武大水力学习题第3章 水动力学基础分解 下载本文

128、一水力机械,Q?2.5l/s,从轴中心流入,从4个转臂流出,每个转臂喷嘴的射流直径d?1cm,射流方向与垂直线成30角,转轮半径为0.3m,如图,试求:(1)保持臂固定的转矩;(2)若忽略机械摩擦,求最大转速,以r/min(每分钟转数计);(3)如转速为120r/min,求发出的功。 ((1)5.17N

0

m,(2)219.4rpm (3)29.4焦耳)

129、已知圆管层流流速分布为ux??J2[r0?(y2?z2)],uy?0,uz?0,试分析: 4?(1) 有无线变形、角变形;(2)是有旋还是无旋流。 (无线变形,有角变形;有旋) 130、已知圆管紊流流速分布为ux?um()n,uy?0,uz?0,求角速度?x,?y,?z和角变率?xy,?yz,?zx,并问是否为有势流动?

131、已知流场的流函数??ax2?ay2;(1)证明此流动是无旋的;(2)求出相应的速度势函数;(2)证明流线与等势线正交。 (无旋;φ=-2axy+c;)

132、如图所示为平板闸门下的泄流流网图,闸门开度??0.3m,上游水深H?0.97m,下游均匀流处水深h?0.187m,试求:(1)过闸单宽流量q;(2)作用在1m宽闸门上的动水总压力。((1)0.747m/sm; (2)2049.2N/m)

3

yr0

34

133、已知平面不可压缩流动的流速势函数??0.04x2?axy2?by3,x,y单位为m,?的单位为m2/s,试求:

(1) 常数a,b; (2)点A(0,0)和B(3,4)间的压强差。设流体的密度??1000kg/m3。 ( a=-0.12, b=0, Δp=4560.2N/m)

134、已知平面流动的流函数为??3x2?xy2?2yt3,试求t?2s时,经过图中园弧AB及直线OA的流量。

(qAB=-20m/(s m),qOA=32m/s)

2

2

2

135、已知粘性流体的速度为u?5x2yi+3xyzj-8xzk(m/s),流体的动力粘度??3.000?10?3Ns/m2,在点(1,2,3)处的应力pxx??2N/m2,试求该点处其它各应力。 (pYY=-1.934N/m , pZZ=-2.342N/m;τ

XY

2

2

2

YX

=0.069N/m,τ

2

YZ

ZY

=0.018N/m,τ

2

XZ

ZX

=-0.216N/m.)

2

ux?Ax,uy??Ay136、已知粘性液体平面流的流速分量为:(A为常数),试求(1)应力pxx,pyy,?xy,?yx。

(2)假设忽略外力作用,且x?y?0处压强为p0,写出压强分布表达式。 ((1)pXX=p-2μA,pYY=p+2μA;(2)p=p0-

?A22(x2?y2))

137、两块平行平板间有粘性液体,下平板固定,上平板以均匀的速度U向右运动。假设两平板间的距离为h,液体的流动平行于平板,试求两平板间液体在平板移动方向无压强变化时的速度分布。 (u=ux=

Uy) h

138、两平行的铅直平板,间距为h,中间充满粘性液体,假设流动是恒定的,压强均匀分布,试求:在重力作用下流动中的速度分布。 (uY=

gx(x?h)) 2?35

139、在不可压缩液体平面运动中,如果忽略质量力和惯性力的作用,试证明动水压强p和流函数?需满足下面的微分方程式

?2p?2p?p?2?2?0?x?y2?4??4??4?4???4?222?4?0?x?x?y?y

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