流体力学题目整理

代入数据 SP (0.0212(5.110019.222.)51). 21.443
pSPQ21. 41424 3282Nm .284
.
.
将 μ 0.8 ,μ 200.6 ,A2π 42d代入
Q2 30103m3s Q1QQ25 01 0 3m3s
例5-3 液体从封闭的立式容
器中经管嘴流入开口水池，
∵ 水箱水位差一定 ∴ 不论并联或是串联，h相等
∴
nπ 82d λ 5L gQ2串π 82d λ 5L gQn2 并 2 ∴
Q并 Q串
3
n2
.
例5-7 如图，用一条管路将水从高水池输入低水池， 两水池水面高差H=8m，管路是一个并联、串联管路， 各管段长度L4=800m，L5=400m，L1=300m，L2=100m， L3=250m，管段4和管段5直径均为d4=d5=0.3m，管段 1、2、3均为d1=d2=d3=0.2m，各管段λ=0.03m，不计 局部损失，求Q。
4
1
5
2
3 .
解：由伯努利方程
4
1
5
2
3
Hhf4hf(1 hf2,hf3)hf5 (1)
并联特点 hf1 hf2 hf3 (2)
QQ4 Q5 Q1Q2Q3 (3)
由(2) S1Q12 S2Q22 S1Q12 S3Q32
.
π 82λ d15g1LQ12 π 82λ d52g2LQ22 , π 82λ d15g1LQ12 π 82λ d53g3LQ32
2）用尼古拉兹粗糙区公式
1λ21g3k.7d λ0.0235
两种方法较为接近
hfλ L d2 V2g0.23 3 08 0 .0 32 32g10.8m
.
例 在管径 d1cm，管长L5m的圆管中，冷冻
机润滑油作层流运动，测得流量 Q80c3/ms ，
水头损失 hf 30m oil ，试求油的运动粘滞系数
ν？
解：管中润滑油的平均流速
V
Q A
102cm/s
沿程阻力系数为
λ
hf
L d
V2 2g
1.13
∵ 是层流 λ6R4eRe6λ456.6 ∴ V Rd e150621.61.822/csm
.
例 水在直径为10cm的60°水平弯管中以5m/s流速 流动，弯管前端压强为0.1at，如不计损失，亦不 考虑重力作用，求水流对弯管的作用力。
p04. 9 58 040.K4m N1 2
h pa H2
.
∴
Q μA
2gH0
μA
2gγH0 γ
A
B
μA
2Δp0 ρ
A
B
对孔口流量计，管径不变 VAVB,则 Δ 0pApB
Q μA ρ2(pA pB)
例5-1 房间顶部设置夹层，把处理过的清洁空气用
风机送入夹层中，并使层中保持300Pa的压强，清
洁空气在此压强作用下，能过孔板的孔口向房间流
dea2ab b21 1 11..221.09m
.
流动速度 VA Q1114. 211.m6s5
求雷诺数 ReV ν ed1 11 5 . . 1 16 7 0 6 .5 08 9150
dKe 1.1 0.1957 01. 318 03
查莫迪图 2）计算 S
Pλ 值0S .P0γ 21SHγ (λ d L ζ )2g1A2(λ dLe2A 2ζ )ρ
出，μ=0.6，φ=0.97，孔口直径1cm，求每个孔口
.
出流的流量及速度。
Δp 300Pa
解：由孔口流量公式：
Pa
Q μA
2Δp ρ
Aπ 4d20.71 8 0 54m2
Q0. 06. 7 1 4 8 02 5 13.0 2 100 1 . 4 0 m 5 3s
出流速度：
VC
2Δp ρ
例5-5 某两层楼的供暖立管，管段1的直径为20mm， 总长为20m，ζ1 15。管段2的直径为20mm，总长为 10m，ζ2 15，管路的λ0.02，5 干管中的流量为 Q1103 m3s，求Q1和Q2。 解：根据并联管路特点
S1Q12 S2Q22
QQ12
S2 S1
Q 2
1
另 Q1Q2 Q
Q
.
而 S(λ L dζπ )2d84g
Pwk.baidu.comγ HSHQ2
SPγH S8(π L dλ 2d 4ζ
)ρ
单位
kg7/m
例5-4 某矿渣混凝土板风道 粗 糙 度 K1.5mm,断面积为
1m1.2，m 长为50m，局部阻力系数 ζ2.5，流量为
14 m 3 s ，空气温度为20℃ ，求压强损失。 解：1） 20℃空气运动粘滞系数 ν15.1706m2s 对矩形风管计算阻力损失应用当量直径
Q
将管路1，2的几何参数分别代入
2
1
Q1 Q2
0.828
Q1Q211 03
∴ Q10. 4150 3m3s
Q
Q2 0.51503ms
.
例5-6 两水箱，水位差一定，液面都通大气，用n 根等直径等长度的管子连接，求n根管串联和并联时 的体积流量，设两种情况下，沿程损失系数相等， 局部损失忽略不计。
p0
管嘴直径 d8cm，h3m，
要求流量为 5102 m3 s ， 试求作用于容器内液面
H1
上的压强为多少？
解：按管嘴出流流量公式：
QμA 2gH0
.
h pa H2
∴
H0
Q2 2gμ2 A 2
p0
取 μ0.82
H1
则
H0 7.5m
而又由 ∴
γ pH 00Hp 01γ hp27( .51 H3H2 4).5γ p0 mh
Q2 Q1
3,
Q3 Q1
3 2.5
(4)
代入(3) QQ1 3Q1 23.Q51 ∴
将(5)代入(1)
Q1 Q
0.2613 (5)
Hπ 82d λ 5 4g4 QL2π 82d λ 5 5g5QL2π 82d λ 1 2g1(L0.262 13Q)
Q0.080m36s
.
对风机带动气体管路，气体常用压强表示
.
解：1）串联 Q串Q1Q2Q3 hS1Q1 2S2Q2 2
∵ n根管情况相同 ∴ hn1SQ12n2SQ串 2 nπ 82dλ 5L gQ串 2 2）并联 Q 并 Q 1 Q 2 Q 3 n1Q
hS1Q1 2S2Q2 2 π 82d5 L λ g(Qn 并 )2π 82d5 L λ gQ n2 并 2
VC 0.972 13.02021.m7s3
.
例 在直径d300mm，相对粗糙度 k/d0.002的 工业管道内，运动粘滞系数 ν1106 m2s，ρ999.k2g3m3 的水以 3 m s 的速度运动。试求： 管长 L300的m 管道内的沿程水头损失 h f。 解： Reν Vd310 06.3915 0 1）查莫迪图：流动处于紊流粗糙区 λ0.0238