《第四章習題答案 等直徑水管A-A為過流斷面B-B》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《第四章習題答案 等直徑水管A-A為過流斷面B-B（19頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、第四章習題答案 選擇題（單選題） 4.1等直徑水管，A-A為過流斷面，B-B為水平面，1、2、3、4為面上各點，各點的流動參數(shù)有以下關系：（c） （a）=；（b）=；（c）+=+；（d）+=+。 4.2伯努利方程中++表示：（a） （a）單位重量流體具有的機械能；（b）單位質量流體具有的機械能；（c）單位體積流體具有的機械能；（d）通過過流斷面流體的總機械能。 4.3水平放置的漸擴管，如忽略水頭損失，斷面形心點的壓強，有以下關系：（c） （a）>；（b）=；（c）<；（d）不定。 4.4黏性流體總水頭線沿程的變化是：（a） （a）沿程下降；（b）沿程上升；（c）保

2、持水平；（d）前三種情況都有可能。 4.5黏性流體測壓管水頭線的沿程變化是：（d） （a）沿程下降；（b）沿程上升；（c）保持水平；（d）前三種情況都有可能。 4.6平面流動具有流函數(shù)的條件是：（d） 無黏性流體；（b）無旋流動；（c）具有速度勢；（d）滿足連續(xù)性。 4.7一變直徑的管段，直徑=0.2m，=0.4m，高差=1.5m，今測得=30，=40， 處斷面平均流速=1.5.。試判斷水在管中的流動方向。 解： 以過A的水平面為基準面，則A、B點單位重量斷面平均總機械能為： （m） （m） ∴水流從B點向A點流動。 答：水流從B點向A點流動。 4.8利用皮托管原理

3、，測量水管中的點速度。如讀值=60mm，求該點流速。 解： （m/s） 答：該點流速m/s。 4.9水管直徑50mm，末端閥門關閉時，壓力表讀值為21。閥門打開后讀值降至5.5，如不計水頭損失，求通過的流量。 解：（1）水箱水位 （m） （2）閥門開啟后，從水箱液面到儀表處列伯努利方程，可得： ∴（m/s） （m3/s） 答：通過的流量m3/s。 4.10水在變直徑豎管中流動，已知粗管直徑=300mm，流速=6。為使兩斷面的壓力表讀值相同，試求細管直徑（水頭損失不計）。 解： 以過下壓力表處的水平面為基準面，列伯努利方程如下： ∵，m， 取，

4、當時，有： （m/s） 由連續(xù)性方程 ∴（mm） 答：細管直徑為mm。 4.11為了測量石油管道的流量，安裝文丘里流量計，管道直徑=200mm，流量計喉管直徑=100mm，石油密度=850，流量計流量系數(shù)=0.95?，F(xiàn)測得水銀壓差計讀書=150mm，問此時管中流量是多少。 解： 其中：； （m） （m3/s） （l/s） 答：此時管中流量l/s。 4.12水箱中的水從一擴散短管流到大氣中，直徑=100mm，該處絕對壓強=0.5大氣壓，直徑=150mm，試求水頭，水頭損失忽略不計。 解：（1）以出水管軸線為基準面，列管徑與處的伯努利方程

5、，可得： 取，，kPa ∵ ∴ （m/s） （2）從液面到短管出口列能量（伯努利）方程。 （m） 答：水頭m。 4.13離心式通風機用集流器從大氣中吸入空氣，直徑=200mm處接一根細玻璃管，已知管中的水上升=150mm，求進氣流量（空氣的密度=1.29）。 解： 以集流器軸線的水平面為基準面，從距進口一定距離的水平處列到測管處的伯努利方程，可得： 不計損失，取 ∴ 其中 ，則 ∴ （m/s） （m3/s） 答：進氣流量m3/s。 4.14一吹風裝置，進排風口都直通大氣，風扇前、后斷面直徑==1m，排風口直徑=0.5m，已知排

6、風口風速=40，空氣的密度=1.29，不計壓強損失，試求風扇前、后斷面的壓強和。 解： 以過軸線的水平面為基準面，以及截面列伯努利方程： 其中，（m/s），， ∴（Pa） 從大氣到斷面，列伯努利方程： 其中 ，（相對壓強）， ∴（Pa） 答：風扇前、后斷面的壓強Pa，Pa。 4.15兩端開口的等直徑形管，管內液柱長度為，使液面離開平衡位置而造成液柱振蕩，水頭損失忽略不計，求液柱的振蕩方程=。 解： 取0-0斷面為基準面，由非恒定流的伯努利方程： ∵，，， ∴ ∴ ∵ ∴ 令 ，則 答：液柱的振蕩方程。 4.16水力采煤用

7、水槍在高壓下噴射強力水柱沖擊煤層，噴嘴出口直徑=30mm，出口水流速度=54，求水流對煤層的沖擊力。 解： 取控制體如圖，受力如圖。 ∴（kN） 水流對煤層的作用力與構成作用力與反作用力，大小為kN，方向向右。 答：水流對煤層的沖擊力kN，方向向右。 4.17水由噴嘴射出，已知流量=0.4，主管直徑=0.4，噴口直徑=0.1m，水頭損失不計，求水流作用在噴嘴上的力。 解：（1）取過軸線的水平面為基準面，列螺栓斷面與出口斷面的伯努利方程： ∴ （kPa） （m/s） （m/s） （2）取控制體如圖所示，列動量方程。 ∴ （kN） 答：

8、水流作用在噴嘴上的力為kN。 4.18閘下出流，平板閘門寬=2m，閘前水深=4m，閘后水深=0.5m，出流量=8，不計摩擦阻力，試求水流對閘門的作用力，并與按靜水壓強分布規(guī)律計算的結果相比較。 解：（1）由連續(xù)方程 ∴（m/s） （m/s） （2）由動量方程，取控制體如圖。 ∴ （kN） （kN） 答：水流對閘門的作用力kN，按靜水壓強分布規(guī)律計算的結果kN。 4.19矩形斷面的平底渠道，其寬度為2.7m，渠底在某斷面處抬高0.5m，該斷面上游的水深為2m，下游水面降低0.15m，如忽略邊壁和渠底阻力，試求：（1）渠道的流量；（2）水流對底坎的

9、沖力。 解：（1）以上游渠底為基準面，列上、下游過水斷面的能力方程： 其中：，m，m ， m，m ∴ （m3/s） （m/s） （m/s） （2）取控制體如圖，列動量方程. ∴ （kN） 答：（1）渠道的流量m3/s；（2）水流對底坎的沖力kN。 4.20下列不可壓縮流體、平面流動的速度場分別為： （1）=； = （2）=； = （3）=； = 試判斷是否滿足流函數(shù)和流速勢的存在條件，并求、。 解：（1）∵，滿足連續(xù)方程，流速數(shù)存在。 又∵，有旋，故不存在。 ∵， ∴流速數(shù) （2）∵，流動不存在。

10、 （3）∵，故流速數(shù)存在。 又∵，有旋，故存在勢函數(shù)。 流函數(shù)與勢函數(shù)滿足： 解得： ∴ 又可解得： ∵ ∴， ∴ 4.21 已知平面流動的速度為直線分布，若=4m，=80，試求：（1）流函數(shù)；（2）流動是否為有勢流動。 解： 已知 ，當 m，m/s。 ∴ （s-1）， 由連續(xù)性條件：，∴ ∴ ∴，當時，。 ∴ ∵（s-1） ∴流動有旋。 答：（1）流函數(shù)；（2）流動有旋。 4.22 已知平面無旋流動的速度為速度勢，試求流函數(shù)和速度場。 解： ∵； ∴ ； ∴ 答：流函數(shù)；速度場，。 4.23 已知平面無旋流動的流函數(shù)，試求速度勢和速度場。 解： ， ∵，∴ ，∴ ∴ 答：；，。 4.24 已知平面無旋流動的速度勢，試求速度場。 解： 4.25 無窮遠處有一速度為的均勻直線來流，坐標原點處有一強度為的匯流，試求兩個流動疊加后的流函數(shù)，駐點位置以及流體流入和流過匯流的分界線方程。 解：無窮遠均勻直線流的速度勢為：在方向的流速為，方向為零。 ， 在原點的匯流為：， ∴ 零流線方程： 駐點位置： ∴過的流線方程為 即 答：流函數(shù)，駐點位置，流體流入和流過匯流的分界線方程