流体力学计算题练习Word文档格式.docx
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入上水箱中,已知h=50cm,H=3m,管道直径D=25mm入=,各局部阻力系数分别为Z1=,Z2=,Z3=,求:
为维持稳
定的管中流速V=1m/s,下水箱的液面压强应保持在多少Pa?
7.
右图为毕托管示意图。
液体自左向右流动,直管和直角弯管直接插入管道内的液体中,弯管开口迎着流动方向。
测得A点的液柱高度为hA=170mmB点的液柱高度为hB=230mm,已知液体的密度为=990kg/m3,忽略阻力损失,试计算管
内液体的流速uA。
8.
如右图所示为一壁厚可以忽略的大容器,在其下部开一直径为d=12mm的小孔口,水自孔口流出后进入另一液面比大容器液面低H=1.2m的容器中,两容器内的水位始终保持不变。
试计算水的出流流量和孔口处的流速。
9.
如图所示为一壁厚可以忽略的大容器,为了便于出流,在容器壁上开一圆孔并在外面焊接一段等径圆管,容器自由液面及孔口出口皆与大气相通,而且可以保证容器内的水位不变。
已知孔口直径为d=12mm焊接的圆管长度I二40mm容器自由液面相对于孔口中心线的高度为H=1.2m,试计算水的出流
流量和出口流速
10.用长I=300m、内径d=200mm的铸铁管输送密度二880kg/m3的油液,
测得质量流量qm二X104kg/h。
设冬季油液的运动粘度1=x10-6m2/s,夏
季运动粘度2=X10-6m2/s,试确定冬、夏季输油管路以油柱高度表示的水头
损失h。
[注:
若流动状态为湍流,可取二]
11、一恒定有压均匀管流,已知管径d=20mm
管长l=20m,管中水流流速u=0.12m/s,水温
t=10C时水的运动粘度n=x10-6m/s,求沿程阻力损失
12、如图,已知压力表测得密闭容器内的压力读数为5千帕,其他数据如图中所示,求未知液体的密度(已知水和水银的密度分别为1吨/立方米和吨/立方米)
13•液体由水箱经中间有收缩截面(截面积为A1)的
管子定常出流,A2为出口面积,h2是出口在水箱液面下的深度,问要吸上深为h1的同种液体,A/A2应为多少(不计损失)?
一Vx
14.已知流体运动的速度场为:
(x,y,z)(3,1,2)处的流线方程。
15.一压缩空气罐与文丘里式的引射管连接,d1,d2,h均为已知,问气罐压力多大方才能将B池水抽出。
xy2,Vy^y3
3,试求t=2时过点
16.用水银压差计测量水管中的点速度
=60mm求该点流速。
17.如图所示输水管经三通管分流。
已知管径分别为d1=200mmd2=100mm和d3=150mm断面平均流速分别是v1=2m/s和v2=s,试求断面平均流速v3.
18.
图示一串联管路,管径、管长、沿程水力摩阻系数和流量分别标于
1.解:
以水银柱下面为等压面,列平衡方程:
162539Pa
9
210Pa
解:
已知V=8m3△t=50C,
BT=9X10-41/C。
1dV
(1)
由(1
—11)式
T
VdT,得膨胀水箱的最小容积为
VV
T89
104500.36m3
dV
0.0049
3.
因:
故:
等温压缩系数:
4.解:
已知pm仁100kPapv2=。
根据题意可知
5.解:
MV,推得:
dMVddV0dVd
p竺亠吧3.75109m2/N
PVdpdp41046.解:
以下水箱液面为基准面,列两液面的伯努利方程:
匹虽(Hh)hw
gg
(Hh)h沿程h局部
沿程水头损失:
hhLv2
h沿程hf
d2g
0.02
(3°
.15)*0.143m
0.02529.81
局部水头损失:
h局部hj(
(1.05.0
0.5)3
12
9.81
0.332m
总水头损失:
hw
hfhj
0.143
0.332
0.475m
所以,得:
Po
g(Hh
hw)Ps
38995
TJ
101000.49MPa
7.解:
以管道中心线为零势能面,列伯努利方程:
PaUa也
g2gg
又知:
PaghA,Pb
ghB
代入得:
2g
Ua
一hBhA
则.U一2g(hBhA)
29.81(0.230.17)1.08m/s
8.解:
显然是薄壁小孔口淹没出流。
其流量:
qvACr、2gH
对于厚壁孔口,Cr=(取~皆可)
代入数据,得:
于是,孔口流速为:
4
qV3.29310
v22.91m/s
A0.0122/4
于是,出口流速为:
qV4.510
v2——3.98m/s
A0.0122/4
流速:
u=qV/A=X4)=0.884m/s
冬季雷诺数:
Re1=ud/1=XX10-6)=1619<
2320(层流)
夏季雷诺数:
Re2=ud/2=XX10-6)=4980>
2320(湍流)
冬季:
h1=
②水头损失(以油柱高度表示):
1(l/d)(u2/2g)=(64/Re1)(l/d)(u2/2g)=2.366m
(油柱)
夏季:
h2=
2(l/d)(u2/2g)=2.390m
Re
11.解:
雷诺数
翌遷严02320
v1.3061061837.67
64
640.0348
沿程阻力损失系数:
1837.67
lv2
20
0.122
0.0348
0.0256mH2O
沿程阻力损失:
29.81
12.解:
如图,设大气压为
p0,以图中
2点为基点,贝
P2P0P表(hd®
ig
5P2
h_c
32
g
P4
P0
P3
h2
3g
P3P2
h3
h23g
P2P0
p表
(h
hs)1g
h32g
因此,解得:
3
13.解:
(1)根据连续性方程A1u仁A2u2(a)
同时在1点和2点列出伯努力方程得:
22
P0U2P1U1
g2gg2g(b)
(2)水箱高位与1点之间列伯努力方程得
(3)1点要吸上深度为h1的液体,则必须:
PPoP1ghi
(d)
A1U2
解上述3个式子,从⑻得:
A2
Ui
根据(b)得:
Pi
Pl
从(c)得:
/Ui
g(二
2hUih2
2/Ui
U2C
U2
u逬i)ghi
2g,代入(b)得:
2gh2
因此:
A即:
A2
gh2仔
hih2
i)
ghiA2
Ai
dx
14.解:
根据流线方程
dy
vy,因此得:
xy
y3,即:
3x
y
上述方程解得:
3x/y
由t=2时过点(x,y,z)
(3,X2),c=9,则流线方程为:
3x/y9
i5.解:
已知di,d2,ho
依题意,列吸水管的静力学方程,
列1、2两截面间的伯努利方程和连续性方
ui2
u2
di2ui
d;
或写成
di
代入伯努利方程,得
列气罐至喷口的伯努利方程,得
d2\4
所以,气罐压力p0必须大于或等于水h/[(y)
1]才能将B池中的水抽出。
16.解:
已知△h=60mm
根据题意,由流体静力学方程,得
P0P(汞)h(汞)g
列伯努利方程,基准面取在管轴线上,得
%
J
水
^Tp0~~P)
u
2(汞)gh
■2(13.61)9.81100.06
I10
3.85m/s
17.解:
Q2
V2
v?
=2,89m/s
解.Q150L/s0.05m3/s
25L/s0.025m3/s
4Q2
d22
0.8m/s
3.140.22
4Q1
V1金
亠鼻1.02m/s
3.140.252
L严1000mdi-25Qtnm
L严500m内=200mmAj=0.026
Q-25L/S
TOG曹
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