流體力學習題-last-lecture

1、綜合分析題,用流體力學原理分析列車提速所帶來的安全隱患，以及站臺安全白線的重要意義。,2024/3/19,1,,1. 【資料】漢代水利專家張戎說：“水之性就下，行疾，則自刮除，成空而稍深”?！?故使河流遲，貯淤而稍淺?！保ā稘h書》卷二十九《溝洫志》）。明代治水專家潘季馴充分地發(fā)展了張戎的思想，在《河防一覽》中寫道：“沙最易停亦易刷。即一河之中，溜頭趨處則深，平緩處則淺?！薄案`惟河水旁決，則正流自微。水勢既微，則沙淤自積?！薄八袆t沙行”

2、“水潰則沙塞”，“借水攻沙，以水治水。”（《河防一覽》卷七《奏疏·兩河經(jīng)略疏》）試用水力學相關(guān)知識分析泥沙在河流中的受力情況和起動原理，并回答為什么水流速度降低會引起泥沙的淤積？,2024/3/19,2,分析題,1.容器壁上開一孔口，流體經(jīng)孔口出流的水力現(xiàn)象稱為孔口出流?？卓诔隽鲿r，作用于孔口的水頭如果是維持不變的，則流體的流速，壓力等物理量都將不隨時間而改變，流體的運動將是恒定流，如圖5所示。求薄壁小孔口的恒定自由出流收縮

3、斷面C-C的流速VC及孔口出流流量Q的計算公式。,2024/3/19,3,,,2024/3/19,4,計算題,圖示一跨河倒虹吸圓管，管徑d＝0.8m，長 l=50 m，兩個 30。折角、進口和出口的局部水頭損失系數(shù)分別為 ζ1=0.2，ζ2=0.5，ζ3=1.0，沿程水頭損失系數(shù)λ=0.024，上下游水位差 H=3m。若上下游流速水頭忽略不計，求通過倒虹吸管的流量Q 。,2024/3/19,5,,,,2024/3/19,6,,礦山排風管

4、將井下廢氣派入大氣。為了測量排風的流量，在排風管出口處裝有一個收縮、擴張的管嘴，其喉部處裝有一個細管，下端插入水中，如圖所示。喉部流速大，壓強低，細管中出現(xiàn)一段水柱。已知空氣密度ρ＝1.25kg/m3，管徑d1＝400mm，d2＝600mm，水柱h＝45mm，試計算體積流量Q。,2024/3/19,7,,,2024/3/19,8,,,2024/3/19,9,1、圖示為1/8圓弧型閘門 AB ( ? = 45? )，其半徑R = 2 m，

5、寬度b = 4 m（垂直紙面），當水面恰好與閘門轉(zhuǎn)軸齊平時，試求作用于閘門上的靜水總壓力Fx、Fz。,,,2024/3/19,10,,如圖所示，已知h1=20 mm，h2=240 mm，h3=220 mm，求水深H。,2024/3/19,11,,,2024/3/19,12,,如圖，在兩塊相距20mm的平板間充滿動力粘度為0.065（N·s）/m2的油，如果以1m/s速度拉動距上平板5mm，面積為0.5m2的薄板（不計厚度），求

6、需要的拉力。,2024/3/19,13,,,2024/3/19,14,簡答題,2.按流體質(zhì)點通過空間固定點時運動參數(shù)是否隨時間變化把流體分為哪兩類，各自有什么特點，工程實際中是如何考慮的？,2024/3/19,15,附加 -勢函數(shù),2.已知 試求該流動的速度勢函數(shù)和流函數(shù)。,2024/3/19,16,相對平衡,如圖07081D3所示，有一盛水的開口容器以3.6m/s2的加速度沿與水平方向成30º夾角的傾斜平面向上運動，試

7、求容器中水面的傾角，并分析p與水深的關(guān)系。,2024/3/19,17,,,2024/3/19,18,量綱,7. 如圖07081B4所示，已知文丘里流量計是用以測量有壓管路的流量，已知壓強降落△p隨流量Q，流體密度ρ，液體粘度μ，管壁粗糙度△，流量計長度L以及大小直徑D1、D2變化。試用π定律求出用壓強降落△p表示的流量公式。,2024/3/19,19,,2024/3/19,20,邊界層,1. 高爾夫球運動起源于15世紀的蘇格蘭，當時人們

8、認為表面光滑的球飛行阻力小，因此用皮革制球，職業(yè)球手一桿只能打40多米遠。后來發(fā)現(xiàn)用舊了的表面有許多劃痕的球反而比新球打得更遠，這使人們迷惑不解，直到20世紀建立流體力學邊界層理論后，這個謎題才得以揭開?，F(xiàn)在的高爾夫球表面做成了許多凹坑，一桿可以打到200多米，飛行阻力降低到同樣大小的光滑球的1/5左右。（1）請說出邊界層的基本特征；（2）要使高爾夫球飛得更遠，應(yīng)該表面光滑還是粗糙，為什么？請應(yīng)用邊界層的理論知識解釋你的結(jié)論。,20

9、24/3/19,21,,,2024/3/19,22,設(shè)計說明題,管路（系統(tǒng)）的水力計算和設(shè)計問題對給排水系統(tǒng)、供油系統(tǒng)等實際工程具有重要意義。流動的連續(xù)性方程、動量方程、實際流體流動的能量方程和方程中能量損失項的計算等，為管路的設(shè)計和計算奠定了理論基礎(chǔ)。設(shè)某枝狀管網(wǎng)各結(jié)點的地面高程、建筑物層數(shù)及各管編號如圖7所示。設(shè)該管道為鑄鐵管，各管段長度、通過流量有專門的列表。請說出求解各管段管徑及管網(wǎng)起點水塔水面距地面高度H的基本求解思路。,