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
流体力学 建工 课后作业答案 第五版
管进口到闸门总损失为1m，求管中平均流速v。
体
解：阀关时，由静力学方程
力 学
z1
p1
g
z2
p2
g
5mH2O
阀开时，由伯努利方程
1
1
2
z1
p1
g
v12 2g
z2
p2
g
v22 2g
hl
2
5 0 0.1 v2 1
2g
v 8.74m/s
50
3.28 管末端喷嘴d =10cm，D =40cm，Q=0.4m3/s，12 流
v3
2g
Q
Q/
4
v2 d32
4
d 2 67.2l/s 15.22m/s
v4
v2
Δh
2 d2 p 3
对3-3，4-4列能量方程
3d3
p4 v32 v42
g 2g
p4
(v32 v42 )
2
79.2kPa
H v32 11.82m
2g
49
3-18 阀关压力表读数时 p=49kPa,阀开时p=0.98kPa， 流
l=10m，d=50mm，λ=0.03。若AB两断面测压管水头 差Δh=0.629m，经2分钟流入水箱的水量为0.329m3。
流 体 力
解： Q 0.329 / 60 2 2.74103m3/s 学
v Q / d 2 1.4m/s
Δh
4
A
hf
l
d
v2 2g
0.03 10 1.42 0.6m
1
2 v1 2.572m/s, v2 =4.287m/s
列动量方程
F P1 P2 Q(2v2 1v1)
流体力学 第五章 孔口管嘴管路流动(第一次)
(a)突扩管 (c)突缩管
(b)渐扩管 (d)减缩管
(e)折弯管
(f)圆弯管
(g)锐角合流三通
(h)圆角分流三通
在局部阻碍范围内损失的能量，只占局部损失 中的一部分，另一部分是在局部阻碍下游一定长度 的管段上损耗掉的，这段长度称为局部阻碍的影响 长度。受局部阻碍干扰的流动，经过影响长度后， 流速分布和紊流脉动才能达到均匀流动的正常状态。
de
2ab ab
边长为a的正方形断面的水力半径为：
R A a2 a
4a 4
边长为a的正方形断面的当量直径为：
de a
有了当量直径，只要用de代替d．就可以计算非 圆管的沿程损失，即：
hf
l
d
2
2g
l 2
4R 2g
Re
de
v
(4R)
v
注意：流速的计算表达式仍为：u=Q/A
二、等效过程
（1）用实验方法对某种材料的管道进行沿程 损失实验，测出 和hf ;
（2）再用达西公式计算出λ；
hf
l d
2
2g
（3）用尼古拉兹阻力平方区公式计算出绝对
粗糙度K。
1
(1.74 2 lg d )2
2K
此时的K值在阻力的效果上是与人工粗糙管的管 道粗糙度相当的，故称其为当量粗糙度。
工业管道粗糙度
管道材料 表面光滑砖风道
K （mm)
4.0
管道材料 度锌钢管
K（mm) 0.15
矿渣混凝土板风道 1.5
钢管
0.046
钢丝网抹灰风道 10~15
铸铁管
0.25
胶合板风道
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02gH AQ 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=μs m gh v /6.92==ϕ 得：s m vA Q /1082.434-⨯==μ（2）视作管嘴，82.0==μϕs m gh v /12.82==ϕ 得：s m vA Q /1038.634-⨯==μ3.一隔板将水箱分为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，=-)(22111H 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 3.58×10-3m 34.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∑++==11ζλμϕdl证：∵∑++=gv d l g v g v H 2222220λζ∴02gH v ϕ= 其中=ϕ∑++11ζλdl5.某诱导器的静压箱上装有圆柱形管嘴，管径为4，长度l =100，λ=0.02，从管嘴入口到出口的局部阻力系数5.0=ζ∑，求管嘴的流速系数和流量系数（见上题图）。
解：由题得707.011=++==∑ζλμϕdl6.如上题，当管嘴外空气压强为当地大气压强时，要求管嘴出流流速为30。
流体力学龙天渝课后答案 一元流体动力学基础
1 一元流体动力学基础1.直径为150m m 的给水管道�输水量为h k N /7.980�试求断面平均流速。
解�由流量公式v A Q �� 注意���v A Q s k g h k N ����// A Q v��得�s m v /57.1� 2.断面为300m m ×400m m 的矩形风道,风量为2700m 3/h ,求平均流速.如风道出口处断面收缩为150m m ×400m m ,求该断面的平均流速 解�由流量公式v A Q � 得�AQv �由连续性方程知2211A v A v � 得�s m v /5.122� 3.水从水箱流经直径d 1=10c m ,d 2=5c m ,d 3=2.5c m 的管道流入大气中. 当出口流速10m / 时,求(1)容积流量及质量流量;(2)1d 及2d 管段的流速 解�(1)由s m A v Q /0049.0333�� 质量流量s k g Q /9.4�� (2)由连续性方程� 33223311,A v A v A v A v �� 得�s m v s m v /5.2,/625.021�� 4.设计输水量为h k g /294210的给水管道�流速限制在9.0∽s m /4.1之间。
试确定管道直径�根据所选直径求流速。
直径应是m m 50的倍数。
解�v A Q �� 将9.0�v ∽s m /4.1代入得343.0�d ∽m 275.0 ∵直径是m m 50的倍数�所以取m d 3.0� 代入v A Q �� 得m v 18.1� 5.圆形风道�流量是10000m 3/h ,�流速不超过20 m /s 。
试设计直径�根据所定直径求流速。
直径规定为50 m m 的倍数。
解�v A Q � 将s m v /20�代入得�m m d 5.420� 取m m d 450� 代入v A Q � 得�s m v /5.17� 6.在直径为d 圆形风道断面上�用下法选定五个点�以测局部风速。
第五流体力学习题答案
第五章习题简答5-1有一薄壁圆形孔口，直径d= 10mm ，水头H 为2m 。
现测得射流收缩断面的直径d c为8mm ，在32.8s 时间内，经孔口流出的水量为0.01m 3，试求该孔口的收缩系数ε，流量系数μ，流速系数φ及孔口局部损失系数ζ。
解: 64.010822=⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛==d d A A c c εs m d Q v /06.6008.08.32/01.04422=⨯⨯==ππ 62.097.064.006.0197.011197.028.9206.62222=⨯===-=-==⨯⨯==⇒=εϕμϕζϕϕgHvgH v5-2薄壁孔口出流，直径d=2cm ，水箱水位恒定H=2m ，试求：（1）孔口流量Q ；（2）此孔口外接圆柱形管嘴的流量Q n ；（3）管嘴收缩断面的真空高度。
题5-2图解：（1）孔口出流流量为s L s m gH A Q /219.1/10219.128.9202.0462.02332=⨯=⨯⨯⨯⨯⨯==πϕ（2）s L gH A Q n /612.128.9202.0482.022=⨯⨯⨯⨯⨯==πμ（3）真空高度：m H gpg p C Cv 48.1274.074.0=⨯==-=ρρ 5-3 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 。
题5-3图解：隔板孔口的流量 112gh A Q μ=圆柱形外管嘴的流量 ()()132222h H g A h h g A Q +=+=μμ由题意可得Q1=Q2，则()()1212122212111211303.082.004.062.022h h h H d h d h H g A gh A -⨯⨯=⨯⨯+=+=μμμμ解得m h 07.11=sL s m gh A Q mh h H h /56.3/1056.307.18.9204.0462.0243.15.007.1333211312=⨯=⨯⨯⨯⨯⨯==∴=--=--=∴-πμ5-4 有一平底空船，其船底面积Ω为8m 2，船舷高h 为0.5m ，船自重G 为9.8kN。
流体力学蔡增基_课后习题解析(1)
5.在封闭水箱中，水深
A 点上安
装一压力表，其中表距 A 点 Z=0.5m 压 力表读数为 其真空度。
6
4.9kN / m 2
，求水面相对压强及
解：
p0h MZ
p0 9.8071.5 4.9 9.807 0.5 p0−4.9kpa
真空度为 4.9 kPa
1 d dp dp 10at− 5at ∴
0.53810−9 m 2 / N
d 0.026%
13．体积为 5 m 的水，再温度不变的情况下，当压强从 1at
3
增加到 5at 时，体积
减少 1L，求水的压缩系数
3
及弹性模量。 解：− dV / V
dp E −（− 0.001） 5（5− 1） 9.80710 4 5.110−10 m 2 / N
dy
5 1 （0.4 0.5） 13 110−3
得 =0.105pa.S 10.一圆锥体绕其铅直中心轴等速旋转， 锥体与固定壁间的距离
1mm
，全部为
润滑油（ =0.1pas）充满，当旋转速度
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： 其中
p1 Hg h p2h
Hg
∴ p 2 p2 p3 p4h‘ p3 Hg h’ p1
Hg
∴ p4 p3 p4 p3 p2 p1
2 1
∴ 13.
一封闭容器盛有（水银）（水）的两种不同的液体。试问
同一水平线上的 1，2，3，4，5 各点的压强哪点最大？哪点 最小？哪些点相等？
4
第2章；流体静力学
1. 试求图（a），（ b），（ c）中，A，B，C 各点相对压强，图
(完整word版)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：xy arctg πϕ22Γ-=，r y x ln 2)ln(221222ππψΓ=+Γ=； 因此，流动的速度势和流函数为：θπθπϕϕϕ2cos 20021Γ-=Γ-=+=r u x y arctg x u ， r y u y x y u ln 2sin )ln(202122021πθπψψψΓ+=+Γ+=+=；则速度分布为：2202y x yu y x u +⋅Γ+=∂∂=∂∂=πψϕ， 222yx 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(052220=-+-⋅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：222222050102100102y 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：201010505501022=+=+⨯+=u （m/s ），05005022=+⨯=v （m/s ）；（3）求通过)5,0(点的流线方程：由流函数的性质可知，流函数为常数时表示流线方程C =ψ，则流线方程为：C y x y u =+Γ+21220)ln(2π；将0=x 、5=y 代入，得到：5ln 5050)50ln(21005102122+=+⨯+⨯=ππC ；则过该点的流线方程为：5ln 5050)ln(2100102122+=++y x y ππ，整理得到：5ln 55)ln(52122+=++y x y5-2 平面势流由点源和点汇叠加而成，点源位于（-1，0），其流量为θ1=20m 3/s ，点汇位于（2,0）点，其流量为θ2=40m 3/s ，已知流体密度为ρ=1.8kg/m 3，流场中（0，0）点的压力为0，试求点（0,1）和（1,1）的流速和压力。
流体力学泵与风机(第五版) 蔡增基 课后习题答案(2)
绪论1.流体的容重及密度有何区别及联系？解：g 是流体的本身属性。
还与g 有关。
ργ=ργ2．已知水的密度1000kg/m ,求其容重。
若有这样的水1L ，=ρ3它的质量和重力各是多少？解：g=1000×9.807=9807N/m ργ=3m=v=1000×0.001=1kg G=mg=1×9.807=9.807Nρ3．什么是流体的粘滞性？它对流体流动有什么作用？动力粘滞系数和运动粘滞系数有何区别及联系？µυ答：流体内部质点间或流层间因为相对运动的性质叫粘滞性，它使流动的能量减少。
表征单位速度梯度作用下的切µ应力，反映粘滞性的动力性质。
是单位速度梯度作用下的υ切应力对单位体积质量作用产生的阻力加速度。
=/υµρ4．水的容重=9.17kN/m ,=0.599×10pa.s 求它的运动粘γ3µ3−滞系数υ解：=g/=6.046×10m /sυ=ρµµγ5−25．空气容重=11.5N/m ，=0.157cm /s,求它的动力粘滞系γ3υ2数。
µ解：=pa.sµ5410841.1807.9/10157.05.11−−×=××==g γυρυ6．当空气从0℃增加到20℃时，增加15%，容重减少υ10%，问此时增加多少？µ解：=µgg g 0000035.1%)151%)(101(υγυγγυρυ=+−==所以增加了3.5%µ7．水平方向运动的木板，其速度为1m/s,平板浮在油面上，，油的=0.09807pa.s 。
求作用于平板单位面积上mm 10=δµ的阻力。
解：2/807.901.0/109807.0m N dydu =×==µτ8．温度为20℃的空气，在直径为2.5cm 管中流动，距管壁上1mm 处的空气速度为3cm/s 。
流体力学_龙天渝_流动阻力、能量损失、孔口、管嘴与有压管流
第四章流动阻力、能量损失、孔口、管嘴与有压管流一、学习引导1.流动阻力与水头损失的两种型式：流体通过的边界不同，产生的阻力不同，流动阻力分为沿程阻力与局部阻力。
同样，克服这些阻力产生的能量损失也分为沿程水头损失与局部水头损失。
1）流动阻力沿程阻力：流体边界几何形状沿程不变，均匀分布在流程上的阻力称沿程阻力局部阻力：流体边界发生突变，集中分布在突变处的阻力，如转弯、阀门、进出口、突扩。
2）能量损失沿程水头损失：克服沿程阻力产生的能量损失，h f。
局部水头损失：克服局部阻力产生的能量损失h j。
2.流体的两种流动型态——层流和紊流1）层流与紊流层流：流体质点有条不紊，互不混掺的流动。
紊流：流体质点互相混掺的流动。
2）层流与紊流的判别标准层流与紊流的判别标准为临界雷诺数。
从层流到紊流时为上临界雷诺数，从紊流到层流时为下临界雷诺数。
上临界雷诺数不稳定，通常取下临界雷诺数作为层流与紊流的判别标准圆管流：ek R=2000 Re>2000紊流 Re<2000层流明渠流：ek R=500 Re>500 紊流 Re<500层流圆管流雷诺数：νυd ⋅=Re明渠流雷诺数：νυR ⋅=Re水力半径的计算： X A R =3.均匀流基本方程与沿程水头损失 1）均匀流基本方程RJ γτ=0适用范围：在压管流动，明渠流动。
圆管流中：2rJγτ=200Jr γτ=有： 00r r =ττ00r r ττ= 恒定均匀流中，有压管流的过流断面上切应力成线性分布，中心处τ最小，为零；边壁上τ最大，τ=0τ2）沿程水头损失的计算公式达西公式：圆管流中：g d l h f 22υλ⨯⨯= 明渠流动：g R l h f 242υλ⨯⨯= 达西公式适用：有压管流、明渠流， 层流 、紊流 4.圆管中的层流运动1）流速分布圆管中的层流运动流速分布为一个旋转抛物面：μγ4)(20r r J u -=最大流速位于圆管中心：r=0 ，μγ420m axJr u =平均流速：max22021328u Jd Jr ===μγμγυ2）动能修正系数与动量修正数 动能修正系数：2=α 动量修正数：33.1=β 5.紊流运动的特征和紊流阻力1）紊流运动的特征紊流运动最大的特点是具有脉动性与时均性。
流体力学第五章
蔡增基《流体力学》考点精讲及复习思路第五章 孔口管嘴管路流动１．本章考情分析本章主要介绍简单长管、复杂管路、短管的水力计算以及孔口和管嘴的水力计算等。
与先前学过的章节有密不可分的联系，是具有一定综合性的工程应用。
考试中主要以名词解释、简答和计算题的形式予以考察，题目综合性相对较强，考题一般会配以管路图形，需要考生深入理解题意，看懂管路图，梳理解题思路，综合运用所学知识。
２．本章框架结构本章首先介绍了简单长管的水力计算和复杂管路的水力计算，而后分别就短管的水力计算，孔口和管嘴的水力计算做了详尽的说明。
３．本章考点精讲考点一 简单长管的水力计算前面几章已经介绍了工程流体力学的基本理论和方法。
但是，在实际的工程设计计算中这些方法显得有些烦琐。
因此，有必要对管路进行分类，再根据不同情况对理论方法进行简化，总结出比较简便实用的方法，以提高设计计算工作的效率。
本章将给出工程实际中常见的压力管路、孔口出流及管嘴出流的水力设计计算的实用方法。
（１）压力管路压力管路：在一定压差下，液流充满全管的流动管路。
（管路中的压强可以大于大气压，也可以小于大气压）注：输送气体的管路都是压力管路。
压力管道水力计算的主要内容就是确定水头损失，包括沿程水头损失和局部水头损失。
压力管路的分类①按管路的结构特点，分为简单管路：等径无分支复杂管路：串联、并联、分支②按能量比例大小，分为长管：和沿程水头损失相比，流速水头和局部水头损失可以忽略的流动管路。
（如室外管路，如油田地面集输管路、外输管路）。
短管：流速水头和局部水头损失不能忽略的流动管路。
（如室内管路，如联合站、计量间内管件较多的管路）。
注意：①长管和短管不按管道绝对长度决定。
②当管道存在较大局部损失管件，例如局部开启闸门、喷嘴、底阀等。
即使管道很长，局部损失也不能略去，必须按短管计算。
③将压力管道按长管计算，可以简化计算过程。
但在不能判断流速水头与局部水头损失之和远小于沿程水头损失之前，按短管计算不会产生较大的误差。
流体力学课后习题答案第五章
第五章 量纲分析和相似原理5-1 假设自由落体的下落距离S 与落体的质量m,重力加速度g 及下落时间t 有关，试用瑞利法导出自由落体下落距离的关系式。
解： c b a t g m S ][][][][=c b a T LT M L )()()(2-=2202:1:0:===+-==b c c b T b L aM2Kgt S = 5-3 已知文丘里流量计喉管流速v 与流量计压强差Δp 、主管直径d 1、喉管直径d 2、以及流体的密度ρ和运动粘滞系数ν有关，试用π定理确定流速关系式。
解： 0),,,,,(21=∆νρd d p v f取ρ,,2d v 为基本量11121c b a d v p ρπ∆=，222212c b a d v d ρπ=，33323c b a d v ρνπ= 111][][][][:21c b a d v p ρπ=∆111)()()(3121c b a ML L LT T ML ----=1,0,22:31:1:11111111===-=--+=-=c b a a T c b a L c Mρπ21v p ∆= 212d d =π 333][][][][:23c b a d v ρνπ= 得 011333===c b a23vd νπ=0),,(2212=∆vd d d v p f νρ),(21212νρvd d d f v p =∆)(Re,122d d p v Φ=∆ρ )(Re,12d d pv Φ∆=ρ 5-4 球形固体颗粒在流体中的自由沉降速度f u 与颗粒的直径d 、密度s ρ以及流体的密度ρ、动力黏滞系数μ，重力加速度g 有关。
试用π定理证明自由沉降速度关系式,f s f u d u f ρρρμ⎡=⎢⎣。
解： 0),,,,,(=g d u f s f μρρ取ρ,,d u f 为基本量333232111321,,c b a f c b a f s c b a f d u d u d u gρμπρρπρπ===计算有121-=d u gf π ρρπs =2 ρμπd u f =3 ),(2ρμρρd u f u dg f s f =,f s f u d u f ρρρμ⎡=⎢⎣ 5-6 用水管模拟输油管道。
流体力学第二版(蔡增基)第五章解析
所组成的管道系统，如图(b)。 2）并联管道：是指数段管道并列联接所组成的管道系统，
如图(c)所示。
管道系统分类
3）枝状管道：如图(d)所示，各不相同的出口管段在不同 位置分流，形状如树枝。
4）网状管道：如图(e)所示，通过多路系统相互连接组成 一些环形回路，而节点的流量来自几个回路的管道。
2
2
前者与自由出流的能量损失
相同，为 vc2 2g，后者可看成圆
管突扩的能量损失，为：
0
0
1 Ac
A2
2
vc 2 2g
vc 2 2g
11
注意到 1v12 2v22 0 ，可整理得
2g 2g
2
2
vc 2gz
其中速度系数 1 1 孔口淹没出流流量
q vc Ac 2gzA mA 2gz
如图，箱中水流的流线从各个方向趋 近孔口，由于水流运动的惯性，流线不 能成折角地改变方向，只能光滑、连续 地弯曲，因此在孔口断面上各流线
平行，使水流在出孔后继续收缩，直至距孔口约为d/2处收
缩完毕，形成断面最小的收缩断面。流线在此趋于平行，
然后扩散，c-c断面称为孔口出流的收缩断面。
取断面1-1和收缩断面C-C，列伯努利方程
L≈(3～4)d，或当孔壁厚等于 δ=(3～4)d，此时的出流称为圆柱
形外管嘴出流，如图所示。
水流进入管嘴后，同样形成收缩，
并在收缩断面c-c处主流与管壁分
离，形成旋涡区；然后又逐渐扩大， 在管嘴出口断面上，水流充满整个 断面流出。
管嘴自由出流的流速和流量公式与 孔口自由出流的流速和流量公式的形 式类似。
一、管道系统分类
流体力学龙天渝课后答案
流体力学龙天渝课后答案龙天渝课后答案第一章：流体力学基础概念在学习流体力学之前，我们首先需要了解一些基础概念。
流体力学是研究流体静力学和流体动力学的学科，它涉及了许多重要的概念和原理。
1. 流体的定义和特性：流体是指能够流动的物质，包括液体和气体。
与固体不同，流体具有流动性和粘滞性。
2. 流体静力学：流体静力学研究的是处于静止状态下的流体，它涉及了压力、密度、浮力等概念。
根据帕斯卡定律，流体中的压强是均匀的。
浮力是物体在液体中受到的向上的力，它的大小等于所排开的液体的重量。
3. 流体动力学：流体动力学研究的是流体在运动中的力学性质。
它基于质量守恒定律、动量守恒定律和能量守恒定律来描述流体的运动行为。
流体的运动可以通过速度场来描述，速度场是指在每个点上流体速度的矢量。
第二章：流体流动的方程了解了流体力学的基础概念后，我们来学习一些描述流体流动的方程。
1. 质量守恒方程：质量守恒方程是流体动力学的基本方程之一，它表达了流体质量在单位时间内在空间中的改变量等于流入或流出的质量通量与积累产生的差值。
2. 动量守恒方程：动量守恒方程描述了流体运动时动量守恒的原理。
它表达了流体单位时间内动量的改变量等于施加在流体上的外力与流体内部压力和重力之差。
3. 能量守恒方程：能量守恒方程用于描述流体在流动过程中能量的守恒性质。
它包括液体内能、压力能和动能等各种能量形式的转换和积累。
第三章：流体的稳定性和边界层在流体力学中，稳定性和边界层是两个重要的概念。
1. 稳定性：稳定性研究的是流体在受到扰动后是否能够恢复到原来的状态。
稳定性分析可以通过线性稳定性理论或非线性动力学方法来进行。
2. 边界层：边界层是指流体在与固体表面接触时的一层较薄的流动区域。
边界层内的速度变化很大，而在边界层外的流体速度几乎保持不变。
边界层对于流体流动的阻力有重要影响。
第四章：流体力学的应用领域流体力学广泛应用于许多领域，包括工程、地球科学和生物医学等。
流体力学龙天渝课后答案第五章孔口管嘴管路流动
�
L5
d
5 5
)
H并
�
S
2
Q
2 2
� 11.15m
H 1�5 � S1�5Q 2 � 13m 7
∴ H � 11.15 � 13 � 24.15m
23.管段 1 的管径为 20mm�管段 2 为 25mm�l1 为 20m�l2 为 10m��� 1 � �� 2 � 15 �� � 0.025 �
1
� �� �
1 l
� d � �� �1
证�∵ H 0
�
v2 2g
� ��
v2 2g
��
l d
v2 2g
∴ v � � 2 gH 0
其中� �
1 l
� d � �� �1
5.某诱导器的静压箱上装有圆柱形管嘴�管径为 4mm�长度 l =100mm�λ=0.02�从管嘴入 口到出口的局部阻力系数 �� � 0.5 �求管嘴的流速系数和流量系数�见上题图�。
由于 H 不变� Q3 减小�所以 Q 2 减小 25.三层供水管路�各管段的�值皆 106s2/m5� 层高均为 5m。设 a 点的压力水头为 20m�求 Q1、Q2、Q3�并比较三流量�得出结论来。�忽 略 a 处流速水头�
解� Q' � Q2 � Q3
Q � Q1 � Q' � Q1 � Q2 � Q3
解�Q= n�A 2 �p �得 n � 218.4 �所以需要 219 个 �
8.水从 A 水箱通过直径为 10cm 的孔口流入 B 水箱�流量系数为 0.62。设上游水箱的水面高
程 H 1 =3m 保持不变。
�1�B 水箱中无水时�求通过孔口的流量。
�2�B 水箱水面高程 H 2 =2m 时�求通过孔口的流量。
流体力学_龙天渝_孔口、管嘴出流和有压管流
第五章孔口、管嘴出流和有压管流一、复习思考题二、习题1、选择题2、计算题一、复习思考题1．孔口、管嘴出流和有压管流的水力特点有什么不同?2．正常工作条件下，作用水头相同，面积也相同的孔口和圆柱形外管嘴，过流能力是否相同？原因何在？3．怎样计算长管串联、并联管道及沿程均匀泄流管道的水头损失？4．有压管流，管道末端阀门瞬时关闭，水击波是怎样传播的？5．怎样选择离心泵？返回顶部目录二、习题1、选择题5-1比较在正常工作条件下，作用水头H、直径d相等时，小孔口的流量Q和圆柱形外管嘴的流量Q n（）：(a) Q>Q n(b) Q<Q n(c) Q=Q n(d) 不定5-2圆柱形外管嘴的正常工作条件是（）：(a) L=(3~4)d,H0>9m(b) L=(3~4)d,H0<9m(c) L>(3~4)d,H0>9m(d)Ll<(3~4)d,H0<9m5-3图示两根完全相同的长管道，只是安装高度不同，两管的流量关系为（）：(a) Q1<Q2(b) Q1>Q2(c) Q1=Q2(d) 不定返回顶部目录5-4并联管道1、2两管的直径相同，沿程阻力系数相同，长度L2=3L1,通过的流量为（）：(a) Q1＝Q2(b) Q1＝1.5Q2(c) Q1=1.73Q2(d) Q1＝3Q25-5如图，并联管段1、2、3其中A、B之间的水头损失是（）：(a) h fAB=h f1+h f2+h f3(b) h fAB=h f1+h f2(c) h fAB= h f2+h f3(d) h fAB=h f1=h f2=h f35-6长管并联管道各并联支管的（）：(a) 水头损失相等(b) 水力坡度相等(c) 总能量损失相等(d) 通过的水量相等5-7并联管道阀门K全开时各段流量为Q1、Q2、Q3，现关闭小阀门K，其他条件不变，流量变化为（）(a) Q1、Q2、Q3都减小(b) Q1减小、Q2不变、Q3减小(c) Q1减小、Q2增加、Q3减小(d) Q1不变、Q2增加、Q3减小返回顶部目录2、计算题5-8有一薄壁圆形孔口，直径d为10mm，水头H为2m，现测得射流收缩断面的直径d c为8mm，在32.8s时间内，经孔口流出的水量为0.01m3，试求该孔口的收缩系数μ，流速系数φ及孔口局部损失系数。
《流体力学泵与风机》(蔡增基龙天渝)第3章课后题答案
一元流体动力学基础1.直径为150mm 的给水管道，输水量为h kN /7.980，试求断面平均流速。
解：由流量公式vA Q ρ= 注意：()vA Q s kg h kN ρ=⇒→//A Qv ρ=得：s m v /57.1=2.断面为300mm ×400mm 的矩形风道,风量为2700m 3/h,求平均流速.如风道出口处断面收缩为150mm ×400mm,求该断面的平均流速解：由流量公式vA Q = 得：A Q v =由连续性方程知2211A v A v = 得：s m v /5.122=3.水从水箱流经直径d 1=10cm,d 2=5cm,d 3=2.5cm 的管道流入大气中. 当出口流速10m/ 时,求(1)容积流量及质量流量;(2)1d 及2d 管段的流速解：(1)由s m A v Q /0049.0333==质量流量s kg Q /9.4=ρ (2)由连续性方程：33223311,A v A v A v A v ==得：s m v s m v /5.2,/625.021==4.设计输水量为h kg /294210的给水管道，流速限制在9.0∽s m /4.1之间。
试确定管道直径，根据所选直径求流速。
直径应是mm 50的倍数。
解：vA Q ρ= 将9.0=v ∽s m /4.1代入得343.0=d ∽m 275.0 ∵直径是mm 50的倍数，所以取m d 3.0= 代入vA Q ρ= 得m v 18.1=5.圆形风道，流量是10000m 3/h,，流速不超过20 m/s 。
试设计直径，根据所定直径求流速。
直径规定为50 mm 的倍数。
解：vA Q = 将s m v /20≤代入得：mm d 5.420≥ 取mm d 450= 代入vA Q = 得：s m v /5.17=6.在直径为d 圆形风道断面上，用下法选定五个点，以测局部风速。
设想用和管轴同心但不同半径的圆周，将全部断面分为中间是圆，其他是圆环的五个面积相等的部分。
流体力学课后习题答案龙天渝
在水管出口中心a点与盘中心b点立元流能量方程，并用v1代替ua，有：
【篇三：流体力学_龙天渝_流体静力学】
一、学习导引
=
，?y
=
，?z
=
(2-1)
(2)压强微分
质量力只有重力的条件下，液体的位置水头与压强水头之和等于常数，即
+
=（2-4）
式中，为液体的重度。如果液面的压强为
=
+
，
方向的投影面积；
的形心的淹没深度；是压力体的体积。
4、浮体的稳定性
设表示定倾半径，表示偏心距，它等于浮体平衡时，重心与浮心的距离，浮体的平衡有三种情况：
稳定平衡
=随遇平衡
不稳定平衡定倾半径的定义是
（2-9）
式中，是浮体被淹没的体积；是浮面对其转轴的面积惯性矩。
二、难点分析
1.通器内不同液体的压强传递
式中，
；
为左侧（上部）液体的总压力，
为左侧
为
（上部）液体的压力中心；为右侧（下部）液体的总压力，
右侧（下部）液体的压力中心。如图2-2（c）所示。
3.复杂曲面的பைடு நூலகம்力体
压力体是物体表面与液面或液面的延伸面以及铅垂面所围合的空间体积。压力体内不一定有液体。正确地识别压力体，可以使铅垂方向的总压力的计算得到简化。
22求流线方程并画出若干条流线。（x+y=c）
3-15已知平面流动的速度场为u=（4y－6x）ti+（6y－9x）tj。求t=1时的流线方程并绘出x=0至x=4区间穿过x轴的4条流线图形。（1.5x-y=c）
3-16水管的半径r0=30mm，流量q=401l/s，已知过流断面上的流速分布为u=umax（y/r0）1/7。式中：umax是断面中心点的最大流速，y为距管壁的距离。试求：
流体力学课后习题答案自己整理孔珑4版
《工程流体力学》课后习题答案孔珑第四版第2章流体及其物理性质 (5)2-1 (5)2-3 (5)2-4 (7)2-5 (7)2-6 (8)2-7 (8)2-8 (9)2-9 (9)2-11 (10)2-12 (10)2-13 (11)2-14 (11)2-15 (12)2-16 (13)第3章流体静力学 (14)3-1 (14)3-2 (14)3-3 (15)3-5 (15)3-6 (16)3-10 (17)3-21 (20)3-22 (21)3-23 (22)3-25 (22)3-27 (23)第4章流体运动学及动力学基础 (24)4-2 (24)4-5 (24)4-6 (25)4-8 (25)4-11 (26)4-12 (26)4-14 (27)4-22 (28)4-24 (29)4-26 (30)第6章作业 (31)6-1 (31)6-3 (31)6-7 (32)6-11 (33)6-12 (33)6-17 (34)第2章流体及其物理性质2-1已知某种物质的密度ρ=2.94g/cm3，试求它的相对密度d。
【2.94】解：ρ=2.94g/cm3=2940kg/m3，相对密度d=2940/1000=2.942-2已知某厂1号炉水平烟道中烟气组分的百分数为，α(CO2)=13.5%α(SO2)=0.3%，α(O2)=5.2%，α(N2)=76%，α(H2O)=5%。
试求烟气的密度。
解：查课表7页表2-1，可知ρ(CO2)=1.976kg/m3，ρ(SO2)=2.927kg/m3，ρ(O2)=1.429kg/m3，ρ(N2)=1.251kg/m3，ρ(H2O)=1.976kg/m3，ρ(CO2)=1.976kg/m3，3ρ=∑i iαρ=341kg/m.12-3上题中烟气的实测温度t=170℃，实测静计示压强Pe=1432Pa，当地大气压Pa=100858Pa。
试求工作状态下烟气的密度和运动粘度。
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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？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8 =3,求通过孔口的流速和流量。
（2）如果 箱壁厚度8 =40,求通过孔口的流速和流量。
一直径为d 2=30的圆柱形管嘴，管嘴长 0.1m , A 箱水深H=3m 恒 疋不变。
解：（1）视作薄壁小孔口，0.97 ,0.62v 2gh 9.6m/s 得：Q vA4.82 10 4m 3/s（2）视作管嘴，0.82v 2gh 8.12m/ s 得：Q vA6.38 10 4m 3/s图，B 箱底部有解：由 Q A 2gH °(1) 分析出流恒定性条件(H 不变的条件)。
(2) 在恒定出流时，B 箱中水深H 等于多少？ (3) 水箱流量Q 为何值？ 解: (1)当Q 2时出流恒定 (2) 因为 Q 2, dj2g(H 1 出) 2A2j2g(H 2 0.1)查表得 10.6 ,20.82，解得:H 21.85m(3) 解得 Q 1 3.58 x 10-3 m 34. 证明容器壁上装一段短管(如图所示)，经过短管出流时的流 量系数卩 与流速系数为二 v 2gH o 其中5. 某诱导器的静压箱上装有圆柱形管嘴，管径为 入=0.02，从管嘴入口到出口的局部阻力系数 流速系数和流量系数(见上题图)。
解：由题得4,长度 1=100,0.5，求管嘴的0.7076. 如上题，当管嘴外空气压强为当地大气压强时，要求管嘴出流 流速为30。
此时静压箱内应保持多少压强？空气密度为 p =1.21J解：V 2—P ，得 p 1.08kN/m 2V7.某恒温室采用多孔板送风，风道中的静压为200,孔口直径为20,空气温度为20C,卩=0.8。
要求通过风量为1用。
问需要布 置多少孔口？ 解: n A 2 P ，得n 218.4，所以需要219个V 8. 水从A 水箱通过直径为10的孔口流入B 水箱，流量系数为0.62。
设上游水箱的水 面高程比=3口保持不变。
(1) B 水箱中无水时，求通过孔口的流量。
(2) B 水箱水面高程H 2=2m 时，求通过孔 口的流量。
(3) A 箱水面压力为2000, H 1=3m 时，而B 水箱水面压力为0, H 2=2m 时，求通过孔口的流量。
解: (1)属孔口自由出流Q A..2gH 。
，H 0 H 1得: Q 0.037m 3/s得: Q 0.0216m 3/s得： Q 0.0236m 3/sr ——I——nf KPu1 Ci1iL(2) 属孔口淹没出流,Q A,2gH 。
, H 0 H 1 H 2(3) QA 2gH 。
, H 0H 1 H 22000 98079. 室内空气温度为30C ，室外空气温度为 20C ，在厂房上下部 各开有8吊的窗口，两窗口的中心高程差为 7m ,窗口流量系数 卩=0.64，气流在自然压头作用下流动，求车间自然通风换气量 （质量流量）（方法二）：分别令上下部窗口外渐变流断面 2和断面1,根据 气体能量方程，得2 2 v 1v 2 p ig( a)(Z 2Z l )P 2P L22因为 1 2 a , V 1V 2 0,所以P L g （ a ）H又由于 P LP 1 P 2根据气体孔口淹没出流的流量公式:Q M1 aA 2g \ g aM2又由于连续性方程查得 a 1.205kg/m 3,1.165kg/m 3解： P Hg H 0.37 2.744N /m 2内AM1 Q M 2 Q M 12.9610. 如图示管路中输送气体，采用U 形差压计测量压强差为h米液体。
试推导通过孔板的流量公式。
解：P 'gh ,，是U形压差计液体容重，为气体容重Q A2gH。
^|l2^p A：2g —h A；2g —h11. 如上题图孔板流量计，输送20C空气，测量1002O卩=0.62 , 100,求Q解：将数据代入上题公式得Q 0.2m3/s12. 什么叫管路阻抗？（又称为综合阻力数）为什么有两种表示？在什么情况下，S与管中流量无关，仅决定于管道的尺寸及构造？解：阻抗反映管路上沿程阻力和局部阻力情况。
S H用在液体管路，S P用在气体管路。
在紊流粗糙区时，S与管中流量无关（因为此时与v以及流体状态无关），仅决定于管道的尺寸和构造。
13. 供热系统的凝结水箱回水系统如图。
试写出水泵应具有的作式。
解：H乩卫g施是开式则需加上h)14. 某供热系统，原流量为 0.005m 3,总水头损失5 20,现在要把 流量增加到0.0085m 3,试问水泵应供给多大压头。
解：H 1 SQ 2 即 5 S 0.0052 二 S 2 105s 2/m 5H 2 SQ 2 2 105 0.00852 14.45m15. 两水池用虹吸管连通，上下游水位差2m 管长L 1= 3m L 2=5m,L 3 = 4m,直径200,上游水面至管顶高度1m 已知入=0.026, 进口网Z =10,弯头Z =1.5 (每个弯头)，出口 Z = 1.0，求： (1) 虹吸管中的流量；(2) 管中压强最低点的位置及其最大负压值。
解：(1)方法一：L 8(5 -方法二d 2d 4SQ 2 , 解得 Q 0.05m 3/sh v (Z c Z 1)_L1_L2____ d _____ H (L 1 L 2 L 3)=2.75m(C 10, b 1.5, 01)L 1 Ld2 >■r 2gH•••负压值为-2.93m16. 如图水泵抽水系统，管长、管径单位为量40X 10-3m,入=0.03。
求：(1)吸水管及压水管的S数。
m z给于图中，流S HL2d2d i4gd i4g118.69s2106.1s8解：(1) S H!-L idi1 22 5阀（阻力系数为 则Q 1和Q 2哪个大些？阻力不计局部阻力。
试计算：（1 ）风机应产生的总压强为多少？（2）如风机与管道铅直安装，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，风机总压变化多少？(J 1X 1—n|ij”A（4 ）绘出全压线与静压线图解得：p 2500Pa（2） 铅直安装不会改变总压，因为同种气体位压等于零 （3）p S p Q 2 2830Pa18. 并联管路中各支管的流量分配， 遵循什么原理？如果要得到 各支管中流量相等，该如何设计管路？解：并联管路Q ；，如果要得到各支管流量相等必须各支管 S相等•••应设计成S 12319. 有两长度尺寸相同的支管并联， 如果在支管2中加一个调节解：（1） S pil i d i I 28(S pS p1 S p2S p32d S p2d ；S p313d 31)2p S p Qh f1哪个大些？解：(1) S Q ^Q ； , S 与Z 有关 因为 S, S 2，故 Q i Q 2。
(2) h fi =h f220. 有一简单并联管路如下图，总流量Q =80X 10 -3m ,入=0.02 , 求各管段之间的流量及两节点之间的水头损失。
第一支路d i =200, L1=600m 第二支路 d 2=200, L 2=360ms = 8 L 14di =3104.8 sd i gS 2 = 8 ：2：21862.9s 2/m 5d 2gH 1 S 1Q 2 S 2Q 2 3.72m21. 如上题，若使Q 1 Q 2如何改变第二支路？ 解：d 2减小或加调节阀等增加阻力的措施。
22. 如图所示管路，设其中的流量 0.6m 3,入=0.02，不计局部损 失，其它已知条件如图，求 A 、D 两点间的水头损失。
解：Q 2= S 2 : S (Q 解得：Q 1 :Q 2 0.7742 5解: Q2Q2S1 5H1 5/il 1 OOfm)11■—:『电,/j 15(K>(»n)「迅700( mm )/> tnQ2 : Q3: Q4Q 3 Q4QA2185r? 140(3( mm j2185 1743 33758 (L1石(&dp2S1 5Q 13m打90()( m)S2 346.8s2m5 Q A 0.18m3s11.15 13 24.15m 23.管段1的管径为11 为20m l 2 为10m流量分配有何变化?L5d42185:1743:3375,L42H 并S2Q； 11.15m20,管段2为25,1 2 15，0.025，解：这样Q1更小，Q2更大，所以应将管段1的管径改为25mm，管段2的管径改为20mm，两管流量可接近。
Q f1->■I14-使总流量Q1 减小由于H不变，Q3减小，所以Q2减小25. 三层供水管路，各管段的S值皆106s25,层高均为5m。
设a点的压力水头为20m，求Q、Q、Q，并比较三流量，得出结论来。
(忽略a 处流速水头)解：Q' Q2 Q3Q Q1 Q' Q1 Q2 Q3( 1 ) 20 SQ12(2)20= 5Q'2SQ；5(Q2 Q3)2SQ22(3)20= 10Q'22S Q|联立(1) (2) (3) Q = 4.46 X 10-3m-3 3Q2=2.41 X10-3 m3Q3=0.63X10-3 m326. 如上题，若想得到相同的流量，在a点压力水头仍为20m时，应如何改造管网？解：加大底层阻力(如加阀门，减小管径) 。
减小上层阻力(如加大管径)27. 水由水位相同的两贮水池A、E沿着L i=200,L 2=100m,d i=200m, d2=100m的两根管子流入L3=720m, d3=200m的总管，并注入水池水中。
求：(1)当16m 入仁入3=0.02 ,入2=0.025时，排入C中的总流量(不计阀门损失) ；(2)若要流量减少一半，阀门的阻力系数为多少?解: (1)解得：Q C 60.25 10 3m 3/s解得： 256数入=0.02，忽略局部损失，确定 Q , Q , Q 3和表压强解：由题意得:S AB'22H SQ A S 3Q C2 H S 2QBS 3Q C(2)当流量减少一半II IQCQAQBQC28( S 3133d!d 34g'2S 1Q A' '2 S 3Q C'2S 2Q B' '2S 3Q C28.水平布置的管系， A 点的表压强P A =280：水流从B 、D 直接 排入大气，管直径为 0.4m ,其它各管直径为0.3m ，沿程阻力系S AD Q 3'2S AC Q8 0.02 2g 0.35200 136.29S AD = 80.02 20032.34225g 0.4解得: …Q 2 Q 3 P c 8 0.02 1601092g 0.35Q 1Q 2 8 0.02竺 81.8 3.5 Q 3Q 20.47m 3/ s , Q 20.4577m 3/s ,Q0.4577 0.2348 0.692m 3/s2Q 30.94m 3 /s0.94 0.2348 1.174m 3/s1.866m 3/s 二p c 44.2kN / m 229.环状管网流量计算，进行二次校正计算。