工学]工程流体力学课后习题答案_袁恩熙-副本

工学]工程流体力学课后习题答案_袁恩熙-副本内容摘要：

输送到容器 B 的水头损失 ? 解：列 A、 B 两液面的伯努利方程：   mpphhppBABwABwABA 020200000 油油油 310 为测量输油管内流量，安装了圆锥式流量计。 若油的相对密度为 ，管线直径 D=100毫米，喉道直径 d=50 毫米，水银压差计读数 ⊿ h=40 厘米。 流量系数 ，问每小时流量为若干吨 ? 解：  pgAQ  2  hthtskghgdQMHg/57/1000/42422油油 Z1 Z2 2 2 1 1 17 311 为了在直径 D＝ 160mm 的管线上自动掺入另一种油品，安装了如下装置：自锥管喉道处引出一个小支管通入油池内。 若压力表读数 ，喉道直径 d＝ 40mm， T 管流量 Q＝30L/s，油品相对密度 ，欲掺入的油品相对密度为 ，油池油面距喉道高度 H＝ ，如果掺入油量为原输送量的 10%， B管水头损失设为 油柱，试决定 B 管直径以多大为宜。 解： 列 1－ 2－ 2的伯努利方程： gVpgVp 22222211  smsLAVAVQ / 2221 mDA   2222 mdA   smAQVsmAQV/ / 2211 代入伯努利方程： atPagVVpgVVpp 222222211222112   列 3－ 4－ 4 的伯努利方程： mVQdsmVdVAsmhpHgVpphgVpHBBBwBwB/4%10/20004234241244242414 312 图示水箱在水深 H＝ 3m 处接一水平管线。 管线由两种直径串联 已知： H＝ 3m， d1＝ 20mm， d2＝ 10mm， L1＝ L2＝ 10m， hw1＝ ， hw2＝ 1mH2O 求： ① Q；② i1， i2；③ 绘制水头线 18 解： ① 对 0－ 0、 2－ 2 两液面列伯努利方程： )(2gV0000 2122 ww hhH  mhhH ww )(3)(2gV 2122  smV /  smVAQ / 34222  ② 粗管段：  Lhi w 细管段： 101222  Lhi w ③ smVdd /22212 1  mgV 21  313 图示输水管路 d1d2d3，若忽略管件处的局部阻力，试绘制其总水头线和测压管水头线的示意图。 314 用 80KW 的水泵抽水，泵的效率为 90%，管径为 30cm，全管路的水头损失为 1m，吸水管水头损失为 ，试求抽水量、管内流速及泵前真空表的读数。 解： KWNN  泵轴泵  泵的扬程： H=z2z1+h12=29+hw=30mH2O smdQVsmHNHN/ / 100072223泵泵 ＝ 对 1－ 2－ 2 两液面列伯努利方程： 19 K P aPagVpgVp222020222 315 图示一管路系统，欲维持其出口流速为 20m/s，问需多少功率的水泵。 设全管路的水头损失为 2m，泵的效率为 80%，若压水管路的水头损失为 ，则压力表上的读数为多少。 解： smAVQ / 33222  泵的扬程： H=z2z1+hw+gV222 =20+2+  = WNNWQHN 8 0 0 3 泵泵轴泵＝＝ 对 1－ 3－ 3 两液面列伯努利方程： K P aPahgVHpsmVddVhgVpHww521/52021210002123222323123 另： 对 3－ 2－ 2 两液面列伯努利方程： K P aPapggphgVpgVpw3903 9 0 3 6 5209 8 0 02200192502192022222322223  316 图示离心泵以 20m3/h 的流量将相对密度 的油品从地下罐送到山上洞库油罐。 地下罐油面压力 ，洞库油罐油面压力 大气压。 设泵的效率 ，电动机的效率 ，两罐液面差 H＝ 40m，全管路水头损失设为 5m，求泵及电动机的额定功率（即输入功率）应为 多少。 解： 对 1－ 2－ 2 两液面列伯努利方程： 2121 04000  woo hpHp  20   mppHo 412    WNNWNNWQHN3600轴电泵轴泵  317 用 8kW 的水泵抽水，泵的效率为 90%，管径 300mm，全管路水头损失设为 3m水柱，吸入管线的水头损失设为 水柱。 求抽水量、管内流速及泵前真空度。 （提示：因流量是未知数，能量方程将为一元三次方程，可用试算法求解） 解： KWNN  泵轴泵  由 1－ 2－ 2 两液面列伯 努利方程得： 22222423VDAVQhgVHQHNw泵 smVQsmViiVVV//3222232 对 1－ 3 两液面列伯努利方程： PaghgVphgVpwwo21000222  吸吸 318 输油管上水平 90186。 转弯处，设固定支座。 所输油品相对密度为 ，管径 300mm，通过流量 100L/s，断面 1处压力 大气压，断面 2处压力 大气压。 求支座受压力大小和方向。 解： Q＝ 100L/s＝ ＝ AV1＝ AV2 smAQVVmA/ 22122 2 2 1 1 3 21 Paatp Paatp 52511006 1018   x方向动量方程：  11 0 VQRAp x   NQVApR x 5 5 5 7 0 6 511   y方向动量方程：  022  VQApR y  NQVApR y 4 7 2 7 0 6 522   NRRR yx 2222  xyRRar c tg 319 水流经过 60186。 渐细弯头 AB，已知 A 处管径 DA＝ ， B 处管径 DB＝ ，通过的流量为 ， B 处压力 pB＝ 大气压。 设弯头在同一 水平面上，摩擦力不计，求弯头所受推力为多少牛顿。 解： PaatpsmAQVsmAQVmDAmDABBBAABBAA52222//1 9 6 2 441 9 6 2 44 对 A、 B 列伯努利方程： NApPNApPPapgVpgVpBBBAAAABBAA 7 8 3 5 0 7 8 3 5 02020522522 由动量方程： x：   NRVVQRPP xABxBA 30623c o sc o s   y：   NRVQRP yByB i ns i n   NRRR yx 15 6 922  22 320 消防队员利用消火唧筒熄灭火焰，消火唧筒口径 d＝ 1cm，水龙带端部口径 D＝ 5cm，从消火唧筒射出的流速 V＝ 20m/s，求消防队员用手握住消火唧筒所需的力 R（ 设唧筒水头损失为 1m 水柱）。 解： smVDdVsmAVQ// 22133222  对 1－ 2－ 2 列伯努利方程： whgVgVp  2222211 Pahg VVp w 2221221     NApP 2111  动量方程：   NR VVQPR )(3121  消防队员所需力为 381N，方向向左。 321 嵌入支座的一段输水管，如图所示，其直径由 D＝ 变化为 D2＝ 1m，当支座前压力 p＝ 4 大气压，流量 Q＝ m3/s，试确定渐缩段中支座所 承受的轴向力。 解： smVDDVsmAQVAVAVQ/1/222212222211 对 1－ 2－ 2 列伯努利方程： Pag VVppgVpgVp 22224222112222211 由动量方程：  122211 VVQRApAp   23    NVVQApApR 39 93 98 554 00 0422122211  支座所承受的轴向力为 384KN，方向向右。 323 水射流以 ＝ 100mm 的喷口射出，冲击一固定的对称叶片，叶片的转角 α ＝ 135186。 ，求射流对叶片的冲击力。 解： smAVQ / 32     NVQRVVQRApAp135c o c o s100122211 24 第四章 流体阻力和水头损失 41 用直径 100mm的管路输送相对密度 ，在温度 20C时，其运动粘度为 ，欲保持层流，问平均流速不能超过多少。 最大输送量为多少 t/h。 解： mmmDsmc S t   层流： Rec＝ 2020 smDVVD cm / 00ReRe6   htsKgAV。