龙天渝流体输配管网课后答案第十章相似性原理与Word文件下载.doc

龙天渝流体输配管网课后答案第十章相似性原理与Word文件下载.doc

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雷诺准数相等（a）=nnLvmmLv=mvnvmnLL=30020=6000km/h不可能达到此速度，所以要改变实验条件（b）等温cP=，不变，pvlvlvl=Re得nmvv=mnLLmnPP=30020301=200km/h（c）由气nnLv=水mmLv得mnnmLLvv水气=300207.15007.1=384km/h2.长1.5m，宽0.3m的平板在20的水内拖曳，当速度为3m/s时，阻力为14N，计算相似板的尺寸，它的速度为18m/s，绝对压强101.4kN/m2，温度15的空气气流中形成动力相似条件，它的阻力为多少？

由雷诺准数相等：

222111LvLv=水l3=18l=0.4且vl=mL=lnL=4051.=3.75m（长）mL=lnL=4.03.0=0.75m（宽）FmF=14=226.12.998）2.15007.1（2222=lv解得：

NFm92.3=3.当水温为20.平均速度为4.5m/s时，直径为0.3m水平管线某段的压强降为68.95kN/m2，如果用比例为6的模型管线，以空气作为工作流体，当平均速度为30m/s时，要求在相应段产生55.2kN/m2的压强降。

计算力学相似所要求的空气压强，设空气的温度20解：

由欧拉准则：

32222/18302.555.42.99895.68mkgvpvpmmmnnn=因RTp=，（）absatppppmmnnmm1518205.11=4.拖曳比例为50的船模型，以4.8km/h航行所需的力为9N。

若原型航行主要受（a）密度和重力；

（b）密度和表面张力；

（c）密度和粘性力的作用，计算原型相应的速度和所需的力。

（a）弗诺德准则：

hkmvLLvLvLvFFFFmmnnmmnnGmGnIn/9.3322Im=kNFFFnllvmn11259503322=（b）韦伯准则：

NkmvLvLvFFFFnmmnnmnIn/678.08.450122Im=NFFFnllvmn4505022=（c）雷诺准则：

hkmvLvLvFFFFnmmnnmnIn/096.08.4501Im=NFFFnlvmn91=5.小型水面船只和溢水建筑的原型和模型所受重力、粘性力和表面张力可能有同样的重要性。

为了实现动力相似，粘性力、表面张力和模型尺寸之间，应当有什么关系？

如果rF与Re相等lv:

RelvFr:

32vl=如果eW与Re相等lvWe:

lv:

Re2l=23222lvlvI=21:

lvFr=24lI=32vl=32=I6.为了决定吸风口附近的流速分布，取比例为10作模型设计。

模型吸风口的速度为13m/s，距风口轴线0.2m处测得流速为0.5m/s，若实际风口速度为18m/s怎样换算为原型的流动速度？

解mlllmnl2,10=1318=v，smvvvmn/69.0=即在原型m2处流速为sm/69.07.在风速为8m/s的条件下，在模型上测得建筑物模型背风面压强为-24N/m2，迎风面压强为+40N/m2。

估计在实际风速为10m/s的条件下，原型建筑物被风面和迎风面的压强为多少？

由雷诺准则：

22vlp=245mnpp2/5.37mN=背；

2/5.62mN=迎8.溢水堰模型设计比例为20。

当在模型上测得模型流量为Qm=300L/s时，水流推力为pm=300N时，求实际流量Qn和推力pn。

由弗诺德准则：

smQQvAQmnllvQ/537103002020335.25.25.22=kNpnlp24002030033=9.两个共轴圆筒，外筒固定，内筒旋转，两筒的筒壁间隙充满不可压缩的粘性流体。

写出维持内筒以不变角速度旋转所需转距的无因次的方程式。

假定这种转距只与筒的长度和直径，流体的密度和粘性，以及内筒的旋转角速度有关。

（）,ldfM=取d、为基本物理量1525225225322=dMLTTLMTLMLTMLM同理1=dl，12=d1=dL，得=252,ddlfdM或用定理，解法见下题10.角速度为的三角堰的溢流流量Q是堰上水头H，堰前流速0v和重力加速度g的函数分别以（a）H，g；

（b）H，0v为基本物理量，写出Q的无因次表达式。

（a）gHQ=:

1213=LTLTL+=3:

L21:

=T25,21=gHQ51=同理gHv02=（b）01:

vHQ=113=LTLTL+=3:

L=1:

T2,1=201HvQ=同理202vHg=，得=0120vHgfHvQ11.流动的压强降p是流速v，密度，线性尺度21,lll重力加速度g，粘滞系数，表面张力，体积弹性模量E的函数。

即：

p=F（v，l，21,ll，g，E）取v、l作为基本物理量，利用因次分析法，将上述函数写为无因次式。

解法同上题=222212,vElvvlvglllllfvP12.射流从喷嘴中射入另一均匀流动，按图取x，y坐标。

已知射流轴线轨迹可以用下列形的函数表征：

y=f（x，d，1，2，v1，v2）式中d为喷嘴出口直径；

v1,v2为气流出口流速和外部均匀流速；

1，2为气流密度和外部流动介质密度；

为射流角度；

为紊流系数（无因次量）。

试用因次分析：

（1）以d,1,v1为基本物理量，将上述函数写为无因次式。

（2）从几何相似和惯性力相似出发将上述函数写为无因次式。

（1）解法同第10题，得：

）,（12121vvdxfdy=

（2）是射流由欧拉准则2vpEu=21122212vvpp=）,（2112222vvdxfdy=