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《冶金传输原理-动量传输-第3章试题库》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、第3章流体动力学【题3-1】在生产过程中常用设备位置的高度差来使流体以一定的流速或流量流动，如水塔、高位槽或虹吸等。这类计算可归纳为已知高度差求流速或流量；或者求出欲达到某一流量须保持若干高度差。如图3-1所示，水槽液面至管道出U的垂直距离保持在6.2m，水管全长330m,管径为如果此流动系统中压头损失为6mH20，试求管路中每分钟可达到的流量。解取水槽液面为1一1截面，水流出口为2—2截面，取水平基准面通过水管中心。列出1一1截面至2—2截面之间的伯努利方程式为4+1+4=i+A+z2+，＜2^gp2ggp-因为水平基准而通过截面2—2,所以Z2=0，z1=6
2、.2m。液面因为水流出口均与大气相通，故A=p2=l大气压。因截面1一1比2—2要大的多，所以可近似认为％=0。己知/Av=6mH2O,将这些数值代入得6.2=4+6,解出u2=^/0.2x2g=1.98m/s于是水的流量Q=u,x-d2=.9Sx-x0.0922=0.013m31s=0.79m3/min244【题3-2】采用如图3-2所示的集流器测量离心风机的流量。己知风机吸入管道的直径d=350mm,插入水槽中的玻璃管内水升高h=100mm，空三的密度/?二1.2知/m3，水的密度为p=1000^/，不考虑损失，求空气的流量。o图3-2题3-2不意图解取吸
3、水玻璃管处为过流断面1一1，在吸入U前的一定距离，空气为受干扰处，取过流断面0—0，其空气压力为大气压，空气流速近似为0，v0^Oo取管轴线为基准线，且/^_,=0,则列出0—0和1一1两个缓变流断面之间的能量方程为0+1+0=0+-^+1SP8PPi=Pa-Pghf所以v,=2gPa~Pl=2g=2^/z^-=(2x9.807x0.1x=40.43m3/5SPSPVPV1-2qv=v,-d2=40.42x-x0.352=3.89m3/sv144【题3-3】如图3-3所示，求单位宽度二维槽道内水的流量，忽略能量损失。2m0.8n12图3-3题3-3示意图解选
4、择槽道底面为基准面,确定两渐变流断面为1一1和2-2o因为渐变流断面上各点的(Z+I)为常数，所以可选断面上任一点表示P8Z和p值，力计算方面，选水面上一点，则断面1—1处/?,=(),a=2m和断面2—2处p2=0,z2=0.8m。忽略能量损失=0，列能量方程220+2.0+-^=0+0.8+-^+02g2g由连续方程(2x1)%=(0.8xl)v2解得v,=2.12m/5,v2=5.29ml=0.229m,=1.429m2g2g流量为qv==2x1x2.12=4.24m3/5【题3-4】某工厂自高位水池引出一条供水管路AB,如图3-4所示。已知流量2=0.0
5、4m3管径£＞=16cm;压力表读数久=5.N/cm2•，高度H=18m。问水流在管路AB中损失了若干水尖？图3-4题3-4不意图解：（略）【题3-5】假设存一不可压缩流体三维流动，其速度分布规律为w=3（x+y3），v=4＞，+z2，vv=x+＞，+2z。试分析该流动是否连续？解根据式（3.27）么色一=2dxdydz所以^+3v+3vv=9/0dxdydz故此流动不连续。不满足连续性方程的流动是不存在的。【题3-6】右一不可压缩流体平面流动，其速度分布规律u=x2siny,v=2xcosy。试分析该流动是否连续？解根据式（3.29）—=2%sin=-2%s
6、inydxdy所以
7、+
8、=2xsiny-2xsiny=0故此流动是连续的。【题3-7】右一输水管道，如图3-5所示。水自截面1一1流向截面2—2。测得1一1截面的水流平均流速v,己知＜=0.5m,=lzn,试求截面2-2处的平均流速^为多少？解：v2=0.5(m/s)【题3-8】有一贮水装置如图3-6所示，贮水池足够大，当阀门关闭时，压强计读数为2.8个大气压强。而当将阀门全开，水从管中流出时，压强计读数是0.6个大气压强，试求当水管直径d=12cm时，通过出门的体积流量qv,（不计流动损失）。关闭时，压强计读数为2.8个大气压强。而当将阀门全开，水从管中流出时
9、，压强计读数是0.6个大气压强，试求当水管直径d=12cm时，通过出门的体积流量qv,（不计流动损失）。解当阀门全开时列1一1、2—2截面的伯努利方程当阀门关闭时，根据压强计的读数，应用流体净力学基本方程求Pa+PgH=Pa+2•込pa则^1^:^X98060=pg9806-代入到上式v2==12x9.806x("28-Q’6x98()6^j=20.78(^/5)I)I9806J所以管内流量rrqv=-d、=0.785x0.122x20.78=0.235(m3/5)【题3-9】如图3-7所示的虹吸管中，己知径D=18mm，如不计损失，问S处的压强应为多大时此
10、管X）*能吸水？此时管内
