哈工大流体力学试卷

 第2 页 共2 页 第（五）题图 六．求如图所示管路系统中的输水流量qV，已知H=24，l1l2l3l4100m，d1d2d4100mm，d3200mm，1240.025，30.02，阀30。（20分） 第（六）题图

2 工程流体力学试题参 一．1．流动参数不随时间变化的流动； 2．粘性底层小于壁面的绝对粗糙度（）； 3．绝对压强、计示压强（相对压强、表压强）、真空度； 4．几何相似、运动相似、动力相似； 5．a)在水击发生处安放蓄能器；b)原管中速度V0设计的尽量小些；c)缓慢关闭；d)采用弹性管。 二．1．动力粘度，运动粘度，相对粘度； 2．VqV/AdAA1，dt； T0ATyyyxy 3．ay； txy2dAA 4．0 5．ReVAVd2；  （运动惯性力）。 粘性力三．如图，在流场中取一固定的平行六面体空间，边长分别为dx、dy、dz，中心A点之速度分量分别为Vx、Vy、Vz ，密度为。计算经dt时间内流出、流入右、左侧面流体质量差值为： VydyVydydydy)(Vy)dxdzdt()(Vy)dxdzdt my(y2y2y2y2 (VyVy(Vy))dxdydzdtdxdydzdt yyy 同理可得： mx(Vx)dxdydzdt x3

mz(Vz)dxdydzdt z 经dt时间六面体内质量的变化量为mt mt( dt)dxdydzdxdydzdt tdxdydzdt t 由质量守恒原理，应有 mxmymzmt 即 [化简整理得： (Vx)(Vy)(Vz)]dxdydzdtdxdydzdt xyzt(Vx)(Vy)(Vz)0 txyz四．解 （1）VyVx2x2 2x2；yxVxVy2x22x20 xy 满足连续性方程。 （2）Vyx2y；Vx4 y1VyVx)y20 (2xy 流动有旋。 （3）驻点条件： 2 Vxx2x4yx(x2)4y0 4

Vy2xy2y2y(x1)0 由y0代入解得：x0；x2 由x1代入解得：y1 4解得驻点：(0,0);(2,0);(1,)三点。 （4）14Vxx22x4y yx2y2xy2y2f(x) Vy2xy2yf'(x)2xy2y xf'(x)0；f(x)C；令其为0，则： x2y2xy2y2 五．解： （1）列x方向动量方程： Fxqv(VcosV) Fxd24V(VcosV) 100040.12202(21) 25.36KN 射流对叶片冲击力为5.36KN，向右。 （2）选动坐标系，列x方向动量方程，采用相对速度，相对流量 Fxqv(V'cosV') Fx'd24(Vu)[(Vu)cos(Vu)] 5

100040.12(2012)2(21) 20.86KN 射流对叶片冲击力为0.86KN，向右。 六．解： 列1-1，2-2断面能量方程 l1V12l2V22l4V42 H1 …………………………………（a） 24d12gd22gd42g 由并联管流特点： 42d2V24d32V34d12V142d4V4 …………………………………（b） l3V32V32l2V22 2 …………………………………（c） 3阀d22gd32g2g 联立（a）、（b）、（c）式并代入已知条件可解得 V30.79V2 V20.24V1 V13.07m/s qV4d12V124103m3/s 6

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