发布时间 : 星期三 文章流体力学习题及参考答案更新完毕开始阅读641b04d1a22d7375a417866fb84ae45c3a35c273
????u???2y?4?0 ?x?y所以流动有旋。
???u?x2?2x?4y?y??x2y?2xy?2y2?f(x)
???2xy?2y?f?(x)????2xy?2y?x?f?(x)?0,f(x)?C令C＝0，则流函数为
??x2y?2xy?2y2
3、（14分）图示离心泵管路系统，将常压下20℃的水从低位槽抽到高位槽，已知输送水量：Q＝36m3/h，吸入管（泵前）直径100mm,吸入管长10m(含局部阻力的当量长度),摩擦系数λ1=0.02。排出管（泵后）直径75mm,排出管长50m(含局部阻力的当量长度), 摩擦系数λ2=0.03。常压下，20℃水的密度可取1000kg/m。泵的效率为55%。 求：（1）泵的轴功率N为多少kw？
（2）泵入口处的真空表读数应该是多少Pa? 解：Q＝36m/h=0.01m/s (1) 泵的轴功率N 泵吸入管内的流速为:
3
3
3
Vi?4Q4?0.01??1.27m/s 22?d1??0.1泵压出管内的流速为
Vo?V1(d121002)?1.27?()?2.26m/s d275在断面1-1和2-2之间列伯努利方程，并移项整理得
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22H(zP?P1u2?u1e?2?z1)?2?g?2g??hf1?2P2?P1?g?0,(z2?z1)?7mu222?u12?0,?hl?l2l21e1Vi2?le2Vof1?2?(?1d)?(?2)12gd22g＝（0.02?101.2720.1）?2?9.810.03?302.262＋（0.075)?2?9.81?3.3mHe?7?3.3?10.3mNe?Heg?Q?10.3?9.81?1000?0.01?1.01kwN?Ne??1.010.55?1.84kw
（2）泵入口处的真空表读数 取1－1、B断面列伯努利方程：
V2212g?z?p1?g?Vi2g?zp1B?B?g?hf1?B 0?1.2722g?1.7?pB9810?0.164 2 hf1??(?l1?le1VB1)i
d12g ＝（0.02?101.272
0.1）?2?9.81
?0.164m解得 pB??19092Pa
4、
（12分）已知：一个水平放置的90o弯管输送水 d1＝150mm，d2＝75mm p1＝2.06×105Pa，Q＝0.02m3/s
求：水流对弯管的作用力大小和方向（不计水头损失）。
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V1?解：
Q4Q??1.132m/s2A1?d1 Q4Q??4.527m/s2A2?d2
V2?取1-1、2-2两断面列伯努利方程
p1V12p2V22????2g?2g 所以，p2?p1??2?V1?V22??1.964?105Pa2 对选取的控制体列动量方程： x方向：p1A1?Rx??Q(0?V1) y方向：所以，
Ry?p2A2??Q(V2?0)
Ry?958N
Rx?3663N22R?Rx?Ry?3786N??arctgRyRx?14.66?
所以，水流对弯管壁的作用力为R的反作用力R'=-3786N，大小相等，方向相反。 5、（8分）大容器压缩空气灌中的压缩空气，经一收缩喷管向大气喷出，设喷嘴出口处的大气绝对压为101.33kPa,温度为25℃，流速为234m/s,试求压缩空气灌中的温度和压强。 解：??p101330??1.27m3/kg RT287?(273?5)kpV2k??RT0 代入已知数据，得 由 k?1?2k?11.410133023421.4???287T0 1.4?11.2721.4?1解得T0?305K
T3051.4?1p0?p(0)k?1?101.33?()?140kPa T278
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k1.46、（6分）如图，水箱中的水通过直径为d，长度为l，沿程阻力系数为λ的立管向大气中泄水，问h多大时，立管排出的流量Q与h无关？
解：在水箱液面与出水口断面间列伯努利方程：
h?l?V22g?hf
??lV2hfd2g
2gd?V?2g?h?l????h?l
1??ldd??l?2gd?h?l?Q?2?24dV?4d??d??l
所以，当h?d?时，Q与h、l无关。
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