流体及流体机械习题精选课堂版.docx

PAGE PAGE # 1.水平串联的两直管 1、2,管径di=d2/2,管道1长为100m,已 知流体在管道1中的雷诺数（Re）1=1800,今测得某流体流经管道 1的压强降为0.64（m液柱），流经管道2的压强降为 0.064 （m液柱），试计算管道2的长度（设局部阻力可略去） 解：d1=d2/2 u1=4u2 Re2/Re1=1/2 Re2=900 Xi=64/Re1=0.0356 沁=0.071 △ Pf2/A Pf1= h （l2/d2）（U22/2） P 他1嗣1）（52/2） P ]= 0.064/0.64 l2=16 X100 X）.064/0.64=160m 某流体在管内作层流流动， 若体积流量不变，而输送管路的管 径增加一倍，求因摩擦损失而引起的压力降有何变化? 解：已知：d2=2d1 贝u1/u2= (d2/d 1) 2 即：u2=u1/4 ^2= l2=l1 将上述各项代入并比较： 现/原 :△ P2/A p1=1/16 答：因摩擦而引起的压降只有原来的 1/16 PAGE PAGE # 如本题附图所示，槽内 水位维持不变。槽底部与内 径为100mm钢管相连，管 路上装有一个闸阀，阀前离 管路入口端15m处安有一个指示液为汞的 U管压差计，测压点 与管路出口端之间距离为 20m。 （1 ）.当闸阀关闭时测得 R=600mm , h=1500mm ;当闸阀部分 开启时，测得 R=400mm , h=1400mm，管路摩擦系数取 0.02, 入口处局部阻力系数取 0?5,问每小时从管中流出水量为多少 m3。 （2 ）.当阀全开时（取闸阀全开 le/ d=15, 2=0.018）,测压点B 处的静压强为若干 pa （表压）。 解：（1）当闸阀全关时，根据静力学关系： （Z A +h） pg = R PHg g 得水槽液位高度：Z A =R pHg/ p-h = 0.6 XI3.6- 1.5= 6.66 m 列A-A与B — B截面柏努利方程式 Z A =u B?/2g + P b/ pg+ 刀h f AB P B/ Pg=( R PHg — h p) / p =(0.4 13600— 1.4 X000)/ 1000= 4.04m Z A—P B/ pg = u B2/2g+(入(l/d) + Z U B2 /2g = (1+ X (1/d) + Z u b?/2^ 6.66 — 4.04=( 1 + 0.02 5/ 0.1 + 0.5) u B?/2g =4?5 U B?/2g 「?u B = 3.38m/s V= n/4 Xd 2u X3600 =0.785 XJ.12 X3.38 X600= 95.5m 3/h (2)当闸阀全开时，列A — A与C — C截面柏努利方程： Za = uc2/2g+ Zhf Ac =( 1 +X (1+ le ) /d+ 0 U c2/2g 6.66 =( 1 + 0.018 (35/0.1 + 15) + 0.5) u c2/2g 解得u C = 4.02m/s 由A — A与B — B截面间柏努利方程式得： Za =u B/2g + P b/ Pg+ AB =P B/ Pg+(1+ X(1/d) + Z U B2/2g 「?P b/ Pg = Z A —(1+ X(1/d) + 0 U B2/2g =6.66—（ 1 + 0.018 XI5/0.1 + 0.5） X4.022/（2 981） =3.2m ???P B = 3.2 1000X9.81 = 31392 N/m 2 如下图所示，用离心泵将密封储槽中的 20 C的水通过内径为 100mm的管道送往敞口高位槽。两储液槽面高度差为 10m，密 封槽液面上有一真空表 P1读数为600mmHg （真空度），泵进口 处真空表p3读数为294mmHg （真空度）。泵出口管路上装有一 个孔板流量计，其孔口直径 d0=70mm，流量系数 a =0.7, U型 水银压计差读数 R =170mm。已知管路总能量损失为 44J/kg, 试求：1、出口管路中水的流速。2、泵出口处压力表 P4的指示 值为多少？（已知P3与P4相距0.1m） 解：⑴??? qv = a A (△ P/ p0)5 △ P = Rg ? (pP=0.17 8聚 913600-1000)= 2.1 104 X V=0.7 X ( n /4) X (07)1 W4^2/1000)0.5=0.0174 m3/s ??? u=V/(0.785d 2)= 0.0174/(0.785 0.01)=2.22[m/s] ⑵ 选低位水池的水平为基准面， 取1-1、2-2两截面建立柏努利 方程： Z1+(p1/ p g)+(u2/2g)+ H = Z2+(