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ch1流体力学2011例题


解 1 hF = h′ +h : )
2) 取 、 截 :0 + ρgh′ + ρgh A C 面p 1 2 = ρvC + p0 2
vC = 2g(h′ +h)
1 2 1 2 取 、 截 : ρvB + pB = ρvC + p0 B C 面 2 2
1 2 1 2 取 、 截 : ρvB + pB = ρvC + p0 B C 面 2 2
【 例 1】 水在图中虹吸管中流动,
求图中4个点的压强关系。
【解】 P1=P4=P0, v2=v3= v4 ,
取2、3、4截面处列伯努利方程 、 、 截面处列伯努利方程
以4截面处为参考平 截面处为参考平 面,h4=0,则 则
即 P3<P2<P4=P1 =P0
【例2】P.19/16 P.19/ 水在粗细不均匀的流管中作稳定 流动, 流动,出口处较粗(2),截面积为 20cm2,流速为2m/s;另一处较细 流速为2m/ 截面积为4cm2 (1),截面积为4cm ,比出口处高 20cm。( g≈10m/ 20cm。(取g≈10m/s2) 。(取 的压强; (1)求细处(1)的压强; 开一小孔, (2)若在细处(1)开一小孔,将发生 什么现象? 什么现象?
1.8m
与此容器相连的U [例7]在容器中水深为 h ,与此容器相连的U型 7]在容器中水深为 压强计两边水面的高度差这h , 压强计两边水面的高度差这h’,在大容器下端接 一水平管,此管B处的截面积为出口处C 一水平管,此管B处的截面积为出口处C的面积 的两倍,求: 的两倍, 处用木塞塞住时, 1、 当C处用木塞塞住时,压强计中水柱高度 处用木塞拔去后, 2、 当C处用木塞拔去后,压强计中水柱高度
∵ hA= hB= 0, PB=P0, vA≈0
A
【例4】P.20/24 / 在大容器A的底部接 着一根竖直管B, 的 着一根竖直管 , B的 侧面安装一个U形管 压强计。将B管下端 用木塞C塞紧时,压 强计右管中的水面如 图所示。 图所示 。 问 : 若将木 塞拔去, 塞拔去 , 压强计右管 中的水面在何处? 中的水面在何处?
1 Q vB = vC 2 pB = p0 + ρghF
3 ∴ hF = (h + h′) 4
[例8]求 PA 、 PC及细管中的流速 8]求
解 以、 为 面 : B D 截 : 1 2 p0 + ρgh4 = ρvD + p0 2 vD = 2gh4
以 、 为 面 ρgh4 + pA = p0 A D 截 :
【解】在两已知截面处立伯努利方程, 在两已知截面处立伯努利方程, 处立伯努利方程 并以出口处为参考平面(1为细处 为粗) 为细处,2为粗 并以出口处为参考平面 为细处 为粗
S2 ∵ P2=P0,h2=0, v1 = ⋅ v2 = 5v2 S1
【例3】 P.19/21 /
A
注射器水平放置, 它的内径为4 注射器水平放置 , 它的内径为 4 厘 米 , 以 6 千克的水平力缓慢地匀速 推动活塞,求针孔B处水的流速。 推动活塞,求针孔B处水的流速。 截面处列伯努利方程 【解】在A、B截面处列伯努利方程 截面
h
处建列伯努利方程。 【解】在B、C处建列伯努利方程。 、 处建列伯努利方程
等粗, ∵B与C等粗,∴vC=vB,又PC=P0, 与 等粗 hC=0, hB=h2 ∴化方程为 PB=P0-ρgh2 ∵U形管内与容器连接处压强 形管内与容器连接处压强 假设木塞拔去, 为PB,假设木塞拔去,压强计 右管中的水面高度为h, 右管中的水面高度为 ,则 PB=P0+ρgh 联系上面两式, 联系上面两式, P0-ρgh2=P0+ρgh ∴h=-h2 =
1.8m
解 以、 为 面 : A C 截 1 2 p0 + ρghA = ρvC + p0 2 vC = 2ghA = 6m/ s
A
1.8m
以、 为 面 B C 截
1 2 1 2 ρvB + pB + ρghB = ρvC + p0 2 2 A pB = p0 + ρgh
sC vB = vC = 3m/ s sB h = 85cm
η QA ( p − p2 )r / 8 lA 1 = Q ( p − p2 )r / 8 lB η B 1
2 A 2 B 2
(0.5) ×20 = 2 = rB lA 1×10 rA lB
2
= 0.5
如图所示,粘滞液体经A [例6] 如图所示,粘滞液体经A管流入 流过两等长的B 支管,再从D 后,流过两等长的B、C支管,再从D管流 已知A 出。已知A、B、C、D管的截面积分别为 10cm2、5cm2、20cm2、30cm2,若B管中的 液体的平均速度为0.1m/s, 0.1m/s,则 液体的平均速度为0.1m/s,则A管中的流量 为 ,平均流速为 。
[例10]图中所示的大容器中盛有粘滞性 10]图中所示的大容器中盛有粘滞性 液体。 液体。在容器侧壁同一深度处接有两根 水平管A 已知A 水平管A、B,已知A、B两管的半径为 0.5cm和1cm,管长分别为10cm 20cm cm, 0.5cm和1cm,管长分别为10cm 和20cm, 求两管中流量之比Q 求两管中流量之比QA/QB?
pA = p0 − ρgh4
[例9]如图所示,某液体在粗细不等的水平 9]如图所示, 如图所示 管中流动。 处分别接U形管的两臂, 管中流动。A、B处分别接U形管的两臂,U 形管中水银面如图所示。 形管中水银面如图所示。水平管中液体的 流动是从 到 ,管中的液体 液体。 理想体”OR“实际 是 液体。 (“理想体”OR“实际 液体” 液体”)
解 :
vB ( p − p2 )r / 8 l r η sB 1 = = = vC ( p − p2 )r / 8 l r η sC 1
2 B 2 C 2 B 2 C
sC vC = vB = 0.4m/ s sB
QA = QB +Q = sBvB + sCvC C = 8.5×10 m / s
3 −4
QA 8.5×10 vA = = = 0.85m/ s −4 sA 10×10
−4
பைடு நூலகம்
h
[例5]如图所示,大容器底部接一根粗细 5]如图所示, 如图所示 不均的竖直竖直细管BC BC, 处横截面积为C 不均的竖直竖直细管BC,B处横截面积为C 处的两倍, 间高度差为50cm 50cm。 处的两倍,B,C间高度差为50cm。容器 内水面(理想液体)至出口C 内水面(理想液体)至出口C处的高度为 1.8m。 1.8m。求图中竖直 A 管中水面上升的高 度。(g取10m/s2)
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