流体力学习题答案2.docx
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流体力学习题答案2
5-2.有一水箱水面保持恒定（5m），箱壁上开一孔口，孔口直径d=10cm,
（1）如果箱壁厚度为3mm，求通过孔口的流速和流量。
（2）如箱壁厚度为40mm，求通过孔口的流速和流量。
解：
（1）薄壁孔口：
对薄壁孔口，=0.6~0.62
通过孔口的流速
（2）厚壁孔口
通过孔口的流速
5-3．图示水箱用隔板分为左右两个水箱，隔板上开一直径mm的薄壁小孔口，水箱底接一直径mm的外管嘴，管嘴长m，m。
。
（1）分析出流恒定性条件（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？
（1）时，恒定不变。
（2）为管嘴出流，为孔口出流。
取
（3）
5-7．某恒温室采用多孔板送风，风道中的静压为，孔口直径为，空气温度为，μ=0.8，要求送风量为。
问需要布置多少孔口？
在通风工程中，对于多孔板送风，流量系数采用μ=0.8
（个）
5-11.如图孔板流量计，输送20℃空气，测量h=100mmH2O,,d=100mm,求Q。
解：
5-15．两水池用虹吸管连通，上下游水位差，管长，直径，上游水面至管顶高度，已知，，求（a）虹吸管中的流量。
（b）管中压强最低点的位置及其最大负压值。
写上下游水面的能量方程，得
压强最低点在末端，则
5-16．如图所给水泵抽水系统，管长，管径单位为米，给于图中，流量，。
求
（1）吸水管和压水管的S数
（2）求水泵所需水头。
（1）S数
（2）
5-20．有一简单并联管路如下图，总流量，，求各管段间的流量及二节点间的水头损失。
第一支路，，第二支路，。
节点间的水头损失
校核
5-22．如图所示管路，设其中的流量不计局部损失。
其它已各条件如，求A、D二点间的水头损失。
BC段的损失为
所以
5-25．三层供水管路，各管段的S值均为，层高为5m。
设a点的压力水头20m，求、、，并比较三流量，得出结论来。
以二、三层楼分支点，分别写能量方程，设分支点水头为
则对二层
对三层
写上述分支点，a点的能量方程
上式代入及，则
6-2：
某体育馆的圆柱形送风口，，风口距赛区为，要求比赛区风速（质量平均风速）不得超过，求送风口的送风量应不超过多少？
所以，计算断面在主体段，a值为0.08
6-3：
岗位送风所设风口向下，距地面4m。
要求在工作区（距地1.5m高围）造成直径为1.5m的射流,限定轴心速度为.求喷嘴直径及风口流量。
采用圆形喷嘴
，为主体段。
6-9：
高出地面5m处设一孔口，以速度向房间水平送风，送风温度，室温度。
试求距出口3m处的、及弯曲轴心坐标。
9-12：
有一收缩型喷嘴，如图9-2，已知p1=140kPa（abs）,p2=100kPa（abs）,v1=80m/s,T1=293k,求2-2断面的速度v2。
解：
v2较高，可做等熵处理：
9-13：
某一绝热气流的马赫数M=0.8，并已知其滞止压力p0=5*98100N/m2，温度t0=20℃,试求滞止音速c0、当地音速c,气流速度v和气流绝对压强p各为多少？
解：
1、
2、
3、
4、
9-15：
空气在直径为10.16cm的管道中流动，其质量流量是1kg/s,滞止温度为38℃，在管道某断面处的静压为41360N/m2，试求该断面处的马赫数、速度及滞止压强。
解：
代入数据，得：
即
又
将2式代入1式，得
即
解得
10-1：
弦长为3m的飞机机翼以300km/h的速度，在温度为20℃，压强为1at（n）的静止空气中飞行，用比例为20的模型在风洞中作实验，要现动力相似。
（a）如果风洞中空气的温度、压强和飞行中的相同，风洞中空气的速度应当怎样？
（b）如果在可变密度的风洞中作实验，温度仍为20℃，而压强为30at（n），则速度应是怎样？
（c）如果模型在水中实验，水温为20℃，则速度应是怎样？
解：
（a）：
由雷诺准则相等，且模型与原型的温度压强相等，即，可知
所以：
此时马赫数M>1，因此，动力相似不可能实现。
（b）
由于温度不变，所以
动力粘滞系数是温度的单值函数，即μ不变
由雷诺准则相等可知：
（c）：
20℃空气和水的运动粘滞系数分别为15.7*10-6m2/s和1.007*10-6m2/s,所以
10-7：
在风速为的条件下，在模型上测得建筑物模型背风面压强为，迎风面压强为。
试估计在实际风速为的条件下，原型建筑背风面和迎风面的压强为多少？
背风口的风压为
因
迎风面的风压为
10-10：
角度为的三角堰的溢流流量Q，是堰上水头H，堰前流速和重力加速度g的函数。
分别以（a）H、g；（b）H、为基本物理量写出Q的无因次表达式。
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