流体力学课后答案补充部分中国电力出版社.doc

工程流体力学基础作业 3-25 直立圆管直径10mm，一端装有5mm的喷管，喷管中心到1截面的距离为3.6m，从喷管出口排入大气的水流出口速度为18m/s，不计摩擦损失，计算截面1处的计示压强。 解：mm，mm，m/s，m，kg/m3 由连续方程 m/s 由伯努利方程 Pa 3-33 消防水枪水平工作，水枪进口直径mm，出口直径mm，水枪工作水量L/min，试确定水枪对消防队员的后坐力。 解：m3/s m2 m2 m/s m/s 由伯努利方程 Pa 由动量方程 喷管对水的作用力 水对喷管的作用力为，方向向右。 考虑管内静压对后端的作用力，合力为N，方向向左。 5-1 用管径mm的圆管输送石油，质量流量kg/h，密度kg/m3，石油冬季时的运动黏度为m2/s；在夏季时，m2/s，试求冬、夏季石油流动的流态。 解：速度m/s 层流 湍流 5-5 输油管的直径mm，长m，出口端比进口端高m，输送油的质量流量kg/h，油的密度kg/m3，进口端的油压Pa，沿程损失系数，求出口端的油压。 解：面积m2 平均速度m/s 沿程损失m 伯努利方程 Pa 5-9 内径为6mm的细管，连接封闭容器A及开口容器B，容器中有液体，其密度为kg/m3，动力黏度Pa·s，容器A上部空气计示压强为kPa。不计进口及弯头损失。试问液体流向及流量。 解：势能水头m m 故A→B 假设为层流 哈根-泊肃叶公式m3/s 检验m/s 故不是层流 按湍流光滑管计算 m/s m3/s 5-11 在管径mm、管长m的圆管中流动着℃的水，其雷诺数。试求当管内壁为mm的均匀沙粒的人工粗糙管时，其沿程能量损失。 解： 故在湍流粗糙管过渡区 黏度 Pa·s 平均速度 m/s 沿程损失 mH2O 5-28 在分支管道系统中，已知m，m，m，m；m，m，m，m；m，m，m，m；m2/s。水泵的特性数据为，当流量为0、1m3/s、2m3/s、3m3/s时，对应的压头为42m、40m、35m、25m，试求分支管道中的流量、、。 解：相对粗糙度，，。 拟合水泵特性曲线 水泵吸入端静水头 水泵压出端静水头 设节点静压头 节点总压头 各段压头损失 查λ 检验节点处的连续性。 试取水泵流量.5m3/s qV1 1.5 1.56 1.59 v1 1.90986 1.98625 2.02445 hs 4.814 4.799 4.871 Hp 38 37.698 37.541 hp 42.814 42.497 42.412 Re1 1.90986E6 1.98625E6 2.02445E6 λ1 0.0142 0.0142 0.0142 hf1 2.641 2.856 2.967 hj 40.173 39.641 39.445 hjT 40.359 39.842 39.654 hf2 10.359 9.842 9.654 λ2 0.015 0.0143 0.0143 0.0143 v2 3.35968 Re2 1.67984E6 qV2 0.67562 0.65855 0.65223 hf3 15.359 14.842 14.654 λ3 0.019 0.0192 0.0192 0.0192 v3 3.44834 Re3 2.06901E6 qV3 0.96991 0.95344 0.94738 qV2+qV3 1.646 1.612 1.600 5-29 由两个环路组成的简单管网，已知m，m，m；m，m，m；m，m，m；m，m，m；m，m，m；管网进口A和出口B处水的流量为1m3/s。忽略局部损失，并假定全部流动处于湍流粗糙区，试求经各管道的流量。 解：相对粗糙度，。 沿程损失系数，。 试取流量值，且满足 m3/s 计算各管道损失 其中，，，，。 检验每个环路是否满足 不满足则修正流量。 qV1 0.6 0.65 0.64 qV2 0.4 0.35 0.36 qV3 0.1 0.15 0.15 qV4 0.7 0.8 0.79 qV5 0.3 0.2 0.21 hf1 11.426 13.410 13.001 hf2 15.498 11.865 12.553 hf3 0.097 0.218 0.218 hf4 15.553 20.314 19.809 hf5 39.798 17.688 19.501 6-3 空气[γ=1.4，R=287J/(kg·K)]在400K条件下以声速流动，试确定：①气流速度。②对应的滞止声速。③对应的最大可能速度。 解：m/s m/s m/s m/s 6-6 空气管流[γ=1.4，R=287.43J/(kg·K)]在管道进口处K，Pa，m/s，cm2，在管道出口处