第三章流体运动学与动力学基础(第5节--练习题+答案)只是课件
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第三章流体运动学与动力学基础 (第5节--练习题+答案)
练习题2： 流体流从直径d1=25mm的喷嘴垂直向上喷 射，出口流速为v1=12m/s，假如这股流体射流保持连 续的圆截面，并略去水头损失，试求在离喷嘴高4.5m处， 这股流体流的直径d2为多大？
解：取喷嘴出口缓变流断面1－1和离喷嘴高4.5m处的缓变流断面2－2， 以0－0为基准面（与断面1－1重合），取α1=α2=1。写出断面1 －1和2－2的总流能量方程
由于射流流入大气P1=P2=0，Z1=0，Z2=4.5m，V1=12m/s，代入上
计算得 再由连续方程 得
所以，离喷嘴高4.5m处的流体流直径为31.7mm。
练习题3： 图2-36a为射流器示意 图，其工作原理是利用流体箱的流 体经过喷射嘴流出后，由于流速增 加，压力降低，便将真空室抽成真 空。利用真空室形成的真空度，可 以将一定深度的池流体吸上，并与 吸流体管流体流混合后从出流体管 一起流出。 已知：H=1m， h=5m，D=50mm，d=30mm， 略去头损失，试求真空室中的真空 值p2及出流体管流量。
（1）虹吸管的最大流量为多 少？ （2）流体池流体面至虹吸管 出口的高差h为多少？
解：（1）通过流体池流体面1点的过流体断面1－1、虹吸管顶部管末 端断面2－2及虹吸管的出口断面3－3是缓变流断面。以流体池面0 －0为基准面，取α1=α2=1写出断面1－1和2－2的总流能量方程。
流体池流体面面积较虹吸管面积为大，所以 ，z1=0，z2=2m， 取流体面上一点，以相对压力计算，p1=0， =-7m。将已知数据 代入上式
由连续方程式管中流速v=v2，所以
虹吸管最大流量 （2）以管出口断面3－3为基准面，写出断面2－2和3－3能量方程 z2=2+h，z3=0， ＝-7m，p3=0，取α3=0，将已知数据代入能量方 程，得
式中v2=v3=v。 流体池流体面至虹吸管出口的高差h为5.91m。
练习题5： 某一流体库的溢流坝，如图2-39所示，已 知坝下游河床高程为105.0m，当流体库流体位为 120.0时，坝址处过流体断面C处的流体深hc=1.2m。 设溢流坝的水头损失 求：该断面的平均流速。
p1=p2=0 ，又 令v2=vc。由图可知z1=120-105=15mz2；=hc=1.2m ；
将以上已知数据代入总流能量方程，
得 解得坝址处的流速
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解： 由于溢流坝面流体流为急变流，所以在距坝前一段距离处，取缓 变流断面1－1和坝下游流体流较平直的C处取断面2－2。由于流 体库的过流体断面面积大，流速水头 ，流体库流体位和下游 河床高程都为已知，基准面0－0取在下游河床底部。取 α1=α2=1.1，写出总流能量方程
因为缓变流断面上各点的单位势能（ ）等于常数，可选断面上任一 点求得其z和p值。为了计算方便，可选流体面上一点，故可用相对压力 计算，该点动流体压力为零，即
以相对压力计算流体面上点，p4=0；p5=p2， Z5=h=5m，则
所以吸流体管中的流速 则出流体管总流量为
练习题4： 有一流体池引流体灌溉的虹吸管（图238），管径d=100mm，管中心线最高点2高出流体 池流体面2m，管段AB的点1至2点的水头损失为10 ， 管段BC的点2至点3的水头损失为2 ，若点2的真空度 不超过7m流体柱，试求：
由连续方程
再写出断面1－1和2－2的总流能量方程，取 α2=1.0，以绝对压力计算，p1空值 p2=6.72×9800=65856N/m2 在池流体被吸上之后，写出流体池流体面断面4－ 4和吸流体管断面5－5的总流能量方程。将基准 面01－01取在流体池流体面，z4=0；设 α4=α5=1.0，因流体池断面较大，故
解： 已知：H=1m，h=5m，D=50mm， d=30mm，略去头损失，试求真空室中的真空 值p2及出流体管流量. 取断面1－1、2－2、3－3、4－4、5－5五个 缓变流断面。在池流体未吸上之前，以喷嘴轴 线0－0为基准面，取α1=α3=1写出断面1－1 和3－3的总流能量方程 以绝对压力计算，流体箱流体面上点， p1=p3=pa；z1=H=1m，z3=0。将已知数据代 入上式
练习题2： 流体流从直径d1=25mm的喷嘴垂直向上喷 射，出口流速为v1=12m/s，假如这股流体射流保持连 续的圆截面，并略去水头损失，试求在离喷嘴高4.5m处， 这股流体流的直径d2为多大？
解：取喷嘴出口缓变流断面1－1和离喷嘴高4.5m处的缓变流断面2－2， 以0－0为基准面（与断面1－1重合），取α1=α2=1。写出断面1 －1和2－2的总流能量方程
由于射流流入大气P1=P2=0，Z1=0，Z2=4.5m，V1=12m/s，代入上
计算得 再由连续方程 得
所以，离喷嘴高4.5m处的流体流直径为31.7mm。
练习题3： 图2-36a为射流器示意 图，其工作原理是利用流体箱的流 体经过喷射嘴流出后，由于流速增 加，压力降低，便将真空室抽成真 空。利用真空室形成的真空度，可 以将一定深度的池流体吸上，并与 吸流体管流体流混合后从出流体管 一起流出。 已知：H=1m， h=5m，D=50mm，d=30mm， 略去头损失，试求真空室中的真空 值p2及出流体管流量。
（1）虹吸管的最大流量为多 少？ （2）流体池流体面至虹吸管 出口的高差h为多少？
解：（1）通过流体池流体面1点的过流体断面1－1、虹吸管顶部管末 端断面2－2及虹吸管的出口断面3－3是缓变流断面。以流体池面0 －0为基准面，取α1=α2=1写出断面1－1和2－2的总流能量方程。
流体池流体面面积较虹吸管面积为大，所以 ，z1=0，z2=2m， 取流体面上一点，以相对压力计算，p1=0， =-7m。将已知数据 代入上式
由连续方程式管中流速v=v2，所以
虹吸管最大流量 （2）以管出口断面3－3为基准面，写出断面2－2和3－3能量方程 z2=2+h，z3=0， ＝-7m，p3=0，取α3=0，将已知数据代入能量方 程，得
式中v2=v3=v。 流体池流体面至虹吸管出口的高差h为5.91m。
练习题5： 某一流体库的溢流坝，如图2-39所示，已 知坝下游河床高程为105.0m，当流体库流体位为 120.0时，坝址处过流体断面C处的流体深hc=1.2m。 设溢流坝的水头损失 求：该断面的平均流速。
p1=p2=0 ，又 令v2=vc。由图可知z1=120-105=15mz2；=hc=1.2m ；
将以上已知数据代入总流能量方程，
得 解得坝址处的流速
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解： 由于溢流坝面流体流为急变流，所以在距坝前一段距离处，取缓 变流断面1－1和坝下游流体流较平直的C处取断面2－2。由于流 体库的过流体断面面积大，流速水头 ，流体库流体位和下游 河床高程都为已知，基准面0－0取在下游河床底部。取 α1=α2=1.1，写出总流能量方程
因为缓变流断面上各点的单位势能（ ）等于常数，可选断面上任一 点求得其z和p值。为了计算方便，可选流体面上一点，故可用相对压力 计算，该点动流体压力为零，即
以相对压力计算流体面上点，p4=0；p5=p2， Z5=h=5m，则
所以吸流体管中的流速 则出流体管总流量为
练习题4： 有一流体池引流体灌溉的虹吸管（图238），管径d=100mm，管中心线最高点2高出流体 池流体面2m，管段AB的点1至2点的水头损失为10 ， 管段BC的点2至点3的水头损失为2 ，若点2的真空度 不超过7m流体柱，试求：
由连续方程
再写出断面1－1和2－2的总流能量方程，取 α2=1.0，以绝对压力计算，p1空值 p2=6.72×9800=65856N/m2 在池流体被吸上之后，写出流体池流体面断面4－ 4和吸流体管断面5－5的总流能量方程。将基准 面01－01取在流体池流体面，z4=0；设 α4=α5=1.0，因流体池断面较大，故
解： 已知：H=1m，h=5m，D=50mm， d=30mm，略去头损失，试求真空室中的真空 值p2及出流体管流量. 取断面1－1、2－2、3－3、4－4、5－5五个 缓变流断面。在池流体未吸上之前，以喷嘴轴 线0－0为基准面，取α1=α3=1写出断面1－1 和3－3的总流能量方程 以绝对压力计算，流体箱流体面上点， p1=p3=pa；z1=H=1m，z3=0。将已知数据代 入上式