工程流體力學(xué)聞德第七章流動阻力和能量損失課后習(xí)題答案

#ppPg山-Pgh~Pg山4—亠=Hg=—h—12.6Ah=—4.26mPgPg4.26—1.5Ah=m=0.22mHg12.67—29流速由v1變到v2的突然擴大管，如分為兩次擴大(如圖所示)，中間流速v取何值時，局部損失最小，此時局部損失h?為多少，并與一次擴大時片］比較。(v—v)2+(v—v)2dh解：h=――—2，j2=0，貝j22gdvd(v2—2vv+v2+v2—2vv+v2)2gd2gdv—2vdv+2vdv+2vdv一2vdv_12——=0dvv=](v+v)21211[v一(v+v)]2+[—(v+v)一v]212122122h=j21111(v一v)2+(—v一v)2=2122，2122,hj2一次擴大的局部損失hj1(v—v)2=12g2，所以兩次擴大的局部損失h為一次擴大局部損1失的2。7—30現(xiàn)有一直徑d=100mm的板式閥門，試求這個閥門在二個開度(e/d=0.125,e/d=0.5)情況下的等值長度兒該管的沿程阻力系數(shù)啟0.030,lv2v2"匚d解：hf=X—，h=匸—，所以1=—/d2g丿2g九e當(dāng)二=0.125時，由表7—3查得:=97.3。d卩97.3x0.11=m=324m0.03e當(dāng)，=0.5時，:=2.06d2.06x0.11'=m=6.87m0.037—31某鑄鐵管路，當(dāng)量粗糙度A=0.3mm，管徑d=200mm，通過流量Q=0.06m3/s，管路中有一個90°的折管彎頭的局部損失'如圖所示。今欲減小其局部損失'擬將90°折管彎頭換為兩個45°的折管彎頭，水溫t=20°C。試求上述二種情況下的局部損失號：h.2之比和每種情況下的等j1j2值長度1〔、1；。解Q4Q4x0.061V===m/s=1.91m/sAnd2nx0.22v21.912h=匚=1.1xm—0.205mHOj1902g2x9.82v21.912h=2?=2x0.35xm一0.13mj245。2g2x9.8h：h=0.205：0.13=1.58：1O2j1j2(2)h=九一j假設(shè)管中為湍流lV2

d2g粗糙區(qū)）1二0.0217入二r=100（2lg申+1.74）2（2lg-—+1.74）2A0.3vd1.91x0.2______Re==二380857v1.003x10-632.8d32.8x200o==mm=0.117mm0ReJ九380857xf0.0217A0.3r=0H7=2.56，屬過渡區(qū)。0假設(shè)管中為湍流（過渡區(qū)）1A2.51）廠-2lg（37d+右）因g■二攔:二0.001,5由莫迪圖查得九二0.022d200hxdx2g0.205x0.2x2x9.8l'=-41=m=10.01m1九v20.022x1.912hxdx2g0.13x0.2x2x9.8-42=m=6.35m九v20.022x1.912設(shè)水流從水箱經(jīng)過水平串聯(lián)管流入大氣，在第三管段有一板式閥門，如圖所示已知H=3m，d1=0.15m，l1=15m，d2=0.25m，l2=25m，d3=0.15m，l3=15m，管道粗糙系數(shù)n=0.013。e試求閥門全開(丐二1)時管內(nèi)流量Q,并繪出總水頭線和測壓管水頭線。d解：對過流斷面0-0、3-3列伯努利方程，取a07—32二叮1.0'則可得v2H=—+2ghw0-31)h=：上【+九w0-312g1lv2v2lv2—11+L亠+九T——亠+:d2g22g2d2g312由表7-3查得：:=0.50,:12lv2v234+Q3（2）d2g42g3-“=（纟-O=[^0^-1]2=3.16d（0.15）2v2

a+九2g3:3=OX-知=DM—降]=°32，:4=0另外C1=另外C1=-R6=n11(0.15]0.0131~T~丿16116m2/s=44?5m2/s=空=8X9"=0.0396C2(44.5)21=1R16n2=禮=8X9?8=0.0334C2(48.5)22=侖(竽)16m2/s=48?5m2/sl=l=0.039631

將上述已知值代入(1)v23=0.5?十2g式、(2)式，得0.0396倉羋+0.152g3.16?i°.0334倉恵v2c22g+0.32?v2—32go.。396嚨ft+v2—32gA因V=2V1A21v26.5?—2g(0.25、2v23=4.46?十2g(d丫3=4.46?(2.78吵6.5?0.15丿v25.28-32gv=2.78v，23)=v所以(3)式為322^9.8v=0.85m/s2v2229.85.28(2.78v)2229.8~2TOC\o"1-5"\h\znd2n~2Q=Av=—v=x(0.25)2x0.85m3/s=0.042m3/s22424因要繪制水頭線，需計算管內(nèi)速度水頭和各部分的水頭損失。v=2.78v=2.78?0.85m/s2.36m/s=v。123m=0.04m2x9.8av21x(2.36)2avm=0.04m2x9.8速度水頭:卡4=m=0.28m，-222g2x9.8av21x(2.36)233=m=0.28m。2g2x9.8v2(2.36)2水頭損失:hji=?+=0.5水頭損失:hji=?12g2x9.8hf1lv215(2.36)hf1=0.0396xx'm=1.13m1d2g0.152x9.81h廠v26(0.85)20h=?2=3.16xm=0.12mj222g2x9.8

lv225(0.85)2h二九22=0.0334xxm=0.12mf22d2g0.252x9.82h=QVL=0.32x(2.36)2m=0.09mj332g2x9.8lv215(2.326)h=X—3—=0.039xix