哈工大 流體力學(xué) 大作業(yè) 管路計算

1、Harbin Institute of Technology流體力學(xué)大作業(yè)院 系： 班 級： 姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： ©哈爾濱工業(yè)大學(xué)計算機在管路水力計算中的應(yīng)用1 等徑無分支管路的計算1.1簡單管路沿程損失的計算分析：此題為第一類問題，可用如下步驟求解。1) 2) 3) 調(diào)用CL子程序計算。4) 1.1.1 程序框圖見圖1-1。1.1.2 程序說明: 在程序中，hf表示，q表示，pi表示。1.1.3 程序代碼：#include<math.h>#include<stdio.h>#define pi 3.1415926#define g 9.81floa

2、t CL(float,float,float,int);void main()int id;id=0;float dlt,d,l,q,nu,hf,v,re,lmd;printf("please input:dlt,d,l,q,nun");scanf("%f,%f,%f,%f,%f",&dlt,&d,&l,&q,&nu);v=4*q/(pi*d*d);re=v*d/nu;lmd=CL(dlt,d,re,id);hf=lmd*l*v*v/(d*2.0*g);printf("v=%7.4fm/s,re=%7.4

3、f,lmd=%7.4f,hf=%7.4fm",v,re,lmd,hf); NN開 始調(diào)用CL求打印輸出結(jié)束讀qV,d,l,圖1-1 簡單管路程序框圖(1)1.2簡單管路流量的計算分析：此題為第二類問題，要用試算法，其步驟如下：1）取=0.032）由達西公式可求得3）4）調(diào)用CL子程序計算。5）檢查和之差是否小于給定精度，如果不滿足，將算出的作為重復(fù)2）3）4）步驟，直至滿足后計算下一步。6）1.2.1 程序框圖見圖1-2。N開 始打印輸出結(jié)束讀hf,d,l,=0.03調(diào)用CL求|1|<圖1-2 簡單管路程序框圖(2)1.2.2 程序說明：在程序中，參數(shù)表示同前述程序相同，取精度

4、=0.000005。1.2.3 程序代碼：#include<math.h>#include<stdio.h>#define pi 3.1415926#define g 9.81float CL(float,float,float,int);void main()int id; id=0;float dlt,d,l,q,nu,hf,v,re,lmd,lmd1;printf("please input:dlt,d,l,hf,nun");scanf("%f,%f,%f,%f,%f",&dlt,&d,&l,&

5、;hf,&nu);lmd1=0.03;v=sqrt(2*g*d*hf/(l*lmd1);re=v*d/nu;lmd=CL(dlt,d,re,id);while(fabs(lmd-lmd1)>=1e-6) lmd1=lmd; v=sqrt(2*g*d*hf/(l*lmd1); re=v*d/nu; lmd=CL(dlt,d,re,id);q=pi*d*d*v/4;printf("v=%7.4f m/s,re=%7.4f,lmd=%7.4f,q=%7.4f m3/s",v,re,lmd,q);1.3 簡單管路管徑的計算分析：此題為第二類問題，要用試算法，其步驟如下

6、：1）取=0.032）由代入達西公式可求得3） 4）調(diào)用CL子程序計算。5）檢查和之差是否小于給定精度，如果不滿足，將算出的作為重復(fù)2）3）4）步驟，直至滿足后計算下一步。1.3.1 程序框圖見圖1-3。1.3.2 程序說明：在程序中，參數(shù)表示同前述程序相同，取精度=0.000005。3.3.3 程序代碼：#include<math.h>#include<stdio.h>#define pi 3.1415926#define g 9.81float CL(float,float,float,int);void main()int id;id=0;float dlt,d,

7、l,q,nu,hf,v,re,lmd,lmd1,lll;printf("please input:dlt,q,l,hf,nun");scanf("%f,%f,%f,%f,%f",&dlt,&q,&l,&hf,&nu);lmd1=0.03;d=pow(8*l*q*q*lmd1/(pi*pi*g*hf),0.2);v=4*q/(pi*d*d);re=v*d/nu;lmd=CL(dlt,d,re,id);while(fabs(lmd-lmd1)>=1e-6) lmd1=lmd; lll=8*l*q*q*lmd1/(

8、pi*pi*g*hf); d=pow(lll,0.2); v=4*q/(pi*d*d); re=v*d/nu; lmd=CL(dlt,d,re,id);printf("v=%7.4f m/s,re=%7.4f,lmd=%7.4f,d=%7.4f m ",v,re,lmd,d);YNN開 始打印輸出結(jié)束讀hf,qV,l,=0.03調(diào)用CL求|1|<圖1-3 簡單管路程序框圖(3)2 串聯(lián)管路的計算方法2.1串聯(lián)管路總水頭的計算分析：此題為第一類問題，由公式容易求出h。2.1.1 程序框圖見圖2-2。N開 始， 打印輸出結(jié)束讀qV, l1,l2,d1,d2,1,2, 調(diào)用

9、CL求1,2由公式（4-1）計算h圖2-2 串聯(lián)管路程序框圖(1)2.1.2 程序說明：在程序中，lmd1和lmd2分別表示和，lmd11和lmd22分別表示和，dlt1和dlt2分別表示1和2，zet表示，其它表示上述程序。2.1.3 程序代碼#include <windows.h> #include<math.h>#include<stdio.h>#define pi 3.1415926#define g 9.81float CL(float,float,float) ;void main()float dlt1,lmd1,lmd11,re1,d1,l1

10、,v1;float dlt2,lmd2,lmd22,re2,d2,l2,v2;float q,nu,hf,zet;float dk,lll;lmd11=0.025;lmd22=0.015;printf("please input:q,d1,d2,dlt1,dlt2,l1,l2,nu,zetn");scanf("%f,%f,%f,%f,%f,%f,%f,%f,%f",&q,&d1,&d2,&dlt1,&dlt2,&l1,&l2,&nu,&zet); v1=4*q/(pi*d1*d1);

11、 v2=4*q/(pi*d2*d2); re1=v1*d1/nu; re2=v2*d2/nu; lmd1=CL(dlt1,d1,re1); lmd2=CL(dlt2,d2,re2); hf=(zet+lmd1*l1/d1)*(v1*v1)/(2*g)+(v1-v2)*(v1-v2)/(2*g)+(lmd2*l2/d2+1)*(v2*v2)/(2*g);printf("v1=%7.4fm/s,re1=%7.4f,lmd1=%7.4fn",v1,re1,lmd1);printf("v2=%7.4fm/s,re2=%7.4f,lmd2=%7.4f,hf=%7.4fm3/

12、sn",v2,re2,lmd2,hf);2.2串聯(lián)管路流量的計算分析：此題為第二類問題，要用試算法，其步驟如下：1）取=0.025，=0.0152）由（2-1）（2-2）二式可求得 （2-3） （2-4）3） ， （2-5）4）調(diào)用CL子程序計算，5）檢查和之差的絕對值及和之差的絕對值是否同時小于給定的精度，如果不滿足，將算出的和作為新的和重復(fù)2）3）4）步驟，直至滿足所取精度后再計算下一步。6）2.2.1 程序框圖 見圖2-3。YNN開 始由公式（4-3）求出v1 由公式（4-4）求出v2打印輸出結(jié)束讀h, l1,l2,d1,d2,1,2,取1=0.025,2=0.025調(diào)用CL求

13、1,2|11|<|22|<由公式（4-5）求Re1,Re2圖2-3 串聯(lián)管路程序框圖(2)2.2.2 程序代碼：#include <windows.h> #include<math.h>#include<stdio.h>#define pi 3.1415926#define g 9.81float CL(float,float,float) ;void main()float dlt1,lmd1,lmd11,re1,d1,l1,v1;floatdlt2,lmd2,lmd22,re2,d2,l2,v2;float q,nu,hf,zet;float

14、 dk,lll;lmd11=0.025;lmd22=0.015;printf("please input:hf,d1,d2,dlt1,dlt2,l1,l2,nu,zetn");scanf("%f,%f,%f,%f,%f,%f,%f,%f,%f",&hf,&d1,&d2,&dlt1,&dlt2,&l1, &l2,&nu,&zet); dk=d1*d1/(d2*d2); lll=zet+lmd11*l1/d1+(1-dk)*(1-dk) +lmd22*l2*dk*dk/d2+dk*dk;

15、v1=sqrt(2*g*hf/lll);v2=dk*v1;re1=v1*d1/nu;re2=v2*d2/nu;lmd1=CL(dlt1,d1,re1);lmd2=CL(dlt2,d2,re2); if(fabs(lmd11-lmd1)>=5e-6|fabs(lmd22-lmd1)>=5e-6)lmd11=lmd1;lmd22=lmd2;lll=zet+lmd11*l1/d1+(1-dk)*(1-dk)+lmd22*l2*dk*dk/d2+dk*dk;v1=sqrt(2*g*hf/lll);v2=dk*v1;re1=v1*d1/nu;re2=v2*d2/nu;lmd1=CL(dlt1

16、,d1,re1);lmd2=CL(dlt2,d2,re2);q=pi*d1*d1*v1/4.0;printf("v1=%7.4fm/s,re1=%7.4f,lmd1=%7.4fn",v1,re1,lmd1);printf("v2=%7.4fmm/s,re2=%7.4f,lmd2=%7.4f,q=%7.4fm3/sn",v2,re2, lmd2,q);3 并聯(lián)管路的計算方法3.1并聯(lián)管路流量的計算分析：此題相當(dāng)于簡單管路的第二類問題。為了編成方便，采用三位數(shù)組表示三條管路的各個參數(shù)。1）取=0.032）由達西公式可求得3） 4）調(diào)用CL子程序計算(i)5）

17、 檢查(i)和之差的絕對值是否同時小于給定的精度，如果不滿足，將算出的(i)作為新的重復(fù)2）3）4）步驟，直至滿足所取精度后再計算下一步。5) 6) 3.1.1 程序框圖見圖3-2。 YYNN開 始打印輸出讀已知參數(shù)取1(i)=0.03調(diào)用CL計算(i)|(i)1(i)|<結(jié)束圖3-2并聯(lián)管路程序框圖(1)3.1.2 程序說明：在程序中，用三位數(shù)組表示三條管路的各個參數(shù)，即q(0)、q(1) 、q(2)分別表示、，v(2)、v(1)、v(2)分別表示v1、v2、v3，lmd(0) 、lmd(1) 、lmd(2)，分別表示、，h(0) 、h(1) 、h(2)分別表示h1、h2、h3，qq表

18、示總流量。3.1.3 程序代碼：#include <windows.h> #include<math.h>#include<stdio.h>#define pi 3.1415926#define g 9.81float CL(float,float,float) ;void main()int i; float dlt3,lmd3,re3,d3,l3, v3,h3,q3;float lmd13;float hf,nu,qq; for(i=0;i<3;i+) printf("input:d,l,dlt");scanf("%f

19、,%f,%f",&di,&li,&dlti);printf("input:,nu,hf");scanf("%f,%f",&nu,&hf);for(i=0;i<3;i+)lmd1i=0.03;vi=sqrt(2*g*di*hf/(li*lmd1i);rei=vi*di/nu;lmdi=CL(dlti,di,rei);if(fabs(lmd1i-lmdi)>=1e-6) lmd1i=lmdi; vi=sqrt(2*g*di*hf/(li*lmd1i); rei=vi*di/nu; lmdi=CL(

20、dlti,di,rei);qi=pi*di*di*vi/4.0;qq=q0+q1+q2;printf("q1=%7.4fm3/s,v1=%7.2fm,re1=%7.1f,lmd1=%7.2fn",q0,v0,re0,lmd0);printf("q2=%7.4fm3/s,v2=%7.2fm,re2=%7.1f,lmd2=%7.2fn",q1,v1,re1,lmd1);printf("q3=%7.4fm3/s,v3=%7.2fm,re3=%7.1f,lmd3=%7.2f,qq=%7.3fm3/sn",q2,v2,re2,lmd2,qq);

21、3.2并聯(lián)管路沿程損失的計算分析：此題為關(guān)聯(lián)管路的第二類問題。由于只知道總流量，各分支流量及能量損失均不知道，因此計算較復(fù)雜，其具體步驟如下： 1）根據(jù)經(jīng)驗，先給定一個hf值 。 2） 由此hf值求出各分支管的流量，（其步驟參見簡單管路第二類問題）。3） 計算其和=+4） 將總流量按如下比例分配 =./，=./，=./5） 用計算出的、去求以核對流量分配的正確性, 若求得各分支管路的損失h1、h2、h3中任意兩者之間的差小于某一給定精度，則認為hf正確，否則進行下一步。6） 令hf= （h1+h2+h3）/3，重復(fù)（b）（c）（d）（e）步驟，直至滿足所給定的精度為止。 3.2.1 程序框圖見

22、圖3-3。YNN開 始計算，打印輸出讀已知參數(shù)給定一個h值=./，=./，=./| h1h2)|<| h3h2)|<| h1h3)|<=+計算h1、h2、h3hf= （h1+h2+h3）/3結(jié)束圖3-3并聯(lián)管路程序框圖(2)3.2.2程序代碼：#include <windows.h> #include<math.h>#include<stdio.h>#define pi 3.1415926#define g 9.81float CL(float,float,float) ;void main()int i;float dlt3,lmd3,re3,d3,l3,v3,h3,q3;float q13,lmd13;float qt,hf,hff,nu,qq;for(i=0;i<3;i+)printf("input:d,l,dlt");scanf("%f,%f,%f",&di,&li,&dlti);printf("input:qq,nu");scanf(&q