流体力学课后题题解(第3章).doc
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第三章流体动力学
3-1.重度γoil=8.82kN/m3的重油，沿直径d=150mm的输油管路流动，其重量流量G=490kN/h,求体积流量Q及平均流速v？
解：
3-2.图示一渐扩形的供水管段，已知：
d=15cm，D=30cm，pA=6.86N/cm2，pB=5.88N/cm2，h=1m；vB=1.5m/s。
问vA=?
水流的方向如何?
水头损失为若干?
设α=1。
解：
设流向为由A到B，则有：
即：
则流向的确为由A到B。
·1
2·
x1
x2
3-3水平管路中装一只汾丘里水表。
已知D=5cm，d=2.5cm，p’1=0.784N/cm2，水的流量Q=2.7升/秒。
问hv为若干毫米水银柱?
（不计损失）
解：
，
解出：
p’2=-0.634N/cm2，为相对压强，即负的真空度hv，即hv=0.634N/cm2，
而1N/cm2=75.061mmHg，故hv=47.588mmHg。
3-4水银压差计连接在水平放置的汾丘里流量计上。
今测得其中水银面高差h=80mm。
已知D=10cm，d=5cm，汾丘里流量计的流量系数μ=0.98。
问水通过流量计的实际流量为若干?
解：
11
22
流入大气
3-5某选矿厂的一台碎矿机，每小时可以处理矿石352.8kN。
安装在它下面的振动筛，每筛分9.8kN矿石，需用水9.8kN。
若高位水池及供水管路如图所示，不计水头损失。
问此管路的直径应为多少厘米时，才能满足用水要求?
解：
需水352.8kN/h。
3-6某矿山的一个竖井如图所示。
已测得p1=755mmHg。
p2=795mmHg，且知空气的重度γa=11.76N/m3，问这个竖井是出风井还是进风井?
解：
设由1流向2，若解出hl为负，则为由2流向1。
则必为出风井。
3-7离心式通风机由吸气管吸入空气。
吸气管圆筒形部分的直径D=200mm，在此圆筒壁上装一个盛水的测压装置，h=0.25m，空气的重度γa=12.64N/m3，问此风机1秒钟吸气多少方？
1
1
2
2
1
1
H
2
2
解：
取两断面如图，
v1=0,z1=z2=0
3-8高压水箱，阀门关闭时，表读数p’=274.4kPa，开启后，p’=58.8kPa，D=25mm，求每小时泄水量。
解：
静止时，取两断面如图，
开启后，
3-9矿山通风系统，Δh=250mmH2O，A2=10m2，风量Q=100m3/s，井内、外空气的γa=12.25N/m3，求能量损失？
解：
取两断面如图，
v1=0,z1=z2=0
3-10某矿山在进行通风系统调查时，利用图3-37所示的毕托管，在某一巷道断面中心C点处测得U形差压计中的水面高差Δh=12mm。
已知：
毕托管的流速系数φ=0.98，巷道内气温t=20℃，巷道断面面积为2.5×2.5m2，C点风速与断面上平均风速之比为1.25:
l。
问此巷道内的通风量为若干?
解：
有关参数参照p76例3-8，压差（将水柱改为空气柱）
3-11水平管路中装有渐缩直角弯管。
弯管进口直径D1=60cm，出口直径D2=45cm。
水进弯管时的压强p1=35kPa，速度v=2.5m/s。
若不计摩擦损失，求水流经此渐缩弯管时对管的作用力（包括大小与方向）。
解：
据题意画图：
水平管路，无重力！
1
1
2
2
P1
P2
v1
v2
D1
D2
y
x
R
所以有：
3-12井巷喷锚采用的喷嘴如图。
其入口直径d1=50mm，出口直径d2=25mm。
水自喷嘴射入大气。
喷嘴前压强p1=60N/cm2。
若不计摩擦损失，求喷嘴与水管接头处所受的拉力及工作面所受的冲击力各为多少?
解：
相对压强
Rx
p2=0
p1
x
3-13直径为150mm的水管末端，接上分叉管嘴，其直径分别为75mm与100mm。
水自管嘴均以12m/s的速度射入大气。
它们的轴线在同一水平面上，夹角示于图中，忽略摩擦阻力，求水作用在双管嘴上的力的大小与方向。
解：
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