流体力学 第五章 习题new1
哈工大建筑工业出版社伍悦滨工程流体力学(水力学)课后习题答案
哈⼯⼤建筑⼯业出版社伍悦滨⼯程流体⼒学(⽔⼒学)课后习题答案
第⼀章
1、2 kg 19.6 N
2、900 kg/m 3
3、3.5 %
4、1.0 N
5、0.05 Pa ?s
6、4.3×10-5 N
7、39.5 N ?m
8、0.026 %
9、0.51×10-9 Pa -1 1.96×109 Pa 10、0.2 m 3 11、533×105 Pa 12、435.44 kPa
第⼆章
1、14994 Pa
2、-5880 Pa
3、352.8 kN ,275.4 kN
4、37.7 kPa ,29.6 kN
5、362.8 kPa
6、22.7kPa
7、p=p 0
8、1.63m/s 2
9、18.67 rad/s
10、2462N 竖直向下,
3977N 竖直向上 12、31kN 13、88.3kN 距⽔底1.5m 14、距液⾯1.56m 15、距液⾯1.414m
2.586m
16、23.45kN ,20o 17
、12 2
3x
z
P gh P ρρ==18、153.85kN ,0,0 19、28.85kN ,2.56 kN 20、0.114 21、不能 22、0.48m
第三章
1、35.86 m/s 2
2、36.27m/s 2⼆元/恒定
/⾮均匀流 3、ay-bx=c 4、x 2+y 2=c 5、3x -2y =3 6、y =0.242r 0
7、1,3不满⾜2满⾜ 8、u x =-2xy -2x +f (y ) 9、4max 3Q bu = 10、18.05m/s, 22.25m/s 11、8.16 2.04 0.51 16.32 4.08 1.02 4.08 1.02 0.255 12、0.228kg/s 9.83m/s 13、4.77 m/s
第五版 流体力学习题答案完整版
《流体力学》答案
1-6.当空气温度从00C 增加至020C 时,ν值增加15%,容重减少10%,
问此时μ值增加多少?
⎡⎤⎣⎦解0
00
0000000
(115%90%
)
()
()
0.035 3.5%g
g
g
γγ
ννμμρνρνμρνγν⨯---=
=
==
1-7.图示为一水平方向运动的木板,其速度为1m s ,平板浮在油面上,油深 1mm δ=,油的0.09807Pa s μ=,求作用于平板单位面积上的阻力?
⎡⎤⎣⎦解1
0.0980798.070.001
du Pa dy τμ==⨯= 1-9.一底面积为4045cm ⨯,高为1cm 的木板,质量为5kg ,沿着涂有润滑油的斜面等速向下运动,已知1m v s =,1mm δ=,求润滑油的动力粘滞系数?
⎡⎤⎣⎦解0T GSin α-= 5525
5131313
T GSin G g g α==⋅
=⨯⨯=所以 10.400.451800.001
du T A dy μ
μμ==⨯=但 259.807
0.10513180
Pa s μ⨯=
=⋅⨯所以
1-10.一个圆锥体绕其铅直中心轴等速旋转,锥体与固定壁的间距为δ=1mm ,全部为润滑油充满,μ=0.1Pa.s ,当旋转角速度ω=16s -1,锥体底部半径R =0.3m,高H =0.5m 时,求:作用于圆锥的阻力矩。
解: 取微元体, 微元面积:
阻力矩为:
阻力: 阻力矩
5
12
13G
V
δ
22cos 0dh
dA r dl r du r dy dT dA dM dT r
ππθ
ωτμμδτ=⋅=⋅-====⋅0
3
3
30
1
2cos 12()cos 12cos H
水力学 第五章课后题答案
局部损失系数分别为2,0.2以及45°弯头一个,机组效率为80%,求0.05m3/s流量时的水泵扬程
钢管的粗糙系数取0.012利用公式 =
82
1
3
可求得吸水管系数1 = 0.0306,压力管系数2 = 0.0337
1
+ 4 + 3 4
H= + ℎ1 + ℎ2 + ℎ4 = 45.43
= + 100 = 145.43
2
=3.357m
5.9图示为一串联管道自水池引水到大气中。第一段管道d1=100mm,l1=25m,第二段d2=50mm,l2=20m,通过流
量 = 5.0 ×
2
特点:直接水击和阀门关闭时间无关,间接水击的压强增值是一系列水击波在各自不同发展阶段叠
加的结果。因此要尽量避免产生直接水击。
本章常用公式
1.根据糙率求沿程阻力系数: =
82
1
3
2.伯努利方程在有压管道中的应用
2
=1
=1
2
1 +
= 2 +
+
+ ( + )
下,水池与水井的水位差z为多少
流体力学实验_第五章
时,光线的偏转有发散的趋势(形成暗区);反之
有聚拢的趋势(形成亮区)。
34
平行光线 流动
激波区域
x
屏幕
暗亮 阴影仪原理图
35
4. 纹影法
纹影图表征流场中密度梯度的变化,灵敏度比阴影仪高一 个量级。
线光源
透镜
流场 纹影仪光路图
纹影 透镜
刀口 光阑 显示
屏幕
36
刀口光阑的作用:切割光源像,把光线受流场的扰动转变为记 录屏幕上的光强分布。
氟化氩激光器——氧分子,氧原子, CH, CO
激光诱导荧光技术不仅可以显示流动结构(目前 已经发展得相当成熟),而且可以定量地测量浓度 (处在应用阶段)、速度等(仍处在研究阶段)。
平面激光诱导荧光流动显示(PLIF):用脉冲或连 续激光片光源,利用激发出的荧光显示流场断面内的 流动结构。
PLIF流动显示可以清晰地显示瞬时、内部流场显 示。
发烟电阻丝:铂丝、钨丝或镍铬丝,0.1mm直径 油的选择:发烟白、浓密、无毒、无腐蚀性,粘度较大, 如甘油或石蜡油,在电阻丝上会结成许多小的油珠
电源:连续或脉冲式
发烟控制装置:控制发烟时刻、时间及浓度
闪光摄影装置:高亮度的闪光灯、激光片光源,照相或高 速摄影
22
Smoke wire flow visualization of flow over an inflatable Eppler 398 at Re=50,000, alpha=4
工程流体力学1342new
2
, l 称为混合长度,与y成正比。将上式代入式(4-32),则
紊流的附加切应力:
du x 2 u u y u u y l x x dy
2
2
(4-33)
College of Water Resources and Hydropower, Wuhan University
dm u u dAdtu u u dAdt x y x x y
根据动量定律,动量的变化等于作用于dm上的外力的冲量,这个外 力就是作用在dA上的水平方向的附加阻力dF,即
dFdt u u dAdt x y
College of Water Resources and Hydropower, Wuhan University p10
p8
普朗特的混合长度理论的基本点是动量传递理论。这个理论认为: 由于紊流中脉动的存在,流体质点在一定的距离内移动、掺混产生 动量交换和改变,动量交换和改变的结果是质点间产生不同于粘滞 力的内摩擦力,这个内摩擦力就是附加切应力。关于质点脉动过程 中动量的改变,这个理论还作以下假定,即流体质点的流速、动量 等从一流层脉动到另一流层的路程上,始终保持不变,只是脉动到 了另一流层后,和那里的流体质点发生掺混,将自己的流速、动量 突然改变为当地的流速、动量。 现利用动量定理,以图4-9所示的流体沿一个固体平面作平行的直线 定常流动为例,讨论附加切应力的表达式。图中坐标为直线流动的 方向,流动的时均速度的分布如图4-9a所示。设流层1上某一流体质 点有轴向脉动速度和轴向脉动速度。由于轴向脉动速度作用,使流体 质点从流层1经微小面积运动到另一流层2,流层1与流层2之间的距 离假定为与气体分子平均自由行程相当的距离。
(完整版)流体力学练习题及答案
(完整版)流体力学练
习题及答案
-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
流体力学练习题及答案
一、单项选择题
1、下列各力中,不属于表面力的是( )。
A .惯性力
B .粘滞力
C .压力
D .表面张力
2、下列关于流体粘性的说法中,不准确的说法是( )。
A .粘性是实际流体的物性之一
B .构成流体粘性的因素是流体分子间的吸引力
C .流体粘性具有阻碍流体流动的能力
D .流体运动粘度的国际单位制单位是m 2/s
3、在流体研究的欧拉法中,流体质点的加速度包括当地加速度和迁移加速度,迁移加速度反映( )。
A .由于流体质点运动改变了空间位置而引起的速度变化率
B .流体速度场的不稳定性
C .流体质点在流场某一固定空间位置上的速度变化率
D .流体的膨胀性
4、重力场中平衡流体的势函数为( )。
A .gz -=π
B .gz =π
C .z ρπ-=
D .z ρπ=
5、无旋流动是指( )流动。
A .平行
B .不可压缩流体平面
C .旋涡强度为零的
D .流线是直线的
6、流体内摩擦力的量纲[]F 是( )。
A . []1-MLt
B . []21--t ML
C . []
11--t ML D . []2
-MLt 7、已知不可压缩流体的流速场为xyj zi x 2V 2+= ,则流动属于( )。
A .三向稳定流动
B .二维非稳定流动
C .三维稳定流动
D .二维稳定流动
8、动量方程 的不适用于(??? ??) 的流场。
A .理想流体作定常流动
B .粘性流体作定常流动
C .不可压缩流体作定常流动
流体力学习题及答案-第五章
第五章 势流理论
5-1流速为u 0=10m/s 沿正向的均匀流与位于原点的点涡叠加。已知驻点位于(0,-5),试求: (1)点涡的强度;(2)(0,5)点的流速以及通过驻点的流线方程。 答:(1)求点涡的强度Γ:
设点涡的强度为Γ,则均匀流的速度势和流函数分别为:
x u 01=ϕ,y u 01=ψ;
点涡的速度势和流函数为:
x
y arctg πϕ22Γ-=,r y x ln 2)ln(22
1
222ππψΓ=+Γ=; 因此,流动的速度势和流函数为:
θπ
θπϕϕϕ2cos 20021Γ-=Γ-
=+=r u x y arctg x u , r y u y x y u ln 2sin )ln(202
122021π
θπψψψΓ+=+Γ+=+=;
则速度分布为:
2202y x y
u y x u +⋅Γ+=∂∂=∂∂=
πψϕ, 222y
x x x y v +⋅Γ=∂∂-=∂∂=
πψϕ; 由于)5,0(-为驻点,代入上式第一式中则得到:
0)
5(05
2220=-+-⋅Γ+
πu , 整理得到:
ππ100100==Γu 。
(2)求)5,0(点的速度:
将π100=Γ代入到速度分布中,得到:
2
22222050102100102y x y y x y y x y u u ++=+⋅+=+⋅Γ+
=πππ,
2222225021002y
x x y x x y x x v +=+⋅=+⋅Γ=
πππ; 将0=x 、5=y 代入上述速度分布函数,得到:
201010505
501022=+=+⨯+
=u (m/s ),
05
00
5022=+⨯=v (m/s );
流体流动-(流动现象+流动形态)-new
2、假塑性流体 (油脂、油漆、涂料等)
F du n K( ) S dy
n 1
3、涨塑性流体(硅酸钾、淀粉、蜂蜜、阿拉伯树胶等)
F du n K( ) S dy
n 1
各流体粘性规律
du dy
四、流体流动类型与雷诺准数
图 雷诺实验
流速小时,有色流体在管内沿轴线方向成一条直线。
单位为m3/s。
(2)质量流量 (mass flow rate)
单位时间内流体流经管道任一截面的质量,以qm表示,其
单位为kg/s。
qm=ρqV
(3)平均流速 (average velocity) u, m/s
单位时间单位截面积流过的流体体积,以u表示,其单位为m/s。
qv u A
质量流速G: G=ρu
3、确定液封高度
作用:控制设备内气压不超过规定的数值,当设备内压力超过
规定值时,气体就wenku.baidu.com液封管排出,以确保设备操作的安全。
若设备要求压力不超过P1 (表压 ),按静力学基本方程式,则水封
管插入液面下的深度h为
h
H O g
2
p1
第三节
流体在管内的流动现象
反映管内流体流动规律的基本方程式有:
连续性方程
或是两者交替出现,与外界干扰情况有关。过渡流不是一种 流型。
流体力学龙天渝蔡增基版课后答案第五章孔口管嘴管路流动
第五章孔口管嘴管路流动
1.图中穿孔板上各孔眼的大小形状相同,问每个孔口的出流量是否相同? 解:由0
2gH A
Q μ=
与深度无关,所以每个孔口的出流量相同
2.有一水箱水面保持恒定(5m ),箱壁上开一孔口,孔口直径10。(1)如果箱壁厚度δ=3,求通过孔口的流速和流量。(2)如果箱壁厚度δ=40,求通过孔口的流速和流量。 解:(1)视作薄壁小孔口,97.0=ϕ,62.0=μ
s m gh v /6.92==ϕ 得:s m vA Q /1082.434-⨯==μ
(2)视作管嘴,82.0==μϕ
s m gh v /12.82==ϕ 得:s m vA Q /1038.634-⨯==μ
3.一隔板将水箱分为A 、B 两格,隔板上有直径为d 1=40的薄壁孔口,如题5-3 图,B 箱底部有
一直径为d 2=30的圆柱形管嘴,管嘴长0.1m ,A 箱水深H 1=3m 恒定不变。
(1)分析出流恒定性条件(H 2不变的条件)。 (2)在恒定出流时,B 箱中水深H 2等于多少? (3)水箱流量Q 1为何值? 解:(1)当Q 12时 出流恒定 (2)因为Q 12,=-)(2211
1H H g A μ)
1.0(2222+H g A μ
查表得6.01=μ,82.02=μ,解得:m H 85.12= (3)解得=1Q 3.58×10-3
m 3
4.证明容器壁上装一段短管(如图所示),经过短管出流时的流量系数
μ与流速系数为∑++=
=11ζλ
μϕd
l
证:∵∑++=g
v d l g v g v H 2222
220λ
ζ
∴02gH v ϕ= 其中=
流体力学部分练习题及答案PPT学习教案
工程上计算流体在圆管内流动 时,由紊流变为层流采用的临 界雷诺数取为第19页/共41页
A.13800 B.2320 C.2000
如图所示,
,下述静B
力学方程哪个正确?
第20页/共41页
边界层内流体流动与粘性底层流体流动都属于层流。 渐变流任意两个过流断面的 静水压X强可以用测压管来测量,而动水压强则不能用测压管来测量。
X
X
X
第2页/共41页
在位置高度相同,管径相同的 同一X 管道的两断面上,其势能、
动能都相等。
运动水流的测压管水头线可以 沿程上升,也可以沿程下降。
对
在均匀流中,任一过流断面上 X 的流体动压强X呈静压强分布特
答:(1)是恒定流。Ⅰ、Ⅲ是均匀流,Ⅱ是非均匀流。 (2)管中为非恒定流。
8
(3)有。管段相当长第为7页渐/共变4流1页,管段较短为急变流。
问题:在静止流体中,各点的 测压管水头是否相等?在流动 流体中?
答:相等,均匀流、渐变流中 同一断面上各点测压管水头相 等,急变流中不相等。
何谓均匀流及非均匀流?以上 分类与过流断面上流速分布是
理想气体伯努力方程
中
第1页/共41页
,
流体力学泵与风机第五版课后习题答案
流体力学泵与风机第五版课后习题答案【篇一:流体力学泵与风机习题集】
习题集
一、填空题
1.流体力学中三个主要力学模型是(123。
2.在现实生活中可视为牛顿流体的有和等。
3.流体静压力和流体静压强都是压力的一种量度。它们的区别在于:前者是作
用在;而后者是作用在。
4.均匀流过流断面上压强分布服从于。
5.和液体相比,固体存在着、和三方面的能力。
6.空气在温度为290k,压强为760mmhg时的密度和容重分别为
7.流体受压,体积缩小,密度;流体受热,体
积膨胀,密度的性质,称为流体的。
8.压缩系数?的倒数称为流体的,以来表示
9.1工程大气压等于千帕,等于水柱高,等于汞柱高。
10.静止流体任一边界上压强的变化,将等值地传到其他各点,只要,
这就是的帕斯卡定律。
11.流体静压强的方向必然是沿着。
12.液体静压强分布规律只适用于。
13.静止非均质流体的水平面是,和。
14.测压管是一根玻璃直管或u形管,一端另一
端。
15.在微压计测量气体压强时,其倾角为??30?,测得l?20cm 则。 16.作用于曲面上的水静压力p的铅直分力pz等于。
17.通过描述物理量在空间的分布来研究流体运动的方法称为。
18.流线不能相交(驻点处除外),也不能是折线,因为流线只能
是一条光滑的。
19.、和之和以pz表示,称为总压。
20.液体质点的运动是极不规则的,各部分流体,这种流动状态称为。
?,21.由紊流转变为层流的临界流速vk由层流转变为紊流的临界
流速vk
?称为,vk称为其中vk
22.对圆管来说,临界雷诺数值rek?。
23.圆管层流的沿程阻力系数仅与而和无关。
第五章 特殊流体Ⅰ—超临界流体new
5.1.1 超临界流体萃取技术的概念
临界温度(Tc):物质处于无论多高压力下均不能 被液化的最低温度。 临界压力 (pc):与Tc相对应的压力称为临界压力。 超临界区域:在压温图中,高于临界温度和临界压 力的区域称为超临界区。
超临界流体:如果流体被加热或被压缩至高于临界 点时,则该流体即为超临界流体。
图5-6 超临界萃取流程简图
图5-7 是萘(2)在SCCO2(1)中的溶解度曲 线,以质量分数w2 表示。图中点①为 30MPa 和55℃,即为萃取塔中的状态, 此时w2=0.15,大量萘溶解于SCCO2 中。 离开萃取塔后,经由减压阀节流膨胀至 点②,变为9 MPa 和36℃,w2 降至0.025, 为分离塔中的状态,此时由于溶解度减 小萘大量析出。剩下的CO2 又经压缩机 增压至30 MPa 和55℃重新进入萃取塔。 也可由点①经恒压降温至点③,此时温 度为20℃, w2=0.036,也能使萘析出; 或者在低压8 MPa 下,由点④的32℃升 温至点⑤的40℃,溶解度也降低了。
(0.6~2)×10-3 (1~3)×10-4 0.1~0.4
Tc,pc
0.2~0.5
Tc ,4pc
0.4~0.9
15~30℃
0.6~1.6 (0.2~3)×10-2 (0.2~3)×10-5
(1~3)×10-4 (3~9)×10-4 0.7×10-3 0.2×10-3
流体力学第五章习题答案
第五章习题答案
选择题(单选题)
5.1 速度v .长度l .重力加速度g 的无量纲集合是:(b )
(a )lv g ;(b )v gl ;(c )l gv ;(d )2
v gl
。
5.2 速度v .密度ρ.压强p 的无量纲集合是:(d )
(a )p
v ρ;(b )v p ρ;(c )2pv ρ
;(d )2
p v ρ。 5.3 速度v .长度l .时间t 的无量纲集合是:(d )
(a )
v lt ;(b )t vl ;(c )2l vt ;(d )l
vt
。 5.4 压强差p .密度ρ.长度l .流量Q 的无量纲集合是:(d )
(a )
2
Q
pl ρ;(b )
2
l
pQ ρ;(c )
plQ
ρ
;(d 。
5.5 进行水力模型实验.要实现明渠水流的动力相似.应选的相似准则是:(b )
(a )雷诺准则;(b )弗劳德准则;(c )欧拉准则;(d )其他。
5.6 进行水力模型实验.要实现有压管流的动力相似.应选的相似准则是:(a )
(a )雷诺准则;(b )弗劳德准则;(c )欧拉准则;(d )其他。 5.7 雷诺数的物理意义表示:(c )
(a )粘滞力与重力之比;(b )重力与惯性力之比;(c )惯性力与粘滞力之比;(d )压力与粘滞力之比。
5.8 明渠水流模型实验.长度比尺为4.模型流量应为原型流量的:(c )
(a )1/2;(b )1/4;(c )1/8;(d )1/32。
5.9 压力输水管模型实验.长度比尺为8.模型水管的流量应为原型输水管流量的:(c )
(a )1/2;(b )1/4;(c )1/8;(d )1/16。
(完整版)流体力学基本练习题
流体⼒学基本练习题
⼀、名词解释
流体质点、流体的体膨胀系数、流体的等温压缩率、流体的体积模量、流体的粘性、理想流体、⽜顿流体、不可压缩流体、质量⼒、表⾯⼒、等压⾯、质点导数、定常场、均匀场、迹线、流线、流管、流束、流量、过流断⾯(有效截⾯)、层流、湍流、层流起始段、粘性底层、⽔⼒光滑管、⽔⼒粗糙管、沿程阻⼒、局部阻⼒
⼆、简答题
1.流体在⼒学性能上的特点。
2.流体质点的含义。
3.⾮⽜顿流体的定义、分类和各⾃特点。
4.粘度的物理意义及单位。
5.液体和⽓体的粘度变化规律。
6.利⽤欧拉平衡⽅程式推导出等压⾯微分⽅程、重⼒场中平衡流体的微分
⽅程。
7.等压⾯的性质。
8.不可压缩流体的静压强基本公式、物理意义及其分布规律。
9.描述流体运动的⽅法及其各⾃特点
10.质点导数的数学表达式及其内容。写出速度质点导数。
11.流线和迹线的区别,流线的性质。
三、填空题、判断
(⼀)流体的基本物理性质
1.⽔⼒学是研究液体静⽌和运动规律及其应⽤的⼀门科学。()
2.当容器⼤于液体体积,液体不会充满整个容器,⽽且没有⾃由表⾯。()
3.⽓体没有固定的形状,但有⾃由表⾯。()
4.⽔⼒学中把液体视为内部⽆任何间隙,是由⽆数个液体质点组成的。()
5.粘滞性是液体的固有物理属性,它只有在液体静⽌状态下才能显⽰出来,并且是引起液体能量损失的根源。()
6.同⼀种液体的粘滞性具有随温度升⾼⽽降低的特性。()
7.作层流运动的液体,相邻液层间单位⾯积上所作的内摩擦⼒,与流速梯度成正⽐,与液体性质⽆关。()
8.惯性⼒属于质量⼒,⽽重⼒不属于质量⼒。()
流体力学输配管网第五章课后习题答案
2360 65058 18.07 89.0
2210 70841 19.68 88.0
2030 76624 21.28 85.7
1830 82407 22.89 80.4
功率 N ( kw )
41.88
43.31
46.12
47.92
49.42
50.4
52.10
以各工况下 最大的 N 为选择电机的依据;参考教材表 5-4-1 (书 P161),确定电机容量储备系数 K ,取 K=1.15 ,所配电
流量 Q 2.250m3 / s ;全压 P 794.3Pa ;功率 N 1.96kW ;全效率
91.18% 。
5-21 根据题 5-20中已知的数据,试求 4-72-11系列风机的无因次性能参数,从而绘制该系列风机的无因次性能曲线。 计算中叶轮直径 D2= 0.6m 。
解:全压系数 P
P u2 2 ;流量系数 Q
1
2
3
4
5
6
7
8
H( mmH 2O) 324
P( N/m 2)
3177.5
Q( m3/h)
7950
319 3128.4 8917
313 3069.6 9880
303
290
2971.5 2844.0
10850 11830
N ( kW )
流体力学习题及答案
3-1已知速度场为 (m/s),求(2,3,1)点的速度和加速度。
3-2已知速度场为 (m/s),求τ=2秒时,位于(2,2,1)点的速度和加速度。
3-3已知二维流场的速度分布为 (m/s)。问:
(1)该流动是稳定流还是非稳定流?是均匀流还是非均匀流?
(2)τ=1秒时,(2,4)点的加速度为多少?
(3)τ=1秒时的流线方程?
3-4已知速度场为 。求τ=1时,过(0,2)点的流线方程。
3-520℃的空气在大气压下流过0.5m直径的管道,截面平均流速为30m/s。求其体积流量、质量流量和重量流量。
3-6流体在两平行平板间流动的速度分布为
式中umax为两板中心线y=0处的最大速度,b为平板距中心线的距离,均为常数。求通过两平板间单位宽度的体积流量。
2-28一封闭容器,直径D=0.6m,高H=0.5m,内装水深至h=0.4m,上部装比重S=0.8的油。封闭容器的上盖中心有一小孔,当容器绕z轴旋转时,使油水分界面下降至底部中心,试求:(1)这时的旋转角速度;(2)a、b、c、d各点的压力(用mH2O表示);(3)液体作用在容器底和顶盖上的力。
题2-28图题2-29图
方向的速度分量为求速度在10已知不可压缩流体在方向的速度分量分别为求速度在11设不可压缩流体空间流动的两个速度分量为12已知不可压缩理想流体的压力场为若流体密度13已知不可压缩理想流体稳定流动的速度场为14已知不可压缩理想流体的速度场为1s时位于15已知不可压缩理想流体的速度场为16已知不可压缩理想流体在水平圆环通道中作二维稳定流动当圆周速度分别为17已知不可压缩理想流体的速度分量为不计质量力求等压面方程
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5-19
水从封闭水箱上部直径d1=30mm 的孔口流至下部,然后经 d2=20mm的圆柱行管嘴排向大气
c
c
中,流动恒定后,水深h1=2m, h2=3m,水箱上的压力计读数为 4.9MPa,求流量Q和下水箱水面 上的压强p2,设为定常流。已知:
1 0.6 2 0.82
5-19
解:经过孔口的流量 = 经过管嘴的流量
解:1)按层流计算,对两池液面1-1,2-2列能量方程 1/2l,d
A
1/2l,d
l v2 h1 h f d 2g
2 2
1
1h
h1
64 l 42 Q 2 h1 Re d 2 d 4 2 g
Q l h1 4.15 4 2 d
1 d 4.15 10 10 44 2 0.055m
θ
h
( D1 D2 ) D D2 h D2 h h0
T
d D2
1
d 2 2g
1
2
h0
0
( D2 h)2 dh h
4 2 5/2 h0 3/2 D2 h h ]0 3 5
T
d
2g
[2 D h
2 1/2 2
T
1 4 2 5/2 5/2 5/2 [2 0.1 0.1 0.1 ] 172.04s 2 3 5 0.62 0.005 19.6
h f CD
L0 16Q02 0 5 d 0 2 g 2
500 16 0.12 0.025 10.6m 5 2 0.25 19.6 3.14 z A z D h fAC h fCD
5m
C D
h fAC
L1 16Q12 15 10.6 1 5 d1 2 g 2
Q1=1
c c
d12
4
d1 p1 p 2 2g h 1 2 p2 2g h2
Q2= 2
d 22
4
p2 4.34 10 4 Pa
Q Q2= 2
d 22
4
p2 3 3 2g h 3 . 11 10 m /s 2
T
0
Qdt
0
D2
4
2 gh
h0
dh
d D2
Q
T
d2
4
T dt
0
1
d 2 2g
h0
0
D2 dh h
5-20
D1 20cm, D2 10cm, h0 10cm, d 0.5cm, 0.62
D1 D
dh h0
T
1
d 2 2g
h0
0
D2 dh h
d D2
1 2 [2 D 2 ( h0 h0 / 2) 2 d 4 2 3 3 5 5 D2 ( h0 h0 / 8) ( h0 h0 / 32)] 3 5
104 0.0056 81.61s 2 0.62 0.5 19.6
Th0 /2
Q 103 m3 / s, h1 2m, l 44m, 104 m2 / s, 900kg / m3
保证层流,d 应为多少?l/2处A断面上的极限真空为hV=5.4m
水柱,输油管在贮油池油面以上的最大允许高度hmax=?
1/2l,d h
A
1/2l,d
h1
5-13
Q 103 m3 / s, h1 2m, l 44m, 104 m2 / s, 900kg / m3
可见流速水头很小,可以忽略
5-6. Q=100L/s,确定Q1,Q2及AB间的水头损失
解:
L1 1000m D1 250mm
1 0.025
Q
Q2
L2 900m D2 300mm
Q1
L3 300m D3 250mm
2 16 Q Q L2 1 h f 2 2 hf 1 hf 2 hf 3 2 D2 2 g 2 L3 16 Q Q1 h f 3 3 D3 2 g 2 L1 16Q12 h f 1 1 D1 2 g 2 2.56Q12 1.66 Q Q1 Q1 0.805Q2
L2, d2
解:并联管2需考虑局部水头损失:
Q Q1 Q2
2 v2 hf 1 hf 2 2g
2 L1 v12 L2 v2 1 (2 ) d1 2 g d2 2g
Q
L1 , d1
5-7
L2, d2
Q 25 103 m3 /s
1
L1 4Q1 2 L 4Q 2 ( 2 ) (2 2 )( 2 ) 2 d1 d1 d2 d2
2
2 0.024
3 0.025
Q Q1 Q2 1.805Q2 0.1m3 / s Q2 0.055m3 / s, Q1 0.045m3 / s h f 1 4.29m
5-7
图中一根管长L1=30m,直径d1=50mm,另一根管长L2 =50m ,直径d2=100mm,阀门的局部阻力系数ζ=3,假设沿程阻力 3 Q 25 103 m /s 系数λ1=0.04和λ2=0.03。试求流量 在两并联 管路中是如何分配的?并联管路中水头损失又为多少?
5-20
圆台形容器如图所示,液体经过容器底部直径d的小孔口流 出,求容器排空及排出液体深度的1/2时所需的时间。
D1 20cm, D2 10cm, h0 10cm, d 0.5cm, 0.62
D1 dh h h0
解:流出的体积=容器减少的体积。 设dt时间液面下降dh,液面直径 为D,容器排空时间为T。
y
x
vc 2 H (1 孔 ) 2g
流速系数
vc 2 gH
7.513 0.98 2 9.8 3
5 - 18
d1=0.008m, d2=0.01m, d3=0.006m,H=1.2m,h=0.025m,求 Q 、 h1、h2。 解:Q3 Q2 Q1 1 0.98, 2 0.82, 3 0.82
Q1=0.034m3 / s Q2 Q0 Q1 0.066m3 / s
5-8.
20m A B 19m
z B z D h fBC h fCD h fBC
2 L2 16Q2 3.4m 2 5 d 2 2 g 2
d 2 0.242m
C D 5m
5-13
保证自流式虹吸管中液体流量,只计沿程水头损失,已知:
1 0.025
D2 200mm
2 0.026
q 25L / s
Q 25L / s
5-5
L1 v12 103 1.0192 h f 1 1 0.025 D1 2 g 0.25 19.6 5.30m
L1 1000m D1 250mm
L2 500m
h f 1 L1 16 30 8 2 3 2 Q 0.04 (4.46 10 ) 6.32m 1 5 2 5 2 d1 2 g 0.05 9.8 3.14
5-8.
CD管由A、B联合供水,Q0=100L/s,求Q1,Q2,d2。
解:分支管路,串联,先求h fCD
20m A B 19m
5-20
D1 20cm, D2 10cm, h0 10cm, d 0.5cm, 0.62
D1 D
dh h0
T 172.04s
Th0 /2
1
θ
h
d
2
2g
[2 D h
2 1/2 2
4 2 5/2 h0 3/2 D2 h h ]h0 /2 3 5
Th0 /2
5-5
求图示串联管路按长管计算所需的水头H=?
解: Q1 Q q
L1 1000m D1 250mm
L2 500m
H
ຫໍສະໝຸດ Baidu
4Q 4 25 103 v2 0.796m / s 2 2 D2 3.14 0.2 4(Q q) 4 50 103 v1 1.019m / s 2 2 D1 3.14 0.25
2
2
hmax
v 2 h1 2g 2 pA
4Q 4 103 v 0.42m / s 2 2 d 3.14 0.055 hmax 5.4 0.422 1 4.99m 0.9 19.6
5-16 d=0.03m,圆柱形外管嘴。管嘴内的真空度1.5m,求Q。
Q
L1 , d1
2 Q2 30 50 2 0.04 Q1 (0.03 3) 4 5 0.05 0.1 0.1 24 0.14 2 2 Q2 Q1 4 18 0.05 Q2 4.61Q1
Q1 25 103 / 5.61
Q1 4.46 103 m3 /s Q2 20.54 103 m3 /s
h1 h2
Q1 1
d12
A
d1
B
d2
C H h d3
4 d22 Q2 2 2 gh2 4 d32 Q3 3 2 g ( H h) 4 Q3 1.135 104 m3 / s h2 0.16m, h1 0.27 m h1 h2 0.11m
2 gh1
解:hv 1.5m 0.75H H 2m
H
Q
hv
d2
4
2 gH 0.00363m3 / s
5-17
已知x=4.8m,y=2m,H=3m 求:孔口的流速系数
解:
p0
x vct 1 2 y gt 2
H
g 9.8 vc x 4.8 7.513m / s 2y 2 2
H
1 0.025
D2 200mm
hf 2
2 0.026
2 L2 v2 500 0.7962 2 0.026 D2 2 g 0.2 19.6
q 25L / s
Q 25L / s
2.10m
H h f 1 h f 2 7.4m
2 v2 ( 0.03m) 2g
4 3 4
5-13
Q 103 m3 / s, h1 2m, l 44m, 104 m2 / s, 900kg / m3
2) hV=5.4m水柱,对1-1,3-3列能量方程 1/2l,d
3 3
A
1/2l,d
1
1h
h1
v2 0 hmax hf 2g pA