1、工程流體力學 A 主觀作業答案工程流體力學 A 第 1 次作業四、主觀題 （ 共 8 道小題 ）33. 簡述流體的形態特征和力學特征。形態特征：流體隨容器而方圓，沒有固定的 形狀。力學特征：流體主要承受壓力，靜止流體不 能承受拉力和剪力。34. 一封閉水箱如圖所示，已知金屬測壓計讀數Pa，金屬測壓計中心和容器內液面分別比A 點高 0.5m 和 1.5m ，試求液面的絕對壓強 和 相對壓強 。解：由 得水箱液面的相對壓強絕對壓強 或 93.1kPa35. 如圖所示為測量容器中 A 點壓強的真空計。 已 知 ，試求 A 點的真空壓強 及真空度真空計的測壓管中壓縮空氣內壓強變化可忽略不計。由題意得

2、A 點真空壓強及真空度36. 如圖所示繞鉸鏈 C 轉動的自動開啟式矩形平 板閘門。 已知閘門傾角為，寬度為 ，閘門兩側水深分別為 和 ，為避免閘門自動 開啟，試求轉軸 C 至閘門下端 B 的距離 x。解：為避免閘門自動打開， 由理論力學知必有關 系式中37. 利用檢查井作閉水試驗檢驗管徑的市政排水管道施工質量。 已知排水管堵頭形心高程 為 256.34m，檢查井中水面高程為 259.04m，試 求堵頭所受的靜水總壓力大小。解：排水管堵頭形心處的相對壓強堵頭所受的靜水總壓力38. 如圖所示盛水（重度為 ）容器由半徑為 R 的 兩個半球用 N 個螺栓連接而成，已知測壓管水 位高出球頂 H ，試求每

3、個螺栓所受的拉力 F 。解：取上半球為隔離體，由 ，得 式中 為靜止液體作用在上半球面上的總壓力的鉛垂分力，由上半球面的壓力體計算得故每個螺栓所受的拉力為39. 如圖所示水流流經等徑直角彎管。已知管徑 mm ，管軸上 A 、B 兩點高差 400mm ，U 形水銀差壓計讀數 =300mm ，管流速度 m/s ，相對壓強 ， ，試求相對 壓強 和 A、 B 兩斷面間的機械能損失 。解：由差壓計原理由伯努利方程考慮到,得 A 、B 兩斷面間的機械能損失40. 如圖所示，為測流需要， 在寬度m 的平底矩形斷面渠道的測流段，將渠底抬高 0.3m 。若 測得抬高前的水深為 1.8m ，抬高后水面降低 0.

4、12m ，水頭損失 經率定按抬高后流速水頭的 一半計算，試求渠道流量 。解：上游水深，下游水深據連續性方程得1）取圖示基準面 （0-0）、過流斷面（1-1、2-2） 和計算點（過流斷面與液面的交點） ，從 12列 伯努利方程（ ）得（ 2）聯立（ 1）、（2）兩式，得故渠道流量工程流體力學 A 第 2 次作業四、主觀題 （ 共 5 道小題 ）19. 為研究某鐵路蓋板箱涵無壓過流的水力特征， 擬取線性比尺 進行水工模型實驗。 已知原型 涵洞的寬度 m ，高度 m ，洞內設計 水深 m 和設計流速 m/s 。試確定模型 的幾何尺寸和模型流量。解：（ 1）由給定線性比尺計算模型各幾何尺寸模型寬模型高

5、模型水深2）按弗勞德準則確定模型流速及流量流量流速由弗勞德準則 ，得流速比尺20. 已 知 鋼 筋 混 凝 土 輸 水 管 道 的 水 力 半 徑 ，水以均勻流流過 1km 長度上的水頭損 失 ，管壁粗糙系數 ，試求管中的流速 和流量 。解： 由謝才公式 和曼寧公式 ,得流速流量21. 水從封閉容器 A 經直徑、長度 的管道流入容器 B 。已知容器 A 內水面上的相對壓 強 ，沿程阻力系數 ；局部 阻力系數，進口 、閥門 、彎道 、 出口 ，試求管路的通過流量 。解：取圖示基準面（ 0-0）、過流斷面（ 1-1、2-2）及計算點，從 12 列伯努利方程管路流量22. 一城市排污渠道采用倒虹吸管

6、穿過河流，如圖 所示。已知污水流量 ，管道沿程阻力系數，管道進口、彎頭和出口的局部阻力系數分 別為 ，管長 ，上、下游渠道的流 速均為 。為避免污物在管中沉積，要求管中流速不得小于 ，試確定倒虹吸管的管徑 及倒虹吸管兩端的水位差 。取標準管徑 。管中流速取圖示基準面（ 0-0）、過流斷面（ 1-1、 2-2） 及計算點（與液面交點） ，從 12 列伯努利 方程考慮到 ，得23. 試按水力最優條件設計一路基排水溝的斷面尺寸。 設計流量 ，溝底坡度依地形條件采用 ， 斷面采用邊 坡系數 的梯形，并用小片石干 砌護面（粗 糙系數 ）。解：代入明渠均勻流基本公式 ，得取渠道斷面尺寸工程流體力學 A 第 3 次作業、主觀題 （ 共 3 道小題 ）1. 簡述堰流的定義及堰的分類。2. 試設計一跨越矩形過流斷面的小橋孔徑。已知河道設計流量（據水文計算得 ） m3/s, 橋前 允許壅水水深m ，橋下鋪砌允許流速m/s ，橋下游水深m，選定小橋進口形