水力学题库

水力学库 Equation Chapter 1 Section 1应用流体力学 第一章 例1-1 20?体积为2.5立方米的水，党温度升高到80?时，其体积增加多少, 例1-2 若要是水的体积减少0.1,、1,.则应使压强增加多少,已知水的体积模量K为 2000MPa。 例1-3 输水管长L=200m,直径d=0.4m。做水压实验，使管中压强达到5.39×106Pa后停 6止加压，经历1h管中压强降到4.90×10Pa。如不计管道变形，问在上述情况下， -10经管道漏缝流出的水量平均每秒是多少,水的压缩率为k=4.83×10Pa。 例1-4 试绘制平板间液体的流速分布图与切应力分布图，设平板间上、下液体的流速分 布均为直线分布。已之上层液体粘度为µ1，液层高度为h1,下层液体高度为µ2， 液层高度为h2，平板流速为U,如图1-3a所示。 例1-5 一底面积为0.40.45平方米、高为0.01m的木板，质量为5Kg，沿着涂有润滑油的 斜面向下做等速运动，如图1-4所示。已知木块运动速度µ=1m/s，油层厚度?=0.1mm， 由木块所带动的油层运动速度呈直线分布，试求油的粘度。 例1-6 直径R=0.1m的圆盘，由轴带动在一平台上旋转，圆盘与平台间有厚度?=1.5mm的 油膜，当圆盘以n=50r/min旋转时，测得扭矩M=2.94×10-4N.m。设油膜内速度沿 垂直油膜方向为线性分布，试确定油的粘度及圆盘边缘的切应力t。 思考题 1-1 何谓流体连续性模型,含有旗袍的液体是否适用连续介质模型, 1-2 为什么水通常被认为不可压缩流体, 1-3 流体区别于固体的重要特性是什么, 1-4 流体粘度与哪些因素有关,它们随温度如何变化?它对流体有何影响, 1-5 牛顿流体的t与du/dy的关系曲线有一固定斜率，那么t与du/dy的关系曲线有 固定斜率的流体一定是牛顿流体, 1-6 理想流体是指以下哪种流体, A无粘性流体 B完全不可压缩流体 C无粘性完全 不可压缩流体。 1-7 理想流体有无能量损失, 1-8 做自由落体运动的流体所受的单位矢量力是多少, 习题1 3-331-1 已知煤油的密度为808kg/m,此时2×10m煤油的质量、重量各为多少, -331-2 对活塞加压，缸体内液体的压强为0.1MPa，时体积为10m,压强为10MPa时体 -43积为9.05×10m,试求液体的体积模量。 1-3 如题图所示，设平行板间隙为0.5mm，中间充满液体，上板以U=0.25m/s的速度 平移，施于单位面积的力为2Pa，试求液体的粘度为多少, 1-4 求题图所示的轴与轴套之间的流体粘度。 第二章 例2-1 试标出如图2-9所示盛液容器内A、B、C三点的位置水头、测压馆高度、和测压 管水头。以图示0-0为基准面。 h2-18 设如图2-11所示，=2m, 容器B中的液体为水，求封闭容器A中的真空值。 v 3',h'若容器中真空度不变，而将水换成=820kg/的油，问测压管内油柱高度 mv 为多少, pp例2-3 一密封水箱如图2-12所示，若水面上的相对压强=-44.5k,试求:(1)h值;(2)oo 水下0.3m处M点的相对压强、绝对压强和真空度，并分别用大气压及水柱高表 示;(3)M点相对于基准面o-o的测压管水头。 例2-4 如图2-13所示，用水银U形压差计测量A、B点的测压管水头差，试写出其表 达式。 h例2-5 一铅直矩形闸门置于水中(如图2-17)所示，已知闸门顶距水面的距离=1m, 闸1 h门高度=2m，宽度b=1.5m,求作用在闸门上的总静水压力及作用点。 2 例2-6 有一铅直半圆形平面(如图2-18所示)，图示正面迎水，背面无水，迎水面直径 4r恰位于液面上，求总静水压力F的大小及作用点(已知半圆形，,hc,3 2964,,4Ir,)。 Cx72, 例2-7 用图解法计算解析法中例2-5的总静水压力大小与压心位置。 例2-8 已知一矩形平面倾斜置于水中(图2-22a)，矩形平面顶离水面高度为h=1m，底 离水面高度为H=3m,且矩形宽度b=5m。用解析法和图解法分别求作用在该平面上 的总静压力大小和作用点。 ,例2-9 一球形容器由两个半球面铆接而成，铆钉有n个，内盛密度为的液体(图 2-25a)，求每一铆钉受到的拉力。 例2-10 用允许应力 []=150Mpa的钢板，制成内直径D为1m的水管(图2-26a),该水, HO管内压强为500m,求水管壁应有的厚度(忽略管道内各点因高度不同而引起2 的压强差)。 FF例2-11 单宽(b=1m)半圆柱，问在浮力及水平压力共同作用下是否轴心产生转动zx 力矩,如图2-27所示。 例2-12 圆柱体的直径为2m，水平放置，各部分尺寸如图2-28a所示。左侧有水，右侧无 FF水。求作用在每米长度圆柱体上的总静水压力的水平分力和竖向分力。 xz例2-13 某竖直隔板上开有矩形孔口(图2-29):高a=1.0m、宽b=3m。直径d=2m的圆柱 筒将其堵塞。隔板两侧充水，h=2m,z=0.6m。求作用于该圆柱的总静水压力。 思考题 2-1 实际流体和理想流体处于静止或运动状态时各受到哪几种力的作用, 2-2 质量力只有重力的静止流体的单位质量力为多少,(坐标轴z与铅垂方向一致， 并竖直向上。) 2-3 平衡微分方程适用于相对静止的液体吗，为什么, 2-4 什么事等压面,等压面应具有什么样的条件, 2-5 相对平衡流体的等压面是否为水平面,为什么,什么条件下的等压面是水平面, 2-6 压力表和测压计测得的压强是绝对压强还是相对压强, 2-7 在传统实验中，为什么常用水银作为测压管的工作流体, 2-8 盛有液体的敞口容器作自由落体时，容器壁面上的压强等于多少, MP2-9 若人能承受的最大压力为1.274(相对压强)，则潜水员的极限潜水深度为多a 少, 2-10 若测压管水头为1m ,压强水头为1.5m，则测压管最小长度应该为多少, 2-11 静止流体、流动流体中，各点的测压管水头是否相等, ,,2-12 图示两种液体盛在同一容器中，且<,在容器侧壁装了两根测压管，试问图12 中所标明的测压管中水位对否, 2-13 图示水深相差h的A、B两点均位于箱内静水中，连接两点的U形压差计的液面高 hh差为，试问下述三个值哪一个正确, mm pp,pp,ABAB(1) (2) (3)0 ,,,gg,mm 2-14 图示浸没在水中一侧挡水的三种形状的平面物体，面积相同，形心处的水深相等。 问:受到的总静水压力是否相等,哪个压心的位置最深, 2-15 如上题图中的方形闸门潜在水中，一侧挡水，若绕通过其形心C的水平轴任转 , 角，其总静压力的大小、方向和作用点是否变化,为什么, 2-16 使用图解法和解析法求平面总静水压力时，对受压面的形状有无限制,为什么, 2-17 浮体、潜体的平衡稳定条件是什么,它们有哪几种平衡形式, 习题2 2-1 在水平的xOy平面内一边长0.02m的正方形面积上，作用均布力F=4i+3j+9k,单 位是N，试求作用于该面积上的(1)竖向分力和切向分力;(2)压强和切应力。 2-2 试求淡水自由表面下2m深处的绝对压强和相对压强(认为自由表面的绝对压强 为一个工程大气压)。 3,g2-3 如题图所示，管内充满=8.5的油，并处于静止状态，试求A点和B 点 kNm/ mHO的压强，用表示。 2 2-4 如题图所示，试确定图中A、B、C各点测压管高度和测压管水头。 p2-5 用多管水银测压计测压，题图中标高的单位为m，试求水面的压强。 02-6 山体内有一条很窄的狭缝，竖向深达1200 m,内充满了静止的渗透水，试问裂隙 最深处每平方米山体受到的水平静水推力为多大, 2-7 盛水的变截面圆柱体容器如题图所示，试求作用于渐缩短ABCD上的竖向分力。 2-8 为了量测物体的加速度a，用装有液体的小直径U形管与物体一起运动，如题图 所示。设已知液面高差h，U形管水平段长l，试求加速度a的表达式。 2-9 一盛水的敞口容器作加速运动，试求下列两种情况下容器内静压强的分布规律: (1)自由降落;(2)以等加速度a向上运动。 2-10 试定性绘出题图中AB面上的压强分布图。 2-11 金属矩形平板闸门，门高h =3m,宽b=1m,由两根工字钢横梁支撑，挡水面与闸门 LL顶边齐平，如题图所示。如果横梁所受的力相等，两横梁的位置、应12 为多少, 2-12 试求开启题图所示水闸闸门所需的单宽拉力F。不计闸门自重及转轴摩擦力。 2-13 已知闸门半径为L，试求如题图所示的闸门，当上游水深 h上升到多高时会自动 开启溢水，不计铰的阻力。 2-14 如题图所示的矩形自动闸门，若要求对给定的上下游水深闸门自动开启，试求铰 链M应设的位置L。 02-15 与水平面成夹角的斜置矩形平面平板闸门挡水，如题图2-10a所示。已知45 hh=5.0m,=2.0m,门宽b=1.5m试求作用于平板门上的总静压力和压心位置。 12 2-16 试定性绘出题图中各ABC曲面的压力体图。 2-17 试求如题图所示圆筒闸门铰链所受的力矩M。已知闸门长2m,自重5000N。铰的摩 阻力不计。 2-18 试求作用于如题图所示的弧形闸门上(1)水平分力及其作用线;(2)竖向分力及 其作用线;(3)合力及其作用方向。 第三章 例3-1 如图3-1所示，一容器的出水管中有A、B两点，试分析当容器的水位保持不变(恒 定)和水位随时间变化(不恒定)时，流经A、B处质点欧拉加速度。 uuu例3-2 已知流速场为=t,=-y,=z,试判别流动是(1)恒定流吗,(2)均匀流吗, yxz ,CyCxu,u,0u,例3-3 已知流速场为，，，其中C为常数(C>0),求zxy2222xy，xy， 流线方程和迹线方程。 uyt,,，uxt,，u,0例3-4 已知平面流动，，，试求(1)t=0时，过点M(-1，yxz -1)的流线;(2)在t=0时刻位于M点处流体质点的迹线。 ux,3uy,,2例3-5 有一种二元液流，其流速可表示为，。试问这种液流是不可压yx 缩流体吗, 111utuxyuxzt,,,,,,3,,例3-6 假设有一速度场动是否发生, 。(1)试问xyz,,, uu,u这种流动能否发生,(2)若式中、、值不变，试求实际流场中值。 yxz uu,,1,2;uxuy,,,4,4.例3-7 有两种流动:(a)(b)试(1)判别流动(a)中xyxy ,的流动是否存在流函数,若存在，求流函数;(2)判别流动(b)中的流动是否 ,存在势函数,若存在，求势函数。 22,,,axay例3-8 已知流场的流函数为。试(1)证明此流动是无旋的;(2)求出相 应的速度势函数。 2222例3-9 已知不可压缩平面势流的流速场为，，其uCyxy,，/()uCxxy,，/()yx ,,中C为常数。试求流速势和流函数。 例3-10 求均匀直线流(如图3-25所示)与点源(如图3-26所示)叠加后的流动。已知x u方向流速为的均匀直线流的流速势和流函数分别为，,,,,uxurcos0100 ql,,,,uyursin。置于坐标原点强度为的点源的流速势和流函数分别为1002, qq22ll,,，,lnxyrln222,, qyqll,,arctan,,222x,, 思考题 3-1 欧拉法与质点系法有何不同,水文站采用定点测速研究流动用的是哪种方法, 3-2 恒定流、均匀流各有何特点, 3-3 山洪暴涨时，河流是非恒定均匀流吗, 3-4 一元流和数学中的一元函数是否一致,为什么, 3-5 池水中下排水口附近的流动是几元流, 3-6 实际水流中存在流线吗,引入流线概念意义何在, 3-7 流线和迹线有何区别,恒定流的流线与非恒定流流线有何不同, 3-8 流体质点转速的定义与刚体转速有何不同, 3-9 何谓涡流,如何判别流动的有旋与无旋, 3-10 非粘性流体流动一定是无旋的吗,粘性流有可能是无旋吗,为什么, 3-11 连续性微分方程有哪几种形式,不可压缩流体的连续性微分方程说明什么问题, 3-12 实际流体区别于理想流体的特点是什么,理想流体和实际流体两者的运动微分程 有何联系, 3-13 何谓单位重流体的能量方程和单位质量流体的能量方程,为什么, 3-14 流函数有哪些物理意义, 3-15 流体恒定流的固定边界是一条等势线，对吗,为什么, 2?,,0,3-16 满足的函数沿x或y的变化一定是线性的吗,为什么, ,,3-17 试述流函数和势函数的存在及其满足拉普拉斯方程的条件。 3-18 求解平面势流问题有哪些方法, 3-19 什么是流网,流网有哪些性质,有哪些应用, 习题3 2yuxtuxyt,,,,2.3-1 已知二元流，其流速分布为试求t=1,点(-2,1)处的流线方 x 程和迹线方程。 yuxuyuz,,,,,,2,5,3-2 三元流的流速分布为试求点(2,1,1)的流线方程。 xz 123y3-3 已知流速场为试问(1)它是均匀流吗,(2)它是uxyuyuxy,,,,,,.xz3 无旋流吗, 3-4 试求题3-3中点(1,2,3)的加速度。 3-5 试求题3-3中的旋转角速度。 3-6 当题3-2中流动流体时，该流动满足连续方程吗, ,,const 3-7 不可压缩流的流速分布u=(5x)i+(5y)j+(-102)k,满足质量守恒定律吗, 44xyuij,，3-8 试证，试求流函数。 2222xyxy，， 22,,,2()xy,3-9 已知流函数，试求速度势函数。 22,,，,yxy3-10 已知流速势，试求流函数。 uu3-11 已知，试求点(4,5)的速度分量和。 ,,,xy(21)yx 2,,3-12 设和均满足拉普拉斯方程，试证明 ?,,,,,,，0,.1212 2uuyy,,[1(/)]3-13 如题图所示的两平行平板间流动的流速分布为，max00,,yy()，存在流函数吗,是势流吗, 0 22222rxy,，。其中C为常数，。试绘出流网3-14 已知流场uCyruCxr,,,/,/xy 示意图。 rr3-15 平置矩形断面弯管如题图所示，其外半径为，内半径为，圆心为M。设直管中12 pu流速均匀分布，其值为，o-o断面上的动压强为，弯管中心对称于A-A断面，00 ur该处流线为以M为圆心的圆弧，且符合有势流动的规律，=常数。试求A-A断, 面上流速u及动压强p的分布。 第四章 例4-1 毕托管测速原理。 0 简单的毕托管是由一根弯成的开口细管(测速管)与一根测压管所组成。以测90 量管流A点的流速为例，将弯端管口正对来流方向，置于A点下游，在同一条流线上相距很近的B点，如图4-6所示。这时在B点处流体受测速管阻滞，流速为0，流体的动能除损失外，都转化为压强势能，测速管的直管内水面上升至H高度，比测压管水面高出。试根据，计算A点的流速。 uhh h例4-2 如图4-7所示的虹吸管泄水，管径d为200mm，虹吸管顶高=2m,出口低于水箱面 1 hm,3 ，已知断面1-1,2-2间及断面2-2、3-3间的损失分别为2 22，试求断面2-2的压强。 hvghvg,,0.6/(2)0.5/(2)和ww1,22,3 例4-3 文丘里流量计。 为确定管道流量，常用如图4-8所示的文丘里流量计来测量。它由渐变管和压差计两部分组成。压差计中的工作流体可与被测流体相同(如图的上测压管)或不同，测量较大压差时传统上常用水银作为工作流体(如图的下测压管)。通过量测 q两个断面的测压管水头差(即比压计液面高差)值，就可计算管道的流量。 hv dd设已知管流流体为水，管径分别为、压差计的水头差为。试推导流量h12 q的计算公式。 v 例4-4 某一水库的溢流坝，如图4-9所示。已知坝下游河床高程为105.0m，当水库水位为 hm,1.2120.0m时，坝址处过流断面C处的水深。设溢流坝的水头损失c 2vch,0.1，求坝址处断面的平均流速。 wg2 例4-5 图4-14a为射流器示意图。其工作原理是利用水箱的水经过喷嘴流出后，由于流速 增加，压力降低，将真空室抽成真空。利用真空室形成的真空度，可以将一定深度 的池水吸上，并与吸水管水流混合后从出水管一起流出。设流量 33，略去水头损失，试求qmsqmshmDm,,,,0.004/,0.0005/,5,0.05vv12 p作用水头H及真空室中的真空值。 v2 例4-6 一抽水机管系(如图4-15所示)，要求把下水池的水输送到上水池，两池高差15m, 3流量设已知管路损失qmsdmm,,,0.03/,150.0.76.水管内径泵的效率,vp 210/2vg(泵损失除外)为，试求轴功率。 3qms,10/例4-7 自然排烟锅炉如图4-16所示，烟囱直径d=1m，烟气流量，烟气密度v 33,,1.2/kgm,,0.7/kgm，外部空气密度，烟囱的压强损失a 2Hv,,0.035p，烟囱底部入口断面的面积为烟囱面积的两倍，真空度为10mmw2d 水柱。试求烟囱的高度H。 例4-8 图4-18为一滚水坝，上游水位因坝的阻挡而抬高，测得断面1-1的水深为1.5m， 下游断面2-2水深为0.6m。略去水头损失，求水流对1m坝宽(垂直纸面方向)的 F水平作用。 R 0,,60例4-9 水平放置的输水管路(图4-19)，转角，内径 3，弯道进口断面压强dmdmms,,,1,0.75,1.57/输水流量qv12 4，忽略水头损失，试求水流作用在弯管上的水平推力。 pPa,，5.05101 思考题 AvAv,4-1 总流的连续方程的物理意义是什么, 1122 4-2 拿两张薄纸，平行提在手中，当用嘴顺纸间缝隙吹气时，问薄纸是不动、靠拢、还 是张开,为什么, 4-3 水流由等径斜管的A处流向B处(不考虑水头损失)。讨论压强出现以下三种情况 pppppp,,,;;时的管道倾斜情形: ABABAB 4-4 恒定总流伯努利方程的限制条件有哪些,如何选取其计算断面、基准面、计算点、 压强, 4-5 总流伯努利方程与元流伯努利方程有什么不同点, 4-6 什么是水头线,总水头线与测压管水头线有何区别, 4-7 设有一水平压力管流，当不考虑水头损失的影响时，其测压管水头线沿程下降、上 升或水平的条件各是什么, ',4-8 例题4-2中，如已知条件不变，将流体由水变为其他密度为的液体，试判别(1) h断面2的压强水头是否不变，压强是否不变;(2)水头损失值是否不变，若用w hp压强损失表示，其值是否不变;(3)原题水头损失是否为0.858m，是否可w1,2w hmHO,0.858以表示成. w1,22 4-9 在应用恒定总流动量方程时，为什么不必考虑水头损失,(提示:引起水头损失可 能是外力或内力，外力则是流体边界的摩擦力，通常较小可忽略不计)。 4-10 由动量方程求得的力若为负值，说明什么问题,待求未知力的大小与控制体的大小 有无关系,应用中如何选取控制体, 4-11 “渐变流过流断面上各点的测压管高度等于常数”，此说法对否,为什么, 习题4 r2ruu,,[1()]4-1 圆管断面流速分布为，其中为圆管半径，r为离管轴的距离。 0maxr0 试求(1)平均流速;(2)动量修正因数;(3)动能修正因数。 v,, 1r9r4-2 圆管强气流断面流速分布为，其中为圆管半径，r为离管轴的uu,,(1)0maxr0 距离。试求(1)平均流速;(2)动量修正因数;(3)动能修正因数。 ,, 3dmmdmm,,200,60800/kgm4-3 一输油管渐变段，两端直径分别为，油的密度。12 vms,2/已知断面1-1流速，试求断面2-2流速及质量流量(kg/s). 1 ums,10/4-4 一障碍物置于水平均匀流中(题4-4图)。若未受扰动的水流速度，A 2其相对压强p为，求障碍物滞止点B的相对压强。 98/kNm 4-5 有一管路，由两根不同直径的管子与一渐变连接管组成(题4-5图)。已知 42dmmdmm,,200,400，A点相对压强，B点相对压pN为6.86，10/mABA 42vms为1/z强;B点处的断面平均流速。A、B两点的高差pNm为3.9210/，BB h为1m.要求判别流动方向，并计算这两断面间的水头损失。 w -8图)。管道直径dm,0.2，4-6 为了测量石油管道的流量，安装一文丘里流量计(题41 3dm,0.1,,850/kgm文丘里管喉道直径，石油密度，文丘里管的流量因数2 hq，现测得水银压差计读书=0.15m，求此时的石油流量, ,,0.98pv 43p4-7 如题图所示，一盛水的密闭容器，液面恒定，其上相对压强为。4.910/，Nm0 0若在容器底部接一段管路，管长为4m，与水平面夹角，出口断面直径d=0.05m。30 管路进口断面中心位于水下深度H=5m处，水出流时总的水头损失为2.3m,取,,,,求出流量q。 121,v dm,0.14-8 一水平变截面管段接于输水管段中，管段进口直径，出口直径1 dm,0.05v(题4-8图)。当进口断面平均流速为1.4m/s，相对压强21 42pN为5.8810/m，时，若不计两截面间的水头损失，试计算管段出口断面的相1 p对压强。 2 4-9 一气压供水系统(题4-9图)，气压缸与水箱水位高差z=15m,供水管内直径D=80mm, 23要求供水流量，设水头损失，试求缸内所需气hvg,20/2qms,0.012/wv1,2 p压。 0 4-10 离心式通风机借集流器A从大气中吸入空气(题4-10图)。在直径d=200mm的圆柱形管道部分接一根玻璃管，管的下端插入水槽中。若玻璃管中的水上升H=150mm, 3,,1.29/kgmq求每秒钟所吸取的空气量。空气的密度。 v ,,0.75NgqHkW,,,13.34-11 泵压送水(题4-11图)，水泵轴功率。功率。已pv 2HHhh(),，知h=20m,管路水头损失。试求其流量及泵的扬程，hvg,8/2ppww 并定性绘制其总能线和测压管水头线。 224-12 短管喷嘴射流(题4-12图)，其水头损失。已hvghvg,,5/2,0.05/2ww1,22,33 p知H=8m,试求射流量及断面2-2的动压强。 2 4-13 试求题4-12图中作用于螺栓上的力。 4-14 计算作用于闸门AB(题4-14图)上的总动压力。闸门为矩形，宽度7.5m。忽略水头损失。 4-15 在宽为b=2.0m的矩形断面渠中修建一宽顶堰(题4-15图)，堰高P=1.2m,上下游 3水深分别为。试求水流作用于堰上的水hmhmqms,,,3.01.5,5.2/和流量v12 平推力。 4-16 如题图所示(俯视)，水自喷嘴射向一半球曲面板内(不计摩擦阻力)。若喷嘴出口 ,33qms,，3.3410/直径d=25mm,喷射流量，试求射流对曲面板的作用力F。假v 定水头损失可忽略不计。 4-17 嵌入支座内的一段输水管，其直径由1.5m变化到1m(如题图所示)。当支座前的 3qms,1.8/压强p=0.4Mpa(相对压强)，流量时，试确定渐变段支座所受的轴向v 力R(不计水头损失)。 04-18 水流通过平置变截面弯管(题4-18图)。若已知弯管的直径90 3。断面1-1的相对压强dmdmms,,,0.25,0.2,0.12/流量qv12 52，管子中心线均在同一水平面上，求固定此弯管所需的力pNm为1.76410/，A FF与。不计水头损失。 RxRy 4-19 如题图所示有一厚度为50mm,速度的单宽射流水股，在空气中斜向冲击vms,18/ 在边长的光滑平板上，射流沿平板表面分成两股。已知板与水流方向的lm,1.2 0夹角。若忽略水流。空气和平板的摩阻，且流动在同一水平面上，试求(1),,30 qq和流量分配;(2)射流对平板的冲击力;(3)若平板与水流方向一致以vv12 运动时，水流作用在平板上的作用力的大小。 ums,8/ vq和4-20 射流以相同的流速分别射在三块不同(如题图所示，图中取不同的值)的,v 挡水板上，然后分成两股沿板的两侧水平射出。如不计板面对射流的阻力，试比较 三块板上作用力的大小。如欲使板面的作用力达到最大，问挡水板弯曲角度应, 为多少度,此时，最大作用力为平面板(图b)上作用力的几倍, 4-21 图示射流装置，水位高h=40m,欲使二孔射流交点位于和水箱底同一水平面且距水 hh、箱处，求二孔位置应为多高,不计流动损失。 am,2012 第五章 例5-1 求毕托管测速的表达式。 ,例5-2 求圆管流动中边壁切应力的表达式。 0 p例5-3 液体在水平等直径的管内流动，设两点压强差与下列变量有关:管径d,液体密 ,,度，液体动力粘度，液体的流速v及两点的距离，管壁粗糙度，试求的lp 表达式。 例5-4 确定粘性流体流经竖置的单位长度长直圆柱体时的绕流阻力表达式。 思考题 5-1 量纲分析有何作用, 5-2 经验公式是否满足量纲和谐原理, 5-3 瑞利法和定理这两种量纲分析方法各适用于何种情况, , 5-4 基本物理量的选择有哪些依据, 5-5 两液流相似应满足哪些条件, 5-6 为什么每个相似准则都要表征惯性力, 5-7 分别举例说明由重力、粘滞力起主要作用的水流。 5-8 原型和模型能否同时满足重力相似准则和粘滞力相似准则。 习题5 2,,,,，，,dudyzpgugH/,//25-1 试证明,量纲是和谐的。 5-2 用量纲分析法将下列各组物理量组合成量纲一的量: (1),,,、v、，其中为切应力，v为流速•; pvg、、、, (2); (3)，其中F为力，为流速，为某个线性长度; Flv、、、,vl (4)，其中为表面张力系数。 vl、、、,,, ,gq5-3 已知水泵输出轴功率N取决于抽取液体流量、密度、重力加速度及水头(扬v 程)H。试用瑞利法分析建立N的函数关系式。 q5-4 题图所示矩形薄壁堰，由实验观察得知，矩形堰的过堰流量、与堰上水头H、堰v 宽b、重力加速度g等有关。试用瑞利法确定堰流流量公式的结构形式。 ,,5-5 作用于球形潜体上的绕流阻力F是流体密度、粘性、流速v及球的直径d的 函数。试求定理分析阻力的表达式。 , q5-6 设流经宽顶堰的流量，主要取决于堰顶宽度B、堰顶水头H、堰高P及重力加速v 度g。试用定理求流量表达式。 , 5-7 为确定一大型文丘里流量计的流量因数，采用比尺为1:10的模型，用相同的流体 进行实验。为保证二者动力相似，试问模型与原型的流量比应为多少, 2v,,h),采用5-8 用直径为1.2m的圆管输送煤气，为确定其三通管的水头损失(2g 03,的水进行实验。已知煤气tC,20qms,0.075/v 32,,,,,40/,0.0002/,25/kgmNsmvms。试确定模型实验比尺，以及原 型与模型之间的水头损失关系。 ,,505-9 长度比尺的船舶模型，在水池中以1m/s的速度的速度牵引前进时，测得波l 浪阻力为0.02N。试求(1)原型中的波浪阻力;(2)原型中船舶航行速度;(3) 原型中需要的功率, 5-10 如题图所示，一桥墩长 两lmbmmvms,,,,24,4.3,8.2,2.3/,墩宽水深h桥下水流平均流速pppp 桥台间的距离来设计水工模型实验，试确定模型的几何尺寸Bm,,90.50取,pl 和模型实验流量。 5-11 为研究风对高层建筑物的影响，在风洞中进行模型实验，当风速为9m/s时，测得 22，背风面压强为。试求温度不变，风速增至12m/s迎风面压强为42N/,20/Nmm 时，迎风面和背风面的压强。 35-12 溢流坝泄流实验如题图所示，模型长度比尺为60，溢流坝的泄流量为。500/ms Hm,0.06)模型的泄流量;(2)模型的堰上水头，原型对应的堰上水试求(1m 头是多少, 第六章 例6-1 某段自来水管管流，d=0.1m,v=1.0m/s.水温10，试(1)判断管中水流流态,:C (2)若要保持层流，最大流速是多少, 例6-2 某实验中的矩形明槽水流，底宽b=0.2m,水深h=0.1m，流速v=0.12m/s,水温为20，:C ,62试判别水流流态(水20时)。 ,,，1.010/ms:C 3,42,,850/kgm例6-3 ，的油在管径d=0.1m的管中以v0.0635m/s的vms,，0.1810/ 速度作层流运动，试求:(1)管中心处的最大流速;(2)在离管中心r=20mm处的流 ,速;(3)沿程阻力因数;(4)管壁切应力及每千米管长的水头损失。 ,0 例6-4 应用细管式粘度计测定油的粘度，已知细管直径d=0.006m,测量段长(图lm,2 ,636-7)。实测油的流量，水银压差计的读值，油的密hm,0.3qms,，7710/pv 3,,900/kgm度。试求油的运动粘度和动力粘度。 例6-5 某水管长lmdm,,5000.2.，直径管壁粗糙突起高度,,:0.1,10.mmtC水温 ,33如输送流量，试计算沿程水头损失为多少, qms,，1010/v 例6-6 有一新的给水管道，管径d=0.4m，管长,糙率n=0.011,沿程损失lm,100 hm,0.4，水流属于湍流粗糙区。试问通过的流量为多少, f vv变为例6-7 如图6-18所示，流速由的突然扩大管中，如果中间加一中等粗细管段使12 形成两次突然扩大，略去局部阻力的相互干扰，用叠加方法，试求:(1)中间管中 流速为何值时，总的局部水头损失最小;(2)计算总的局部水头损失，并与一次扩 大时相比较。 思考题 6-1 雷诺数与哪些因素有关,其物理意义是什么,当管道流量一定时，随管径的加大， 雷诺数是增大还是减小, 6-2 在扩散管中，通过一定流量，问雷诺数沿程有何变化,在等径直管中，若流量逐渐 增大，问雷诺数随时间如何变化, 6-3 为什么用下临界雷诺数，而不用上临界雷诺数作为层流与湍流的判别准则, 6-4 当管流的直径由小变大时，其下临界雷诺数如何变化, 6-5 圆管层流的切应力、流速如何分布, 6-6 在层流中，沿程水头损失与速度的一次方成正比，那么管流中的达西公式 2lvh,,是否适用,为什么, fdg2 6-7 如何计算圆管层流的沿程阻力因数,该式对于圆管的进口段是否适用,为什么, 6-8 湍流研究中为什么要引入时均概念,湍流时，恒定流与非恒定流如何定义, 6-9 瞬时流速、脉动流速、时均流速和断面平均流速的定义及其相关关系怎样, 6-10 湍流时的切应力有哪两种形式,它们各与哪些因素有关,各主要作用在哪些部 位, 6-11 湍流中为什么存在粘性底层,其厚度对湍流分析有何意义, 6-12 湍流时断面上流层的分区和阻力分去有何区别, 6-13 管径突变的管道，当其他条件相同时，若改变流向，在突变处所产生的局部水头损 失是否相等,为什么, 2lv2.0h,,6-14 在水力粗糙管区，，这可直接由来说明，为什么, hv,ffdg2 6-15 动能修正因数与动量修正因数在工程计算中，通常取,,,,1.0，这种情况对于 圆管中的何种流态比较合理, 6-16 局部阻力因数与哪些因素有关,选用时应注意说什么,如何减小局部水头损失, 6-17 为什么圆管进口段靠近管壁的流速逐渐减小，而中心点的流速是逐渐增大的, 6-18 边界层内是否一定是层流,影响边界层内流态的主要因素有哪些,边界层分离是 如何形成的,在平行于平板流动的平板上是否能出现边界分离,如何减小尾流的 区域, 习题6 ,,42336-1 某输油管，已知油的运动粘度。试求不,,，,，2.210/,2010/msqmsv 同流体及相应管径d。 ,626-2 一通风管，内径d=0.25m，平均风速v=3m/s，气温，。,,，16.710/ms30:C 试(1)判别流态;(2)求气流保持层流的最大流量。 ,336-3 已知实验渠道断面为矩形，底宽，渠中水深h=0.3m,bmqms,,，0.25,1010/v ,62测得水温,运动粘度。试判别渠中流态。 ,,，1.0110/mstC,:20 6-4 (1)水管的直径d=10mm,管中水流流速v=0.2m/s,水温，试判别其流态;tC,:10 (2)若流速与水温同上，管径改为30mm，管中流态又如何,(3)流速与水温同 上，管流由层流转变为湍流的直径为多大, 3,,,851/,=kgm动力粘度0.29Pas.6-5 输送石油管道直径d=200mm，石油密度试 q求管中流量为多少时，液流将从层流转变为湍流。 v 6-6 data=[ 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 ];%矩阵中1代表行的那队胜 data+data' %得到的结果应当是对角线为0，其它为1 win=sum(data,2) %按行求和，代表各队胜的次数 [winsort,index]=sort(win,'descend') %降序 char(index+'A') %按胜的次数排名 %%%%%%下面是相同胜次数排名，这个是最不好弄的 %%通常足球和篮球有分数的，在胜次相同的情况下，看分数。 十二支球队比赛，结果如图，请给个球队排一个合理的名次。 Moody图应用界面 穆迪图