完整word版流体力学习题解析Word格式.docx

1、1/5，248106m2/s，m15106m2/s，u2.5m/s。根据雷诺数相等，即，得只有模型中空气的流速为0.76m/s时，才能保证流动相似。73 用直径为25mm的水管模拟输油管道，已知输油管直径500mm，管长100m，输油量为0.1m3/s，油的运动粘度为150106m2/s，水的运动粘度为1.0106m2/s，试求：（1） 模型管道的长度和模型的流量；（2） 若在模型上测得压差为2.5cm水柱，输油管上的压差是多少？d500mm，dm25mm，100m，Q0.1m3/s，150106m2/s，m1.0（p/）m2.5cmH2O。（1） 根据几何相似 （2） 由雷诺数相等，即，或

2、（3） 由欧拉数相等，即，注意到，可写成 ，则74 用同一管路通过空气进行水管阀门的局部阻力系数测定，水和空气的温度均为20，管路直径为50mm，水速为2.5m/s时，风速应为多大？通过空气时测得的压差应扩大多少倍方可与通过水时的压差相同？ddm50mm，u2.5m/s，1000kg/m3，m1.2kg/m3，1.0106m2/s，ma15106m2/s。（1） 为保证粘性力相似，雷诺数必定相等，即（2） 根据欧拉数相等，即那么 倍即通过空气时测得的压差应扩大3.7倍，方可与通过水时的压差相同。75 为研究输水管道上直径600mm阀门的阻力特性，采用直径300mm，几何相似的阀门用气流做模型实

3、验，已知输水管道的流量为0.283m3/s，水的运动粘度为1.0106m2/s，空气的运动粘度为15106m2/s，试求模型中空气的流量。d600mm，dm300mm，Q0.283m3/s，1.0为了保证动力相似，雷诺数必定相等，即，或写成 。由此得到 76 为研究风对高层建筑物的影响，在风洞中进行模型实验，当风速为8m/s时，测得迎风面压力为40N/m2，背风面压力为24N/m2。若温度不变，风速增至10m/s时，迎风面和背风面的压力将为多少？u18m/s，u210m/s，12，p1，迎40N/m2，p1，背24N/m2。根据欧拉准数相等，即77 已知汽车高为1.5m，行车速度为108km/

4、h，拟在风洞中进行动力特性实验，风洞风速为45m/s，测得模型车的阻力为1.50kN，试求模型车的高度以及原型车受到的阻力。h1.5m，u108km/h30m/s，um45m/s，m，m，Fm1.50kN。（1） 根据雷诺数相等，即（2） 根据牛顿准数相等，即78 直径为0.3m的管道中水的流速为1.0m/s，某段压降为70kN/m2，现用几何相似倍数为1/3的小型风管作模型试验，空气和水的温度均为20，两管流动均在水力光滑区。求：（1）模型中的风速；（2）模型相应管段的压力降。1/3，d0.3m，u1.0m/s，p70kN/m2，1000kg/m3，m1.20kg/m3，1.0（2） 根据欧

5、拉准数相等，即79 模型水管的出口喷嘴直径为50mm，喷射流量为15L/s，模型喷嘴的受力为100N，对于直径扩大10倍的原型风管喷嘴，在流量10000m3/h时，其受力值为多少？设水和空气的温度均为20。1/10，dm50mm，Qm15L/s，Q10000m3/h，m1000kg/m3，1.20kg/m3，m1.0106m2/s，15106m2/s，Fm100N。根据牛顿准数相等，即，则有由此可得到710 防浪堤模型实验，几何相似倍数为1/40，测得浪的压力为130N，试求作用在原型防浪堤上浪的压力。1/40，Fm130N。将牛顿准数Ne与付鲁德准数Fr进行组合，得 由组合后的准数相等，即7

6、11 贮水池放水模型实验，已知模型几何相似倍数为1/225，开闸后10min水全部放空，试求放空贮水池所需时间。1/225，m10min。将斯特罗哈准数St与付鲁德准数Fr进行组合，得 由组合后的准数相等，即 712 溢水堰模型的几何相似倍数为1/20，模型中流量为300L/s，堰所受推力为300N，试求原型堰的流量和所受的推力。1/20，m，Qm300L/s，Fm300N。（1） 根据付鲁德准数相等，即由此可得 （2） 将牛顿准数Ne与付鲁德准数Fr进行组合，得 根据组合后的准数相等，即713 油池通过直径d250mm的管路输送Q140L/s的石油，油的粘度为75106m2/s，现在几何相似

7、倍数为1/5的模型中研究避免油面发生旋涡而卷入空气的最小油深hmin，试验应保证Re数和Fr数都相等。问：（1）模型中液体的流量和粘度应为多少？（2）模型中观察到最小液深hmin为60mm时，原型中的最小油深hmin应为多少?d250mm，Q140L/s，75106m2/s，1/5，hmin，m60mm。（1） 试验应保证Re数和Fr数都相等，即 ，并注意到，得 ；联立以上两式，解得（2） 根据几何相似，可得714 用水试验如图所示的管嘴，模型管嘴直径dm30mm，当Hm50m时，得流量Qm18103m3/s，出口射流的平均流速ucm30m/s，为保证管嘴流量Q0.1m3/s及出口射流的平均流

8、速uc60m/s，问原型管嘴直径d及水头H应为多少？已知试验在自动模化区（阻力平方区）。dm30mm，Hm50m，ucm30m/s，uc60m/s，Qm18103m3/s，Q0.1m3/s。已知试验在自动模化区（阻力平方区），如果流体通过模型管嘴与通过原型管嘴的流动相似，那么，两者的速度系数和流量系数应分别相等，即则有所以 715 溢流坝泄流模型实验，几何相似倍数为1/60，溢流坝的泄流量为500m3/s，试求：（1）模型的泄流量；（2）模型的堰上水头Hm6cm，原型对应的堰上水头是多少？1/60，Q500m3/s，Hm6cm，（1） 由付鲁德准数相等，即由此得 （2） 根据几何相似，即716

9、 用几何相似倍数为1/10的模型试验炮弹的空气动力特性，已知炮弹的飞行速度为1000m/s，空气温度为40，空气的动力粘度为19.2106Pas；模型空气温度为10，空气的动力粘度为17.8s，试求满足粘性力和弹性力相似，模型的风速和压力。1/10，u1000m/s，T40313K，Tm10283K，19.2s，m17.8设p105 N/m2。（1） 根据马赫数相等，即由此可得（2） 根据雷诺数相等，即717 在风洞中进行超音速飞机的模型试验，模型的几何相似倍数为1/20，原型中大气温度为40，绝对压力为125kN/m2，飞机航速为360m/s，模型中空气温度为50，绝对压力为170kN/m2

10、，为保证动力相似，求模型风速。若模型中实测阻力为125N，求原型飞机所受的阻力。1/20，Tt27340273313K，p125kN/m2，u360m/s，Tmtm27350273323K，pm170kN/m2，FDm125N。（1） 根据弹性力相似，有 ，则得到（2） 根据阻力相似，并注意到气体状态方程，有， 或写成 718 车间长40m，宽20m，高8m，由直径为0.6m的风口送风，送风量为2.3m3/s，用几何相似倍数为1/5的模型实验，原型和模型的送风温度均为20，试求模型尺寸及送风量。（提示：模型用铸铁送风管，最低雷诺数60000时进入阻力平方区。）1/5，d00.6m，Q02.3m

11、3/s，m15106m2/s，Reb60000。（1） 根据几何相似，即车间模型的长为 车间模型的宽为 车间模型的高为 模型送风口的直径为，或写为 ，由此得但是，在Re60000时，进入阻力平方区（自动模化区），所以不需要那么大的流量。由，可得 719 为研究温差射流运动的轨迹，用几何相似倍数为1/6的模型进行试验，已知原型风口的风速为22m/s，温差为15，模型风口的风速为8m/s，原型和模型周围空气的温度均为20，试求模型的温差应为多少？1/6，22m/s，T01515K，8m/s，TaTam20293K。根据阿基米德准数相等，即，得模型风口的温差为720 为研究吸风口附近气流的运动，用几何相似倍数为1/10的模型实验，测得模型吸风口的流速为10m/s，距风口0.2m处轴线上流速为0.5m/s，原型吸风口的流速为18m/s，试求与模型相对应点的位置及该点的流速。1/10，10m/s，0.2m，0.5m/s，18m/s，C。（2） 根据动量守衡关系，有 ，考虑不可压缩流体C，得721 气力输送管道中气流的速度为10m/s，悬砂直径为0.03mm，密度为2500kg/m3，今在1：3的模型中进行空气动力性能试验，要求Re数相等和悬浮状况相似，求模型气流的速度和模型砂的粒径。设空气温度为20。