流体运动学与动力学基础(第5节--练习题答案ppt课件

1、练习题练习题1 1： 一台离心泵，抽流体量为一台离心泵，抽流体量为220 l/s,220 l/s,流体泵进口流体泵进口 允许真空度为允许真空度为4.5m4.5m流体柱，流体泵进口管径流体柱，流体泵进口管径d=300mmd=300mm，如，如 图图2-342-34所示。从吸流体滤头至流体泵进口的水头损失为所示。从吸流体滤头至流体泵进口的水头损失为 hw=1mhw=1m，试求能保证流体泵吸流体的进口轴线至流体源流，试求能保证流体泵吸流体的进口轴线至流体源流 面子的最大高度称流体泵的最大安装高度面子的最大高度称流体泵的最大安装高度hshs。 解：解： 取流体源流面子不是流体管断面为断面取流体源流面子

2、不是流体管断面为断面1 11 1，取流体泵，取流体泵 进口缓变流为断面进口缓变流为断面2 22 2，以流体源流面子，以流体源流面子0 00 0为基准面，取为基准面，取 1=2=11=2=1，写出总流能量方程，写出总流能量方程 Z1=0Z1=0，Z2=hsZ2=hs。由于流体源流面子流速较小，。由于流体源流面子流速较小， 知断面知断面2 22 2的真空的真空 值值 按相对压力计算按相对压力计算 流量流量 Q=220 l/s=0.22m3 /s 面积面积 A2=0.7850.3 2 =0.071m2 计算得计算得 将上述知数据代入总流能量方程将上述知数据代入总流能量方程0+0+0=hs-4.5+0

3、.5+1.00+0+0=hs-4.5+0.5+1.0 得流体泵安装高度得流体泵安装高度 hs=3.0m hs=3.0m 该题不能取断面该题不能取断面3 33 3为计算断面，由于在吸流体口处流线不平行，为计算断面，由于在吸流体口处流线不平行， 不符合缓变流断面条件。由于此处有流速水头，其动流体压力不符合缓变流断面条件。由于此处有流速水头，其动流体压力 p3h3p3h3，所以，所以p3p3也是未知的。也是未知的。 练习题练习题2 2： 流体流从直径流体流从直径d1=25mmd1=25mm的喷嘴垂直向上放射，的喷嘴垂直向上放射， 出口流速为出口流速为v1=12m/sv1=12m/s，假设这股流体射流

4、坚持延续的圆，假设这股流体射流坚持延续的圆 截面，并略去水头损失，试求在离喷嘴高截面，并略去水头损失，试求在离喷嘴高4.5m4.5m处，这股处，这股 流体流的直径流体流的直径d2d2为多大？为多大？ 解：解： 取喷嘴出口缓变流断面取喷嘴出口缓变流断面1 11 1和离喷嘴高和离喷嘴高4.5m4.5m处的缓变流断面处的缓变流断面2 22 2， 以以0 00 0为基准面与断面为基准面与断面1 11 1重合，取重合，取1=2=11=2=1。写出断面。写出断面1 1 1 1和和2 22 2的总流能量方程的总流能量方程 由于射流流入大气由于射流流入大气P1=P2=0P1=P2=0，Z1=0Z1=0，Z2=

5、4.5mZ2=4.5m，V1=12m/sV1=12m/s，代入上式得，代入上式得 计算得计算得 再由延续方程再由延续方程 得得 所以，离喷嘴高所以，离喷嘴高4.5m4.5m处的流体流直径为处的流体流直径为31.7mm31.7mm。 练习题练习题3 3： 图图2-36a2-36a为射流器表示为射流器表示 图，其任务原理是利用流体箱的流图，其任务原理是利用流体箱的流 体经过放射嘴流出后，由于流速添体经过放射嘴流出后，由于流速添 加，压力降低，便将真空室抽成真加，压力降低，便将真空室抽成真 空。利用真空室构成的真空度，可空。利用真空室构成的真空度，可 以将一定深度的池流体吸上，并与以将一定深度的池流

6、体吸上，并与 吸流体管流体流混合后从出流体管吸流体管流体流混合后从出流体管 一同流出。一同流出。 知：知：H=1mH=1m，h=5mh=5m， D=50mmD=50mm，d=30mmd=30mm，略去头损失，试，略去头损失，试 求真空室中的真空值求真空室中的真空值p2p2及出流体管及出流体管 流量。流量。 练习题练习题4 4： 有一流体池引流体灌溉的虹吸管图有一流体池引流体灌溉的虹吸管图2-2- 3838，管径，管径d=100mmd=100mm，管中心线最高点，管中心线最高点2 2高出流体池流高出流体池流 面子面子2m2m，管段，管段ABAB的点的点1 1至至2 2点的水头损失为点的水头损失为

7、10 10 ，管，管 段段BCBC的点的点2 2至点至点3 3的水头损失为的水头损失为2 2 ，假设点，假设点2 2的真空度的真空度 不超越不超越7m7m流体柱，试求：流体柱，试求： 1 1虹吸管的最大流量为多虹吸管的最大流量为多 少？少？ 2 2流体池流面子至虹吸管流体池流面子至虹吸管 出口的高差出口的高差h h为多少？为多少？ 解：解： 1 1经过流体池流面子经过流体池流面子1 1点的过流体断面点的过流体断面1 11 1、虹吸管顶部管末端、虹吸管顶部管末端 断面断面2 22 2及虹吸管的出口断面及虹吸管的出口断面3 33 3是缓变流断面。以流体池面是缓变流断面。以流体池面0 00 0 为基

8、准面，取为基准面，取1=2=11=2=1写出断面写出断面1 11 1和和2 22 2的总流能量方程。的总流能量方程。 流体池流面子面积较虹吸管面积为大，所以流体池流面子面积较虹吸管面积为大，所以 ，z1=0z1=0， z2=2mz2=2m，取流面子上一点，以相对压力计算，取流面子上一点，以相对压力计算，p1=0p1=0， =-7m=-7m。将知。将知 数据代入上式数据代入上式 由延续方程式管中流速由延续方程式管中流速v=v2v=v2，所以，所以 虹吸管最大流量虹吸管最大流量 2 2以管出口断面以管出口断面3 33 3为基准面，写出断面为基准面，写出断面2 22 2和和3 33 3能量方程能量方

9、程z2=2+hz2=2+h， z3=0z3=0， -7m-7m，p3=0p3=0，取，取3=03=0，将知数据代入能量方程，得，将知数据代入能量方程，得 式中式中v2=v3=vv2=v3=v。 流体池流面子至虹吸管出口的高差流体池流面子至虹吸管出口的高差h h为为5.91m5.91m。 练习题练习题5 5： 某一流体库的溢流坝，如图某一流体库的溢流坝，如图2-392-39所示，知所示，知 坝下游河床高程为坝下游河床高程为105.0m105.0m，当流体库流体位为，当流体库流体位为120.0120.0时，时， 坝址处过流体断面坝址处过流体断面C C处的流体深处的流体深hc=1.2mhc=1.2m

10、。设溢流坝的。设溢流坝的 水头损失水头损失 求：该断面的平均流速。求：该断面的平均流速。 解：解： 由于溢流坝面流体流为急变流，所以在距坝前一段间隔处，取缓由于溢流坝面流体流为急变流，所以在距坝前一段间隔处，取缓 变流断面变流断面1 11 1和坝下游流体流较平直的和坝下游流体流较平直的C C处取断面处取断面2 22 2。由于流体。由于流体 库的过流体断面面积大，流速水头库的过流体断面面积大，流速水头 ，流体库流体位和下游，流体库流体位和下游 河床高程都为知，基准面河床高程都为知，基准面0 00 0取在下游河床底部。取取在下游河床底部。取1=2=1.11=2=1.1， 写出总流能量方程写出总流能量方程 由于缓变流断面上各点的单位势能由于缓变流断面上各点的单位势能 等于常数，可选断面上任一等于常数，可选断面上任一 点求得其点求得其z z和和p p值。为了计算方便，可选流面子上一点，故可用相对压力值。为了计算方便，可选流面子上一点，故可用相对压力 计算，该点动流体压力为零，即