知(略)求:解:01=p补充部分流体压强的量测3【例】如图所示测量装置,活塞直径d=35㎜,油的相对密度d油=0.92,水银的相对密度dHg=13.6,活塞与缸壁无泄漏和摩擦。当活塞重为15N时,h=700㎜,试计算U形管测压计的液面高差Δh值。【解】重力使活塞单位面积上承受的压强为(Pa)列等压面1—1的平衡方程解得Δh为:(㎝)4图5【例题】已知密闭水箱中的液面高度h4=60cm,测压管中的液面高度h1=100cm,U形管右端工作介质高度h2=20cm,如图所示。试求U形管中左端工作介质高度h3为多少?【解】列1—1截面等压面方程,则列2—2截面等

2、压面方程,则(b)把式(a)代入式(b)中=0.1365(m)=136.5(mm)67[例题2]如图2所示,一矩形闸门两面受到水的压力,左边水深,右边水深,闸门与水面成倾斜角。假设闸门的宽度,试求作用在闸门上的总压力及其作用点。[解]作用在闸门上的总压力系左右两边液体总压力之差,即因此8所以由于矩形平面压力中心坐标根据合力矩定理,对通过O点垂直于图面的轴取矩,得所以这就是作用在闸门上的总压力的作用点距闸门下端的距离。9水水2m4m[解]分左右两部分计算左部:水平分力垂直分力流体静力学[例题2-2]如图。有一圆形滚门,长1m(垂直园面方向),直径为4m,两侧有水,上游水深4m,下游水深

3、2m,求作用在门上的总压力的大小及作用线的位置。10合力作用线通过中心与铅垂线成角度。右部:水平分力垂直分力合力流体静力学11作用线通过中心与垂线成角度。总水平分力:总垂直分力:合力流体静力学12【例题】有一贮水装置如图所示,贮水池足够大,当阀门关闭时,压强计读数为2.8个大气压强。而当将阀门全开,水从管中流出时,压强计读数是0.6个大气压强,试求当水管直径d=12cm时,通过出口的体积流量(不计流动损失)。【解】当阀门全开时列1-l、2-2截面的伯努利方程当阀门关闭时,根据压强计的读数,应用流体静力学基本13方程求出H值则代入到上式(m/s)所以管内流量(m3/s)14例题图15【

4、例题】水流通过如图所示管路流入大气,已知:U形测压管中水银柱高差Δh=0.2m,h1=0.72mH2O,管径d1=0.1m,管嘴出口直径d2=0.05m,不计管中水头损失,试求管中流量qv。【解】首先计算1-1断面管路中心的压强。因为A-B为等压面,列等压面方程得:则(mH2O)列1-1和2-2断面的伯努利方程16由连续性方程:将已知数据代入上式,得(m/s)管中流量(m3/s)17例题图18例题一变径弯管,轴线位于同一水平面,转角,直径由dA=200mm变为dB=150mm,在流量时,压强,求流对AB段弯管的作用力。不计弯管段的水头损失。解:求解流体与边界的作用力问题,一般需要联合

5、使用连续性方程,能量方程和动量方程。例题附图19计算实例1离心泵管路系统的水力计算zz2112233水泵最大真空度不超过6ml2l1水泵允许安装高度水泵扬程流量Q,吸水管长l1,压水管长l2,管径d,提水高度z,各局部水头损失系数,沿程水头损失系数要求确定计算已知zz2112233l2l1Q,dvzz2112233l2l1水泵扬程=提水高度+全部水头损失

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