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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1d

7—2，得-：

p=1.08kN/m

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？

Q=nA2“，得n=218.4，所以需要219个Vp

8•水从A水箱通过直径为10cm的孔口流入B水箱，流量系数为0.62。

设上游水箱的水面高

（2）属孔口淹没出流，Q-」A：

2gH0,H0=H1-H2

得：

Q=0.0216m3/s

（3）Q-」A.2gH。

H。

=比-H?

^000

9807

得:

Q=0.0236m3/s

2

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8m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）。

；

g=H0.37=2.744N/m2

Q=「内・A

=12.96kg/s

（方法二）

分别令上下部窗口外渐变流断面2和断面1,根据气体能量方程，得

Plg（「a-O（Z2-乙）出二P2-.，Pl

22

因为P1=p2=pa,v2：

0,所以

Pl=gd、）H

又由于=Pl=P^：

p2

根据气体孔口淹没出流的流量公式:

QM1=Pa»

Aj2g^

\gPa

Qm2="

A2g

又由于连续性方程

QM1=Qm2

查得叮=1.205kg/m3^=1.165kg/m3

第10题图

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

Q="

A.2gHo二

P,-P

二叭2g——h:

IF

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

d=200mm，上游水面至管顶高度h=1m。

已知匸0.026,进口网Z10，弯头Z1.5（每个弯头），出口=1.0，求：

（

）

Hb

晋

=2.75m

hv=（Zc-Zi）

d

-O

（1）虹吸管中的流量；

（2）管中压强最低点的位置及其最大负压值。

解：

（1）方法一：

（c=10^-b=1.5/-0=1）

_b2

^=02/

L

8人匕+J+■+1

SH2=

Id2__1=2106.1s2/m5

二2d：

（2）H=h（SHl+Sh2）Q2=23.56m（其中h=173=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，d2=200mm,b=50m,入=0.02;

l3=50m,A=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。

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二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「S，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.有两长度尺寸相同的支管并联，如果在支管

则Q和Q2哪个大些？

阻力hf1和hf2哪个大些?

（1）Sg2=S2Qf,S与Z有关

因为S1:

S2，故Q1Q2。

（2）hf1=hf2

20.有一简单并联管路如下图，总流量Q=80X10-3m3/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,L1=600m，第二支路d2=200mm,L2=360m。

1

Qi：

Q2=、s2:

3（Q:

VS

S1=8f1,dl=3104.8S2/m5

S2=8，L24d2=18629s2/m5nd2g

Q1：

Q2=0.774

33

Q2=4510m3/s

Q1=3510m3/s

H1=SQ2uSzQ?

=3.72m

21.如上题，若使Q1二Q2如何改变第二支路?

22.如图所示管路，设其中的流量求A、D两点间的水头损失。

d2减小或加调节阀等增加阻力的措施。

QA=0.6m3/s,z=0.02，不计局部损失，其它已知条件如图,

q2

/zl100（mJ

tnm\

1000（m}

k/f6O0（mm）fi

Q2Q3Q4—QA

S2=346.8S2m5

=2185:

1743:

3375

2185Qa

218517433375

二0.18m3s

H并=S2Q2=11.15m

_kd15

=S［韦Q=13m

T

H=11.15+13=24.15m

23.管段1的管径为20mm，管段2为25mm,I1为20m,

11

J

12为10m,艺q_工"

—15，入—0.025，流量分配有何

r

c8九

S152~

兀g

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Qi、Q2、Q3，若在支管2的末端再加一段管子，如图中所示。

问Qi

和Q"

Q3各有何变化？

由于总阻抗加大，H二SQ2，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

Qi、Q2、Q3,并比较三流量，得出结论来。

（忽略a处流速水头）

Q'

二Q2Q3

Q=Q1Q^Q1Q2Q3

（1）20=SQ2

（2）20=5+SQ'

2+SQ2=5+S（Q2Q3）2SQ；

（3）20=10+SQ'

2+2SQ3

联立

（1）

（2）（3）Qi=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,Xl=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？

H二SQAS3Q（f

H二S2QBSsQC

Qc=60.2510F/s

'

'

Qc

⑵当流量减少一半Qc=QaQbc

l3“

8（J）da

2.4

二dag

二=256

28•水平布置的管系，A点的表压强pA=280kN/m2,水流从E、D直接排入大气，AD管直

Q；

=0.47m3/s,Q2=0.4577m3/s,Q3=0.94m3/s

二Q2=Q20.45770.2348=0.692m3/s

Q3

Q^Q<

0.940.2348=1.174m3/s

Q1=Q2Q3=1.866m3/s

pC=44.2kN/m29.环状管网流量计算，进行二次校正计算。

O.O5m5s

第一次校正计算

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h

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=SiQ2

i

hi/Qi

AQ

管段校正流量

校正后流量

I

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

60.801