流体力学_龙天渝_射流

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流体力学_龙天渝_气体射流

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四、射流弯曲温差射流或浓差射流由于密度与周围密度不同, 所受的重力与浮力不相平衡,使整个射流将发生向下或向上弯 曲。通过推导可得出无因次轨迹方程为
式中,
为阿基米德准数,于是上式变为
对于平面射流,有 式中,
[例6-3]工作地点质量平均风速要求3m/s,工作面直径D=2.5m 送风温度为15℃,车间空气温度30 ℃,要求工作地点的质量 平均温度降到25 ℃ ,采用带导叶的轴流风机,紊流系数 = 0.12。求(1)风口的直径及速度;(2)风口到工作面的距离。 [解]温差 =15-30=-15 ℃
求出
代入下式
所以
工作地点质量平均风速要求3m/s 因为 所以 风口到工作面距离s可用下式求出
第五节 旋转射流
一、旋转射流概述 气流通过具有旋流作用的喷嘴外射运动。气流本身一面旋转, 一面向周围介质中扩散前进,这就形成了旋转射流。 二、旋转射流的流速分布 如图6-10 三、旋转射流的压强分布 图6-13反映了无因次压强的变化
四、旋转强度 旋转强度 的定义
式中 L0——流体进入旋流器时,相对于旋转轴的动量矩; K0——旋流器出口断面上的平均动量; d——旋流器出口断面直径。 图6-14中比较了不同 的射流的无因次速度沿射流轴向的变 化情况;图6-15是在不同的 值下,无因次流量变化曲线。
四、无因次流量 及 无因次流量计算的计算公式
五、起始段核心长度sn及核心收缩角
六、起始段流量QV
七、起始段断面平均流速v1
八、起始段质量平均流速v2
第三节 平面射流
气体从狭长缝隙中外射运动时,射流在条缝长度方向几乎无扩 散运动,只能在垂直条缝长度的各个平面上扩散运动。这种流 动称为平面射流。从表6-3中可看出,各无因次参数

流体力学第二版龙天渝课后答案

流体力学第二版龙天渝课后答案

流体力学第二版龙天渝课后答案【篇一:流体力学_龙天渝_建环专业课程教案】>(建筑环境与设备工程专业)第一章绪论1.本章的教学目标及基本要求本章为绪论,涉及到流体的定义、作用在流体上的力、流体的基本物理性质和流体的力学模型。

通过本章的教学,要求学生了解流体力学在本学科及相关工程技术领域内的地位和作用,掌握流体与固体的典型区别,连续介质模型、不可压缩流体和理想流体的定义,了解流体的主要物理性质;掌握流体的受力分析方法,能够正确应用牛顿内摩擦定律分析解决液膜条件下流体的运动及及其与固体间的相互作用问题。

2.本章各节教学内容(列出节名)及学时分配本章教学内容分2单元,每单元2学时? 单元1:流体力学在本学科中的地位和作用,流体的定义与特点,,作用在流体上的力;流体的惯性, 流体的粘性;习题1-1, 4? 单元2:流体的粘性,压缩性与膨胀性, 不可压缩流体和理想流体的概念,流体的连续介质模型;习题1-7,8,123.本章教学内容的重点和难点本章的重点是:本章的教学任务是让学生初步建立起流体及流体力学的基本概念,重点放在流体与固体的本质区别,描述流体的基本模型及流体的主要物理性质。

本章的难点是:熟练、正确进行受力分析;正确运用牛顿内摩擦定律分析求解液膜条件下流体的运动及及其与固体间的相互作用问题。

4. 本章教学内容的深化和拓宽:介绍不可压缩流体的概念及其工程应用意义,说明粘性的外部特性与内部特性的区别。

5.本章教学方式(手段)及教学过程中应注意的问题;本章涉及到较多的物理基本概念,注意时刻提醒学生从最基本的物理现象出发去理解和把握物理概念,在受力分析及应用过程中注意结合以往课程的内容和知识,帮助学生逐步建立将所学知识与工程实际应用相结合的思维习惯。

教学方式以课堂教学为主。

6.本章的主要参考书目:? clayton t.crowe, donald f. elger and john a. roberson. engineering fluid mechanics. 7th ed. new york: john wiley sons,2001? vennard j k and r l street. elementary fluid mechanics. 6th ed. new york: john wiley sons,19827.本章的思考题和习题:习题1-1,4,7,8,12单元 11.教学内容:流体力学在本专业中的作用, 流体的定义,惯性、压缩性与膨胀性? 了解流体力学在学科中的地位和作用;? 明确流体的定义;? 了解流体的特点及流体的连续介质模型;? 了解流体惯性的度量方法;? 了解流体的压缩性与膨胀性的定义及数量级;? 明确不可压缩流体的概念。

流体力学_龙天渝_建环专业课程教案

流体力学_龙天渝_建环专业课程教案

《流体力学》课程教案(建筑环境与设备工程专业)第一章绪论1.本章的教学目标及基本要求本章为绪论,涉及到流体的定义、作用在流体上的力、流体的基本物理性质和流体的力学模型。

通过本章的教学,要求学生了解流体力学在本学科及相关工程技术领域内的地位和作用,掌握流体与固体的典型区别,连续介质模型、不可压缩流体和理想流体的定义,了解流体的主要物理性质;掌握流体的受力分析方法,能够正确应用牛顿内摩擦定律分析解决液膜条件下流体的运动及及其与固体间的相互作用问题。

2.本章各节教学内容(列出节名)及学时分配本章教学内容分2单元,每单元2学时单元1:流体力学在本学科中的地位和作用,流体的定义与特点,,作用在流体上的力;流体的惯性, 流体的粘性;习题1-1,4单元2:流体的粘性,压缩性与膨胀性, 不可压缩流体和理想流体的概念,流体的连续介质模型;习题1-7,8,12 3.本章教学内容的重点和难点本章的重点是:本章的教学任务是让学生初步建立起流体及流体力学的基本概念,重点放在流体与固体的本质区别,描述流体的基本模型及流体的主要物理性质。

本章的难点是:熟练、正确进行受力分析;正确运用牛顿内摩擦定律分析求解液膜条件下流体的运动及及其与固体间的相互作用问题。

4. 本章教学内容的深化和拓宽:介绍不可压缩流体的概念及其工程应用意义,说明粘性的外部特性与内部特性的区别。

5.本章教学方式(手段)及教学过程中应注意的问题;本章涉及到较多的物理基本概念,注意时刻提醒学生从最基本的物理现象出发去理解和把握物理概念,在受力分析及应用过程中注意结合以往课程的内容和知识,帮助学生逐步建立将所学知识与工程实际应用相结合的思维习惯。

教学方式以课堂教学为主。

6.本章的主要参考书目:●周光炯等编·流体力学·第2版·北京:高等教育出版社,2000●屠大燕主编·流体力学与流体机械·北京:中国建筑工业出版社,1999●刘鹤年编·水力学·北京:中国建筑工业出版社,1999●李玉柱苑明顺编·流体力学·北京:高等教育出版社,1998●陈卓如主编·工程流体力学·北京:高等教育出版社,1992●潘文全·工程流体力学·北京:清华大学出版社,1988●汪兴华·工程流体力学习题集·北京:机械工业出版社,1983●山东工学院东北电力学院·工程流体力学·北京:电力工业出版社,1980●Clayton T.Crowe, Donald F. Elger and John A. Roberson.Engineering Fluid Mechanics. 7th ed. New York: John Wiley& Sons,2001●Vennard J K and R L Street. Elementary Fluid Mechanics. 6thed. New York: John Wiley & Sons,19827.本章的思考题和习题:习题1-1,4,7,8,12单元11.教学内容:流体力学在本专业中的作用, 流体的定义,惯性、压缩性与膨胀性✧了解流体力学在学科中的地位和作用;✧明确流体的定义;✧了解流体的特点及流体的连续介质模型;✧了解流体惯性的度量方法;✧了解流体的压缩性与膨胀性的定义及数量级;✧明确不可压缩流体的概念。

流体力学龙天渝第二版课后答案

流体力学龙天渝第二版课后答案

流体力学龙天渝第二版课后答案【篇一:流体力学_龙天渝_建环专业课程教案】>(建筑环境与设备工程专业)第一章绪论1.本章的教学目标及基本要求本章为绪论,涉及到流体的定义、作用在流体上的力、流体的基本物理性质和流体的力学模型。

通过本章的教学,要求学生了解流体力学在本学科及相关工程技术领域内的地位和作用,掌握流体与固体的典型区别,连续介质模型、不可压缩流体和理想流体的定义,了解流体的主要物理性质;掌握流体的受力分析方法,能够正确应用牛顿内摩擦定律分析解决液膜条件下流体的运动及及其与固体间的相互作用问题。

2.本章各节教学内容(列出节名)及学时分配本章教学内容分2单元,每单元2学时? 单元1:流体力学在本学科中的地位和作用,流体的定义与特点,,作用在流体上的力;流体的惯性, 流体的粘性;习题1-1, 4? 单元2:流体的粘性,压缩性与膨胀性, 不可压缩流体和理想流体的概念,流体的连续介质模型;习题1-7,8,123.本章教学内容的重点和难点本章的重点是:本章的教学任务是让学生初步建立起流体及流体力学的基本概念,重点放在流体与固体的本质区别,描述流体的基本模型及流体的主要物理性质。

本章的难点是:熟练、正确进行受力分析;正确运用牛顿内摩擦定律分析求解液膜条件下流体的运动及及其与固体间的相互作用问题。

4. 本章教学内容的深化和拓宽:介绍不可压缩流体的概念及其工程应用意义,说明粘性的外部特性与内部特性的区别。

5.本章教学方式(手段)及教学过程中应注意的问题;本章涉及到较多的物理基本概念,注意时刻提醒学生从最基本的物理现象出发去理解和把握物理概念,在受力分析及应用过程中注意结合以往课程的内容和知识,帮助学生逐步建立将所学知识与工程实际应用相结合的思维习惯。

教学方式以课堂教学为主。

6.本章的主要参考书目:? clayton t.crowe, donald f. elger and john a. roberson. engineering fluid mechanics. 7th ed. new york: john wiley sons,2001? vennard j k and r l street. elementary fluid mechanics. 6th ed. new york: john wiley sons,19827.本章的思考题和习题:习题1-1,4,7,8,12单元 11.教学内容:流体力学在本专业中的作用, 流体的定义,惯性、压缩性与膨胀性? 了解流体力学在学科中的地位和作用;? 明确流体的定义;? 了解流体的特点及流体的连续介质模型;? 了解流体惯性的度量方法;? 了解流体的压缩性与膨胀性的定义及数量级;? 明确不可压缩流体的概念。

流体力学_龙天渝_射流

流体力学_龙天渝_射流

第十一章气体射流一、学习指导1 射流结构(核心区与边界层;主体段与起始段)射流为紊流型,紊流的横向脉动造成射流与周围介质之间不断发生质量流量、射流的横断面沿x方向不断增加,形成了向周围扩散的锥体状流动场。

2 射流过渡段断面的射流速度仍然是均匀的。

沿x方向流动,射流不断带入周围介质,不仅是边界扩张,而且使射流主体的速度逐渐降低。

速度为u0的部分(如图A0D锥体)称为射流核心,其余部分速度小于u0 。

称为边界层。

显然,射流边界层从出口开始沿射程不断的向外扩散,带动周围介质进入边界层,同时向射流中心扩展,至某一距离处,边界层扩展到射流轴心线,核心区消失,只有轴心点上速度为。

射流这一断面称为过渡断面或转折断面。

3 射流的起始段与主体段以过渡断面为界,出口断面至过渡断面称为射流起始段。

过渡断面以后称为主体段。

二、难点分析1 射流的断面平均流速与质量平均流速 断面平均流速1Qv A =,表示射流断面的算术平均值。

质量平均流速定义为:用v 2乘以质量即得真实动量,002Q v Qv ρρ= 2 温差射流与浓差射流三、习题详解【1】 某车间温度为380C ,装有圆喷口空气淋浴设备,送风温度为250C ,风口距地面高度为4米,希望在地面上1.5米处造成一个直径为1.5米的工作区,求工作区中心温度为多少?(080.a =) 【解】 m .a r .S n 59067100==⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=14708600.d as .d Dm .d 1400=2240147035000..d .T T m =+=∆∆ 922.T m -=∆35m t C =【2】 室外空气的射流由位于热车间外墙上离地板7.0m 处的小孔口送入,孔口的尺寸,高0.35m,长12m ,室外空气的温度为-100C 室内空气温度为+200C 射流初速度为2m/s ,求地板上的温度。

假定a=0.12,射流轴心着地。

【解】()252020502260.x a a .T T Ar y e +=2020-==b yy080.Ar = 0610.T T e=m .x s 058==424041003210..b as.T T m=+=∆∆C .t o m 287=【3】 已知空气淋浴喷口直径00.3D m =,要求工作区的射流半径为1.2m ,质量平均流速为3m/s,,设紊流系数0.08α=,求: (1)喷口和工作区的距离s ;(2)喷口流量0Q 【解】(1) 由射流主体段公式000.086.80.147 6.870.1470.30.30.5440.3as s D D D s ⎛⎫⎛⎫=+=+⨯ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭=+ 0.3 2.40.3 3.860.5440.544D s m--===起始段长度00.30.3360.336 1.260.08n D s m s al ===<工作区在射流主体段。

流体力学_龙天渝_流体动力学基础

流体力学_龙天渝_流体动力学基础

因 H 1 H 2 所以管中水流应从A流向B 水头损失
h H1 H 2 2.57 1.74 0.83m源自的总能量。两断面的水头分别为
解题步骤
p1 a1v12 7.2 62 H1 z1 0 2.57m g 2 g 1 9.8 2 9.8
2 p2 a1v2 6.1 1.52 H 2 z2 1 1.74m g 2 g 1 9.8 2 9.8
解题步骤
解: 首先利用连续性方程求断面1-1的平均流速。
v1 A1 v2 A2
A2 d2 2 0.30 2 v1 v2 ( ) v 2 ( ) v2 4v2 6m/s A1 d1 0.15
因水管直径变化缓慢,断面1-1及2-2水流可近似看
作渐变流,以过A点水平面为基准面分别计算两断面
渐变流与急变流元流的伯努利方程总流能量方程有一直径缓慢变化的锥形水管如图1所示断面11处直径中心点a的相对压强为72断面22处直径中心点b的相对压强为61断面平均流速两点高差为1米
第3章 流体动力学基础
3.1 流体运动的一些基本概念
流场-----流体运动的空间。 在流场中,流动参数(物理量)表示为空间 坐标x,y,z和时间t的函数。如
二维流动: 流动参数是两个坐标的函数;
三维流动: 流动参数是三个坐标的函数。 对于工程实际问题,在满足精度要求的情况下,将三维流 动简化为二维、甚至一维流动,可以使得求解过程尽可能 简化。
三维流动→二维流动
二维流动→一维流 动
流 线
流线的性质
均匀流与非均匀流、渐变流与急变流
均匀流:流速的大小和方向沿程不变。
非均匀流:渐变流与急变流 流体在直管道内的流动为缓变流,在管道截面积 变化剧烈、流动方向发生改变的地方,如突扩管、 突缩管、弯管、阀门等处的流动为急变流。

流体力学龙天渝相似性原理和因次分析

流体力学龙天渝相似性原理和因次分析

2 u x z 2
u x
u z x
u y
u z y
u z
u z z
gL V2
P V
2
p z
VL
2 u z x 2
2 u z y 2
2 u z z 2
此式又可写成:
u x
x
u y y
u z z
0
u x
u x x
u y
u x y
u z
u x z
x=Lx, y=Ly, z=Lz
ux
V u x, u y
V u y, u z
V u z
p
Pp
式 中 L、 V 、 P均 为 定 性 量
u x
x
u y y
u z z
0
u x
u x x
u y
u x y
u z
u x z
P V
2
p x
VL
2 u x x 2
2 u x y 2
2ux y 2
2ux z 2
u
x
u y x
uy
u y y
uz
u y z
1
p y
2u y x2
2u y y 2
2u y z 2
ux
uz x
uy
uz y
uz
uz z
g
1
p z
2u z x2
2uz y 2
2uz z 2
引 入 无 量 纲 量 x、 y、 z、 u x、 u y、 uz和 p。 它 们 与 相 应 的 无 量 纲 量 之 间 的 关 系 为 :
2m
R en
0 .6 m 8 m / s 0 .0 0 0 0 1 5 7 m 2 / s

流体力学课后习题答案龙天渝

流体力学课后习题答案龙天渝
3-1恒定流是:
(a)流动随时间按一定规律变化;
(b)流场中任意空间点的运动要素不随时间变化;
(c)各过流断面的流速分布不同;
(d)各过流断面的压强相同。
3-2非恒定流是:
(a)?u/?t=0;
(b)?u/?t≠0;
(c)?u/?s=0;
(d)?u/?s≠0。
3-3一元运动是:
(a)均匀流;
(b)速度分布按直线变化;
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:
求水头h。水头损失不计。(1.23m)
【篇二:流体力学_龙天渝_流体动力学基础】
ass=txt>一、学习指导1.主要概念:
流线,过流断面,均匀流,渐变流,恒定流
注:①流体是空间曲线。对恒定流其空间位置不变,对非恒定流随时间而变化。
②渐变流是将流速的大小和方向变化不大的流段看成均匀流所作的工程近似,与均匀流无明确的界定,根据经验而定。例:锥角较小的扩散段或收缩段,断面面积a(s)满足da/ds=0的断面附近的流段是渐变流。
(2)是几元流动?
(3)是恒定流还是非恒定流;
(4)是均匀流还是均匀定流?
3-13已知平面流动的速度分布为ux=a,uy=b,其中a、b为常数。求流线方程并画出若干条y0时的流线。((b/a)x-y=c)
3-14已知平面流动速度分布为ux=-cy/(x2+y2),uy= cx/(x2+y2),其中c为常数。

流体力学龙天渝相似性原理和因次分析-PPT课件

流体力学龙天渝相似性原理和因次分析-PPT课件

而相应体积之比,为长度比例的立方,即 几何相似,是力学相似的前提。

二、运动相似
两流动运动相似,要求两流动的相应流线几何相似,或说,相应点的流 速大小成比例,方向相同。有:
u n1 u n 2 v n v, v 称 为 速 度 比 例 常 数 。 u m1 u m 2 vm 有 了 速 度 比 例 常 数 , 和 长 度 比 例 常 数 , 显 然 可 以 根 据 简 单 t l / v的 关 系 , 得 出 时 间 比 例 常 数 t l / v

式中Eu,Re,Fr即分别为上述的准则数欧拉数,雷诺数和弗汝 得数。自然,如果我们考虑的是可压缩流体,还将出现马赫 数Ma。 相似理论的第一定理表明:两个相似的现象,它们的同名相 似准数必定相等,即相同名称的相似准数相等。 相似理论的第二定理阐明:由定性物理量组成的相似准数, 相互间存在着函数关系。在考虑不可压缩流体流动的动力相 似时,决定流动平衡的四种力,黏滞力、压力、重力和惯性 力并非都是独立的,根据力的平行四边行法则,其中必有一 力是被动的其中必有一力是被动的,只要三个力分别相似, 则第四个力必然相似。 相似理论的第三定理告诉我们:两个现象相似的充分必要条 件除了由基本规律导得的相似准数相等外,还包括单值性条 件相似。所谓单值性条件是指把某一现象从无数个同类现象 中区分开来的条件。单值性条件相似包括包括几何相似,边 界条件和初始条件相似,以及由单值性条件所导出的相似准 数相等。
Fpn FGn FIn FEn F n F Fpn FGm FIm FEm m 式中,、P、G、I、F 分别表示黏性力、压力、 重力、惯性力、弹性力。 动力相似在力学相似中起着什么作用呢?两惯性 力相似是其他合力作用相似的结果。所以动力相 似是运动相似的保证。

流体力学_龙天渝_孔口、管嘴出流和有压管流

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。

工程流体力学第二版答案

工程流体力学第二版答案

课后答案网 工程流体力学 第二章 流体静力学2-1.一密闭盛水容器如图所示,U 形测压计液面高于容器内液面h=1.5m ,求容器液面的相对压强。

[解] gh p p a ρ+=0kPa gh p p p a e 7.145.1807.910000=⨯⨯==-=∴ρ2-2.密闭水箱,压力表测得压强为4900Pa 。

压力表中心比A 点高0.5m ,A 点在液面下1.5m 。

求液面的绝对压强和相对压强。

[解]g p p A ρ5.0+=表Pa g p g p p A 49008.9100049005.10-=⨯-=-=-=ρρ表 Pa p p p a 9310098000490000=+-=+=' 2-3.多管水银测压计用来测水箱中的表面压强。

图中高程的单位为m 。

试求水面的绝对压强p abs 。

[解])2.13.2()2.15.2()4.15.2()4.10.3(0-+=-+---+g p g g g p a 汞水汞水ρρρρ g p g g g p a 汞水汞水ρρρρ1.13.11.16.10+=+-+kPa g g p p a 8.3628.9109.28.9106.132.2980009.22.2330=⨯⨯-⨯⨯⨯+=-+=水汞ρρ2-4. 水管A 、B 两点高差h 1=0.2m ,U 形压差计中水银液面高差h 2=0.2m 。

试求A 、B 两点的压强差。

(22.736N /m 2)[解] 221)(gh p h h g p B A 水银水ρρ+=++Pa h h g gh p p B A 22736)2.02.0(8.9102.08.9106.13)(33212=+⨯⨯-⨯⨯⨯=+-=-∴水水银ρρ2-5.水车的水箱长3m,高1.8m ,盛水深1.2m ,以等加速度向前平驶,为使水不溢出,加速度a 的允许值是多少?[解] 坐标原点取在液面中心,则自由液面方程为:x gaz -=0 当m lx5.12-=-=时,m z 6.02.18.10=-=,此时水不溢出 20/92.35.16.08.9s m x gz a =-⨯-=-=∴2-6.矩形平板闸门AB 一侧挡水。

流体力学龙天渝课后答案第三章一元流体动力学基础.

流体力学龙天渝课后答案第三章一元流体动力学基础.

第三章 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 Q v 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。

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第十一章气体射流
一、学习指导
1 射流结构(核心区与边界层;主体段与起始段)
射流为紊流型,紊流的横向脉动造成射流与周围介质之间不断发生质量流量、射流的横断面沿x方向不断增加,形成了向周围扩散的锥体状流动场。

2 射流过渡段断面
的射流
速度仍
然是均
匀的。

沿
x方向流
动,射流
不断带
入周围
介质,不
仅是边
界扩张,而且使射流主体的速度逐渐降低。

速度为u0的部分(如图A0D锥体)称为射流核心,其余部分速度小于u0 。

称为边界层。

显然,射流边界层从出口开始沿射程不断的向外扩散,带动周围介质进入边界层,同时向射流中心扩展,至某一距离处,边界层扩展到射流轴心线,核心区消失,只有轴心点上速度为。

射流这一断面称为过渡断面或转折断面。

3 射流的起始段与主体段
以过渡断面为界,出口断面至过渡断面称为射流起始段。

过渡断面以
后称为主体段。

二、难点分析
1 射流的断面平均流速与质量平均流速 断面平均流速
1Q
v A =
,表示射流断面的算术平均值。

质量平均流速定义为:用v 2乘以质量即得真实动量,002Q v Qv ρρ= 2 温差射流与浓差射流
三、习题详解
【1】 某车间温度为380C ,装有圆喷口空气淋浴设备,送风温度为250C ,风口距地面高度为4米,希望在地面上1.5米处造成一个直径为1.5米的工作区,求工作区中心温度为多少?(080.a =) 【解】 m .a r .S n 590671
00
==
⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=14708600.d as .d D
m .d 1400=
2240147035
000
..d .T T m =+=∆∆ 922.T m -=∆
35m t C =
【2】 室外空气的射流由位于热车间外墙上离地板7.0m 处的小孔口送入,孔口的尺寸,高0.35m,长12m ,室外空气的温度为-100C 室内空气温度为+200C 射流初速度为2m/s ,求地板上的温度。

假定a=0.12,射流轴心着地。

【解】
()2
52
0205
02260.x a a .T T Ar y e +=
2020
-==
b y
y
080.Ar = 0610
.T T e
=
m .x s 058==
424
041003210
..b as
.T T m
=+=∆∆
C .t o m 287=
【3】 已知空气淋浴喷口直径00.3D m =,要求工作区的射流半径为1.2m ,质量平均流速为3m/s,,设紊流系数0.08α=,求: (1)喷口和工作区的距离s ;
(2)喷口流量0Q 【解】
(1) 由射流主体段公式
000.086.80.147 6.870.1470.3
0.30.5440.3as s D D D s ⎛⎫⎛⎫
=+=+⨯ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭
=+ 0.3 2.40.3 3.860.5440.544D s m
--===
起始段长度
00.3
0.336
0.336 1.260.08n D s m s al ===<
工作区在射流主体段。

以上s 计算有效。

(2) 质量平均流速
200
0.23
0.147
v as u D =
+
00030.08 3.860.1470.14715.4/0.230.230.3v as u m s
D ⎛⎫⨯⎛⎫
=
+=+= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭
喷口流量
2230000.315.4 1.09/4
4
Q D u m s
π
π
=
=
⨯⨯=
【4】 室外空气经过外墙上的扁平形窗口射入室内。

窗口高程H =
6m ,窗口高020.6b m =,室外温度000C t =,室内温度
25C n t =,窗口射流速度02/u m s =,紊流系数0.118α=,求水平射程s =6m 处的射流质
量平均速度,轴线温度和弯曲值。

【解】(1)
2 1.00/v m s
=
=
=
(2)
015.5C
141m T ∆=
=
=
02515.59.5C m m T T T =-∆=-= (3)
5/2
1/2
200022
001/2
5/2
2
0.9040.20520.9049.810.3252730.1186H H gb T T as z a u T T b ⎛⎫
⎛⎫∆=+ ⎪ ⎪⎝⎭
⎝⎭
⨯⨯⨯⨯⎛⎫⎛⎫
10v u
=0011.42/u m s ===
2300011.429.00/4
4
Q D u m s
π
π
=
=
⨯=
由射流长度估算公式和无因次长度L 的表:
60.7L m ===。

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