流体力学课后习题答案第八章

8－5 水箱用隔板分为A 、B 两室，隔板上开一孔口，其直径d 1=4cm ，在B 室底部装有圆柱形外管嘴，其直径d 2=3cm 。已知H=3m,h 3=0.5m ，试求：（1）h 1、h 2；（2）流出水箱的流量Q 。 解：（1）

n

n Q Q μ

μ===

()

()

()12

12

24

03.082.024

04.062.0h H g gh -⨯

=⨯

ππ

得 h 1=1.07m h 2=H- h 1=1.43m （

2）

2

0.6.07

3.56 l /s

Q μ

==⨯= 8-7 某厂房利用自然通风进行换气，其上下部各有一面积为8m 2的窗口，两窗口的中心高差为7m ，窗口流量系数为0.64，室外空气温度为20 o C ，室内空气温度为30 o C ，气流在自然压头作用下流动，求车间的自然通风换气量（质量流量）。 解：查表得20 o C 的空气密度1.2kg/m 3, 30 o C 的空气密度1.16kg/m 3

11222

2

2

2

22

11

2

2

122

1

2()(

)2

2

2

2 70.76 /m A v A v v v g h v m A

k g s

ρμρμρρρρρρρμρ==-=-

=-

==

8-9 游泳池长25m ，宽10m ，水深1.5m ，池底设有直径

10cm 的放水孔直通排水地沟，试求放尽池水所需的时间。

解：3

2

2

3

m ax m ax

10 1.537510.62 2.6410

4

27.89m

Q d m

V t h

Q μπ-⨯⨯===⨯

=⨯=

=V =25

8－17自密闭容器经两段串连管道输水，已知压力表读值p m =1at ，水头H=2m ，管长l 1=10m ，l 2=20m ，直径d 1=100mm, d 2=200mm ，沿程阻力系数λ1=λ2=0.03,试求流量并绘总水头线和测压管水头线。

解： 2

212000 42M l p H h g g

υυυρ++=+++=

2

22

2

2

2

2

211222122

2

1212151 0.5117222222f m l l d h h d g d g g g d g g υυυυυυλλ⎡⎤⎛⎫⎢⎥

=+==+-= ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦

2

222269

12 1.846m s 58 l 2Q A g

υυυ=⇒===

8-19 储气箱中的煤气经管道ABC 流入大气中，已知测压管读值为h=0.01mH 2O ，断面标高

z A =0、z B =10m 、z C =5m ，管道直径d =100mm ，长度l AB =20m 、l BC =10m ，沿程阻力系数λ=0.03，管道入口和转弯的局部阻力系数分别为：ζe =0.6，弯头ζb =0.4，煤气密度ρ=0.6kg/m 3，空气

密度ρa =1.2kg/m 3

，试求流量。 解：列出A,C 断面能量方程

2

2

112122

2

2

2

3

2

2

2

3

()()2

2

2220100.60.6 0.03(0.60.4)10010

2

2

1010.019800(1.20.6)9.85100.62

3.5/0.028/a l

l v v p g Z Z p p l v v

p d v v

v

v v

v m s

Q Av m s

ρρρρρρλξ-+

+--=+

+=++=⨯⨯

++⨯

⨯=⨯+-⨯⨯=+⨯===

8-25 并联管道如图所示，总流量Q=0.025 m 3/s ，管段1的管长l 1=50m ，直径d 1=100mm ，沿程阻力系数

1

λ

=0.03，阀门的局部阻力系数v ζ

=3，

管段2的管长l 2=30m ，直径d 2=50mm, 2

λ

=0.04。试求各管段的流量及并联管道的水头损失。

解：

22211

22

2

2

2

2

1

2

1

2

33

2224

4

2

2

112121

v 2122

2

f 112S Q S Q Q Q =Q =0.025l Q l Q ()

d

d d d g (

)

g (

)Q 0.0206 m /s Q 0.0044 m /s h S Q S Q 6.15 m

λζλππ=++======

8-27 水平放置的通风机如图所示，吸入管d 1=200mm ，l 1=10m ，压出管为直径不同的两段风管串联组成，d 2=200mm ，d 3=100mm ，l 2=l 3=50m 。总风量Q =0.15m 3/s ，空气密度ρ=1.2kg/m 3，沿程阻力系数λ=0.02，不计局部水头损失，试求（1）风机应产生的总压强；（2）如风机与管道垂直安装，但管路情况不变，风机的总压有无变化？（3）如果流量提高到0.16m 3/s ，风机总压变化为多少？（4）绘出全压线和静压线。 解： （１）

2

2

2

112

2

3

3

2

2

222

31231123123

1114

4

4

()()2481.322Q d v d v d v l l l P v v v v v Pa

d d d πππρ

ρλ=

=

==-+++= （2）不变

（3）P=2586Pa

8-28在长为2 l ，直径为d 的管道上，并联一根直径相同，长为l 的支管（图中虚线），若水