4水動(dòng)力學(xué)的基本原理

本文格式為Word版，下載可任意編輯——4水動(dòng)力學(xué)的基本原理第四章水動(dòng)力學(xué)的根本原理14水動(dòng)力學(xué)的根本原理水動(dòng)力學(xué)的根本原理41如下圖水流通過(guò)由兩段等截面及一段變截面組成的管道假設(shè)上游水位保持不變?cè)噯?wèn)1當(dāng)閥門(mén)如下圖水流通過(guò)由兩段等截面及一段變截面組成的管道假設(shè)上游水位保持不變?cè)噯?wèn)1當(dāng)閥門(mén)T開(kāi)度確定各段管中是恒定流還是非恒定流各段管中為平勻流還是非平勻流2當(dāng)閥門(mén)開(kāi)度確定各段管中是恒定流還是非恒定流各段管中為平勻流還是非平勻流2當(dāng)閥門(mén)T逐步關(guān)閉這時(shí)管中為恒定流還是非恒定流3在恒定流處境下當(dāng)判別第段管中是漸變流還是急變流時(shí)與管長(zhǎng)有無(wú)關(guān)系逐步關(guān)閉這時(shí)管中為恒定流還是非恒定流3在恒定流處境下當(dāng)判別第段管中是漸變流還是急變流時(shí)與管長(zhǎng)有無(wú)關(guān)系答1閥門(mén)開(kāi)度確定時(shí)段管中均為恒定流段管中為平勻流段管中為非平勻流2閥門(mén)逐步關(guān)閉這時(shí)管中均為非恒定流3恒定流處境下段管中流態(tài)與管長(zhǎng)有關(guān)管很長(zhǎng)時(shí)為漸變流42在立面圖上有一管路在立面圖上有一管路AB兩點(diǎn)高差兩點(diǎn)高差z1mA處直徑處直徑dA025m壓強(qiáng)壓強(qiáng)pA784Ncm2B處直徑處直徑dB05m壓強(qiáng)壓強(qiáng)pB49Ncm2斷面平均流速斷面平均流速vB12ms試求管中水流方向試求管中水流方向解以A點(diǎn)所在的平面為基準(zhǔn)面zA0mzBz1m由連續(xù)性方程AvAd24Bvd2B4可得22BBABA22AABBAABB0512ms1248ms02522dvvvdpvpvHzHzgg4242784104849101201310m09800298980029822AAABBAABABpavpavHHzz2g2g管中水流由A流向B43圖示為一從水箱引水的水平直管已知管徑圖示為一從水箱引水的水平直管已知管徑d20cm管長(zhǎng)管長(zhǎng)L40m局部水頭損失系數(shù)進(jìn)口局部水頭損失系數(shù)進(jìn)口105閥門(mén)閥門(mén)206當(dāng)流量當(dāng)流量Q02m3s在相距在相距l(xiāng)10m的的11及及22斷面間裝一水銀壓差計(jì)其液面高差斷面間裝一水銀壓差計(jì)其液面高差h4cm求作用水頭求作用水頭HH題41圖閥門(mén)QzBA第四章水動(dòng)力學(xué)的根本原理2解管中流速22026369ms02502502vAd進(jìn)口水頭損失22116369051035m2298fvhg閥門(mén)水頭損失22226369061242m2298fvhg11和22斷面間水頭損失12m121261260040504mpphhh管道的水力坡度1205040050410hJl所需水頭221263691035124200504406363m2298ffvHhhJLg44如下圖為一裝有文丘里管的管路已知管徑如下圖為一裝有文丘里管的管路已知管徑d115cm文丘里管喉部直徑文丘里管喉部直徑d210cm水銀差壓計(jì)高差水銀差壓計(jì)高差h20cm實(shí)測(cè)管中流量實(shí)測(cè)管中流量Q60Ls試求文丘里流量計(jì)的流量系數(shù)試求文丘里流量計(jì)的流量系數(shù)解由文丘里管計(jì)算公式得QKh其中360Ls006msQ102126252mmhh2442201529800388015411010dgKdd2114006097400388252QKh45如下圖小孔口射流孔口距某墻頂?shù)乃骄嚯x如下圖小孔口射流孔口距某墻頂?shù)乃骄嚯xl4m鉛直距離鉛直距離s2m假設(shè)不計(jì)射流經(jīng)過(guò)小孔的水頭損失試求射流恰好從墻頂越過(guò)的最小水池水深假設(shè)不計(jì)射流經(jīng)過(guò)小孔的水頭損失試求射流恰好從墻頂越過(guò)的最小水池水深minH解以00為基準(zhǔn)面如下圖對(duì)1122斷面寫(xiě)能量方程那么221122222pvpvHsgg1由2211220022vppvvvHHsvgHsg1min1以00為基準(zhǔn)面如下圖對(duì)11和孔口收縮斷面33斷面列能量方程略去收縮斷面到孔H題43圖h12ld1d2Qh題44圖第四章水動(dòng)力學(xué)的根本原理3口的距離那么223331113122pvpvHsgg1s由已知條件23311330022vppvHvgHg11水舌從孔口拋出后可認(rèn)為水舌作初速度為32vgH的作平拋運(yùn)動(dòng)那么22222111222422xgHtxxxtzgtggHHgHzgt將2m4mzsx代入上式那么2222min4402m4442xzHxlHzs46某自來(lái)水廠用管徑某自來(lái)水廠用管徑d05m的水管將河道中水引進(jìn)集水井假設(shè)水流從河中經(jīng)水管至集水井的總水頭損失的水管將河道中水引進(jìn)集水井假設(shè)水流從河中經(jīng)水管至集水井的總水頭損失262wvhg其中已包括出口突然擴(kuò)大水頭損失其中已包括出口突然擴(kuò)大水頭損失122vg河水位與井水位高差河水位與井水位高差H2m時(shí)試求通過(guò)管道的流量時(shí)試求通過(guò)管道的流量Q解以井水面00為基準(zhǔn)面對(duì)11和22兩斷面列能量方程那么由221122221212022022pvpvHhggvvppvvhHgg1221066982256ms33gHgHv2623052560502ms4QvA01題45圖0l22vHs133xz1H001122題46圖集水井第四章水動(dòng)力學(xué)的根本原理447圖示為一水泵抽水流量圖示為一水泵抽水流量Q20Ls吸水管直徑吸水管直徑d20cm長(zhǎng)度長(zhǎng)度l5m水泵內(nèi)允許真空值為水泵內(nèi)允許真空值為65m水柱沿程水頭損失系數(shù)水柱沿程水頭損失系數(shù)002彎頭局部水頭損失系數(shù)彎頭局部水頭損失系數(shù)103底閥局部水頭損失系底閥局部水頭損失系數(shù)數(shù)252試計(jì)算水泵的安裝高度試計(jì)算水泵的安裝高度sh取動(dòng)能校正系數(shù)為取動(dòng)能校正系數(shù)為1解由已知條件可得管道中的流速為240020637ms02QvA以水池水平面為基準(zhǔn)面對(duì)11和22兩斷面列能量方程那么2s221222s25063703520020217m2022980637650217626m2298vvpvhhglvhdgpvhhg048如下圖為一水輪機(jī)的圓錐形尾水管已知如下圖為一水輪機(jī)的圓錐形尾水管已知AA斷面的直徑斷面的直徑Ad06m流速流速vA6msBB斷面的直徑斷面的直徑Bd09m圖中圖中10mz由由A到到B的水頭損失的水頭損失ABwh01522Avg試求試求1當(dāng)當(dāng)z5m時(shí)時(shí)AA斷面處的真空度斷面處的真空度2當(dāng)當(dāng)AA斷面處的允許真空度為斷面處的允許真空度為5m水柱高度時(shí)水柱高度時(shí)AA斷面的最高位置斷面的最高位置maxz解以BB為基準(zhǔn)面寫(xiě)A和B兩斷面能量方程那么22AAABBABABBpvpvzzh2g2g已知Az6mBA0m6mszvAB1022ABAAB06044462667ms09dvvvd22AAB01560150276m98vh2g2將已知數(shù)據(jù)代入到能量方程那么1當(dāng)zA5m時(shí)22ABBAAB22266760027622610363183702766198mBAppvvzzhzgg2g2g6即當(dāng)zA5m時(shí)AA斷面真空度為6198m2當(dāng)A5mp時(shí)題47圖hs1122v12QAABB題48圖zz00第四章水動(dòng)力學(xué)的根本原理522BBAAAAmaxBAB222667601027651103630276518373802mBpvpvzzzhz2g2g2g2g49如下圖的射流泵其工作原理是借工作室中管嘴高速射流產(chǎn)生真空將外部水池中的水吸進(jìn)工作室然后再由射流帶進(jìn)入水管已知如下圖的射流泵其工作原理是借工作室中管嘴高速射流產(chǎn)生真空將外部水池中的水吸進(jìn)工作室然后再由射流帶進(jìn)入水管已知H2mh1m1d3d10cm2d7cm假設(shè)不計(jì)水頭損失認(rèn)為吸管中吸入的流量很小可疏忽不計(jì)試求假設(shè)不計(jì)水頭損失認(rèn)為吸管中吸入的流量很小可疏忽不計(jì)試求1射流泵供給的流量射流泵供給的流量Q2工作室中工作室中22斷面處的真空度斷面處的真空度2vh解1以00為基準(zhǔn)面列11和33斷面的能量方程不計(jì)水頭損失那么22331122pvpvHhhgg31將00ppv131代入上式那么232vHg32233322982626ms6260100492ms44vgHvdQ2以00為基準(zhǔn)面列11和22斷面的能量方程不計(jì)水頭損失那么221122222pvpvHhhgg1其中p1012101v0那么222pvHhg2由33和22斷面間連續(xù)方程并認(rèn)為從吸管中吸入的流量0Q那么22322344ddQvv223232106261278ms7dvvd2222127821533m2298533mvpvHhgh2410有一如下圖的水泵裝置已知水泵的功率有一如下圖的水泵裝置已知水泵的功率N28kw流量流量Q100m3h效率效率70管路系統(tǒng)的總水頭損失管路系統(tǒng)的總水頭損失wh22m試求出口水池的水位高程試求出口水池的水位高程2工作室Hhd1d2paQ00113322題49