工程流体力学A离线作业
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南京工业大学 工程流体力学 试题(A )卷(闭)2012--2013 学年第 二 学期 使用班级 安全1101-02, 班级 学号 姓名1、一根直径为d 1 = 0.1m 的水管垂直放置,在上方转90°弯后立即收缩成直径为d 2 = 0.05m 喷口,水从此喷入大气中。
设喷口水流速度为v 2 =20m/s ,忽略一切损失,试计算低于喷口h = 4 m 处水管截面上的压强p 1。
解:sm v v d v d v /1005.0201.0112211=⨯=⨯= Pap p gv z p g v z p 51221222221111078.3087.92204807.9210980722⨯=⨯+=⨯+++=++γγ 2、图示为一连接于压力容器的带法兰的收缩出流管嘴。
设容器内压力表读数为 p = 106Pa ,H = 3m ,管嘴大小口直径 D = 5cm ,d = 1cm 。
试求管嘴上螺钉群所受到的总拉力 F 。
解:连续性方程:122121515v v v v dv D v =⨯=⨯=静力学基本方程5611103.103980710⨯=⨯+=+=p Hp p γ 伯努利方程sm v v v gv g v p /26.9807.9225807.929807103.102212121522211=⨯=⨯+⨯=+γs m v D q V /1082.126.9)105(4141322212--⨯=⨯⨯⨯==ππ动量方程NF F FA p F v v q V 9.134626.941082.11000102541103.10)(2451112=⨯⨯⨯⨯-⨯⨯⨯⨯=-==---∑πρ3、一贮水箱通过一直径为d 的底部小孔排水,设排放时间t 与液面高度h ,重力加速度g ,流体密度ρ,粘度μ等参数有关,试用量纲分析法(1)取h, g,ρ为基本量,求包含时间的无量纲量Π 1 ; (2) 取d , g ,ρ为基本量,求包含粘度的无量纲量Π 2 。
17春西南交《工程流体力学A》在线作业二答案一、单选题(共35 道试题,共70 分。
)1. 与牛顿内摩擦定律直接有关的因素是( )。
A. 切应方和压强B. 切应力和剪切变形速度C. 切应力和剪切变形D. 切应力和流速正确答案:2. 均匀流特征不包括( )。
A. 流线平行B. 过流断面上符合静水压强分布C. 流速及流速分布流程不变D. 流速缓慢正确答案:3. 从本质上讲,紊流应属于( )A. 恒定流B. 非恒定流C. 均匀流D. 恒定非均匀流正确答案:4. 相对压强的起点是( )。
A. 绝对真空B. 1个标准大气压C. 当地大气压D. 液面压强正确答案:5. 粘性流体的测压管水头线的沿程变化是( )。
A. 沿程下降B. 沿程上升C. 保持水平D. 不一定正确答案:6. 欲使水力最优梯形断面渠道的水深和底宽相等,则渠道的边坡系数应为( )。
A. 1B. 1C. 0D. 07. 在同一瞬时,流线上各个流体质点的速度方向总是在该点与此线( )。
A. 重合B. 相交C. 相切D. 平行正确答案:8. 渗流模型与实际渗流相比较( ).A. 流量相同B. 流速相同C. 各点压强不同D. 渗流阻力不同正确答案:9. 并联管道1、2,两管的直径相同,沿程阻力系数相同,长度L2=3L1,通过的流量为( )。
A. Q1=Q2B. Q1=1.5Q2C. Q1=1.73Q2D. Q1=3Q2正确答案:10. 水力最优矩形断面,宽深比是( ).A. 0.5B. 1C. 2D. 4正确答案:11. 在流量一定,渠道断面的形状、尺寸一定时,随底坡的增大,临界水深将( ).A. 增大B. 减小C. 不变D. 以上都可能正确答案:12. 在水力学中,常取的基本量纲为( )A. 质量量纲M、长度量纲L、时间量纲TB. 流量量纲Q、长度量纲L、时间量纲TC. 流速量纲V、长度量纲L、时间量纲TD. 加速度量纲A、长度量纲L、时间量纲T正确答案:13. 变直径管的直径d1=200mm,d2=100mm,V2=6m/s,V1为( )。
《工程流体力学》习题与真题(内部学习资料)《工程流体力学》试卷(答题时间120 分钟)班级姓名班级序号成绩一.名词解释(10分,每题2分)1.粘性。
2.流线。
3.流量。
4.速度环量。
5.边界层。
二.简答题(20分每题10分)1.简述定常不可压粘性流体有压管流中层流和紊流的基本规律。
2.画出无限空间自由淹没紊流射流结构图,并说明其几何、运动、动力特征。
三、选择与填空(30分)1.两平板相距0.1mm,中间充满了粘度为μ=0.00114Pa/s的流体,上平板相对下平板的运动速度为3.5m/s,则平板表面的切应力为Pa。
(3分)2.某点的计示压强是1.36米水柱,当地大气压是10米水柱,则该点处的绝对压强是KPa。
(3分)3.如图1所示不可压流动,d1/d2=3,则v2/v1= 。
(2分)图1 图24.某平面形心处的压强为25KPa,受压面积为6平方米,则作用在该平面上的压力为N。
(2分)5.水在管中流动,雷诺数为1890,则其流态为。
(1分)6.扰动在不可压流场中的传播速度是,在可压流场中的传播速度是。
(A.无穷大B.有限大)。
(1分)7.如图2所示,设H=3m,不计损失,则出口速度为m/s。
(2分)8.两水管的有压流动相似,d1/d2=3,则v2/v1= 。
(2分)9.如图3所示,图a是,图b是。
(A.无旋流 B.有旋流。
)(1分)图3 图4v=,10.理想不可压流体作平面无旋流动,其流函数为kxy,则xy v = 。
(2分) 11.如图4所示,流体分别在渐扩管和渐缩管中流动,则在 中易发生边界层的分离。
(A .渐扩管 B .渐缩管)。
(1分)12.某正激波前速度系数为2.3,则波后速度系数为 。
(1分) 13.如图5所示为小扰动在不同来流速度场的传播,则来流速度在图a 中 ,图b 。
(A .Ma >1 B .Ma <1 C .Ma =1=。
(1分)图5(a) 图5(b) 图614.设某管路的水力直径为4.8m ,则其水力半径为 m 。
网络教育《工程流体力学》课程作业第1章绪论一、单项选择题1.理想流体是指忽略( C )的流体。
A。
密度 B。
密度变化 C。
黏度 D。
黏度变化2.不可压缩流体是指忽略( B )的流体.A.密度 B。
密度变化 C.黏度 D。
黏度变化3。
下列各组流体中,属于牛顿流体的是( A )。
A.水、汽油、酒精 B。
水、新拌砼、新拌建筑砂浆C。
泥石流、泥浆、血浆 D。
水、水石流、天然气4.下列各组力中,属于质量力的是( C )。
A。
压力、摩擦力 B。
重力、压力 C.重力、惯性力 D.黏性力、重力5。
在工程流体力学中,单位质量力是指作用在单位( C )上的质量力。
A.面积 B.体积 C.质量 D.重量二、多项选择题1。
下列关于流体黏性的说法中,正确的是( ABCDE )。
A。
黏性是流体的固有属性B.流体的黏性具有传递运动和阻碍运动的双重性C。
黏性是运动流体产生机械能损失的根源D。
液体的黏性随着温度的升高而减小E.气体的黏性随着温度的升高而增大2。
牛顿内摩擦定律中的(BDE )。
A.为流体的运动黏度B。
为流体的动力黏度C。
为运动流体的剪切变形D.为运动流体的剪切变形速率E.为运动流体的流速梯度三、判断题单位质量力是指作用在单位体积流体上的质量力.(×)四、简答题简述流体的形态特征和力学特征.形态特征:流体随容器而方圆,没有固定的形状.力学特征:流体主要承受压力,静止流体不能承受拉力和剪力。
五、计算题1.某流体的温度从0℃增加至20℃时,其运动黏度增加了15%,密度减小了10%,试求其动力黏度将增加多少(百分数)?【解】设0℃时,流体的动力黏度、运动黏度、密度分别为;20℃时,各物理量将均产生一增量,即分别为.联立得将代入上式,得2.若某流体的动力粘度=0。
1N.s/m2,粘性切应力N/m2,试求该流体的流速梯度。
【解】由牛顿内摩擦定律,得第2章流体静力学一、单项选择题1.金属压力表的读数为( B )A。
绝对压强 B。
2012—2013学年第3学期课程离线作业课程名称:流体力学A班级(全称):学号:姓名:西南交通大学网络教育学院直属学习中心第一次作业33.简述流体的形态特征和力学特征。
形态特征:流体随容器而方圆,没有固定的形状。
力学特征:流体主要承受压力,静止流体不能承受拉力和剪力。
34.一封闭水箱如图所示,已知金属测压计读数Pa,金属测压计中心和容器内液面分别比A点高0.5m和1.5m,试求液面的绝对压强和相对压强。
解:由得水箱液面的相对压强绝对压强或93.1kPa35. 如图所示为测量容器中A点压强的真空计。
已知,试求A 点的真空压强及真空度。
解:真空计的测压管中压缩空气内压强变化可忽略不计。
由题意得A点真空压强及真空度36. 如图所示绕铰链C 转动的自动开启式矩形平板闸门。
已知闸门倾角为,宽度为,闸门两侧水深分别为和,为避免闸门自动开启,试求转轴C至闸门下端B的距离x。
解:为避免闸门自动打开,由理论力学知必有关系式中故37. 利用检查井作闭水试验检验管径的市政排水管道施工质量。
已知排水管堵头形心高程为256.34m,检查井中水面高程为259.04m,试求堵头所受的静水总压力大小。
解:排水管堵头形心处的相对压强堵头所受的静水总压力38.如图所示盛水(重度为)容器由半径为 R 的两个半球用 N 个螺栓连接而成,已知测压管水位高出球顶 H ,试求每个螺栓所受的拉力 F 。
解:取上半球为隔离体,由,得式中为静止液体作用在上半球面上的总压力的铅垂分力,由上半球面的压力体计算得故每个螺栓所受的拉力为39. 如图所示水流流经等径直角弯管。
已知管径mm,管轴上A、B两点高差400mm,U形水银差压计读数=300mm,管流速度m/s,相对压强,,试求相对压强和 A、B两断面间的机械能损失。
解:由差压计原理得由伯努利方程考虑到 ,得A、B两断面间的机械能损失40. 如图所示,为测流需要,在宽度m的平底矩形断面渠道的测流段,将渠底抬高0.3m。
第 1 章绪论选择题( a )流体的分子; ( b )流体内的固体颗粒; 【1.1 】 按连续介质的概念,流体质点是指:( c )几何的点;( d )几何尺寸同流动空间相比是极小量,又含有大量分子的微元体。
解:流体质点是指体积小到可以看作一个几何点,但它又含有大量的分子, 且具有诸如速度、密度及压强等物理量的流体微团。
( d )【1.2 】 与牛顿内摩擦定律直接相关的因素是:( a )切应力和压强; ( b )切应力和剪切变 形速度;( c )切应力和剪切变形; ( )切应力和流速。
ddv dv解:牛顿内摩擦定律是dy,而且速度梯度dy是流体微团的剪切变形速度dddt ,故dt 。
( b )【1.3 】 流体运动黏度 υ 的国际单位是: ( a ) m 2/s ;( ) N/m 2 ;( ) kg/m ;( )N ·s/m 2。
bcd解:流体的运动黏度 υ 的国际单位是 m 2 /s 。
( a )p 【1.4 】 理想流体的特征是:( a)黏度是常数;( b )不可压缩;( c )无黏性;( d )符合RT。
解:不考虑黏性的流体称为理想流体。
( c )【1.5 】当 水的 压 强 增 加一 个 大 气 压 时, 水 的 密 度 增 大约 为 :( a ) 1/20 000 ;( b ) 1/1 000 ;( c ) 1/4 000 ;( d ) 1/2 000 。
解 : 当 水 的 压 强 增 加 一 个 大 气 压 时 , 其 密 度 增 大 约 dkdp0.5 10 9 1 105120 000 。
( a )【1.6 】 从力学的角度分析,一般流体和固体的区别在于流体:( a)能承受拉力,平衡时不能承受切应力; ( )不能承受拉力,平衡时能承受切应力; ( )不能承受拉力,bc平衡时不能承受切应力; (d )能承受拉力,平衡时也能承受切应力。
解:流体的特性是既不能承受拉力, 同时具有很大的流动性, 即平衡时不能承受切应力。
西南交《工程流体力学A》在线作业一
明渠中不可能出现的流动为( )。
A:恒定均匀流
B:恒定非均匀流
C:非恒定均匀流
D:非恒定非均匀流
参考选项:C
已知某变径有压管段的管径之比 ,则相应的雷诺数之比 ( )。
A:1
B:2
C:3
D:4
参考选项:B
粘性流体总水头线沿程的变化是( )。
A:沿程下降
B:沿程上升
C:保持水平
D:前三种情况都有可能
参考选项:A
比较重力场(质量力只有重力) 中,水和水银所受单位质量力Z水和Z汞的大小( )。
A:Z水Z汞
B:Z水=Z汞
C:Z水Z汞
D:不定
参考选项:B
下列各组物理量中,属于同一量纲的是( )。
A:密度、运动黏度、动力黏度
B:流速系数、流量系数、渗流系数
C:压强、压力、切应力
D:管径、水深、水头损失
参考选项:D
下列说法中,正确的说法是( )。
A:理想不可压均质重力流体作定常或非定常流动时,沿流线总机械能守恒
B:理想不可压均质重力流体作定常流动时,沿流线总机械能守恒
C:理想不可压均质重力流体作非定常流动时,沿流线总机械能守恒
D:理想可压缩重力流体作非定常流动时,沿流线总机械能守恒
1。
工程流体力学A第一次作业四、主观题(共8道小题)33.简述流体的形态特征和力学特征。
参考答案:形态特征:流体随容器而方圆,没有固定的形状。
力学特征:流体主要承受压力,静止流体不能承受拉力和剪力。
34.一封闭水箱如图所示,已知金属测压计读数Pa,金属测压计中心和容器内液面分别比A点高0. 5m和1.5m ,试求液面的绝对压强和相对压强。
参考答案:由得水箱液面的相对压强绝对压强或93.1kPa35.如图所示为测量容器中A点压强的真空计。
已知,试求A 点的真空压强及真空度。
参考答案:真空计的测压管中压缩空气内压强变化可忽略不计。
由题意得A点真空压强及真空度36.如图所示绕铰链C 转动的自动开启式矩形平板闸门。
已知闸门倾角为,宽度为,闸门两侧水深分别为和,为避免闸门自动开启,试求转轴C至闸门下端B的距离x。
参考答案:为避免闸门自动打开,由理论力学知必有关系式中故37.利用检查井作闭水试验检验管径的市政排水管道施工质量。
已知排水管堵头形心高程为256. 34m,检查井中水面高程为259.04m,试求堵头所受的静水总压力大小。
参考答案:排水管堵头形心处的相对压强堵头所受的静水总压力38.如图所示盛水(重度为)容器由半径为 R 的两个半球用 N 个螺栓连接而成,已知测压管水位高出球顶H ,试求每个螺栓所受的拉力 F 。
参考答案:取上半球为隔离体,由,得式中为静止液体作用在上半球面上的总压力的铅垂分力,由上半球面的压力体计算得故每个螺栓所受的拉力为39.如图所示水流流经等径直角弯管。
已知管径mm,管轴上A、B两点高差400mm,U形水银差压计读数=300mm ,管流速度m/s ,相对压强,,试求相对压强和A、B 两断面间的机械能损失。
参考答案:由差压计原理得由伯努利方程考虑到,得A、B两断面间的机械能损失40.如图所示,为测流需要,在宽度m的平底矩形断面渠道的测流段,将渠底抬高0.3m。
若测得抬高前的水深为1.8m,抬高后水面降低0.12m,水头损失经率定按抬高后流速水头的一半计算,试求渠道流量。
《工程流体力学》综合复习资料一、 单项选择1、实际流体的最基本特征是流体具有 。
A 、粘滞性B 、流动性C 、可压缩性D 、延展性2、 理想流体是一种 的流体。
A 、不考虑重量B 、 静止不运动C 、运动时没有摩擦力3、作用在流体的力有两大类,一类是质量力,另一类是 。
A 、表面力B 、万有引力C 、分子引力D 、粘性力4、静力学基本方程的表达式 。
A 、常数=pB 、 常数=+γp z C 、 常数=++g 2u γp z 2 5、若流体内某点静压强为at p 7.0=绝,则其 。
A 、 at p 3.0=表B 、Pa p 4108.93.0⨯⨯-=表C 、O mH p 27=水真γ D 、mmHg p 7603.0⨯=汞真γ6、液体总是从 大处向这个量小处流动。
A 、位置水头B 、压力C 、机械能D 、动能7、高为h 的敞口容器装满水,作用在侧面单位宽度平壁面上的静水总压力为 。
A 、2h γB 、221h γ C 、22h γ D 、h γ 8、理想不可压缩流体在水平圆管中流动,在过流断面1和2截面()21d d >上流动参数关系为 。
A 、2121,p p V V >>B 、2121,p p V V <<C 、2121,p p V V <>D 、2121,p p V V ><A 、2121,p p V V >>B 、2121,p p V V <<C 、2121,p p V V <>D 、2121,p p V V ><9、并联管路的并联段的总水头损失等于 。
A 、各管的水头损失之和B 、较长管的水头损失C 、各管的水头损失10、在相同条件下管嘴出流流量 于孔口出流流量,是因为 。
A 、小,增加了沿程阻力B 、大,相当于增加了作用水头C 、等,增加的作用水头和沿程阻力相互抵消D 、大,没有收缩现象,增加了出流面积二、填空题1、空间连续性微分方程表达式 。
流体力学练习题第一章1-1解:设:柴油的密度为ρ,重度为γ;40C 水的密度为ρ0,重度为γ0。
则在同一地点的相对密度和比重为:0ρρ=d ,0γγ=c 30/830100083.0m kg d =⨯=⨯=ρρ30/81348.9100083.0m N c =⨯⨯=⨯=γγ1-2解:336/1260101026.1m kg =⨯⨯=-ρ3/123488.91260m N g =⨯==ργ1-3解:269/106.191096.101.0m N E VVV Vp p V V p p p ⨯=⨯⨯=∆-=∆-=∆⇒∆∆-=ββ 1-4解:N m p V V p /105.21041010002956--⨯=⨯=∆∆-=β 299/104.0105.211m N E pp ⨯=⨯==-β 1-5解:1)求体积膨涨量和桶内压强受温度增加的影响,200升汽油的体积膨涨量为:()l T V V T T 4.2202000006.00=⨯⨯=∆=∆β由于容器封闭,体积不变,从而因体积膨涨量使容器内压强升高,体积压缩量等于体积膨涨量。
故:26400/1027.16108.9140004.22004.2m N E V V V V V V p p T T pTT ⨯=⨯⨯⨯+=∆+∆-=∆+∆-=∆β2)在保证液面压强增量0.18个大气压下,求桶内最大能装的汽油质量。
设装的汽油体积为V ,那么:体积膨涨量为:T V V T T ∆=∆β体积压缩量为:()()T V E p V V E pV T pT p p ∆+∆=∆+∆=∆β1 因此,温度升高和压强升高联合作用的结果,应满足:()()⎪⎪⎭⎫⎝⎛∆-∆+=∆-∆+=p T p T E p T V V T V V 1110ββ ()())(63.197108.9140001018.01200006.0120011450l E p T V V p T =⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⨯-⨯⨯+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆-∆+=β()kg V m 34.1381063.19710007.03=⨯⨯⨯==-ρ1-6解:石油的动力粘度:s pa .028.01.010028=⨯=μ 石油的运动粘度:s m /1011.39.01000028.025-⨯=⨯==ρμν 1-7解:石油的运动粘度:s m St /1044.01004025-⨯===ν 石油的动力粘度:s pa .0356.0104100089.05=⨯⨯⨯==-ρνμ1-8解:2/1147001.01147.1m N u=⨯==δμτ 1-9解:()()2/5.1621196.012.0215.0065.021m N d D uu=-⨯=-==μδμτN L d F 54.85.16214.01196.014.3=⨯⨯⨯=⨯⨯⨯=τπ第二章2-4解:设:测压管中空气的压强为p 2,水银的密度为1ρ,水的密度为2ρ。
基础工程A第1次作业1・持力层?答:持力层:是与基础底面直接相接触的地层。
2. 天然地基?答:天然地基:是指在修建基础前,没有经过人为的加固和改良,/ 结构和状态的地基。
3. 柔性基础?答:柔性基础:是指用钢筋混凝土材料做成的基础,因为材料的抗? 能好,可根据需要做成各种形式的截面,基础刚度相对较小,本身一为柔性基础。
4. 简述水下灌注混凝土的方法。
答:(1)直升导管法;(2)液压阀法;(3)填石压浆法;(4)吊斗法(5)袋装法;(6)使用抗离析混凝土拌合物。
5. 刚性角?答:刚性角:是指墩底边缘与基底边缘的连线与竖直线的夹角。
6.襟边?答:襟边:基础顶面外缘离墩底边缘的距离。
7. 一般冲刷?答:一般冲刷:因洪水冲刷而造成河床下降的现象。
8 •局部冲刷?答:局部冲刷:洪水在墩台周围冲出深坑的现象。
9.主要荷载?答:主要荷载:是指永久性或经常性作用的荷载。
答:特殊荷载:指某些岀现机率极小的荷载。
11•某旱地桥墩的矩形基础,基底平面尺寸为a=7.5m, b= 边尺寸相同,埋置深度h=2m,在主力加附加力的组合下,fi 竖向荷载N=6105kN,水平荷载H=273.9kN,弯矩M=377 根据图示荷载及地质资料进行下列项目的检算:检算基底偏心距,基础滑动和倾覆稳定性。
答: 10-特殊荷i :?检算持力层及下卧层的承: 力;(1) 检算基础本身强度;(3)6105 7.5x74= 110 汎< 216kPa答:一、持力层与下卧层的容许承载力由持力层土性:粉质粘土e = 0.9, IL=0.7,查表3-5-2-5, 得基本承载力a0 = 180kPa;查表3-5-2-11,得宽度、深度修正系数k1和k2分别为0和1.5。
宽深修正:持力层,k1=0, h<3m,故修正项均为零。
[町讪+枷-2)+切帖3)询二皿眦主力加附加力时,容许承载力可有20%的提高,[o]=1.2x18 0=216kPa 由下卧层土性:粘土e = 1.1, IL=0.8,查表3-5-2-5, 得基本承载力a0 = 140kPa;查表3-5-2-11,得宽度、深度修正系数k1和k2分别为0和1.5。
东北大学继续教育学院工程流体力学试卷(作业考核线上2) A 卷(共 3 页)一、判断题(20分,每小题1分)1.流体质点是指宏观上足够小,而微观上又足够大的流体微团。
(对)2.液体的粘性随温度的升高而减小。
(对)3.气体的粘性随温度的升高而增大。
(对)4.牛顿流体的粘性切应力与速度梯度,即角变形速率成正比。
(对)5.流体微元的运动包括:平移、转动和变形。
(对)6.在描述流体运动中欧拉法没有直接给出流体质点的运动轨迹。
(对)7.定常流动,流线与迹线重合。
(对)8.应用伯努利方程解题,两个断面间不一定是缓变流,方程也成立。
(错)9.流体粘性使流体呈现两种不同的流态,就是层流和紊流。
(对)10.雷诺数是表征惯性力与粘性力的比值。
(对)11.静止的流体中各个点的压强值均相等。
(错)12.静止液体的等压面一定是一个水平面。
(错)13.大气层中的压强与密度、温度的变化无关,不受季节、气候等因素的影响。
(错)14.压力体的体积表示一个数学积分,压力体内一定充满流体。
(错)15.理想流体就是不考虑重力影响的流体。
(错)16.不可压缩流体的流动一定是无旋流动。
(错)17.如果流场中若干流体微团无绕自身轴线旋转运动,刚称为无旋流动。
(错)18.如果流场中存在一条封闭曲线上的速度环量皆为零,则此区域内的流动必为无旋流动。
(错)19.速度势函数满足拉普拉斯方程,速度势函数是调和函数。
(对)20.在位势流场中,任意曲线上的速度环量等于曲线两端点上速度势函数值之差,而与曲线形状无关。
(对)二、单选题(20分,每小题2分)1.气体的粘性作用主要取决于:( C )(A )气体的密度; (B )气体分子内聚力; (C )气体分子间的动量交换。
(D )弹性模量2.作用在流体上的力包括两大类,一类是表面力,另一类是:(C ) (A )压力;(B )摩擦阻力;(C )质量力;(D )表面张力。
3.平板挡水,面积为A ,形心淹深为h ,水平倾角为B ,该板受静水压力:( C ) (A )B ghA sin ρ;(B )B ghA cos ρ;(C )ghA ρ;(D )B ghA tan ρ4.相对压强的起算基准是:( C )(A )绝对真空;(B )标准大气压;(C )当地大气压;(D )液面压强。
南京工业大学 工程流体力学 试题(A )卷(闭)2010--2011 学年第 二 学期 使用班级 安全0901-03班级 学号 姓名1、一根直径为d 1 = 0.1m 的水管垂直放置,在上方转90°弯后立即收缩成直径为d 2 = 0.05m 喷口,水从此喷入大气中。
设喷口水流速度为v 2 =20m/s ,忽略一切损失,试计算低于喷口h = 4 m 处水管截面上的压强p 1。
解:sm v v d v d v /1005.0201.0112211=⨯=⨯=Pap p g v z p g v z p 51221222221111078.3087.92204807.9210980722⨯=⨯+=⨯+++=++γγ2、图示为一连接于压力容器的带法兰的收缩出流管嘴。
设容器内压力表读数为 p = 106Pa ,H = 3m ,管嘴大小口直径 D = 5cm ,d = 1cm 。
试求管嘴上螺钉群所受到的总拉力 F 。
解:连续性方程:122121515v v v v dv D v =⨯=⨯=静力学基本方程5611103.103980710⨯=⨯+=+=p Hp p γ伯努利方程sm v v v g v gv p /26.9807.9225807.929807103.102212121522211=⨯=⨯+⨯=+γsm v D q V /1082.126.9)105(4141322212--⨯=⨯⨯⨯==ππ动量方程NF F FA p Fv v q V 9.134626.941082.11000102541103.10)(2451112=⨯⨯⨯⨯-⨯⨯⨯⨯=-==---∑πρ3、一贮水箱通过一直径为d 的底部小孔排水,设排放时间t 与液面高度h ,重力加速度g ,流体密度ρ,粘度μ等参数有关,试用量纲分析法(1)取h, g,ρ为基本量,求包含时间的无量纲量Π 1 ; (2) 取d , g ,ρ为基本量,求包含粘度的无量纲量Π 2 。
主观题:
作业一:
1、简述流体的形态特征和力学特征。
形态特征:流体随容器而方圆,没有固定的形状。
力学特征:流体主要承受压力,静止流体不能承受拉力和剪力。
2、一封闭水箱如图所示,已知金属测压计读数Pa,金属测压计中心和容器内液面分别比A点高0.5m和1.5m,试求液面的绝对压强和相对压强。
由
得水箱液面的相对压强
绝对压强
或93.1kPa
3、如图所示为测量容器中A点压强的真空计。
已知,试求A 点的真空压强及真空度。
真空计的测压管中压缩空气内压强变化可忽略不计。
由题意
得A点真空压强
及真空度
4、如图所示绕铰链C 转动的自动开启式矩形平板闸门。
已知闸门倾
,宽度为,闸门两侧水深分别为和,
角为
为避免闸门自动开启,试求转轴C至闸门下端B的距离x。
为避免闸门自动打开,由理论力学知必有关系
式中
故
5、利用检查井作闭水试验检验管径
的市政排水管道施工
质量。
已知排水管堵头形心高程为256.34m,检查井中水面高程为2
59.04m,试求堵头所受的静水总压力大小。
排水管堵头形心处的相对压强
堵头所受的静水总压力
6、如图所示盛水(重度为
)容器由半径为 R 的两个半球用 N 个螺栓连接而成,已知测压管水位高出球顶 H ,试求每个螺栓所受的拉力 F 。
取上半球为隔离体,由
,得
式中为静止液体作用在上半球面上的总压力的铅垂分力,由上半球面的压力体计算得
故每个螺栓所受的拉力为
7、如图所示水流流经等径直角弯管。
已知管径mm,管轴上A、
B两点高差400mm,U形水银差压计读数
=300mm ,管流速度m
/s ,相对压强,,试求相对压强和 A、B 两断面间的机械能损失。
由差压计原理
得
由伯努利方程
考虑到,得A、B两断面间的机械能损失
8、如图所示,为测流需要,在宽度
m的平底矩形断面渠道的
测流段,将渠底抬高0.3m。
若测得抬高前的水深为1.8m,抬高后水面降低0.12m ,水头损失经率定按抬高后流速水头的一半计算,试求渠道流量。
,下游水深
上游水深
据连续性方程
得(1)
取图示基准面(0-0)、过流断面(1-1、2-2)和计算点(过流断面与液面的交点),从1→2列伯努利方程()
得(2)
联立(1)、(2)两式,得
故渠道流量
作业二:
1、为研究某铁路盖板箱涵无压过流的水力特征,
拟取线性比尺
进行水工模型实验。
已知原型涵洞的宽度m ,高度m ,洞内设计水深m 和设计流速m/s 。
试确定模型的几何尺寸和模型流量。
(1
)由给定线性比尺计算模型各几何尺寸
模型宽
模型高
模型水深
(2)按弗劳德准则确定模型流速及流量
由弗劳德准则
,得流速比尺
,故
流速
流量
2、已知钢筋混凝土输水管道的水力半径
,水以均匀流流过1km 长度上的水头损失,管壁粗糙系数,试求管中的流速和流量。
由谢才公式
和曼宁公式,得流速
流量
3、水从封闭容器A经直径
、长度的管道流入容器B。
已知容器A 内水面上的相对压强,沿程阻力系数;局部阻力系数,进口、阀门、弯道、出口,试求管路的通过流量。
取图示基准面(0-0)、过流断面(1-1、2-2)及计算点,从1→2
列伯努利方程
得
管路流量
4、一城市排污渠道采用倒虹吸管穿过河流,如图所示。
已知污水流量,管道沿程阻力系数,管道进口、弯头和出口的局部阻力系数分别为,管长,上、下游渠道的流速均为。
为避免污物在管中沉积,要求管中流速不得小于,试确定倒虹吸管的管径及倒虹吸管两端的水位差。
据题意
得
取标准管径。
管中流速
取图示基准面(0-0)、过流断面(1-1、2-2)及计算点(与液面交点),从1→2列伯努利方程
考虑到
,得
5、
试按水力最优条件设计一路基排水沟的断面尺寸。
设计流量
,沟底坡度依地形条件采用
,断面采用边坡系数
的梯形,并用小片石干砌护面(粗糙系数)。
将
和
代入明渠均匀流基本公式
,得
取渠道断面尺寸
作业三:
1、简述堰流的定义及堰的分类。
答:水利工程中为了泄水或引水,常修建水闸或溢流坝等建筑物,以控制河流或渠道的水位及流量。
水流受闸门控制而从建筑物顶部与闸门下缘间孔口流出时,这种水流状态叫做闸孔出流。
当顶部闸门完全开启,闸门下缘脱离水面,闸门对水流不起控制作用时,水流从建筑物顶部自由下泄,这种水流状态称为堰流。
工程上通常按照堰坎厚度δ与堰上水头H的比值大小及水流的特征将堰流分作:
1.薄壁堰流:即。
2.实用堰:即。
3.宽顶堰流:即。
2、试设计一跨越矩形过流断面的小桥孔径。
已知河道设计流量(据水文计算得)m3/s,桥前允许壅水水深m,桥下铺砌允许流
速m/s ,桥下游水深m
,选定小桥进口形式后知
,取动能修正系数。
从出发进行设计:
①判别流动状态
因
,故小桥过流为自由式。
67
.0
<
H
δ
5.2
67
.0<
<
H
δ
10
5.2<
<
H
δ
②计算孔径
取标准孔径
③校核
,已转为淹没式过流。
(可以)
3、简述渗流系数的确定方法。
答:经验法,室内测定法,野外测定法(或现场测定法)。