西安交通大学流体力学上机实验
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流体力学上机实验报告
题6-27
强度为 24 m2/s 的点源位于坐标原点,与速度为 10m/s沿x正向的均匀流动叠加。求复合流动滞止点到坐标原点的距离:该流动可以表示的绕流物体的形状及在θ=π/2 和3π/2 处物体外廓线之间的距离;θ=π/2 处物体外廓线上的速度。
分析:复合流动的速度势函数与流函数分别为
Φ=10r cosθ+24
2πln rΨ=10r sinθ+24
2π
θ
流线方程为C=10r sinθ+24
2π
θ
势流速度场为V r=10r cosθ+24
2πr
Vθ=−10sinθ
当θ=π
2
时V r=6.366m/s, Vθ=−10m/s
则当Vr=0时,X=r=−0.382m
外轮廓线所对应方程为12=10r sinθ+24
2π
θ
则在θ=π
2,3π
2
之间时:外轮廓线距离为1.2m
下面采用EXCEL工具绘制轮廓线:
图中A代表θ,B代表X值,C代表Y值B= (1.2-0.38217*A)/TAN(A)
C==1.2-0.38217*A
所绘图像如下
题7-36
设有一虹吸管,其装置如图所示,设管径为 150mm.试求通过该管的流量。已知水温为10 ℃,Δ=1mm,ξ弯头= 0.4 ,ξ进口= 1.0 。分析:根据题意列出伯努利方程:
p1ρg +z1+
V12
2g
=
p2
ρg
+z2+
V22
2g
+ℎLT
根据题意代入数据得:
ℎLT=3−V22 2g
考虑沿程和局部水力损失:
ℎLT=(f l
d
+1+2∗0.4)
V22
2g
整理得:
58.86=(70f+2.8)V22雷诺数Re有:
Re=ρV2D μ
当温度是10摄氏度时:ρ=999.7kg/m3,
μ=1.307*10-3 N*s/m2 则整理上述方程代入数据可得:
Re=114730√58.86
70f+2.8根据科尔布鲁克公式
1√f =−2.0lg (
∆
D⁄
3.7
+
2.51
Re√f
)
由上式即可构成迭代循环。
其中,对于循环初值,由,在大雷诺数条件下可在莫迪图上查出f 的初值为0.033.
最后由Q=AV=πD^2V/4可解得流量值。
迭代程序(fortran90语言)及运行结果如下。
PROGRAM GUANDAO
IMPLICIT NONE
REAL V,RE,F,F0,A,Q
REAL,PARAMETER::PI=3.141592653
F0=0.033
A=1
PRINT*," V F Q"
DO WHILE(ABS(A)>0.0000000000000001)
V=((2*9.8*3)/((10.5/0.15)*F0+2.8))**0.5
RE=(999.7*V*0.15)/(1.307/1000)
F=(-2*LOG10(1/(150*3.7)+2.51/(RE*F0**0.5)))**-2
A=F-F0
F0=F
Q=V*PI*0.15**2/4
PRINT*,V,F,Q
END DO
Q=V*PI*0.15**2/4
PRINT*,"---------------------------------------------" PRINT*," Q=",Q
END PROGRAM