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. . . .1-1 解:已知:,a=60mm,u=15m/s,h=10mm根据牛顿内摩擦力定律:设平板宽度为b,则平板面积上表面单位宽度受到的内摩擦力:/m,方向水平向左下表面单位宽度受到的内摩擦力:/m,方向水平向左平板单位宽度上受到的阻力:,方向水平向左。211-2 解:,u=0.25m/s根据,有:1-3 解:,d=2.5cm=0.025m,=0.001m,u=3cm/s=0.03m/s设管段长度l,管段表面积:单位长度管壁上粘滞力:1-4 解:,u=1m/s,1-5 解:,根据牛顿内摩擦定律,切应力:小微元表面积:小微元受到的粘滞力:小微元粘滞力的力矩:圆锥体所受到的合力矩:习题【2】2-1 解:,hABhB 2-2 解:,2管中为空气部分近似的为各点压强相等。1有:2-3 解: ,根据真空表读数,可知M点相对压强1-2是等压面12有:2.4 解:如图1-2是等压面,3-4是等压面,5-6段充的是空气,因此,6-7是等压面,建立各点的压强:y12576 zx34联立有:联立有:有:2-5 解:,22-6 解:,11-2是等压面x为空气,则可以忽略2-7 解:,有:2-16 解:,绘制压强分布图g(h1-h)时,作用于挡板的压力的作用点距离池底的距离:gh1轴位于作用点下方,即可自动开启即时,即可自动开启。2-17 解:,图解法1:绘制压强分布图压力分为两部分:作用方向垂直于闸门指向右。作用点:作用方向垂直于闸门指向右。作用点:总压力大小:总压力作用方向垂直于闸门指向右。根据合力矩定理:有作用点:xxyyP1gh2gh1P2S2S1g(h1-h2)图解法1 图解法2图解法2:绘制压强分布图左侧:作用方向垂直于闸门指向右。作用点:作用方向垂直于闸门指向左。作用点:总压力大小:总压力作用方向垂直于闸门指向右。根据合力矩定理:有作用点:2-18 解:总压力大小为:压力作用点距离形心C的距离为:将,带入,有:总压力对轴的力矩:M与hc无关。2-20 解: ,绘制压强分布图,压强分布图为一个矩形g(h1-h2)总压力大小:总压力的作用点距离转轴N点距离:把挡板关紧需要施加给转轴的力矩:2-21 解:,绘制压强分布图g(h1+h2)gh1gh1作用在AB板上的压力大小:作用方向水平向右作用在BC板上的压力大小:作用方向垂直于BC面,与水平方向成45夹角,向右。折板ABC受到的静水总压力:总压力大小:2-22解:,绘制压强分布图xygh平面AB所受水的压力:压力作用点距离B点距离:作用方向:垂直于AB面指向左。支杆的支撑力T的作用点D距离B点距离:平面AB静止,则对于B点的合力矩为0有:有:2-24 解:,液面上的相对压强:相对压强为0的自由液面距离液面距离:绘制压强分布图h2h1gh2gh1hy作用于AB面上的压强大小:作用点距离B点的距离:2-25 解:PzPzPz2-26 解:,绘制水平作用力的静水压强分布图,闸门AB受到垂直分力的压力体ghPxPzBA闸门AB受到的水平压力:水平分力方向:水平向右压力体的体积:闸门AB受到的垂直分力:垂直分力方向:竖直向上闸门AB受到的总压力:压力作用方向和水平方向角度:方向指向右习题【3】3-6 解:,以过2-2断面为基准面,忽略能量损失,列1-1,2-2断面能量方程:11 (注:)22根据连续性方程:3-8 解:,列A、B点的能量方程:压差计测定:则:圆管流动中最大流速在管轴处,即为A点流速平均流速:流量:3-9 解:,阀门关闭时列1-1,2-2断面能量方程:阀门打开时列1-1,2-2断面能量方程:联立方程得到:流量:3-12 解:,以1-1断面为基准面,忽略能量损失,列1-1,2-2断面能量方程:22根据压差计:11根据连续性方程:代入能量方程,有:流量:3-15 解:,以地面为基准面,列1-1,2-2断面能量方程:基准面2211根据压差计:根据连续性方程:代入能量方程:流量:3-19 解:,水泵扬程:电动机功率:3-20 解:,Fyx331122以1-1,2-2,3-3断面间流体为控制体,建立x-y坐标系受力分析:由于自由射流,流体为无压流,不考虑重力,控制体只受到平面对流体的作用力F。列x轴方向动量方程:列y轴方向动量方程:流速:则:流体对平面的作用力大小为1.97kN,方向垂直于平面指向左侧。以水平面为基准面,则列1-1,2-2断面能量方程:列1-1,3-3断面能量方程:又根据连续性方程:则:解方程组3-21 解:根据连续性方程:得到:以1-1,2-2,3-3断面间流体为控制体,建立x-y坐标系Fyx332211受力分析:由于自由射流,流体为无压流,不考虑重力,控制体只受到平面对流体的作用力F。列x轴方向动量方程:列y轴方向动量方程:以水平面为基准面,则列1-1,2-2断面能量方程:列1-1,3-3断面能量方程:则:解方程组3-25 解:d1150mm0.15m,d275mm0.075m,p12.06105Pa,Q0.02m3/s以1-1,2-2断面间流体为控制体,建立x-y坐标系TTyTx2211受力分析:流体1-1,2-2断面受到水流的压力P1,P2,弯管对流体的作用力T,其在x、y轴方向分力分别为Tx,Ty,由于水平放置,重力和支撑力平衡。列x轴方向动量方程:1-1断面受到压力:2-2断面平均流速:求得:列y轴方向动量方程:1-1断面平均流速:以水平面为基准面,则,且忽略能量损失,列1-1,2-2断面能量方程:2-2断面受到的压力:求得:弯管对流体作用力:作用力与水平方向夹角:习题【4】4-2 解:,流体的体积流量:流速:以管轴面为基准面,列1-1,2-2断面能量方程:因为,则有:根据压差计:则:又,流体流动属于圆管层流,则带入达西公式,则有:4-25 解:,以管轴面为基准面,11列1-1,2-2断面能量方程:vv2v基准面22从1-1断面流至2-2断面的水头损失:沿程水头损失:根据连续性方程有:则:沿程水头损失局部水头损失:其中,突然扩大部分: 突然缩小部分:则:局部水头损失:总水头损失:代入能量方程有:流量:速度水头:,计算各部分水头损失:hf1hm1hm2hf2hm3hf3hm4总水头线测压管水头线绘制总水头线和测压管水头线:hf4 . 学习参考 .
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