流力宇波课件 第四章答案.doc

工程流体力学新教材习题答案4-1 解：虹吸原理：虹吸管里灌满水，没有气，来水端水位高，出水口用手掌或其他物体封闭住此时管内压强处处相等一切安置好后，打开出水口，虽然两边的大气压相等，但是来水端的水位高，压强大，推动来水不断流出出水口12345m2md以1-2面为基准，则位置水头本题中全部采用绝对压力不计水头损失，1-4截面根据伯努利方程得： 故：即从而由连续性方程且管径不变知：1-2,1-3截面根据伯努利方程分别得：故： 位置水头：压力水头：，，，流速水头：，注意，伯努利方程中压力采用相对压力和绝对压力都是可以的，只是压力的两种表达形式，但是一定要注明4-2 解：根据伯努利方程得：水uδ=0.8△h 由测压管测得的静压力得： (2) 把(2)代入(1)得： 该题就是利用伯努利方程，列管中心线上两点的伯努利方程，再根据测压管得出两点的压力差，便可求得管中流速4-4解：压力表读数为表压，由阀门关闭时压力表读可求得液面相对压力表所在管路的高度 阀门打开后由于液面面积相对测压管所在管路大很多，液面速度可认为是零，由伯努利方程得：（此处压力用表压）pa 又由已知条件： 从而 打开阀门后读数为2点表压：故 理清思路，明白给的阀门关闭和打开时的压力表读数是用来干什么的，列伯努利方程就可以得到答案。

AB4-6 解法一：由连续性方程得代入数据计算得：取过A点的水平面为基准面，则分别计算A、B两点的单位重量液体的能量：∵ ∴水从A流向B解法二：假设管段中液体由A流向B由伯努利方程得：由连续性方程得：联立以上两方程得：故假设成立，水由A流向B4-8解：（1）体积流量 出口流速列水池水面与管路出口面的伯努利方程得(此处用表压)：d3d11Hd2M 故： 列M点与3点的伯努利方程(此处用表压)：（2）绘制水头线（此处用表压）连续性方程： 得：故： 分别列水箱面与1-1截面、2-2截面的伯努利方程得(此处用表压)： ，最后一段为渐缩管，由轴线上任一点与水箱自由液面列伯努利方程(此处用表压)：在这最后一段渐缩管轴线上，等间距取3个点A、B、C，则：，，，代入上式，分别求得：，，∵ ∴ ，而A、B、C是等间距的，说明测压管水头线是沿程加速下降的，如图所示如果想得到一般性证明，请按如下方法做：压力关于管长的变化率为： D表示微分由于最后一段管径沿管长线性减小，故，且为常数∴沿管长加速减小，故该段测压管水头线为上凸的曲线.图这里就不画了4-10 解：对于1-1截面和3-3截面列伯努利方程可得：27m2m真空表吸水管压水管112233有 ∴ 已知：故：管内流速 对于1-1截面和2-2截面列伯努利方程可得：有 ∴ ∴ 真空表读数为26616Pa4-13解：由连续性方程：，得建立如图所示坐标系，分别列x和y方向动量方程：，Fx、Fy分别为支座施加给流体的水平和竖直分力，由于是直角弯管，由入口的完全x方向流动转变为出口的完全y方向流动，故x方向出口动量为0，y方向入口动量为0。

均为负值，说明力实际方向与假设方向相反，即Fx、Fy分别沿x负向、y负向由力的相互作用可知：支座受压力大小为，x正向；，y正向 4-15 解：(1)用绝对压力设1-1截面为进口截面，2-2截面为出口截面，由连续性方程得 故： 列1-1截面与2-2截面的伯努利方程得：DFd 代入数据得： 设向右为正方向，唧筒给水的力F如题图所示，列1-1截面与2-2截面的动量方程得： (为外侧壁面积)由图可知：故：消防队员手握住消火唧筒所需要的力为381N2)用相对压力设1-1截面为进口截面，2-2截面为出口截面，由连续性方程得 故： 列1-1截面与2-2截面的伯努利方程得：， ， 代入数据得： 设向右为正方向，唧筒给水的力F如题图所示，列1-1截面与2-2截面间的动量方程得： 由力的相互作用可知：水给唧筒的力为381N，向左由唧筒受力平衡知：消防队员手握住消火唧筒所需要的力为381N，向右注意：对于开口系统，运用动量方程时，缓变流断面上的压力可以用表压也可以用绝对压力用绝对压力时，还需要考虑外界大气压对整个控制体侧壁的作用，构成完整的受力分析大气压对控制体侧壁的作用力=侧壁在缓变流断面上的投影面积大气压。

用表压时，实际上相当于已经把大气压的作用减去了 7 -。