工程流体力学计算题集.docx
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1、30.(6分)飞机在10000m高空0二223.151用=0.2601)以速度800kmh飞行,燃烧室的进口扩压通道朝向前方,设空气在扩压通道中可逆压缩,试确定相对于扩压通道的来流马赫数和出口压力。(空气的比热容为Cp=1006J(kg K),等嫡指数为k=1.4,空气的气体常数 R 为 287J(kg K)To=T p=- P水gh代入=40.43msqv=v-d2 = 40.43-(0.4)2 = 5.08m3 /s33.(7分)要为某容器底部设计一个带水封的疏水管,结构如图示:容器内部的压强值,最高时是表压强Pc=1500Pa,最低时是真空值p=1200Pa,要求疏水管最高水位应低于容器
2、底部联接法兰下a=0.1m,最低水位应在疏水管口上b=0.2m(水密度P=1000kgm3,重力加速度 g=9.8ms2)求:(1)疏水管长度L。(2)水封水面到疏水管口的深度Ho依据流体静力学基本方程表压强pe= P gh或h=里Pg在最高压强时,管内水面应低于0-0面p = 1500 = ()153mpg 1000x9.8在最低压强时,管内水面应高于0-0面pg120()10009.8=0.122m故疏水管长度L=a+h2h+b=0.1 +0.122+0.152+0.2=0.574m水封水面到疏水管口深度H=h+b=0.153+0.2=0.353m答:疏水管长度应为0.574m,水封水面到
3、疏水管口深度为0.353m。34.(12分)有一水平放置的90潮缩弯管,管内径5=15cm,d2=7.5cm,入口处平均流速V=2.5ms,表压强p=6.86X l()4pa,若不计阻力损失,求水流对弯管的作用力。水的密度P = 1000kgm3 o(1)求虹吸管的流量:列进、出口水池水面的伯努利方程:H=hw= (Lab +Lbc +LcdT2g把已知参数代入:求得v=1.59ms所以 qv=vA=O.O5m3s求最低压强点及其真空度:最低压强应是虹吸管内的C点(见图)列进水池水面及C断面的伯努利方程:得 pvc=28200Pa=28.2KPa35.(12分)用虹吸管输水,如图所示,已知:水
4、位差H=2m,管顶高出上游水位h=lm,虹吸管内径d=200mm,管长为LAB=3m,LBc=5m,LcD=4m,管路沿程损失系数人=0.026,局部损失系数有:管路进口滤网(带底阀)一个,4彻可=12,B、C两处90圆弯两个,每个弯头=05管路出口 sil=1.0,水的密度 P =l()()()kgm3o试求:虹吸管的流量qvo(2)虹吸管中压强最低点的位置及其真空值。(1)求虹吸管的流量:列进、出口水池水面的伯努利方程:H=hw= (Lab +Lbc +LcdT2g把已知参数代入:求得v=1.59ms所以 qv=vA=0.05m3s求最低压强点及其真空度:最低压强应是虹吸管内的C点(见图)
5、列进水池水面及C断面的伯努利方程:得 pvc=28200Pa=28.2KPa1 .如图所示,一洒水车等加速度a=0.98ms2向右行驶,求水车内自由表面与水平面间的夹角巴 若B点在运动前位于水面下深为h=1.0m,距z轴为xB=1.5m,求洒水车加速运动后该点的静水压强。(15分)题三-1图解:考虑惯性力与重力在内的单位质量力为(取原液面中点为坐标原点)X=-a ; Y=0 ; Z= g (2 分)代入式 欧拉平衡微分方程: =Xdy + Zdz) 分)得.dp = p(-adx - gdz)积分得: = -p( + gz)C(3 分)在自由液面上,有:x=z=O ; p=po (1分)得:C
6、=po =0 (1 分)代入上式得:P = g蝮x+z)B点的压强为:s = -pg(- = -9800(-1.5) + (-1.0) = 11270Nm2 = 11,27aS98(2分)自由液面方程为(液面上po=O)axgz=O (2 分)即:, z a 0.98 c 1tana = - - = = -7r7r = 0.1x g 9.8a= 5o452 .水自压力容器稳定地流出。表压Pm=1013x10N /2 = 3凡喷嘴直径=50mm, 4=10%。若不记管嘴内的液体和管嘴本身的重力,试求管嘴上螺栓群共受多大的拉力? (20分)解:。-2断面的伯努力方程为- + 0 = 0-Pg2g
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