《流体力学泵与风机第三章一元流体动力学基础第五版资料》由会员分享，可在线阅读，更多相关《流体力学泵与风机第三章一元流体动力学基础第五版资料（20页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1.直径为 150mm 的给水管道，输水量为hkN/ 7 . 980，试求断面 平均流速。 解：由流量公式vAQ=注意：()vAQskghkN=/ A Q v =得：smv/57 . 1 = 2.断面为 300mm400mm 的矩形风道,风量为 2700m3/h,求平 均流速.如风道出口处断面收缩为 150mm400mm,求该断面 的平均流速 解：由流量公式vAQ=得： A Q v= 由连续性方程知 2211 AvAv=得：smv/ 5 . 12 2 = 3.水从水箱流经直径 d1=10cm,d2=5cm,d3=2.5cm 的管道流入 大气中. 当出口流速 10m/ 时,求(1)容积流量及质量
2、流 量;(2) 1 d及 2 d管段的流速 解： (1)由smAvQ/0049.0 3 33 = 质量流量skgQ/9.4= (2)由连续性方程： 33223311 ,AvAvAvAv= 得：smvsmv/5.2,/625.0 21 = 4.设计输水量为hkg/294210的给水管道，流速限制在9 .0sm/4 . 1 之间。 试确定管道直径， 根据所选直径求流速。 直径应是mm50 的倍数。 解：vAQ=将9.0=vsm/4.1代入得343 . 0 =dm275 . 0 此答案仅供参考 直径是mm50的倍数，所以取md3 . 0= 代入vAQ=得mv18.1= 5.圆形风道，流量是 1000
3、0m 3/h,，流速不超过 20 m/s。试设 计直径，根据所定直径求流速。直径规定为 50 mm 的倍数。 解：vAQ=将smv/20代入得：mmd5 .420取mmd450= 代入vAQ=得：smv/ 5 . 17= 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 54321 uuuuu，空气密度为， 求质量流量G。 解： （1）由
4、题设得测点到管心的距离 依次为 1 r 5 r 10 3 10 2 2 2 1 S r S r = = 4 2 d S = dr d r 102 3 102 2 1 = = f 同理dr 102 5 3 =dr 102 7 4 =dr 102 9 5 = （2）（ 51 2 5 1 4 uudvSG+ += 7.某蒸汽管干管的始端蒸汽流速为25 m/s， 密度为 2.62 kg/ m3. 干管前段直径为 50 mm，接出直径 40 mm 支管后，干管后段 直径改为 45 mm。如果支管末端密度降为 2.30 kg/m 3，干管 后段末端密度降为 2.24 kg/m 3，但两管质量流量相同，求两
5、 管终端流速。 解：由题意可得 支干终干始 支 干 ）（）（）（vAvAvA QQ = = 2 1 得： = = smv smv / 2 . 22 /18 支 干终 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=v660 m/s， 密度为=1 kg/m 3。 冲击波后速度降至=v250 m/s。求冲击波后的密度。 解： 2211 QQ=又面积相等 3 2 11 2 /64 . 2 mkg v v = 9.管道由不同直径的两管前后相连接组成，小管直径 A d=0.2 m ，大管直径 B d=0.4 m。水在管中流动时，A 点压强 A p=70kpa，B 点
6、压强 B p=40kpa。B 点流速 B v=1 m/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。 解：设水流方向BA 由 连 续 性 方 程 知 ： BBAA AvAv= 得：smvA/4= 由能量方程知： 122 22 22 0hZ g v g p g v g p BBAA +=+ 得：0824 . 2 12 =mh 水流方向BA 10.油沿管线流动,A 断面流速为 2 m/s,不记损失,求开口 C 管 中的液面高度。 解 ：由 连续 性方 程 知： 2211 AvAv= 得：smv/5 . 4 2 = 由能量方程得： g v g p g v g p 2 0 2 2 .
7、 1 2 22 2 11 +=+ 其中：m g p 5 . 1 1 = 代入数据解得：m g p 86 . 1 2 = 11.水沿管线下流,若压力计的读数相同, 求需要的小管直径 0 d，不计损失。 解：由连续性方程： 0011 AvAv= 由能量方程得 g v 2 2 1 +3= g v 2 2 0 得面积mdA12 . 0 00 = 12.用水银比压计量测管中水流,过流断面中点流速u。如图， 测得 A 点的比压计读数h=60mm 汞柱。 (1)求该点的流速u， (2)若管中流体密度为 0.8g/cm3的油,h不变,该点流速为若干, 不计损失。 解：设水银容重为g （1） 1 u= () g
8、 h 2 =3.85m/s （2） 2 u= () g h 2 2 2 =4.31m/s 13.水由图中喷嘴流出,管嘴出口d=75 mm，不考虑损失，计算 H 值以 m 计，p 值 2 /mkN计。 解：gHv2 3 = 由连续性方程得： 332211 AvAvAv= 由 12 断面列能量方程： g v g P g v g P Z 22 2 22 2 11 +=+ 由断面压强公式： 22211 175 . 0 )175 . 0 (gZgPZZgP 水汞水 +=+ 列水箱水面至喷口处方程： g v H 2 2 3 =得：mH8.11= 列压力表至喷口处方程： g v g v g P 22 2 3
9、 2 22 =+ 得kPaP79= 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 解：对出口 D，422 2 =ghgvd 由连续性方程知 cba vvv= 又 ddaa AvAv=得： ad vv9= 由 AD 列能量方程 g v g v g p daa 2 03 2 0 22 +=+ 得：kPapa68= 同理可得：kPapb48 . 0 =kPapc 1 . 20=0= d p 15.水由管中铅直流出,求流量及测压计读数.水流无损失 解：设水容重为g，水银容重为g 1 由连续性方程 bbaa AvAv= 2 05.0 4 ）（ = a A 0
10、01.06.0=dAb 由能量方程知 g v g v ba 2 00 2 3 22 +=+ 解得：=QsmAv aa /00815. 0 3 = 列管口到水银测压计出口的方程： gh g v gg a 1 2 2 5 . 13=+）（ 得：mmh395=汞柱 16.同一水箱上下两孔口出流,求证:在 射流交点处, h1y1=h2y2 解： 1 h= g v 2 2 1 ， g v h 2 2 2 2 = 2 11 2 1 gty=， 2 22 2 1 gty= 2211 tvtv= 2211 yhyh= 17.一压缩空气罐与文丘里式的引射管连接hdd， 21 均为已知, 问气罐压强 0 p多大方
11、才能将 B 池水抽空出。 解：设水的密度为， 2 2 2 0 v p= g v g v g p 22 2 2 2 11 =+ ghp= 12211 AvAv= 得： 1 4 1 2 0 d d gh p 18.如图，闸门关闭时的压力表读数为 49 kPa，闸门打开后， 压力表读数为 0.98 kPa，由管进口到闸门的水头损失为 1 m， 求管中的平均流速。 解: 由能量方程得 21 1 2 2 +=h g p g v g p ： 又mh1 21 = 得：smv/74 . 8 = 19.由断面为 0.2m2和 0.1 m2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）
12、求断面流速 v1 和 v2.（B）绘总水头线及测压管水头线； （C）求进口 A 点的 压强。 （2）计算损失：第一段为 4 g v 2 2 1 ,第二段为 3 g v 2 2 2 .（A）求 断面流速 v1和 v2.（B）绘总水头线及测压管水头线； （C） 根 据水头线求各段中间的压强，不计局部损失。 解： （1）smgHv/85 . 8 2 2 =，又 1122 vAvA= 得：smv/43 . 4 1 = m g v m g v 4 2 ,1 2 2 2 2 1 = 由能量方程 g v g pA 2 0040 2 1 +=+ 得：KPapA 4 . 29= （2）由能量方程 g v g v
13、 g v 2 3 2 4 2 4 2 2 2 1 2 2 +=, 21 2vv= 得：smv/96 . 3 2 =,smv/98 . 1 1 = m g v m g v 8 . 0 2 4 , 2 . 0 2 2 1 2 1 = m g v m g v 4.2 2 3,8.0 2 2 2 2 2 = 由图，p是梯形中位线 kPap mp 2 . 33 4 . 338 . 3 2 1 1 1 = =+=）（ 2 p是三角形中位线 KPap mp 76.11 2 . 14 . 2 2 1 2 2 = = 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
14、密度为 0.6kg/ m3， 管径为 50mm，压强损失 AB 段为 3 2 2 1 v 计算，BC 段为 4 2 2 2 v 计算，假定 C 点 保持余压为Pa300， 求A点酒精 （ 3 m/806kg= 酒 ） 液面应有的高度（空气密度为 1.2 kg/m3） 解：列CA断面方程 2 4 2 3 22 2 2 2 1 2 12 2 1 vvv pZZg g v p c cA +=+）（）（ 空气 即： g vvv g v gh 2 46 . 0 2 36 . 0 2 6 . 03000606 . 02 . 1 2 6 . 0 2 2 2 1 2 2 2 1 +=+）（）（ 酒 2 2 4
15、 vdQ = 1 2 4 2vdQ =得：mmh 7 . 44= 21.锅炉省煤器的进口处测得烟气负压 h1=10.5mmOH2，出口负压 h2=20mmOH2。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。 解： 损 ）（）（p v pZZg v p a +=+ 22 2 212 2 1 即： 损 水 水 ）（）（pghggh+=+ 21 50 a pp68.63= 损 22.烟囱直径 d=1m。通过烟气量hmQv/26 3 =，烟气密度 =0.7kg/m3，周围气体的密度 a 1.2kg/m3，烟囱压强损失用 1 p=0.035 d vH 2 2 计算,要保证底部（1 断面）负压不小于Pa98， 烟囱高度至少为多少？求2H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。 解：AvQv=得：smv/102.9 3 = 由能量方程得： d Hvv gHp A 2 035 . 0 2 0)(0 22 1 +=+ 即035 . 0 2 7 . 0 2 7 . 0)0()7 . 02 . 1(98
