流体力学习题集答案.doc

《流体力学习题集答案.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、流体力学泵与风机习题解答四、计算题1．图示为一采暖系统图。由于水温升高引起水的体积膨胀，为了防止管道及暖气片胀裂，特在系统顶部设置一膨胀水箱，使水的体积有自由膨胀的余地。若系统内水的总体积m3，加热前后温差oC，水的膨胀系数，求膨胀水箱的最小容积。[解]由得：m3故膨胀水箱的最小容积为m32．有一矩形底孔闸门，高m，宽m，上游水深m下游水深m。试用图解法及解析法求作用于闸门上的水静压力及作用点？[解]kN作用于闸门中心图解kN3．宽为1m，长为AB的矩形闸门，倾角为，左侧水深m，右侧水深m。试用图解法求作用于闸门上的水静压力及其作用点？[解]压强分布图略，根据图计算如下：kNm4．m，闸门可绕

2、C点转动。求闸门自动打开的水深为多少米。[解]故mC点是合力作用点的极限点，当其高于C点闸门自动打开。m即m时，闸门便自动打开。5．有一圆滚门，长度m，直径m，上游水深m，下游水深m，求作用于圆滚门上的水平和铅直分压力。[解]kNkN6．一弧形闸门AB，宽m，圆心角，半径m，闸门转轴恰与水面齐平，求作用于闸门的水静压力及作用点。[解]kNkNkN7．油沿管线流动，A断面流速为2m/s，不计损失，求开口C管中的液面高度。[解]m/s通过B断面中心作基准面，写A、B两断面的能能量方程：m8．用水银比压计量测管中水流，过流断面中点流速u如图。测得A点的比压计读数mm汞柱。（1）求该点的流速u；（2）

3、若管中流体是密度为g/cm3的油，仍不变，该点流速为若干，不计损失。[解]当管中通水时：m/s当管中通油时：m/s9．水由管中铅直流出，求流量及测压计读数。水流无损失。[解]写出管口断面，圆盘周边断面的能量方程：所以m/sm3/s写管出口、圆盘测压管连接处的能量方程：由等压面规律得：mm10．直径为mm的管道在支承水平面上分支为mm的两支管，A-A断面压强为kN/m2，管道流量m3/s，两支管流量相等：（1）不计水头损失，求支墩受水平推力。（2）水头损失为支管流速水头的5倍，求支墩受水平推力。不考虑螺栓连接的作用。[解]m/sm/skN/m2写能量方程式：kN当记入损失时：kN/m2同理kN1

4、1．油在管中以m/s的速度流动，油的密度kg/m3，m，mm水银压差计测得cm，试求（1）油在管中的流态？（2）油的运动粘滞系数？（3）若保持相同的平均流速反向流动，压差计的读数有什何变化？[解]（1）若为层流：m2/s校核是否为层流所以为层流。（3）若倒流：则下端压强大于上端压强，仍为9cm。12．油的流量cm3/s，流过直径mm的细管，在m长的管段两端水银压差计读数cm，油的密度kg/m3，求油的和值。[解]设若为层流m/sm2/sPas验证：故为层流。13．水箱侧壁接出一根由两段不同的管径所组成的管道。已知mm，mm，m，管道的当量糙度mm，水温为oC。若管道的出口流速m/s，求（1）水

5、位H。（2）绘出总水头线和测压管水头线。[解]（1）m/s由叶迪图可知；mm；m（2）水头线略。14．一隔板将水箱分为A、B两格，隔板上有直径mm的薄壁孔口，如题下图，B箱底部有一直径的圆柱形管嘴，管嘴长m，A箱水深m恒定不变。（1）分析出流恒定条件（不变的条件）。（2）在恒定出流时，B箱中水深等于多少？（3）水箱流量为何值？[解]（1）时，恒定不变。（2），为管嘴出流，为空孔口出流。取m（3）m3/s15．某诱导器的静压箱上装有圆柱形管嘴，管径为4mm，长度mm，，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（见图5-4图）。[解]为短管出流。故16．如上题，当管嘴外空气压强为

6、当地大气压强时，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kg/m3。[解]。即静压箱中相对压强为kN/m217．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oC，。要求通风量为m3/s。问需要布置多少孔口？[解]在通风工程中，对于多孔板送风，流量系数采用0.8m3/s；18．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m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m时，求通过孔口的流量。（3）A箱水面压力为2000Pa，m时，而B水箱水面压力为0，m时，求通过孔口

7、的流量。[解]（1）m3/s（2）m3/s（3）m3/s19．如图示管路中输送气体，采用U形差压计测量压强差为m液体。试推导通过孔板的流量公式。[解]式中以米计，为差压计用的液体容重。为流动气体的容重。20．如上题图孔板流量计，输送oC空气，测量mmH2O。，mm，求Q。[解]m3/s21．某供热系统，原流量为m3/s，总水头损失mH2O，现在要把流量增加到m3/s，试问水泵应供给多大压头。[解]