哈工程3系流體力學(xué)-流體動(dòng)力學(xué)習(xí)題

工程流體力學(xué)(流體動(dòng)力學(xué)習(xí)題)2021/6/271【4-1】直徑d=100mm的虹吸管，位置如圖所示。求水流流量和2、3點(diǎn)的壓力（不計(jì)水頭損失）。第4章流體動(dòng)力學(xué)基本原理習(xí)題2021/6/272【解】以過1點(diǎn)的水平面為基準(zhǔn)面，分別列1、2、3、4點(diǎn)所在斷面的伯努利方程。由于故有因此取可解得第4章流體動(dòng)力學(xué)基本原理習(xí)題2021/6/273【4-2】一個(gè)倒置的U形測(cè)壓管，上部為相對(duì)密度0.8的油，用來測(cè)定水管中點(diǎn)的速度。若讀數(shù)△h=200mm，求管中流速u=?第4章流體動(dòng)力學(xué)基本原理習(xí)題2021/6/274【解】選取如圖所示1-1、2-2斷面列伯努利方程，以水管軸線為基準(zhǔn)線。其中：p1和p2分別為1-1、2-2斷面軸線上的壓力。設(shè)U形測(cè)壓管中油水分界面的低液面到軸線的距離為x，則可列出U形測(cè)壓管中油水分界面的高液面的等壓面條件解上述方程可得第4章流體動(dòng)力學(xué)基本原理習(xí)題2021/6/275【4-3】圖示為一文丘里管和壓力計(jì)，試推導(dǎo)體積流量和壓力計(jì)讀數(shù)之間的關(guān)系式。當(dāng)

ρ=1000kg/m3，

ρH

=13.6×103kg/m3，

d1=500mm，d2=50mm，H=0.4m時(shí)，求

Q=？第4章流體動(dòng)力學(xué)基本原理習(xí)題2021/6/276【解】列1-1、2-2斷面的伯努利方程。其中：p1和p2分別為1-1、2-2斷面軸線上的壓力。設(shè)過1-1斷面中心點(diǎn)的水平線到壓力計(jì)中水銀與水分界面的低液面的距離為x，則可列出U形測(cè)壓管中水銀與水分界面的低液面的等壓面條件由上述方程可得代入解得第4章流體動(dòng)力學(xué)基本原理習(xí)題2021/6/277【4-4】管路閥門關(guān)閉時(shí)，壓力表讀數(shù)為49.8kPa，閥門打開后，讀數(shù)降為9.8kPa。設(shè)從管路進(jìn)口至裝表處的水頭損失為流速水頭的2倍，求管路中的平均流速。第4章流體動(dòng)力學(xué)基本原理習(xí)題2021/6/278【解】當(dāng)管路閥門關(guān)閉時(shí)，由壓力表度數(shù)可確定管路軸線到自由液面的高度H當(dāng)管路打開時(shí)，列1-1和2-2斷面的伯努利方程，則得第4章流體動(dòng)力學(xué)基本原理習(xí)題2021/6/279【4-5】為了在直徑D=160mm的管線上自動(dòng)摻入另一種油品，安裝了如下裝置：自錐管喉道處引出一個(gè)小支管通入油池內(nèi)。若壓力表讀數(shù)為2.3×105Pa，喉道直徑d=40mm，T管流量Q=30L/s，油品的相對(duì)密度為0.9。欲摻入的油品的相對(duì)密度為0.8，油池油面距喉道高度H=1.5m，如果摻入油量約為原輸量的10%左右，B管水頭損失設(shè)為0.5m，試確定B管的管徑。第4章流體動(dòng)力學(xué)基本原理習(xí)題2021/6/2710【解】列1-1和2-2斷面的伯努利方程，則其中故列4-4自由液面和3-3斷面的伯努利方程，以4-4自由液面為基準(zhǔn)面，則其中p3=p2第4章流體動(dòng)力學(xué)基本原理習(xí)題2021/6/2711則解得第4章流體動(dòng)力學(xué)基本原理習(xí)題2021/6/2712【4-6】一變直徑的管段AB，直徑dA=0.2m，dB=0.4m，高差h=1.0m，用壓力表測(cè)得pA=70kPa，pB=40kPa，用流量計(jì)測(cè)得流量Q=0.2m3/s。試判斷水在管段中流動(dòng)的方向。第4章流體動(dòng)力學(xué)基本原理習(xí)題2021/6/2713【解】列A點(diǎn)和B點(diǎn)所在斷面的伯努利方程故流動(dòng)方向?yàn)锳B。第4章流體動(dòng)力學(xué)基本原理習(xí)題2021/6/2714【4-7】泄水管路如附圖所示，已知直徑d1=125mm，d2=100mm，d3=75mm，汞比壓力計(jì)讀數(shù)h=175mm，不計(jì)阻力，求流量和壓力表讀數(shù)。第4章流體動(dòng)力學(xué)基本原理習(xí)題2021/6/2715【解】設(shè)2-2斷面中心點(diǎn)到壓力計(jì)中水銀最高液面的距離為x，列1-1、2-2斷面的伯努利方程，以過2-2斷面中心點(diǎn)的水平面為基準(zhǔn)面，則選取壓力計(jì)中水銀最低液面為等壓面，則由連續(xù)性方程可知代入伯努利方程中，可得列壓力表所在斷面和出口斷面的伯努利方程可得壓力表度數(shù)第4章流體動(dòng)力學(xué)基本原理習(xí)題2021/6/2716【4-8】如圖所示，敞開水池中的水沿變截面管路排出的質(zhì)量流量Qm=14kg/s，若d1=100mm，d2=75mm，d3=50mm，不計(jì)損失，求所需的水頭H，以及第二段管段中央M點(diǎn)的壓力，并繪制測(cè)壓管水頭線。第4章流體動(dòng)力學(xué)基本原理習(xí)題2021/6/2717【解】列1-1和3-3斷面的伯努利方程，則列M點(diǎn)所在斷面2-2和3-3斷面的伯努利方程，則第4章流體動(dòng)力學(xué)基本原理習(xí)題2021/6/2718【4-9】由斷面為0.2m2和0.1m2的兩根管子組成的水平輸水管系從水箱流入大氣中：（1）若不計(jì)損失，①求斷面流速v1及v2；②繪總水頭線及測(cè)壓管水頭線；③求進(jìn)口A點(diǎn)的壓力。（2）計(jì)入損失：第一段的水頭損失為流速水頭的4倍，第二段為3倍，①求斷面流速v1及v2；②繪制總水頭線及測(cè)壓管水頭線；③根據(jù)所繪制水頭線求各管段中間點(diǎn)的壓力。第4章流體動(dòng)力學(xué)基本原理習(xí)題2021/6/2719【解】（1）列自由液面和管子出口斷面的伯努利方程則由連續(xù)方程得列A點(diǎn)所在斷面和管子出口斷面的伯努利方程則第4章流體動(dòng)力學(xué)基本原理習(xí)題2021/6/2720（2）列自由液面和管子出口斷面的伯努利方程，則由得細(xì)管段中點(diǎn)的壓力為粗管段中點(diǎn)的壓力為第4章流體動(dòng)力學(xué)基本原理習(xí)題2021/6/2721【4-10】用73.5kW的水泵抽水，泵的效率為90％，管徑為0.3m，全管路的水頭損失為1m，吸水管水頭損失為0.2m，試求抽水量、管內(nèi)流速及泵前真空表的讀數(shù)。第4章流體動(dòng)力學(xué)基本原理習(xí)題2021/6/2722【解】列兩自由液面的伯努利方程，則得列最低自由液面和真空表所在斷面的伯努利方程，則故真空表的讀數(shù)為26.632kPa。第4章流體動(dòng)力學(xué)基本原理習(xí)題2021/6/2723【4-11】圖示一管路系統(tǒng)，欲維持其出口流速為20m/s，問水泵的功率為多少？設(shè)全管路的水頭損失為2m，泵的效率為80％，壓水管路的水頭損失為1.7m，則壓力表上的讀數(shù)為若干？第4章流體動(dòng)力學(xué)基本原理習(xí)題2021/6/2724【解】列自由液面和出口斷面的伯努利方程，有列壓力表所在斷面和出口斷面的伯努利方程，則第4章流體動(dòng)力學(xué)基本原理習(xí)題2021/6/2725【4-12】圖示離心泵以20m3/h的流量將相對(duì)密度為0.8的油品從地下罐送到山上洞庫(kù)油罐。地下油罐油面壓力為2×104Pa，洞庫(kù)油罐油面壓力為3×104Pa。設(shè)泵的效率為0.8，電動(dòng)機(jī)效率為0.9，兩罐液面差為40m，全管路水頭損失設(shè)為5m。求泵及電動(dòng)機(jī)的額定功率（即輸入功率）應(yīng)為若干？第4章流體動(dòng)力學(xué)基本原理習(xí)題2021/6/2726【解】列兩油罐液面的伯努利方程，則第4章流體動(dòng)力學(xué)基本原理習(xí)題2021/6/2727【4-13】輸油管線上水平90°轉(zhuǎn)彎處，設(shè)固定支座。所輸油品δ=0.8，管徑d=300mm，通過流量Q=100L/s，斷面1處壓力為2.23×105Pa，斷面2處壓力為2.11×105Pa。求支座受壓力的大小和方向。第4章流體動(dòng)力學(xué)基本原理習(xí)題2021/6/2728【解】選取1-1和2-2斷面及管壁圍成的空間為控制體，建立如圖所示坐標(biāo)系，設(shè)彎管處管壁對(duì)流體的力為R。列x方向動(dòng)量方程列y方向動(dòng)量方程支座受壓力F的大小為21.84kN，方向與R方向相反。第4章流體動(dòng)力學(xué)基本原理習(xí)題2021/6/2729【4-14】水流經(jīng)過60°漸細(xì)彎頭AB，已知A處管徑dA=0.5m，B處管徑dB=0.25m，通過的流量為0.1m3/s，B處壓力pB=1.8×105Pa。設(shè)彎頭在同一水平面上摩擦力不計(jì)，求彎頭所受推力。第4章流體動(dòng)力學(xué)基本原理習(xí)題2021/6/2730【解】選取A和B斷面及管壁圍成的空間為控制體，建立如圖所示坐標(biāo)系。列A斷面和B斷面的伯努利方程，得（因彎頭為水平放置，即z1=z2=0）其中第4章流體動(dòng)力學(xué)基本原理習(xí)題2021/6/2731列x方向動(dòng)量方程可知，與設(shè)的方向相反。列y方向動(dòng)量方程第4章流體動(dòng)力學(xué)基本原理習(xí)題2021/6/2732【4-15】消防隊(duì)員利用消火唧筒熄滅火焰，消火唧筒出口直徑d=1cm，入口直徑D=5cm，從消火唧筒射出的流速v=20m/s。求消防隊(duì)員手握住消火唧筒所需要的力？（設(shè)唧筒水頭損失為1m）第4章流體動(dòng)力學(xué)基本原理習(xí)題2021/6/2733【解】選取消火唧筒的出口斷面和入口斷面與管壁圍成的空間為控制體，建立如圖所示坐標(biāo)系。列1-1和2-2斷面的伯努利方程列x方向的動(dòng)量方程得第4章流體動(dòng)力學(xué)基本原理習(xí)題2021/6/2734【4-16】嵌入支座的一段輸水管，如圖所示，其直徑由D1=0.15m變化為D2=0.1m。當(dāng)支座前端管內(nèi)壓力p=4×105Pa，