流体力学第四章答案资料.doc

第四章习题简答 4-2 管径，管长的水平管中有比重为0.9油液流动，水银差压计读数为，三分钟内流出的油液重量为。管中作层流流动，求油液的运动粘度。 解: 管内平均流速为 园管沿程损失hf为水银油=0.142(13.6/0.9-1)=2.004m 园管沿程损失hf可以用达西公式表示： ,对层流, , 有, 但, 从而, 代入已知量, 可得到  题 4-2 图 4-4 为了确定圆管内径，在管内通过的水，实测流量为，长管段上的水头损失为水柱。试求此圆管的内径。 解： 4-6 比重,?的油在粗糙度的无缝钢管中流动，管径，流量, 求沿程阻力系数。 解: 当Re4000时，使用光滑管紊流区公式：。 园管平均速度, 流动的, ： , 从而 4-8 输油管的直径,流量，油的运动黏度,试求每公里长的沿程水头损失。 解： 4-10 长度，内经的普通镀锌钢管，用来输送运动粘度的重油，已经测得其流量。求沿程损失为多少, 流动的, , 4-12 混凝土排水管的水力半径，水均匀流动的水头损失为，粗糙系数，试计算管中流速。 解： 用谢才公式求流速 4- 15 水管中的水通过直径为，长度为，沿程阻力系数为的铅直管向大气中泄水(如图)。求为多大时，流量与无关。 解：取1－1、2－2断面列伯努利方程： 所以，当时，Q与h、l无关。 4-16 如题4-16图，水从直径，长的铅垂管路流入大气中，水箱中液面高度为，管路局部阻力可忽略，沿程阻力系数为。 （1）求管路起始断面A处压强。 （2）h等于多少时，可使A点的压强等于大气压。 解：（1） 设A断面上的压强为，对液面及A断面列伯努力方程： 即 对A断面稍后和管出口断面稍前列伯努力方程并将上式代入： 由此可得： （2） A处压强为大气压，即表压强为零。由上式可得： 即 时，A断面处表压强为零。 4-17 一输水管直径，管长，管壁的切应力，求在处的切应力。 解: 由??有??在园管中心切应力????在r=100mm切应力 4-18 从相对压强的水管处接出一个橡皮管，长，直径，橡皮管的沿程阻力系数，在橡皮管靠始端接一阀门，阀门的局部阻力系数，求出口速度。 解: 列橡皮管进, 出口两端伯努力方程： 题4-18 图 题4-19图 4-19 长管输送液体只计沿程损失，当，L一定，沿程损失为时，管路输送功率为最大，已知,, 管路末端可用水头，管路末端可用功率为,,求管路的输送流量与管路直径。 解：管路输送功率为： ∴ 输送流量 沿程损失 ∴ d=0.507m 4-20 水从封闭容器沿直径,长度的管道流入容器，若容器水面的相对压强为2个工程大气压，，,局部阻力系数，，，沿程阻力系数，求流量。 解：列1-1、2-2两断面的伯努利方程 解得：· 题4-20 题4-21图 4-21 水箱中的水通过等直径的垂直管道向大气流出。如水箱的水深，管道直径, 管道长，沿程摩阻系数，局部水头损失系数，试问在什么条件下，流量随管长的增加而减小？ 解：（1）对液面及出流断面列伯努力方程： 要使流量随管长的增加而减小，则 4-22 一条输水管，长，管径，设计流量。水的运动粘度为，如果要求此管段的沿程水头损失为，试问应选择相对粗糙度为多少的管道。 解： 由于Re2000，流动是紊流 根据Re和λ查莫迪图，得=0.004mm （课本后的答案为1.2mm。），、两断面相距，高差，通过流量，水银压差计读值为，试求管道的沿程阻力系数。 解： 列1、2两断面的伯努利方程 由题意可得 v1=v2=v 将上述两式代入伯努利方程可得 题4-23 图 题4-24 图 4-24 两水池水位恒定，已知管道直径，管长，沿程阻力系数，局部水头损失系数，。试求水池水面高差。 解： 列1-1、2-2两断面的伯努利方程 则 (课本后的答案为43.9m) 4-25 自水池中引出一根具有三段不同直径的水管如图所示。已知，，，，，求管中通过的流量并绘出总水头线与测压管水头线。 题4-25 图 解：以0-0截面为基准面，列1-1、2-2截面的伯努利方程 则由连续方程可得，代入上式，得 4-26