流体力学例题解答ppt课件.ppt

一底面积为40cm*45cm，高1cm的木块，质量为5kg，沿涂有润滑油的斜面向下作匀速运动，木块运动速度u=1m/s，油层厚度1mm，斜坡角=22.62，由木块所带动的油层的速度呈直线分布，求油的粘度,习题1-1,u=1m/s,解：木块重量沿斜坡分力 F与剪切力 T 平衡时，匀速下滑,例题2-1,如图所示，已知,求A B两点的压强差,图中1-1,2-2和3-3均为等压面,根据流体静压强计算公式,可以逐个写出每一点的静压强,分别为,整理后得A,B两点的压强差,将上式逐个代入下一个式子,例题2-2,如图所示为烟气脱硫除尘工程中的气水分离器，其右侧装一个水银U型测压管，量得h=200mm，此时分离器中水面高度H为多少？,解：分离器中水面处的真空度为,自分离器到水封槽中的水，可以看成是静止的，在A、B两点列出流体静力学基本方程：,故：,例题2-3,如图所示,倾斜闸门AB，宽度B为1m（垂直于图面），A处为铰链轴，整个闸门可绕此轴转动。已知水深H=3m，h=1m，闸门自重及铰链中的摩擦力可略去不计。求升起此闸门所需垂直向上的力。,解：就平面壁来说，其左、右两侧都承受P0的作用，互相抵消其影响，总压力为,总压力的作用点D到铰链轴A的距离为：,由图可看出，,根据力矩平衡： 当闸门刚刚转动时，力P、T对铰链A的力矩代数和应为零。即,例题3.1,物体绕流如图所示，上游无穷处流速 ， 压强为 的水流收到迎面物体的阻碍后，在物体表面上的顶冲点S处的流速减至零，压强升高，称S点位滞流点或驻点。求点S处的压强。,解：设滞流点S处的压强为Ps，粘性作用可以忽略。 根据通过S点的流线上伯努利方程，有：,有 代入数据，可得：,故，滞流点S处的压强,例题3.2,在D150mm的水管中，装一带水银压差计的毕托管，用来测量管轴心处的流速，如下图所示，管中流速均速V为管轴处流速u的0.84倍，如果1、2两点相距很近而且毕托管加工良好，不计水流阻力。求水管中的流量。,2）水流经1、2两点时没有能量损失，,解：,1) 取管轴线设置水平基准面，过水断面1-1， 2-2经过1、2两点并垂直于流向。,3）列出1点到2点的无粘性流体伯努利方程：,因为,（1）,(1)式整理为,（2）,基准面,4） 由流体静力学可知,选取等压面A-A1， B-B1， C-C1,如图所示，设高度为h,分别列等压面左右两边的流体平衡公式，可得,等压面A-A1,等压面B-B1,等压面C-C1,（3）,h,（4）,（5）,联立等式(3)、 (4)、 (5)可得,（6）,5）将式(6)代入式(2)可得：,（6）,6）由此可得管中流速均速V,水管中的流量为,V0.84umax0.842.221.87,（7）,（8）,某污水处理厂从高位水池引出一条供水管路AB，如图所示。已知：流量Q0.04米3/秒；管径D300mm；压力表读数pB9.8 104pa，高度H20m。求水流在管路AB中水头损失？,例题3.3,解：选取水平基准面OO，过水断面11、22。设单位重量的水自 断面11沿管路AB流到B 点，,因为：z1H20米，z20，,，,v2Q/A1.92米/秒取121，v10则：20 + 0 + 0 0 + 5 + 1.922/19.6 + hl故 hl14.812（米）,则可列出伯努利方程：,例题 4-1,在长度l=1000m、直径d=300mm的管路中输送重度为9.31kN/M3的重油，其重量流量为G=2300kN/h，求油温分别为10 ( 25cm2/s)和油温40 ( 1.5cm2/s)时的水头损失？,解：管中重油的体积流量为,重油的平均速度为：,10 的雷诺数为：,40 的雷诺数为：,重油的流动状态均为层流，有达西公式可得相应的沿程水头损失为：,由计算可知，重油在40时流动比在10 时流动的水头损失小。,例题 4-2,某厂自其高位水池加装一条管路，向一个新建的居民点用水池供水，如图所示。已知H40m，管径d50mm，弯管l/R=0.5，是普通镀锌管（0.4mm）。问在平均温度为20时，这条管路在一个昼夜中能供水多少水量？,解：求供水量，即流量，须先求出流速。,管道进口的局部阻力系数 1=0.590圆弯管 2=0.294*2=0.588闸板阀 （全开） 3=0.1 管道 出口 41.0,即：,以低位水池水面为基准面O-O，取过水断面1-1及2-2，如图。列出伯努利方程：,由已知条件可知，v1v20 Hhf+hr,故：,由/d及Re，返回查莫迪图，管中流动确实属于过渡区，并且的取值也是合适的。,管道的相对粗糙度 /d= 0.4/500.008，假定此管中流动属于过渡区，查莫迪图，暂取0.036 可得：,昼夜供水量：,管中流量：,