（精）流体力学作业.ppt

作业解答 1 流体静力学 1.7 作业解答 2一元流体动力学 作业解答 3流动阻力与能量损失 作业解答 4 工程中常见的各类流动 4.16 一水泵通过串联铸铁管向在同高程上的B、C、D点供水。已知D点要求的自由水头HZD=10mH2O，流量qB=15L/s、qC=10L/s、qD=5L/s，管径d1=300mm，d2=200mm，d3=100mm，管长L1=500m，L2=400m，L3=300m。试求水泵出口断面A处的压强水头为多少？ 【解】 三段均处于紊流过渡区，需要修正，查得相应的比阻和修正系数为 d1=300mm，A1=1.025s2/m6，k1=1.19； d2=200mm，A2=9.029s2/m6，k2=1.16； d3=100mm，A3=365.3s2/m6，k3=1.103； 从A到D断面列方程 * * 2.5如图所示，水从水箱经直径为d1=10cm、d2=5cm、d3=2.5cm的管道流入大气中。当出口流速为10m/s时，求（1）流量及质量流量；（2）d1及d2管段的流速。 解：（1）流量及质量流量 （2）v1及v2 2.7 某蒸汽干管的始端蒸汽流速为25m/s，密度为2.62kg/m3，干管前段直径为50mm，接出直径为40mm支管后，干管后段直径改为45mm。如果支管末端密度降低至2.30 kg/m3，干管后段末端密度降至2.24 kg/m3，但两管质量流量相等，求两管末端流速。 1 2 3 解： 2.8一变直径的管段AB，直径dA=0.2m，dB=0.4m，高差△h=1.5m。今测得pA=30kN/m2 ，pB=40kN/m2，B处断面平均流速vB=1.5m/s。试判断水在管中的流动方向，并求水流经两断面间的水头损失。 0 0 解：方法一。找到基准面 解：方法二。找到基准面 假设A流向B，则可列方程 代入数据得 能量损失不能为负值，则假设错误，应该是B流向A，能量损失为 2.9 水管直径50mm，末端阀门关闭时，压力表读数为21kN/m2。阀门打开后读值降至5.5 kN/m2，如不计水头损失，求通过的流量。 解：找到基准面0-0，当阀门打开时，水流动，此时，从1-1到2-2列能量方程 0 0 1 1 2 2 z1 式中 则 0 0 1 1 2.13 已知离心泵出水量Q=30L/s，吸水管直径d=150mm，水泵轴线高于水面Hg=7m，不计损失，求入口处断面的真空压强。 解：找到基准面0-0，从0-0到1-1列能量方程 代入方程得到 2.15 为一水平风管，空气自断面1-1流向断面2-2，已知断面1-1的压强p1=150mmH2O，v1=15m/s，断面2-2的压强p2=140mmH2O，v2=10m/s，空气密度ρ=1.29 kg/m3，求两断面的压强损失。 解：以水平轴线为基准面，从1-1到2-2列方程 3.6某管道直径带d=50mm，通过温度为10℃燃料油，燃油的运动粘滞系数ν=5.16×10-6m2/s，试求保持层流状态的最大流量Qmax。 解：要保持层流，需Re≤2000，即 3.7 水流经变断面管道，已知小管径为d1，大管径为d2，d2/d1=2。试问哪个断面的雷诺数大？两断面雷诺数的比值Re1/Re2是多少？ 解： 3.8 一矩形断面小排水沟，水深h=15cm，底宽b=20cm，流速v=0.15m/s，水温为15℃，试判别其流态。 解：水温为15 ℃时，运动粘度ν=1.139×10-6m2/s 所以，流动为紊流 3.9 铸铁管管径d=300mm，通过流量Q=50L/s。试用舍维列夫公式求沿程阻力系数λ及每千米长的沿程水头损失。 解： 管中水流处于紊流过渡区。根据舍维列夫公式 3.10 长度10m，直径d=50mm的水管，在流动处于粗糙区，测得流量为4L/s，沿程水头损失为1.2m，水温为20℃，求该种管材的Δ值。 解： 已知流动处于粗糙区，则根据希弗林逊公式， 3.12 如图，矩形风道的断面尺寸为1200mm×600mm，风道内空气的温度为45℃，流量为42000m3/h，今用酒精微压计测风道水平段AB两点的压差，微压计读值a=7.5mm，已知α=30°，lAB=12m，酒精的密度ρ=860kg/m3，试求风道的沿程阻力系数。 解：温度为45℃时，查表，采用内插法，得空气密度ρ=1.111kg/m3 A-B列方程 3.13 为测定90°弯头的局部阻力系数ζ，可