流体力学龙天渝课后答案第三章一元流体动力学基础.doc

PAGE 第三章 一元流体动力学基础 1.直径为150mm的给水管道，输水量为，试求断面平均流速。 解：由流量公式　　注意： 得： 2.断面为300mm×400mm的矩形风道,风量为2700m3/h,求平均流速.如风道出口处断面收缩为150mm×400mm,求该断面的平均流速 解：由流量公式　得： 由连续性方程知 得： 3.水从水箱流经直径d1=10cm,d2=5cm,d3=2.5cm的管道流入大气中. 当出口流速10m/ 时,求(1)容积流量及质量流量;(2)及管段的流速 解：(1)由 质量流量 (2)由连续性方程： 得： 4.设计输水量为的给水管道，流速限制在∽之间。试确定管道直径，根据所选直径求流速。直径应是的倍数。 解： 将∽代入得∽ ∵直径是的倍数，所以取 代入 得 5.圆形风道，流量是10000m 3/h,，流速不超过20 m/s。试设计直径，根据所定直径求流速。直径规定为50 mm的倍数。 解： 将代入得： 取 代入 得： 6.在直径为d圆形风道断面上，用下法选定五个点，以测局部风速。设想用和管轴同心但不同半径的圆周，将全部断面分为中间是圆，其他是圆环的五个面积相等的部分。测点即位于等分此部分面积的圆周上，这样测得的流速代表相应断面的平均流速。（1）试计算各测点到管心的距离，表为直径的倍数。（2）若各点流速为，空气密度为，求质量流量。 解：（1）由题设得测点到管心的距离依次为…… ∵ ∴ f 同理　　 （2） 7.某蒸汽管干管的始端蒸汽流速为25 m/s，密度为2.62 kg/ m3.干管前段直径为50 mm，接出直径40 mm支管后，干管后段直径改为45 mm。如果支管末端密度降为2.30 kg/m，干管后段末端密度降为2.24 kg/m，但两管质量流量相同，求两管终端流速。 解：由题意可得 得： 8.空气流速由超音速过渡到亚超音速时，要经过冲击波。如果在冲击波前，风道中流速为660 m/s，密度为1 kg/m。冲击波后速度降至250 m/s。求冲击波后的密度。 解： 又面积相等 9.管道由不同直径的两管前后相连接组成，小管直径=0.2 m ，大管直径=0.4 m。水在管中流动时，A点压强=70kpa，B点压强=40kpa。B点流速=1 m/s。试判断水在管中流动方向。并计算水流经过两断面间的水头损失。 解：设水流方向 由连续性方程知： 得： 由能量方程知： 得： ∴水流方向 10.油沿管线流动,A断面流速为2 m/s,不记损失,求开口C管中的液面高度。 解：由连续性方程知： 得： 由能量方程得： 其中： 代入数据解得： 11.水沿管线下流,若压力计的读数相同,求需要的小管直径，不计损失。 解：由连续性方程： 由能量方程得+3= 得面积 12.用水银比压计量测管中水流,过流断面中点流速。如图，测得A点的比压计读数=60mm汞柱。(1)求该点的流速 ，(2)若管中流体密度为0.8g/cm3的油,不变,该点流速为若干,不计损失。 解：设水银容重为 （1）==3.85m/s （2）==4.31m/s 13.水由图中喷嘴流出,管嘴出口=75 mm，不考虑损失，计算H值以m计，p值计。 解： 由连续性方程得： 由1—2断面列能量方程： 由断面压强公式： 列水箱水面至喷口处方程： 得： 列压力表至喷口处方程： 得 14.计算管线流量,管出口d=50mm,求出A,B,C,D各点的压强,不计水头损失 解：对出口D， 由连续性方程知 又 得： 由AD列能量方程 得： 同理可得： 15.水由管中铅直流出,求流量及测压计读数.水流无损失 解：设水容重为，水银容重为 由连续性方程 由能量方程知 解得： 列管口到水银测压计出口的方程： 得：汞柱 16.同一水箱上下两孔口出流,求证:在射流交点处, h1y1=h2y2 解： =， ， ∵ ∴ 17.一压缩空气罐与文丘里式的引射管连接均为已知,问气罐压强多大方才能将B池水抽空出。 解：设水的密度为， 得： 18.如图，闸门关闭时的压力表读数为49 kPa，闸门打开后，压力表读数为0.98 kPa，由管进口到闸门的水头损失为1 m，求管中的平均流速。 解: 由能量方程得 又　　得： 19.由断面为0.2m2和0.1 m2的两根管子所组成的水平输水管系从水箱流入大气中：（1）若不计损失（A）求断面流速v1和v2.（B）绘总水头线及测压管水头线；（C）求进口A点的压强。（2）计算损失：第一段为4,第二段为3.（A）求断面流速v1和v2.（B）绘总水头线及测压管水头线；（C）根据水头线求各段中间的压强，不计局部损失。 解：（1），又 得： 由能量方