西南交大建环流体力学习题解3.ppt

流体力学 复习及习题讲解-3 参考教材:流体力学主编:陈文义 张伟出版:天津大学出版社 第五章　流动阻力和能量损失 1、本章小节： 1.1定常不可压缩流体管道内流动有层流和紊流两种 状态。用Re判别。Re2000时，流动为层流； Re4000时，流动为紊流。 1.1管路中水头损失由沿程损失　　　　 和局部 损失 组成。 1.3 圆管层流流动时： 1.4 紊流 光滑区 粗糙区 过渡区 沿程阻力系数可用公式计算或查莫迪图得到。 1.5 局部损失的一般分析 　过流断面的扩大或收缩。 　流动方向的改变。 　流量的合入与分出。 局部附件。 1.6 管道截面突然扩大 　其他的局部阻力系数可以查相关图表得到。 1.7 管路计算 1）管路阻抗 2）串联管路特点 　　流量 　　阻力损失 2）并联管路特点 　　流量： 　　阻力损失： 2、习题详解： 例1　一输水管直径 　　　　管长 测得 管壁切应力 试求：（1）在200管长上的 水头损失；（2）在圆管中心和半径　　　　　处的 切应力。 解：（1） 　　（2）由　　　　　得： 例2　 半径　 的输水管中的水流为紊流，已知 轴心处最大速度　　　　　　 在　　　 处的速度 普朗特混合长度系数 试求管壁处 解：由　　　　　得： 靠近壁面处 　　 例3　已知：d1=0.2m，d2=0.3m ， 为测定管2的λ及截面突然 扩大ζ，在突扩处前面装 一测压管，在后面再装两 测压管，且L1=1.2m ， L2=3m，测压管水柱 高度h1=80mm，h2=162mm，h3=152mm， 水流量Q=0.06m3/s，试求λ和ζ。 解：在L2管段内，只有沿程损失。 在L1管段内，既有沿程损失，也有局部损失。 将已知条件代入， 例4 设水(温度20°)以平均流速 流经内径 为 的光滑圆管，试求：1)管壁切向应力， 2)摩擦速度。 解：先求雷诺数，得： 由勃拉修斯公式计算，即： 由管壁切向应力公式 摩擦速度 例5 今要以长 ，内径 的水平光滑 管道输油，若输油流量要等于 ，用以输油 的油泵扬程为多大？（设油的密度 粘度 解：平均流速 流动雷诺数 ——此为层流。 沿程水头损失 因此，输油油泵的扬程为 例6 如图所示的U形压差计测量弯管 的局部水头损失系数ζ。已知管径 ，水流量 ， U形管的工作液体是四氯化碳，密度为 U形管左右两侧液面高差 ，求ζ。 解：列出截面1和2的伯努利方程： 将沿程水头损失略去不计，两截 面的流速相同，故 设截面2与右边四氯化碳液面的高程差为h，并认为 两截面都处在缓变流中，因而 由于 ，因而 例7 如图所示，水从密闭水箱沿一直 立管路压送到上面的开口水箱中，已知 阀门 水温 壁面绝对粗糙度 求压强计读数 解：列截面1-1和2-2的伯努利方程： 查莫迪图得 另查表得 故 例8 两水库的水面高差 ，用管1和管2串联 接通，不计 局部损失，求流量。如果将管3与管2并 联，如图，这时各管流量各为多少？已知各管长度 和管径分别为 　　　　　　　　各管的沿程损失系数都是 解：（1）串联 （2）串联＋并联 例9　一管路系统如图，各支管的长度、直径及沿 程损失系数为： 管路系统在节点A处有分流，且　　　　　端点B处 流出　　　　　忽略局部损失，求H？　　　 解： 　或 第六章　孔口、管嘴出流与气体射流 1、本章小节： 1.1 薄壁孔口自由出流 收缩断面 其中： (若为自由出流： ) 流量 若 收缩系数， 则 令 流量系数， 则 1.2 薄壁孔口淹没出流 收缩断面 其中： (自由液面淹没出流 ) 则 流量 令 流量系数，则 1）液面为有压出流 则 2）气体淹没出流 作用水头H0→ 压