流体力学龙天渝课后答案第三章一元流体动力学基础Word格式.docx
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的倍数。
将
代入得
∵直径是
的倍数，所以取
代入
得
5.圆形风道，流量是10000m3/h,，流速不超过20m/s。
试设计直径，根据所定直径求流速。
直径规定为50mm的倍数。
代入得：
取
6.在直径为d圆形风道断面上，用下法选定五个点，以测局部风速。
设想用和管轴同心但不同半径的圆周，将全部断面分为中间是圆，其他是圆环的五个面积相等的部分。
测点即位于等分此部分面积的圆周上，这样测得的流速代表相应断面的平均流速。
〔1〕试计算各测点到管心的距离，表为直径的倍数。
〔2〕若各点流速为
，空气密度为
，求质量流量
。
〔1〕由题设得测点到管心的距离依次为
……
∵
∴
f
同理
〔2〕
7.某蒸汽管干管的始端蒸汽流速为25m/s，密度为2.62kg/m3.干管前段直径为50mm，接出直径40mm支管后，干管后段直径改为45mm。
如果支管末端密度降为2.30kg/m
，干管后段末端密度降为2.24kg/m
，但两管质量流量相同，求两管终端流速。
由题意可得
8.空气流速由超音速过渡到亚超音速时，要经过冲击波。
如果在冲击波前，风道中流速为
660m/s，密度为
1kg/m
冲击波后速度降至
250m/s。
求冲击波后的密度。
又面积相等
9.管道由不同直径的两管前后相连接组成，小管直径
=0.2m，大管直径
=0.4m。
水在管中流动时，A点压强
=70kpa，B点压强
=40kpa。
B点流速
=1m/s。
试判断水在管中流动方向。
并计算水流经过两断面间的水头损失。
设水流方向
由连续性方程知：
由能量方程知：
∴水流方向
10.油沿管线流动,A断面流速为2m/s,不记损失,求开口C管中的液面高度。
由能量方程得：
其中：
代入数据解得：
11.水沿管线下流,若压力计的读数相同,求需要的小管直径
，不计损失。
由连续性方程：
由能量方程得
+3=
得面积
12.用水银比压计量测管中水流,过流断面中点流速
如图，测得A点的比压计读数
=60mm汞柱。
（1）求该点的流速
，
（2）若管中流体密度为0.8g/cm3的油,
不变,该点流速为若干,不计损失。
解：
设水银容重为
〔1〕
=
=3.85m/s
=4.31m/s
13.水由图中喷嘴流出,管嘴出口
=75mm，不考虑损失，计算H值以m计，p值
计。
由连续性方程得：
由1—2断面列能量方程：
由断面压强公式：
列水箱水面至喷口处方程：
列压力表至喷口处方程：
14.计算管线流量,管出口d=50mm,求出A,B,C,D各点的压强,不计水头损失
对出口D，
又
由A
D列能量方程
同理可得：
15.水由管中铅直流出,求流量与测压计读数.水流无损失
设水容重为
，水银容重为
由连续性方程
由能量方程知
解得：
列管口到水银测压计出口的方程：
汞柱
16.同一水箱上下两孔口出流,求证:
在射流交点处,h1y1=h2y2
，
17.一压缩空气罐与文丘里式的引射管连接
均为已知,问气罐压强
多大方才能将B池水抽空出。
设水的密度为
18.如图，闸门关闭时的压力表读数为49kPa，闸门打开后，压力表读数为0.98kPa，由管进口到闸门的水头损失为1m，求管中的平均流速。
解:
得：
19.由断面为0.2m2和0.1m2的两根管子所组成的水平输水管系从水箱流入大气中：
〔1〕若不计损失〔A〕求断面流速v1和v2.〔B〕绘总水头线与测压管水头线；
〔C〕求进口A点的压强。
〔2〕计算损失：
第一段为4
第二段为3
.〔A〕求断面流速v1和v2.〔B〕绘总水头线与测压管水头线；
〔C〕根据水头线求各段中间的压强，不计局部损失。
，又
由能量方程
〔2〕由能量方程
由图，p是梯形中位线
是三角形中位线
20.高层楼房煤气立管B，C两个供气点各供应Q=0.02m3/s的煤气量。
假设煤气的密度为0.6kg/m3，管径为50mm，压强损失AB段为3
计算，BC段为4
计算，假定C点保持余压为
，求A点酒精〔
〕液面应有的高度〔空气密度为1.2kg/m3〕
列
断面方程
即：
21.锅炉省煤器的进口处测得烟气负压h1=10.5mm
，出口负压h2=20mm
如炉外空气密度
1.2kg/m3，烟气得平均密度
=0.6kg/m3，两测压断面高差H=5m,试求烟气通过省煤器的压强损失。
即：
22.烟囱直径d=1m。
通过烟气量
，烟气密度
0.7kg/m3，周围气体的密度
1.2kg/m3，烟囱压强损失用
=0.035
计算,要保证底部〔1断面〕负压不小于
，烟囱高度至少为多少？
求
高度上的压强，绘烟囱全高程1-M-2的压强分布。
计算时1-1断面流速很低，忽略不计。
即
又断面1—1至M断面的能量方程得：
总能量=
f
图如此
三角形中位线〔负值〕
23.图为矿井竖井和横向坑道相连，竖井高为200m，坑道长为300m，坑道和竖洞内保持恒温
15℃，密度
1.18kg/m3，坑外气温在清晨为5℃，密度
=1.29kg/m3，中午为20℃，密度
1.16kg/m3，问早午空气的气流流向与气流流速
的大小。
假定总损失9
在清晨时
，气体从矿井流出
中午时
，气体由外向内注入
24.图为一水平风管，空气自断面1-1流向断面2-2，已知断面1-1的压强
1.47kPa，v1=15m/s，断面2-2的压强
1.37kPa，v2=10m/s，空气密度
1.29kg/m3，求两断面的压强损失。
25.图为开式试验段风洞，射流喷口直径d=1m，若在直径D=4m的进风口壁侧装测压管，其水柱差为h=64mm，空气密度
1.29kg/m3，不计损失，求喷口风速。
设进口出口风速分别为
连续性方程
由能量方程：
26.定性绘制图中管路系统的总水头线和测压管水头线。
27.利用20题的数据绘制煤气立管ABC的各种压强线。
由题
总压：
位压：
全压：
初动压：
末动压：
28.高压管末端的喷嘴如图，出口直径d=10cm，管端直径D=40cm，流量Q=0.4m3/s，喷嘴和管以法兰盘连接，共用12个螺栓，不计水和管嘴的重量，求每个螺栓受力多少？
由动量定理得：
根据牛顿第三定律，螺栓受力为
所以每个螺栓受力为
29.直径为d1=700mm的管道在支承水平面上分支为d2=500mm的两支管，A-A断面压强为
，管道流量
，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。
设受水平推力为R，管道流速和支管流速分别为
，压强为
①
能量方程
②
②代入①得：
由牛顿第三定律知
③
④
④代入③得：
30.水流经180°
弯管自喷嘴流出，如管径D=75mm，喷嘴直径d=25mm，管道前端测压表读数为60kPa，求法兰盘接头A处，上、下螺栓的受力情况。
假定螺栓上下前后共安装四个，上下螺栓中心距离为150mm，弯管喷嘴和水的总质量为10.2kg，作用位置如图。
控制体是水，螺栓力不可列到控制体上
由图：
解
方向与R相反
取管和水为研究对象，
由①②解：
31.下部水箱的质量为22.9kg，，其中盛水的质量为91.5kg，如果此箱放在秤台上，受如图的恒定流作用。
问秤的读数是多少？
从上部出口与下部出口知：
到达下部水面：
下落冲力
从下部出口冲力
读数
32.求水流对1m宽的挑流坎AB作用的水平分力和铅直分力。
假定A、B两断面间水的质量为274kg，而且断面B流出的流动可以认为是自由射流。
〔其中
〕
0—1：
〔其中
同理1—2：
〔其中
动量方程：
：
33.水流垂直于底面的宽度为1.2m，求它对建筑物的水平作用力。
由压力体压强知
由动量方程：
解得
34.喷嘴直径25mm，每个喷嘴流量为
，若涡轮以
旋转，计算它的功率。
由
35.已知平面流动的速度分量为：
，式中Г为常数，求流线方程并画出若干条流线。
由题意得
积分：
流线为同心圆
36.已知平面流动的速度分量为：
，试求：
t=0和t=1时，过M（1,1）点的流线方程。
积分得；
当
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