流体运动学与动力学基础(第5节--练习题答案

《流体运动学与动力学基础(第5节--练习题答案》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、练习题1：一台离心泵，抽流体量为220l/s,流体泵进口允许真空度为4.5m流体柱，流体泵进口管径d=300mm，如图2-34所示。从吸流体滤头至流体泵进口的水头损失为hw=1m，试求能保证流体泵吸流体的进口轴线至流体源流体面的最大高度（称流体泵的最大安装高度）hs。解：取流体源流体面（不是流体管断面）为断面1－1，取流体泵进口缓变流为断面2－2，以流体源流体面0－0为基准面，取α1=α2=1，写出总流能量方程Z1=0，Z2=hs。因为流体源流体面流速较小，已知断面2－2的真空值按相对压力计算流量Q=220l/s=0.22m3/s面积A2=0.785×0.32=0.071m2计算

2、得将上述已知数据代入总流能量方程0+0+0=hs-4.5+0.5+1.0得流体泵安装高度hs=3.0m该题不能取断面3－3为计算断面，因为在吸流体口处流线不平行，不符合缓变流断面条件。由于此处有流速水头，其动流体压力p3≠γh3，所以p3也是未知的。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

3、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，代入上式得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。练习题4：有一流体池引流体灌溉的虹吸管（图2-38），管径d=100mm，管中心线

4、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：（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

5、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。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

6、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p1=p2=0，又令v2=vc。由图可知z1=120-105=15m；z2=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