流體力學考試復習資料

1、一、填 空 題1.流體力學中三個主要力學模型是(1連續(xù)介質模型(2不可壓縮流體力學模型(3無粘性流體力學模型。2.在現實生活中可視為牛頓流體的有水 和空氣 等。3.流體靜壓力和流體靜壓強都是壓力的一種量度。它們的區(qū)別在于:前者是作用在某一面積上的總壓力;而后者是作用在某一面積上的平均壓強或某一點的壓強。4.均勻流過流斷面上壓強分布服從于水靜力學規(guī)律。5.和液體相比,固體存在著抗拉、抗壓和抗切三方面的能力。6.空氣在溫度為290K ,壓強為760mmHg 時的密度和容重分別為 1.2a = kg/m 3和11.77a =N/m 3。7.流體受壓,體積縮小,密度增大 的性質,稱為流體的壓縮性 ;流

2、體受熱,體積膨脹,密度減少 的性質,稱為流體的熱脹性 。8.壓縮系數的倒數稱為流體的彈性模量 ,以E 來表示10.靜止流體任一邊界上壓強的變化,將等值地傳到其他各點(只要靜止不被破壞,這就是水靜壓強等值傳遞的帕斯卡定律。11.流體靜壓強的方向必然是沿著作用面的內法線方向。12.液體靜壓強分布規(guī)律只適用于靜止、同種、連續(xù)液體。13.靜止非均質流體的水平面是等壓面,等密面和等溫面。14.測壓管是一根玻璃直管或U 形管,一端連接在需要測定的容器孔口上,另一端開口,直接和大氣相通。15.在微壓計測量氣體壓強時,其傾角為=30,測得20l =cm 則h=10cm 。16.作用于曲面上的水靜壓力P 的鉛直

3、分力z P 等于其壓力體內的水重。17.通過描述物理量在空間的分布來研究流體運動的方法稱為歐拉法。18. 流線不能相交(駐點處除外,也不能是折線,因為流場內任一固定點在同一瞬間只能有一個速度向量,流線只能是一條光滑的曲線或直線。19.靜壓、動壓和位壓之和以z p 表示,稱為總壓。20.液體質點的運動是極不規(guī)則的,各部分流體相互劇烈摻混,這種流動狀態(tài)稱為紊流。21.由紊流轉變?yōu)閷恿鞯呐R界流速k v 小于 由層流轉變?yōu)槲闪鞯呐R界流速k v ',其中k v '稱為上臨界速度,k v 稱為下臨界速度。22.對圓管來說,臨界雷諾數值=k Re 2000。23.圓管層流的沿程阻力系數僅與雷

4、諾數有關,且成反比,而和管壁粗糙無關。24.根據繁榮變化特征,尼古拉茲實驗曲線可分為五個阻力區(qū),分別是層流區(qū);臨界區(qū);紊流光滑區(qū);紊流過渡區(qū)和紊流粗糙區(qū)。(11.0+=d k 。26.速度的大小、方向或分布發(fā)生變化而引起的能量損失,稱為局部損失。27.正方形形斷面管道(邊長為a,其水力半徑R 等于4aR =,當量直徑de 等于a d e =。28.正三角形斷面管道(邊長為a,其水力半徑R 等于a x AR 123=,當量直徑de 等于a R 334=。29.濕周是指過流斷面上流體和固體壁面接觸的周界。30.層流運動時,沿程阻力系數與(Ref 有關,紊流運動沿程阻力系數在光滑管區(qū)與(Ref 有關

5、,在過渡區(qū)與(Re,d K f 有關,在粗糙區(qū)與(d K f 有關。31.串聯(lián)管路總的綜合阻力系數S 等于各管段的阻抗疊加。32.并聯(lián)管路總的綜合阻力系數S 與各分支管綜合阻力系數的關系為3211111s s s s +=。管嘴與孔口比較,如果水頭H 和直徑d 相同,其流速比V 孔口/V 管嘴等于82.097.0,流量比Q 孔口/Q 管嘴等于82.060.0。33.不可壓縮流體的空間三維的連續(xù)性微分方程是0=+z u y u x u zy x。34.1=M 即氣流速度與當地音速相等,此時稱氣體處于臨界狀態(tài)。35.淹沒出流是指液體通過孔口出流到另一個充滿液體的空間 時的流動。36.氣體自孔口、管

6、路或條縫向外噴射 所形成的流動,稱為氣體淹沒射流。37.有旋流動是指流體微團的旋轉角速度在流場內不完全為零 的流動。38.幾何相似是指流動空間幾何相似。即形成此空間任意相應兩線段夾角相同,任意相應線段長度保持一定的比例 。39.因次是指物理量的性質和類別。因次分析法就是通過對現象中物理量的因次以及因次之間相互聯(lián)系的各種性質的分析來研究現象相似性的方法。他是一方程式的因次和諧性為基礎的。40.容積泵與風機又可分為往復式和回轉式。41.根據流體的流動情況,可將泵和風機分為以下四種類別:離心式泵與風機;軸流式泵與風機;混流式泵與風機和貫流式泵與風機。42.風機的壓頭(全壓p 是指單位體積氣體通過風機

7、所獲的的能量增量。43.單位時間內泵或風機所輸送的流體量稱為流量。風機的容積流量,特指風機進口處的容積流量。44.泵或風機所提供的流量與設備本身效率之間的關系,用(3Q f =來表示。45.泵或風機的工作點是泵與風機的性能曲線 與管路的性能曲線 的交點。46.泵的揚程H 的定義是:泵所輸送的單位重量流量的流體從進口至出口的能量 增值。47.安裝角是指葉片進、出口處的切線 與圓周速度反方向 之間的交角。48.泵和風機的全效率等于容積效率 ,水力效率 及機械效率 的乘積。49.當泵的揚程一定時,增加葉輪轉速可以相應的減少 輪徑。50.附面層的分離發(fā)生在減速增壓 區(qū)。附面層外主流區(qū)的流動屬于有勢 流

8、動。附面層內的流動屬于有旋 流動。二、判 斷 題1.當平面水平放置時,壓力中心與平面形心重合。 對2.一個工程大氣壓等于98kPa,相當于10m 水柱的壓強。對3.靜止液體自由表面的壓強,一定是大氣壓。錯4.靜止液體的自由表面是一個水平面,也是等壓面。對5.當靜止液體受到表面壓強作用后,將毫不改變地傳遞到液體內部各點。對6.當相對壓強為零時,稱為絕對真空。錯7.某點的絕對壓強小于一個大氣壓強時即稱該點產生真空。對8.流場中液體質點通過空間點時,所有的運動要素不隨時間變化的流體叫恒定流。對9.恒定流時,流線隨的形狀不隨時間變化,流線不一定與跡線相重合。錯10.漸變流過水斷面上動水壓強的分布規(guī)律可

9、近似地看作與靜水壓強分布規(guī)律相同。對11.流線是光滑的曲線,不能是折線,流線之間可以相交。錯12.一變直徑管段,A 斷面直徑是B 斷面直徑的2倍,則B 斷面的流速是A 斷面流速的4倍。對13.彎管曲率半徑Rc 與管徑d 之比愈大,則彎管的局部損失系數愈大。錯14.隨流動雷諾數增大,管流壁面粘性底層的厚度也愈大。錯15.水泵的揚程就是指它的提水高度。錯16.管嘴出流的局部水頭損失可有兩部分組成,即孔口的局部水頭損失及收縮斷面出突然縮小產生的局部水頭損失。錯17.當流速分布比較均勻時,則動能修正系數的值接近于零。錯18.流速分布越不均勻,動能修正系數的值越小。錯19.在水流過水斷面面積相等的前提下

10、,濕周愈大,水力半徑愈小。對20.圓形管的直徑就是其水力半徑。錯21.為了減少摩擦阻力,必須把物體做成流線型。錯22.在研究紊流邊界層的阻力特征時,所謂粗糙區(qū)是指粘性底層的實際厚度小于粗糙高度。對23.水泵的安裝高度取決于水泵的允許真空值、供水流量和水頭損失。對24.大孔口與小孔口都可認為其斷面上壓強、流速分布均勻,各點作用水頭可以認為是一常數。錯三、簡答題1.什么是粘滯性?什么是牛頓內摩擦定律?不滿足牛頓內摩擦定律的流體是牛頓流體還是非牛頓流體?答:粘滯性是當流體流動時,在流體內部顯示出的內摩擦力性質。牛頓內摩擦定律是:duT Ady=;不滿足牛頓內摩擦定律的流體是非牛頓流體。2.在流體力學

11、當中,三個主要的力學模型是指哪三個?答:(1連續(xù)介質;(2無粘性流體;(3不可壓縮流體。3.什么是理想流體?答:理想流體即指無粘性流體,是不考慮流體的粘性的理想化的流體。4.什么是實際流體?答:考慮流體的粘性的流體。5.什么是不可壓縮流體?答:不計流體的壓縮性和熱脹性的而對流體物理性質的簡化。6.為什么流體靜壓強的方向必垂直作用面的內法線?答:由于流體在靜止時,不能承受拉力和切力,所以流體靜壓強的方向必然是沿著作用面的內法線方向。7.為什么水平面必是等壓面?答:由于深度相等的點,壓強也相同,這些深度相同的點所組成的平面是一個水平面,可見水平面是壓強處處相等的面,即水平面必是等壓面。8.什么是等

12、壓面?滿足等壓面的三個條件是什么?答:在同一種液體中,如果各處的壓強均相等由各壓強相等的點組成的面稱為等壓面。滿足等壓面的三個條件是同種液體連續(xù)液體靜止液體。9.什么是阿基米德原理?答:無論是潛體或浮體的壓力體均為物體的體積,也就是物體排開液體的體積。10.潛體或浮體在重力G和浮力P的作用,會出現哪三種情況?答:(1重力大于浮力,則物體下沉至底;(2重力等于浮力,則物體可在任一水深處維持平衡;(3重力小于浮力,則物體浮出液體表面,直至液體下部分所排開的液體重量等于物體重量為止。11.等角速旋轉運動液體的特征有那些?答:(1等壓面是繞鉛直軸旋轉的拋物面簇;(2在同一水平面上的軸心壓強最低,邊緣壓

13、強最高。12.什么是絕對壓強和相對壓強?答:絕對壓強:以毫無一點氣體存在的絕對真空為零點起算的壓強。相對壓強:當地同高程的大氣壓強p為零點起算的壓強。a13.什么叫自由表面?答:和大氣相通的表面叫自由表面。14.什么是流線?什么是跡線?流線與跡線的區(qū)別是什么?答:流線是某一瞬時在流場中畫出的一條空間曲線,此瞬時在曲線上任一點的切線方向與該點的速度方向重合,這條曲線叫流線。區(qū)別:跡線是流場中流體質點在一段時間過程中所走過的軌跡線。流線是由無究多個質點組成的,它是表示這無究多個流體質點在某一固定瞬間運動方向的曲線。而跡線則是在時間過程中表示同一流體質點運動的曲線。15.什么是流場?答:我們把流體流

14、動占據的空間稱為流場,流體力學的主要任務就是研究流場中的流動。16.什么是歐拉法?答:通過描述物理量在空間的分布來研究流體運動的方法稱為歐拉法。17.什么是拉格朗日法?答:通過描述每一質點的運動達到了解流體運動的方法。18.什么是恒定流動?什么是非恒定流動?答:動平衡的流動,各點流速不隨時間變化,由流速決定的壓強、粘性力也不隨時間變化,這種流動稱之為恒定流動反之為非恒定流動。19.什么是沿程損失?答:在沿程不變的管段上,流動阻力沿程也基本不變,稱這類阻力為沿程阻力,克服沿程阻力引起的能量損失為沿程損失。20.什么是局部損失?答:在邊壁急劇變化的區(qū)域,阻力主要地集中在該區(qū)域中及其附近,這種集中分

15、布的阻力稱為局部阻力。克服局部阻力的能量損失為局部損失。 21.什么叫孔口自由出流和淹沒出流?答: 在容器側壁或底壁上開一孔口,容器中的液體自孔口出流到大氣中,稱為孔口自由出流。如出流到充滿液體的空間,則稱為淹沒出流。 22.什么是有旋流動?什么是無旋流動?答: 流體微團的旋轉角速度不完全為零的流動稱為有旋流動,流場中各點旋轉角速度等于零的運動,成為無旋運動。23.在流體力學中,拉格朗曰分析法和歐拉分析法有何區(qū)別?答: 拉格朗曰法著眼于流體中各質點的流動情況跟蹤每一個質點觀察與分析該質點的運動歷程然后綜合足夠多的質點的運動情況以得到整個流體運動的規(guī)律。歐拉法著眼于流體經過空間各固定點時的運動情

16、況它不過問這些流體運動情況是哪些流體質點表現出來的也不管那些質點的運動歷程因此拉格朗曰分析法和歐拉分析法是描述流體的運動形態(tài)和方式的兩種不同的基本方法 。 24.什么叫流管、流束、過流斷面和元流?答:在流場內,取任意非流線的封閉曲線L ,經此曲線上全部點做流線,這些流線組成的管狀流面,稱為流管。流管以內的流體,稱為流束。垂直于流束的斷面稱為流束的過流斷面,當流束的過流斷面無限小時,這根流束就稱為元流。 25.什么是入口段長度?對于層流、紊流分別用什么表示?答:從入口到形成充分發(fā)展的管流的長度稱為入口段長度,以E x 表示。對于層流:Re 028.0=dx E ;對于紊流:50=dx E 。26

17、.什么是單位壓能? 答:p是斷面壓強作用使流體沿測壓管所能上升的高度,水力學中稱為壓強水頭,表示壓力作功所能提供給單位重量流體的能量,稱為單位壓能。 27.什么是滯止參數?答:氣流某斷面的流速,設想以無摩擦絕熱過程降低至零時,斷面各參數所達到的值,稱為氣流在該斷面的滯止參數。滯止參數一下標“0”表示。 28.氣流速度與斷面的關系有哪幾種?答:M<1為亞音速流動,說明速度隨斷面的增大而減慢;隨斷面的減少而加快。M>1為超音速流動,說明速度隨斷面的增大而加快;隨斷面的減少而減慢。M=1既氣流速度與當地音速相等,此時稱氣體處于臨界狀態(tài)。29.什么是幾何相似、運動相似和動力相似?答: 幾何

18、相似是指流動空間幾何相似,即形成此空間任意相應兩線段交角相同,任意相應線段長度保持一定的比例。運動相似是指兩流動的相應流線幾何相似,即相應點的流速大小成比例,方向相同。 動力相似是指要求同名力作用,相應的同名力成比例。 30.要保證兩個流動問題的力學相似所必須具備的條件是什么?答:如果兩個同一類的物理現象,在對應的時空點上,各標量物理量的大小成比例,各向量物理量除大小成比例外,且方向相同,則稱兩個現象是相似的。要保證兩個流動問題的力學相似,必須是兩個流動幾何相似,運動相似,動力相似,以及兩個流動的邊界條件和起始條件相似。四、計 算 題1. 圖示為一采暖系統(tǒng)圖。由于水溫升高引起水的體積膨脹,為了

19、防止管道及暖氣片脹裂,特在系統(tǒng)頂部設置一膨脹水箱,使水的體積有自由膨脹的余地。若系統(tǒng)內水的總體積8V =m 3,加熱前后溫差50t =o C ,水的膨脹系數0005.0=,求膨脹水箱的最小容積。 解 由dV V dT=得:0.000585d V V d T = 0.2=m 3故膨脹水箱的最小容積為0.2m 32. 有一矩形底孔閘門,高 3h =m ,寬 2b =m ,上游水深 16h =m 下游水深25h =m 。試用圖解法及解析法求作用于閘門上的水靜壓力及作用點? 解 A h A h P P P c c '-=-=下上9.807659=kN3. 寬為1m ,長為AB 的矩形閘門,傾角

20、為45,左側水深 13h =m ,右側水深 22h =m 。試用圖解法求作用于閘門上的水靜壓力及其作用點?解 壓強分布圖略,根據圖計算如下: 22121211sin 45sin 4522P P P h h =-=-119.80739.807222=- 1122D P y P y P y =-1122D P y P y y P-=123 245324534.65h h -+= 34.65=-=m解 故 21 111120.1(c b h l J y A h h b h =-mC 點是合力作用點的極限點,當其高于C 點閘門自動打開。2(1.0121121h h h -=211101012h h h

21、 =+=+=m即 1.33h m 時,閘門便自動打開。5. 有一圓滾門,長度 10l =m ,直徑 4D =m ,上游水深 14H =m ,下游水深22H =m ,求作用于圓滾門上的水平和鉛直分壓力。 解2221211(2x P P P l H H=-=-2219.80710(422=- 590=kN 234z P V A l R l =39.8074104= 920=kN6. 一弧形閘門AB ,寬 4b =m ,圓心角 =45,半徑 2r =m ,閘門轉軸恰與水面齊平,求作用于閘門的水靜壓力及作用點。解 2sin =h22x P h b = =kN z P V b =面積(b =-扇形面積三

22、角形面積 2211(9.8074(1822b r h =-=-22.4=kN45.2P =kN 7. 油沿管線流動,A 斷面流速為2m/s ,不計損失,求開口C 管中的液面高度。 解 21.015.0(22=A BA B v d d v4.5=m/s通過B 斷面中心作基準面,寫A 、B 兩斷面的能 能量方程: 025.40222+=+gpg2212.7(2 4.52pg=+-1.86=m8. 用水銀比壓計量測管中水流,過流斷面中點流速u 如圖。測得A 點的比壓計讀數60h =mm 汞柱。(1求該點的流速u ;(2若管中流體是密度為0.8g/cm 3的油,h 仍不變,該點流速為若干,不計損失。解

23、ABp g up =+22 h p p guBA-=-=(212當管中通水時:h h =-6.1213.85u =m/s 當管中通油時:h h =-=-16807.98.08074.31u =m/s 9. 水由管中鉛直流出,求流量及測壓計讀數。水流無損失。 解 寫出管口斷面,圓盤周邊斷面的能量方程: gv gv 2002032221+=+3222122=-gv gv2211v A v A =212112(0.054A v v v A =2110.05v v =所以3221.2(2121=-gv gv882.011.232221=-=gv1 4.15v = =m/s2Q A v =m 3/s寫管

24、出口、圓盤測壓管連接處的能量方程:pgv =+2321882.03(+=p由等壓面規(guī)律得:h p =+15.1111h p m =+=+=mm10. 直徑為1700d =mm 的管道在支承水平面上分支為2500d =mm 的兩支管,A-A 斷面壓強為70kN/m 2,管道流量0.6Q =m 3/s ,兩支管流量相等:(1不計水頭損失,求支墩受水平推力。(2水頭損失為支管流速水頭的5倍,求支墩受水平推力。不考慮螺栓連接的作用。解 11210.61.56(0.74Q v A =m/s 22220.31.53(0.54Q v A =m/sgv p gv p 22222211+=+1221222112

25、gp gv gv p p -+=-+=2170p p =kN/m 2寫能量方程式:Rx v Q A p v Q A p +=+30cos (222221111+-+=30cos (22222111v Q A p v Q A p Rx 7000022+-+=30801393219 3.219N =+=kN當記入損失時:gv gv p gv p 252222222211+=+264.15p =kN/m2同理35.24R x =kN11.油在管中以1v =m/s 的速度流動,油的密度920=kg/m 3,3l =m ,25d =mm 水銀 壓差計測得9h =cm ,試求(1油在管中的流態(tài)?(2油的運

26、動粘滯系數?(3若保持相同的平均流速反向流動,壓差計的讀數有什何變化? 解 (1若為層流: 22v d l h f =264(2vdl dv g h =-油汞22320.09(136009209.807l vd-=23231920(0.025=2440.7910323920-=m 2/s校核是否為層流 31610=-vd所以為層流。(3若倒流:則下端壓強大于上端壓強,h 仍為9cm 。 12.油的流量77Q =cm 3/s ,流過直徑6d =mm 的細管,在2l =m 長的管段兩端水銀壓差計讀數30h =cm ,油的密度900=kg/m 3,求油的和值。 解 設若為層流 2v =m/s22f

27、l v p d=2(2vl h g d-=油汞油268.610232900 2.72-=m 2/s63-=Pas驗證:6u d-=故為層流。13. 水箱側壁接出一根由兩段不同的管徑所組成的管道。已知1150d =mm ,275d =mm ,50l =m ,管道的當量糙度0.6K =mm ,水溫為20oC 。若管道的出口流速22v =m/s ,求(1水位H 。(2繪出總水頭線和測壓管水頭線。解(12222175(2( 0.5150d v v d =1m/s116v d -=1 22v d -=210.6(0.004150K d = 20.6(0.00875Kd = 由葉迪圖可知 0.03=1;0

28、.037=2 221122121222l v l v h d g d g=+f2250(0.550220.0752gg=+0.1275 5.03 5.16=+= m0.5= 0.50.375=221油2A 751-(=0.51-(A 1502212g=+=+=22=+=+=210.012752v g=m ;220.22v g=m (2水頭線略。14. 一隔板將水箱分為A 、B 兩格,隔板上有直徑140d =mm 的薄壁孔口,如題下圖,B 箱底部有一直徑的圓柱形管嘴,管嘴長0.1l =m ,A 箱水深13H =m 恒定不變。(1分析出流恒定條件(2H 不變的條件。(2在恒定出流時,B 箱中水深2

29、H 等于多少?(3水箱流量1Q 為何值?解 (121Q Q =時,2H 恒定不變。(22431.0d m l =,為管嘴出流,1d 為空 孔口出流。取 10.6=112A l =222212220.62(30.822(0.1A g H A g H -=+ 22224222222241A H H H H A-=+=+=+2230.059(10.59 1.59H H -=+=(3224Q A -=m 3/s 15.某誘導器的靜壓箱上裝有圓柱形管嘴,管徑為4mm ,長度100l =mm ,02.0=,從管嘴入口到出口的局部阻力系數5.0=,求管嘴的流速系數和流量系數(見圖5-4圖。 解 34l d

30、為短管出流。故1110.707= 0.707=16. 如上題,當管嘴外空氣壓強為當地大氣壓強時,要求管嘴出流流速為30m/s 。此時靜壓箱內應保持多少壓強?空氣密度為 1.2=kg/m 3。解 v =0000a p p p p p =-=-=。即靜壓箱中相對壓強為1.08kN/m217. 某恒溫室采用多孔板送風,風道中的靜壓為200Pa ,孔口直徑為20mm ,空氣溫度為20oC ,8.0=。要求通風量為1m 3/s 。問需要布置多少孔口?解 在通風工程中,對于多孔板送風,流量系數采用0.841Q A 0.8(0.0111.510 4-=m 3/s1Q nQ =;411872(11.510Qn

31、 Q -=個18. 水從A 水箱通過直徑為10cm 的孔口流入B 水箱,流量系數為0.62。設上游水箱的水面高程13H =m 保持不變。(1B 水箱中無水時,求通過孔口的流量。(2B 水箱水面高程22H =m 時,求通過孔口的流量。(3A 箱水面壓力為2000Pa ,13H =m 時,而B 水箱水面壓力為0,22H =m 時,求通過孔口的流量。 解(1224Q A -=m 3/s (222Q A -=m 3/s (32 Q A = 22.36104-=m 3/s 19. 如圖示管路中輸送氣體,采用U 形差壓計測量壓強差為h m 液體。試推導通過孔板的流量公式。解Q = 式中h 以米計,1為差壓

32、計用的液體容重。為 流動氣體的容重。20. 如上題圖孔板流量計,輸送20o C 空氣,測量100h =mmH 2O 。62.0=,100d =mm ,求Q 。 解Q = .10.6200.24=m 3/s 21. 某供熱系統(tǒng),原流量為0.005m 3/s ,總水頭損失5h =mH 2O ,現在要把流量增加到0.0085m 3/s ,試問水泵應供給多大壓頭。解211f h S Q =2222110.0085(5(f f Q h h Q =mH 2O22. 兩水池用虹吸管連通,上下游水位差2H =m ,管長13l =m ,25l =m ,34l =m ,直徑200d =mm ,上游水面至管頂高度1

33、h =m 。已知026.0=,進口網5.1=(每個彎頭,出口0.1=,求: (1虹吸管中的流量;(2管中壓強最底點的位置及其最大負壓值。 解 寫上、下游水面的能量方程: 2222212(0.022l vvvl vvH d g gg dgg=+=+=+=215.2vH g=1.6v =m/s 220.2 1.65104Q A v -=m 3/s壓強最低點在2l 末端,則222120(10 1.5222p l l vv vh gdgg+=+2p vg=-+=-+=-m23. 如圖水泵抽水系統(tǒng),管長、管徑單位為m ,給于圖中,流量34010Q -=m 3/s ,03.0=。求:(1吸水管及壓水管的S

34、 數。(2求水泵所需水頭。 (3繪制總水頭線。 解 (1S 數:12424208(d S d g g+= 224242608(d S d gg+= 222321212(2218(4010 3.54h S24. 有一簡單并聯(lián)管路如下圖,總流量38010Q -=m 3/s ,02.0=,求各管段的流量及兩節(jié)點間的水頭損失。第一支路1200d =mm ,1600l =m ,第二支路2200d =mm ,2360l =m 。解 =1124251880.0260030900.2l dS d gg=2224251880.0236018600.2l dS d g g = 43=+=+=+=215820.04

35、14S =節(jié)點間的水頭損失225820.08 3.72h S Q = m10.0350Q =m 3 /s20.045Q =m 3/s校核 120.08Q Q +=m 3/s26.崗位送風所設風口向下,距地面4m 。要求在工作區(qū)(距地1.5m 高范圍造成直徑為1.5m 射流截面,限定軸心速度為2m/s ,求噴嘴直徑及出口流量。 解(10 3.4R r a S =+n r S S a= 為主體段。(3000.08 2.50.2940.2940.966m a sr v v +=m/s 2/s27. 已知煤氣管路的直徑為20厘米,長度為3000米,氣體絕對壓強1980p =kPa ,1300T =K

36、,0.012=,煤氣的490R =J/kg K , 1.3K =。當出口的外界壓力為490kPa 時求質量流量G 。解 流體為等溫流動,故G = 5.17=kg/s 28. 空氣自01960p =kPa ,溫度293K 的氣罐中流出,沿長度20l =米,2D =厘米的管道流入2293p =kPa 的介質中。設流動為等溫過程0.015=不計局部阻力,求出口流量。 解G = = = = = 0.552=kg/s23010-=m 2/s ,問直徑0.1d =mm 的煤粉顆粒是沉降還是被煙氣帶走?已知煙氣的密度0.2m =kg/m 3,煤粉的密度31.310m =kg/m 3。解 36280u d-=

37、用(8-29式可知:2211(1818m m u d g d g =-=-23610.2-=-0.154=m/s氣流速度大于懸浮速度,所以0.1d =mm 的煤粉顆粒將被煙氣帶走。36.有一兩面收縮均勻的矩形孔口,截面為0.052m 2,出口流速010v =m/s 。求距孔口2.0m 處,射流軸心速度m v 、質量平均速度2v 及流量Q 。 解 020.050b =;00.025b =; 0.108n b S a=m 2s =m(10.210104941m v v = =m/s (2201010 2.78v v =m/s (30001.213.6Q Q v = n r S a=m 1.5S =

38、m 為主體段。（1） vm = 0.966 0.966 v0 = ×8 aS 0.08 × 1.5 + 0.294 + 0.294 0.1 r0 （2） （3） 0.966 × 8 = 5.18 m/s 1.494 0.455 v2 = × 8 = 2.43 m/s 1.494 = D = d 0 + 6.808 = 0.2 + 68 × 0.08 × 2 = 1 m 2.4 解： h1 h3 h2 A gh1 gh2 A h1 h2 gh1 h h1 A gh1 h2 B (cg(h-h2 A h gh R g(h+R gh3 g(

39、h-h2 B (a B gh2 (b B (d M = M P1M P 2 = 6696.67kN m（逆時針） 2.16 解： 閘門左側流體靜壓力： h1 gh12 b 1 P1 = AP1 b = gh1 b= = 22.632kN 2 sin 2 sin 左側壓力中心距 B 點的距離： e1 = h1 = 0.7698m 3 sin 或：左側壓力中心 D1 的位置（距水面的距離） ： y D1 = y C1 + I C1x = 1.5396m y C1 A gh22 b 閘門右側流體靜壓力： P2 = AP b = = 0.905kN 2 sin 2 右側壓力中心距 B 點的距離： e2

40、 = h2 = 0.1534m 3 sin 或：右側壓力中心 D2 的位置（距水面的距離） ： y D 2 = yC 2 + IC2x = 0.3079m yC 2 A ： 1 對鉸鏈 O 列力矩平衡方程（此時 x>e1） P (x e1 = P2 ( x e2 x= = 3 2 P1e1 P2 e2 h13 h2 h 2 + h1 h2 + h2 = = 1 2 P1 P2 3 sin (h12 h2 3 sin (h1 + h2 2 2 + 2 × 0 .4 + 0 .4 2 m0.7955m 3 sin 60°(2 + 0.4 另一種情況（此時 e1> x

41、，e2> x） ： 對鉸鏈 O 列力矩平衡方程： P (e1 x = P2 (e2 x 1 x= 3.5 解： P1e1 P2 e2 = 0.7955m P1 P2 4 d 32 v 3 = 0 .0785 m 3 s H v1 d1 v2 d2 q1 v3 d3 q2 （1） Q 3 = Q 2 = Q 3 + q 2 = 0 .1 m 3 s Q1 = q1 + Q 2 = 0 .15 m 3 s （2） v = 4 Q1 = 2 .12 m s 1 2 d1 v2 = d 22 4Q 2 = 3 .18 m s 3.17 解： Q 2 = Q Q1 = 24 l s x 方向： Q 0 2 Q2 Q 2 ( 2 v 2 cos Q v = R R = ( Q 2 v 2 cos + Qv = v ( Q 2 cos + Q y 方向： 0 Q1 1 2 y R 1 x Q1 1 v1 + Q 2 2 v 2 sin = 0 sin = Q1 v1 1 = Q2v2 2 = 30 o R = 1000 × 24 × 30 × 10 3 cos 30 o + 36 × 10 3