流体力学-B卷答案

一、解答下列概念或问题（每题2分，共10分）

1．连续介质模型：将流体作为由无穷多稠密、没有间隙的流体质点构成的连续介质称为连续介质模型。

2．沿程水头损失：在平直的固体边界水道中，单位重量的液体从 一个断面流至另一个断面的机械能损失。 这种水头损失随沿程长度增加而增加，称沿程水头损失。

3．水力光滑管：如果粘性底层的厚度大于管道的绝对粗糙度，即δ0>△这种管道称为水力光滑管。

4．减弱水击强度的措施：延长阀门的关闭时间、缩短管长或加大管径、管路上设调压塔、空气室、安全阀等。

5．水跃：水流由急流(hhk)的局部水流现象。 二、填空题（每空1分，共10分）

1．拉格朗日法、欧拉法。

2．几何相似、运动相似、动力相似。 3．稳定平衡、不稳定平衡、随遇平衡 4．自由式、淹没式。

三、计算题（共80分） 1. （8分）

解：设管口大气压为Pa,水银密度为ρ，则Papg(hh) 由于 hD2hd2

则 PaPg1dDh 代入数据得真空压强

2

2. （12分）

解：盖板任一点承受的压强为

p2r22

任一微小圆环受力

dPpdAp2rdr

整个盖板受力（即螺栓承受的拉力）

RPdP02r222rdr2R44g2R44ggV

3. （12分）

解:（1）由于

axuuuuvtxy

(4y6x)(4y6x)t(6t)(6y9x)t(4t)

(4y6x)(16t26t2)

以t =1s，x =2，y =1代入上式，得

ax8m/s2

同理

ay12m2/ s

22axay14.42m/s2

a（2）因速度场随时间变化，此流动为非恒定流

（3）由式

uuvvvvuviuvjyxyx故此流动是均匀流。

0

4、（8分）

解：溢流坝流动，起主要作用的是重力，应选择弗劳德准则进行模

型设计. 由Fr准则：vl

 QpQm(vA)p(vA)mQpVl2l2.5

Qml2.531000m0.03582.5s6035.8Ls

5、 （8分）

解:水的流动雷诺数

ReVd1Vd0.50.1279332000 流动为紊流状态

1.79106油的流动雷诺数

Re20.50.116672000 流动为层流流态 630106、（8分）

解：H0qv22g2A2

取 μ=0.82，则

忽略上下游液面速度，则 H0hp0 g于是解出

p0H0h7.534.5m gp04.510009.844.1kN/m2

7、（14分）

解：取进水口水池水面为1－1断面，水泵入口为2－2断面，列出能量方程，v1≈0，池面为大气压强p1＝pa，基准面0－0取在水池水面，得

2pap2vaHahwgg2g

pap2hsHagg22vavahwhvhw2g2g

根据舍维列夫公式，则沿程阻力系数为

0.0210.0210.04570.30.3da0.075

因为滤水网ζ1＝8.5，90°弯头ζ2＝0.294，将已知数代入能量方程得

2222val1l2vavavahshv122gd2g2g2ga 2val1l2hv112da2g

23.51.51.57610.04578.50.2940.07529.8

4.38m

根据计算，水泵安装高度以水泵水平轴线在水面上4.38m为限，

否则可能会破坏水泵的正常工作。

8、（10分）

解：当超高为0.5m 时，渠中水深h = 2.7m

A(bmh)h(34m1.52.7m)2.7m102.74m2b2h1m234m2(2.7m)11.5243.74m

102.74m2R2.35m43.74mAA102.741QACRiR2i22.353n0.0365002120.575.08m3s

Q75.0m3sv0.73ms 2A102.74m在保证电站引用流量条件下，渠道能供给工业用水量为：

Q(75.0867)m3s8.08m3s