流体力学龙天渝蔡增基版课后答案第五章孔口管嘴管路流动Word下载.docx
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6.如上题，当管嘴外空气压强为当地大气压强时，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p=1.2kg/m3。
0.62。
设上游水箱的水面咼
7.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20C,
尸0.8。
要求通过风量为1m3/s。
问需要布置多少孔口？
解:
Q=nA2P，得n=218.4，所以需要219个
8•水从A水相通过直径为10cm的孔口流入B水相，流量系数为程H1=3m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H2=2m时，求通过孔口的流量。
（3）A箱水面压力为2000Pa,H1=3m时，而B水箱水面压力为0,H2=2m时，求通过孔口的流量。
（1）属孔口自由出流
Q=从j2gH°
，H°
=比1
得：
Q=0.037m3/s
（2）属孔口淹没出流，Q-」A：
2gH0,H0=H1-H2
Q=0.0216m3/s
（3）Q=A2gH。
H0+—H2迎
9807
得:
Q=0.0236m3/s
9•室内空气温度为30C，室外空气温度为20C,在厂房上下部各开有8m2的窗口，两窗口的中心高程差为7m,窗口流量系数尸0.64，气流在自然压头作用下流动，求车间自然通风换气量（质量流量）。
2
卩二H*'
g=H0.37=2.744N/m
pig（—•八
22
因为P1=P2=Pa，v-i二v2:
0,所以
Pl二gC）H
又由于丄Pl二p^p2
根据气体孔口淹没出流的流量公式:
Qm1=Pa^A：
2g—p^
\gPa
qm2=p叫2g骨
又由于连续性方程
=QM2
查得?
a=1.205kg/m3,匸=1.165kg/m3
Qmi=Qm2-Qm=12.96kg/s
10•如图示管路中输送气体，采用U形差压计测量压强差为h米液体。
试推导通过孔板的流
量公式。
.ip--gh，宀是U形压差计液体容重，T为气体容重
11.如上题图孔板流量计，输送20C空气，测量h=100mmH20。
尸0.62,d=100mm，求Q。
将数据代入上题公式得Q=0.2m3/s
12.什么叫管路阻抗？
（又称为综合阻力数）为什么有两种表示？
在什么情况下，S与管中流
量无关，仅决定于管道的尺寸及构造？
阻抗反映管路上沿程阻力和局部阻力情况。
SH用在液体管路，SP用在气体管路。
在紊
流粗糙区时，S与管中流量无关（因为•此时与v以及流体状态无关），仅决定于管道的尺寸和构造。
13.供热系统的凝结水箱回水系统如图。
试写出水泵应具有的作用水头表达式。
H=P2「P1SQ2（如果冷却措施是开
Pg
式则需加上h）
14.某供热系统，原流量为0.005m3/s，总水头损失h=5mH2O,现在要把流量增加到0.0085m3/s,试冋水泵应供给多大压头。
比二SQ2即5二S0.0052
二S=2105s2/m5
252
H2=SQ2=21050.00852=14.45m
15.两水池用虹吸管连通，上下游水位差H=2m，管长L1=3m,L2=5m,L3=4m，直径
16.
EL—8（）d
2,4
■:
dg
23
二SQ，解得Q=0.05m/s
H
RHQL||L]^7）
HKa0
d
8+匚3+J+1
Ido丿25
Sh2=—24=2106.1s/m
兀ag
（2）H=h+（SHl+SHo）Q2=23.56m（其中h=17+3=20m）
（3）略
17•图为一水平安置的通风机，吸入管di=200m,li=10m,启0.02。
压出管为直径不同的两段
管段串联组成，do=200mm,b=50m,入=0.02;
250m,z=0.02。
空气密度为p=1.2kg/m,风量为Q=0.15m3/s,不计局部阻力。
试计算：
（1）风机应产生的总压强为多少？
（2）如风机与管道铅直安装，但管路情况不变，风机的总压有无变化？
（3）如果流量提高到0.16m3/s，风机总压变化多少？
（4）
绘出全压线与静压线图。
Sp二Sp1■Sp2Sp3
p=SPQ
解得：
p=2500Pa
（2）铅直安装不会改变总压，因为同种气体位压等于零
（3）p=SPQ2=2830Pa
18.并联管路中各支管的流量分配，遵循什么原理？
如果要得到各支管中流量相等，该如何设计管路？
1
并联管路Q"
——，如果要得到各支管流量相等必须各支管S相等
•••应设计成s1=s2=s3
19.
2中加一个调节阀（阻力系数为Z）,
有两长度尺寸相同的支管并联，如果在支管
则Q和Qo哪个大些？
阻力hf1和hf2哪个大些?
（1）S1q2=Soq|,S与z有关
因为S1:
:
S2，故Q1Q2。
（2）hfi=hf2
20.有一简单并联管路如下图，总流量Q=80XW-3m3/s,/=0.02，求各管段之间的流量及两节点之间的水头损失。
第一支路d1=200mm，L仁600m，第二支路d2=200mm，L2=360m。
H1=S1Q2=S2Q2=3.72m
21.如上题，若使Q1二Q2如何改变第二支路?
d2减小或加调节阀等增加阻力的措施。
22.如图所示管路，设其中的流量求A、D两点间的水头损失。
3
QA=0.6m/s,/=0.02，不计局部损失，其它已知条件如图,
Q2Q3Q4=QaS2=346.8sm5
H并=S2Q2=11.15m
Q2=2185篦3375比巾伽<
H=11.1513=24.15m23.管段1的管径为20mm，管段2为25mm,I1为20m,2为10m,15=^2=15,■=0.025,流量分配有何变化?
这样Q1更小，Q2更大，所以应将管段1的管径改为25mm，管段2的管径改为20mm，两
管流量可接近。
24.已知某枝状管网的Q1、Q2、Q3,若在支管
的末端再加一段管子，如图中所示。
问Q1和Q2
Q3各有何变化？
由于总阻抗加大，H=SQ，使总流量Q1
减小
由于H不变，Q3减小，所以Q2减小
25.三层供水管路，各管段的S值皆106s2/m5,层高均为5m。
设a点的压力水头为20m，求
Q2、Q3,并比较三流量，得出结论来。
（忽略a处流速水头）
Q‘=Q2Q3
QQ‘Q2Q3
（1）20=SQ2
'
2222
（2）20=5+SQ+SQ2=5+S（Q2Q3）SQ2
（3）20=10+SQ'
2+2SQ3
联立
（1）
（2）（3）Q1=4.46X10-3m3/s
Q2=2.41x10-3m3/s
Q3=0.63X10-3m3/s
26.如上题，若想得到相同的流量，在a点压力水头仍为20m时，应如何改造管网？
加大底层阻力（如加阀门，减小管径）。
减小上层阻力（如加大管径）
27.水由水位相同的两贮水池A、E沿着L1=200,L2=100m,d1=200m,d2=100m的两根管子流入L3=720m,d3=200m的总管，并注入水池水中。
求：
（1）当H=16m,刀=后=0.02,/2=0.025时，排入C中的总流量（不计阀门损失）；
（2）若要流量减少一半，阀门的阻力系数为多少？
T
（1）Qc=Qa+Qb
8L
S^^-5
HuSjQA"
S3Q（2
H二S2QB
■QQc
QC=60.2510'
m/s
⑵当流量减少一半Qc二QaQb
Qc
8（诗）
Q3和表压强PC
解得:
Q；
=0.47m3/s，Q2=0.4577m3/s，Q3=0.94m3/s
Q'
3
二Q20.45770.2348=0.692m3/s
22
I
Q3二Q3Q=0.940.2348=1.174m3/s
•••Pc=44.2kN/m2
29.
环状管网流量计算，进行二次校正计算。
第一次校正计算
\=0l026S>
Q=0.03m^s
环
路
管
段
假定流量
Qi
Si
hi
hi/Qi
△Q
管段校正流量
校正后的流量
校正后的hi
AB
+0.15
59.76
+1.3346
8.897
-0.0014
0.1486
1.3196
BD
+0.10
98.21
+0.9821
9.821
0.0986
0.9548
DC
-0.01
196.42
-0.0196
1.960
-0.0175
-0.0289
-0.1641
CA
-0.15
-2.2097
14.731
-0.1514
-2.2512
0.0874
35.410
-0.1409
假定流量Qi
CD
+0.01
+0.0196
+0.0175
+0.0014
0.0289
0.1641
DF
+0.04
364.42
+0.5830
14.575
0.0175
0.0575
1.2049
FE
-0.03
911.05
-0.8199
27.330
-0.0125
-0.1424
EC
-0.08
-2.3323
29.154
-0.0625
-1.4235
-2.5496
73.019
-0.1969
第二次校正计算
环路
管段
假定流
量Qi
Si（不
变）
hi=詛
hi/Qi
AQ
管段校
正流量
校正后流量
8.880
0.0018
0.1504
9.684
0.1004
5.678
-0.0016
-0.0287
14.869
-0.1496
共计工
39.111
n
0.0016
-0.0018
0.0287
20.955
0.0591
11.392
-0.0109
22.776
-0.0609
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