工程流体力学考试答案.docx

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=0.14Pas, =0.24Pas；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）55.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250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。