第五章相似理论与量纲分析 51两流动相似的条件是什么?其物理意义分别是什么?(参考分数:6分) 52写出以下各量的量纲:速度 压强 密度 流量 加速度 运动粘度 动力粘度 力矩。(参考分数:8分) 53解释下列无量纲常数的物理意义 斯特劳哈尔( Strouhal)相似准数Sr 弗劳德( Froude)相似准数Fr 欧拉( Euler)相似准数Eu; 雷诺( Reynolds)相似准数Re 马赫(Mach)相似准数Ma。(参考分数:10分) 54有一轿车,高h=1.5m,在公路上行驶,设计时速v=l08kmh,拟通过风洞中模型 实验来确定此轿车在公路上以此速行驶时的空气阻力。已知该风洞系低速全尺寸 风洞,并假定风洞实验段内气流的温度与轿车在公路上行驶时的温度相同。试求 风洞实验段内的气流速度应安排多大?(尺寸比例系数为2/3)。(参考分数:10分) 5.5有一轿车高h=1.5m,在公路上行驶,设计时速v=108km/h,拟通过风洞中模型实 验来确定此轿车在公路上以此速行驶时的空气阻力。已测得模型轿车在风洞实验 段中的风速度为45m/s时,空气阻力为1000N,且该风洞系低速全尺寸风洞,风洞 实验段内气流的温度与轿车在公路上行驶时的温度相同,尺寸比例系数为23,求 轿车在公路上以此速行驶时的空气阻力。(参考分数:10分) 56何谓决定性相似性准数?如何选定决定性相似性准数?(参考分数:5分) 57何谓量纲?何谓基本量纲?何谓导出量纲?(参考分数:5分) 5.8量纲分析法的依据是什么?什么叫量纲和谐性原理?(参考分数:5分) 59有一汽车,高hl=2m,在公路上行驶的时速v=108km/h,行驶时空气的温度为20℃。 模型实验的空气温度为℃,气流速度为m/s。试求模型中的汽车高度h2 (20℃及0℃时空气的运动粘度为v1=157×10m2/s vo=137×10m2/s,密度为p1=1.205×103kg/m3P=1293×10-3Kg/m3) (参考分数:10分)
1 第五章 相似理论与量纲分析 5.1 两流动相似的条件是什么？其物理意义分别是什么？（参考分数：6 分） 5.2 写出以下各量的量纲：速度________， 压强_________，密度________，流量 ________，力_______，加速度_______，运动粘度_______，动力粘度_______， 力矩________。（参考分数：8 分） 5.3 解释下列无量纲常数的物理意义： 斯特劳哈尔(Strouhal)相似准数 Sr； 弗劳德(Froude)相似准数 Fr； 欧拉(Euler)相似准数 Eu； 雷诺(Reynolds)相似准数 Re； 马赫(Mach)相似准数 Ma。（参考分数：10 分） 5.4 有一轿车，高 h=1.5m，在公路上行驶，设计时速 v=108km/h，拟通过风洞中模型 实验来确定此轿车在公路上以此速行驶时的空气阻力。已知该风洞系低速全尺寸 风洞，并假定风洞实验段内气流的温度与轿车在公路上行驶时的温度相同。试求： 风洞实验段内的气流速度应安排多大? (尺寸比例系数为 2/3)。（参考分数：10 分） 5.5 有一轿车高 h=1.5m，在公路上行驶，设计时速 v=108km/h，拟通过风洞中模型实 验来确定此轿车在公路上以此速行驶时的空气阻力。已测得模型轿车在风洞实验 段中的风速度为 45m/s 时，空气阻力为 1000N，且该风洞系低速全尺寸风洞，风洞 实验段内气流的温度与轿车在公路上行驶时的温度相同, 尺寸比例系数为 2/3，求 轿车在公路上以此速行驶时的空气阻力。（参考分数：10 分） 5.6 何谓决定性相似性准数？如何选定决定性相似性准数？（参考分数：5 分） 5.7 何谓量纲？何谓基本量纲？何谓导出量纲？（参考分数：5 分） 5.8 量纲分析法的依据是什么？什么叫量纲和谐性原理？（参考分数：5 分） 5.9 有一汽车，高 h1=2m，在公路上行驶的时速 v=108km/h，行驶时空气的温度为 20℃。 模型实验的空气温度为 ℃，气流速度 为 m/s。试求模型中的汽车高度 h2。 （ 20℃ 及 0℃ 时 空 气 的 运 动 粘 度 为 m s 6 2 1 15.7 10− = ， m s 6 2 0 13.7 10− = ，密度为 ρ 1 =1.205× 3 3 10 Kg m − ,ρ 0 =1.293× 3 3 10 Kg m − ） （参考分数：10 分）
10原型号的溢流阀直径d=25mm,最大开度2mm时压强差等于10Bar,流量Q=5L/s。 用同样液体为工质,准备硏制一种新型号溢流阀,使其流量增大四倍,而其压差 只增大两倍,并保证二者力学相似。求新型号溢流阀的直径,及最大开度。(参考 分数:10分) 5.11在实验室用尺寸比例系数为20的模型研究溢流堰的流动,原型堰上水头为h=3m, 模型上的流量为0.19m3/s。求模型上的堰上水头,及原型上的流量。(参考分数: 分 512煤油罐上的管路流动准备用水塔进行模拟实验,已知煤油的运动粘度为 =45×10m2/s,水的运动粘度vn=10×10m2/s,煤油管直径D=7mm 求水管直径d,及液面高度的比例尺k。 (参考分数:8分) 513三角形水堰的流量Q与堰上水头H及重力加速度g有关试用量纲分析法确定q=f (h,g)的关系式
2 h2 u2 5.10 原型号的溢流阀直径 d=25mm，最大开度 2mm 时压强差等于 10Bar，流量 Q=5L/s。 用同样液体为工质，准备研制一种新型号溢流阀，使其流量增大四倍，而其压差 只增大两倍，并保证二者力学相似。求新型号溢流阀的直径，及最大开度。（参考 分数：10 分） 5.11 在实验室用尺寸比例系数为 20 的模型研究溢流堰的流动，原型堰上水头为 h=3m， 模型上的流量为 m s 3 0.19 。求模型上的堰上水头，及原型上的流量。（参考分数： 8 分） 5.12 煤油罐上的管路流动准备用水塔进行模 拟实验，已知煤油的运动粘 度为 m s 6 2 4.5 10− = ，水的运动粘度 m s o 6 2 1.0 10− = ，煤油管直径 D=75mm， 求水管直径 d，及液面高度的比例尺 l k 。 （参考分数：8 分） 5.13 三角形水堰的流量 Q 与堰上水头 H 及重力加速度 g 有关,试用量纲分析法确定 q=f （h，g）的关系式
(参考分数:8分) 514矩形堰单位长度上的流量Q/B=kH2g,式中k为常数,H为堰顶水头,g为重 力加速度。试用量纲分析法确定指数x,y。(参考分数:10分)
3 （参考分数：8 分） 5.14 矩形堰单位长度上的流量 x y Q B = kH g ，式中 k 为常数，H 为堰顶水头，g 为重 力加速度。试用量纲分析法确定指数 x，y。（参考分数：10 分）
