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_1

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_1

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1、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d=10mm。(1)如果箱壁厚度δ=3mm,求通过孔口的流速和流量。(2)如果箱壁厚度δ=40mm,求通过孔口的流速和流量。解:(1)视作薄壁小孔口,,得:(2)视作管嘴,得:3.一隔板将水箱分为A、B两格,隔板上有直径为d1=40mm的薄壁孔口,如题5-3图,B箱底部有一直径为d2=30mm的圆柱形管嘴,管嘴长l=0.1m,A箱水深H1=

2、3m恒定不变。(1)分析出流恒定性条件(H2不变的条件)。(2)在恒定出流时,B箱中水深H2等于多少?(3)水箱流量Q1为何值?解:(1)当Q1=Q2时出流恒定(2)因为Q1=Q2,查表得,,解得:(3)解得3.58×10-3m3/s4.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与流速系数为证:∵∴其中5.某诱导器的静压箱上装有圆柱形管嘴,管径为4mm,长度=100mm,λ=0.02,从管嘴入口到出口的局部阻力系数,求管嘴的流速系数和流量系数(见上题图)。解:由题得6.如上题,当管嘴外空气压强为当地大气压

3、强时,要求管嘴出流流速为30m/s。此时静压箱内应保持多少压强?空气密度为ρ=1.2kg/m3。解:,得7.某恒温室采用多孔板送风,风道中的静压为200Pa,孔口直径为20mm,空气温度为20℃,μ=0.8。要求通过风量为1m3/s。问需要布置多少孔口?解:Q=,得,所以需要个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=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=2m时,求通过孔口的流量。(3)A箱水面压力为2000Pa,=3m时,而B水箱水面压

4、力为0,=2m时,求通过孔口的流量。解:(1)属孔口自由出流,得:(2)属孔口淹没出流,,得:(3),得:9.室内空气温度为30℃,室外空气温度为20℃,在厂房上下部各开有8m2的窗口,两窗口的中心高程差为7m,窗口流量系数μ=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)。解:Q==12.96kg/s(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,得因为p=p=p,,所以又由于根据气体孔口淹没出流的流量公式:QQ=又由于连续性方程Q查得Q=12.96kg/s10.如图示管路中输送

5、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:,是U形压差计液体容重,为气体容重11.如上题图孔板流量计,输送20℃空气,测量h=100mmH2O。μ=0.62,d=100mm,求Q。解:将数据代入上题公式得12.什么叫管路阻抗?(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。用在液体管路,用在气体管路。在紊流粗糙区时,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

6、结水箱回水系统如图。试写出水泵应具有的作用水头表达式。解:(如果冷却措施是开式则需加上h)14.某供热系统,原流量为0.005m3/s,总水头损失h=5mH2O,现在要把流量增加到0.0085m3/s,试问水泵应供给多大压头。解:即∴15.两水池用虹吸管连通,上下游水位差H=2m,管长L1=3m,L2=5m,L3=4m,直径d=200mm,上游水面至管顶高度h=1m。已知λ=0.026,进口网ζ=10,弯头ζ=1.5(每个弯头),出口ζ=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

7、法一:Q==0.05m3/S方法二:又,解得(2)=2.75m()∴负压值为-2.93m16.如图水泵抽水系统,管长、管径单位为m,ζ给于图中,流量Q=40×10-3m3/s,λ=0.03。求:(1)吸水管及压水管的S数。(2)求水泵所需水头。(3)绘制总水头线。解:(1)==118.69s2/m5==2106.1s2/m5(2)(+)(其中)(3)略17.图为一水平安置的通风机,吸入管d1=200m,l1=10m,λ=0.02。压出管为直径不同的两段管段串联组成,d2=200mm,l2=50m,λ=0.02;l3=50m,

8、λ=0.02。空气密度为ρ=1.2kg/m3,风量为Q=0.15m3/s,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0.16m3/s,风机总压变化多少?(4)绘出全压线与静压线图。解:(1)解得

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