《流体力学》复习参考答案(2015年整理)解读

题6.10图 题6.12图

6.12水池中引出一根具有三段不同直径的水管，如图所示，已知直径d=50mm，D=200mm，l=100m，H=12m，局部阻力系数ζ进＝0.5，ζ阀＝5.0，沿程阻力系数λ＝0.03，求管中通过的流量和流态（水的运动粘度ν＝0.0101cm2/s）。

A2D22解：管径突扩时?1?(?1)?(2?1)2?9，管径突缩时?2?0.42

A1d设水在粗管中的流速为u2?u，则在细管中的流速为u1?16u

22u12u2u12u125lu12lu22438.72u2由H?0.5解得 ?9?0.42?5?????2g2g2g2g2d2gD2g2gu?D2u?0.07674m/s，所以流量Q?uA??2.41?10?3m3/s

4u1d16?0.07674?0.054??6.1?10，紊流 ?6v1.01?10uD0.07674?0.2?1.53?104，紊流 粗管中雷诺数为Re2?2??6v1.01?10细管中雷诺数为Re1? 得d?4Q?0.937m

0.82?2gH6.14离心式风机可采用如图所示的集流器来测量流量，已知风机入口侧管道直径d=400mm，U形管读数h＝100mmH2O,水与空气的密度分别为ρ水＝1000kg/m,ρ空＝1.2 kg/m,忽略流动的能量损失，求空气的体积流量qv。 由伯努利方程

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pv20＋0＋0＝?0??g2gp得 v?－2　　(2分）p由静力学方程　　p??水gh?0?p?-?水gh (2分）　　代入?水1000得　 v?2gh?2?9.807?0.1??40.43m/s?1.2?2?23qv?v?4d?40.43?4?(0.4)?5.08m/s (3分）

第7章 管路计算

题7. 1图

1 离心式水泵的吸水管路如图所示。已知d=100mm，l=8m，沿程阻力系数λ=0.025，Q=20L/s，泵进口处最大允许真空度为pv=68.6kPa。此管路中有滤水网一个，局部阻力系数ζ网=4.5，90°圆弯头两个，ζ弯=0.1。问允许安装高度Hs为若干？

解：列水面与泵进口伯努利方程

papvu2u2lu2pa?pvu2u2lu2， ?Hs?4.5?0.2?????Hs?5.7???2g2gd2g?2g?2gd2gpvQ20?10?3u2lu2?2.55m/s，所以Hs?由于u???5.7???4.45m 2A?0.1/4?2gd2g

2、由水位相同的两贮水池A、B沿着L1＝200m，L2＝100m，d1＝200mm，d2＝100mm的两根管子流入L3＝500m，d3＝250mm的总管，并注入水池水中。 求：当H＝40m，λ1＝λ2＝0.02，λ3＝0.025时，求排入C中的总流量（不计阀

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门损失）。（15分）

解：

解：管1和管2并联，此并联管路又与管3串联，因此 2l3v3l1v12 H??1 （1） ??2d12gd32g2l1v12l2v2 （2） ?1??2d12gd22gBAL2,d2v3A3?v1A1?v2A2 （3） 由（2）得 (L1,d1L3,d3Cv12?2l2d1)??1，v1?v2v2?1l1d2A1?A2v1?0.8v1A321 题4图 由（3）得 v3?

2????3l3d1v3?l1vl1v12???1???2.6?1由（1）得H??1 ??d12g??1l1d3?v1??d12g??将

H、?1l1d1

V1=3.8841m/s；V3=0.8V1=3.1073m/s；

Q3=V3A3=0.1525m3/s

5、图示一管路系统，CD管中的水由A、B两水池联合供应。已知 L1?800米、

L2?600米，

L0?800米， d1?0.2米，d0?0.25米，?1?0.026，?2?0.026，

?0?0.025，Q0?100升/秒。求Q1、Q2及d2。

解：对A和D应用伯努力方程 35?1?hf1?hf0 34?0.025A 35m B 30m

80014?0.1280014?Q12()?0.026()220.252g?d00.202g?d13L1 d1 Q1 C L2 d2 Q2 L0 d0 Q0 1m D Q1?0.056m/sQ2?Q0?Q1?0.1?0.056?0.044m3/s29?0.025

80014?0.1260014?0.0442()?0.026()0.252g?d02d22g?d2219

d2?50.0002083?0.184mH

6求如图所示管路系统中的输水流量qV，已知H=24，l1?l2?l3?l4?100m，

d1?d2?d4?100mm，d3?200mm，?1??2??4?0.025，?3?0.02，?阀?30。

（20分）

．解：

列1-1，2-2断面能量方程

l1V12l2V22l4V42 H??1 …………………………………（a） ??2??4d12gd22gd42g 由并联管流特点：

?42d2V2??4d32V3??4d12V1??42d4V4 …………………………………（b）

l3V32V32l2V22 ?2 …………………………………（c） ??3??阀d22gd32g2g 联立（a）、（b）、（c）式并代入已知条件可解得 V3?0.79V2 V2?0.24V1 V1?3.07m/s

?3有一简单并联管路如下图，总流量Q?80?10m3/s，??0.02，求各管段的流量及两节

点间的水头损失。第一支路d1?200mm，l1?600m，第二支路d2?200mm，l2?360m。 [解]

111 ??SS1S2 20