工程流体力学考试答案

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1、1.6、两种不相混合的液体有一个水平的交界面O-O,两种液体的动力粘性系数分别是=0.14Pa·s,=0.24Pa·s;两液层厚度分别为=0.88mm,=1.2mm,假定速度分布为直线规律,试求推动底面积A=1000cm2平板在液面上以匀速U=0.4m/s运动所需的力?解:设两层液体交界面处的液体运动速度为U0(未知)。交界面处,下层液体对上层液体的摩擦切应力为,上层液体对下层液体的摩擦切应力为,根据两层液体中的速度梯度不难得到,(6分)显然,这两个在交界面处的切应力应当是大小相等、方向相反的。由(4分)解出∴于是可得作用在运动平板上的摩擦力,与

2、其大小相等、方向相反的,也就是维持平板运动所需之力为==3.54N(5分)5.5.如图所示,一并联管路,流量,,管长米,米,管径毫米,管子为清洁铸铁管,试求为若干?解:由于在并联管路上,各管段比能损失相同,即也就是,查表知,且,查表可知时,,则管径近似为150mm.5-5.如图所示,水由水塔A流出至B点后有三支管路,至C点又合三为一,最后流入水池D,各管段尺寸分别为d1=300毫米,=500米;d2=250毫米,=300米;d3=400毫米,=800米;dAB=500毫米,=800米;dCD=500毫米,=400米;管子为正常情况,流量在B点为2

3、50升/秒。试求全段管路损失水头为若干?解:对并联管路,而,同理,因为,经查表知:升/米,升/米,升/米,升/米,升/米,从而,则米。所以mh2o。5-6.一连续出流管路,长10米,其通过流量为35升/秒,连续分配流量为30升/秒,若水头损失为4.51米时,其管径应为若干?(按正常管计算)解:升/秒,升/秒即,所以查表知对应的管径为毫米。5-7.水塔A中其表面压强=1.3大气压(表),水经水塔A通过不同断面的管道流入开口水塔B中,如图所示。设两水塔的水面差H=8米,各管段的管径和长度分别为:d1=200毫米,=200米;d2=100毫米,=500

4、米。管子为正常管。仅计阀门所形成的局部阻力,试求水的流量为若干?解:选取截面H及2-2为研究对象。2-2表压强为0,由伯努利方程得,,从而.各个局部损失系数如下:管进口,阀门突缩:,所以.局部损失系数之和8.549.由于,从而升/秒。5-10.如图所示,两贮水池的水面差H=24米,各管路尺寸分别为:d1=d2=d4=100毫米,d3=200毫米,l1=l2=l3=l4=100米;管路的摩擦阻力系数,;闸阀的阻力系数。试求管路系统中的流量为若干?又当闸阀关闭时,问各管段的流量将如何变化?解:,则因为,将,,,米,毫米,毫米代入上式并整理可得(1)因

5、为即(2)又因为(3)(4)综合上述(1),(2),(3),(4)式知,升/秒,升/秒,升/秒。当闸阀关闭时,,,因为d1=d2=d4=100毫米,,所以.又因为l1=l2=l3=l4=100米,,所以考虑到,从而有所以升/秒。

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