xt工程流体力学3习题

1、习题3.8 第三章 流体动力学 作业如图3.32所示，管路AB在B点分为BC、BD两支，已知dA=45cm，dB=30cm，dC=20cm，dD=15cm，vA=2m/s，vC=4m/s。试求vB，vD。解根据连续性方程，BBAAAvAvsmddvAAvvBAABAAB/5 . 4103010452424222DDCCBBAvAvAv又根据ABCDsmddvdvAAvAvvDCCBBDCCBBD/89.10101510)204305 . 4(42422222习题3.13 设一附有液体差压计的毕托管测定某风管中的空气流速，如图所示，已知差压计的读数h=150mmH2O，空气密度a=1.2kg/m

2、3,水的密度=1000kg/m3，若不计能量损失，毕托管校正系数c=1，试求空气流速u0解smhgcpgcvhhpaaaa/47.49101502 . 12 . 110008 . 921-22-3wwapgcghcv22习题3.14 如图所示，油从铅直圆管向下流出，管直径d0=10cm，管口处的速度为v=1.4m/s，试求管口下方H=1.5m处的速度和油柱的直径。解gvpzgvpz2222222111选取1-1和2-2过流断面，建立伯努利方程：（不计能量损失，取 ）式中，z1=H，z2=0，,21appp1221smvgHv/6 . 54 . 15 . 18 . 92222122211AvAv

3、由连续性方程，1cmmdvvd505. 010106 . 54 . 120212习题3.15 如图为一渐扩型的供水管段，已知：d=15cm，D=30cm，pA=68.6kPa， pB=58.8kPa，h=1m，vB=0.5m/s，求A点的速度vA及AB段的水头损失，并判断水的流向（设=1）。解：BBAAAvAv由连续性方程smdDAAvvABBA/25 . 022设流向为由A到B，以A断面为基准，列两断面伯努利方程：lBBBAAAhgvpzgvpz2222有：lh8 . 925 . 098001088. 50 . 18 . 92298001086. 602424OmHhl219. 0方向由A向

4、B习题3.16 设有一渐变管与水平面的倾角为45，如图所示，1-1断面的管径d1=200mm，2-2断面的管径d2=100mm，两断面间距l=2m，若重度为8820N/m3的油通过该管段，在1-1断面处的流速v1=2m/s，水银测压计中的液位差h=20cm，试求(1)1-1断面与2-2断面之间的能量损失h1；（2）判断流动方向；（3）1-1断面与2-2断面之间的压强差。解：列1-1，2-2断面的能量方程：lhgvpzgvpz222222221111则：lhgvvpzpz221222211）（）（取：121oilhpzpz）（）（2211oillhgvvh22122又根据连续性方程，moilhp

5、hoiloilMoiloiloil822. 2102088208820133280)(2smddvv/8)(22112(1)moilhgvvhoill239. 0822. 28 . 92282222122(2) 因取1-1向2-2断面流动时，计算所得能量损失为负值，因此流动方向为2-2向1-1断面流动。(3) 由oilhpzpz）（）（2211PaPahzzppoiloil412211074. 352.37361)822. 245sin2(8820)(如图3.45所示，水平管路中安装一只文丘里水表，已知：D=50mm，d=25mm，p1=7.84kPa,水的流量Q=2.7L/s，问hv为多少毫

6、米汞柱？（不计损失）习题3.20 解：建立1-1， 2 -2断面, 能量方程：gvpzgvpz22222221118 . 925 . 5980008 . 92375. 198001084. 702223psmAQv/375. 105. 04107 . 22311由连续性方程：smAAvv/5 . 52550375. 1222112vpPap69.63392mmHghv59.4710506. 769.63393hkdQ421143. 1110208 . 921244241ddgk解：由文丘里流量公式moilhhoiloilHg25. 215. 085085013600为了测量石油管道的流量，安装

7、一文丘里流量计，如图3.45所示。管道直径d1=20cm，文丘里喉管直径d2=10cm，石油密度 文丘里流量系数 现测得水银压差计读数h=15cm问此时石油的流量是多大？3/850mkg98. 0习题3.21 smhkdQ/0527. 025. 2143. 142 . 014. 398. 043221解以下方液面作为基准，选取1-1和2-2过流断面，建立伯努利方程:式中，z1=0，z2=102，,21appp021 vv设有一水泵管路系统，如图所示，已知流量Q=1000m3/h，管径d=150mm，管路的总水头损失hl1-2=25.4mH2O，水泵效率=80%，上下水面高度差102m。试求水泵

8、的扬程H和功率N。习题3.25 21222222111122lhgvpzHgvpzOmHhzHl22124 .1274 .25102kWQHNpp54.43360608 . 04 .12710009800hmQ/10003如图所示在水平面上的45弯管，入口直径d1=600mm，出口直径d2=300mm，入口压强p1=40kPa，流量Q=0.425m3/s，忽略摩擦阻力，试求水对弯管的作用力。习题3.26 )45cos(T-12xx1vvQPPFxx2解：流体1-1，2-2断面受到水流的压力P1，P2，在x、y轴方向分力分别为P1x， P2x， P1y， P2y，弯管对流体的作用力T，与液流对弯

9、管的作用力F方向相反。其在x、y轴方向分力分别为Tx，Ty，由于水平放置，重力和支撑力平衡。1-1断面受到压力：列x轴方向动量方程：kNdpApP31.116 . 04104042321111x1列1-1、2-2断面间的伯努利方程：gvpgvp22222211）（gvgvpp22222112smvddv/013. 6122212kNPPvvQ2x.998-101.152-1031.11)503. 122013. 6(425. 01000-)45cos(-T33x112求得：2-2断面平均流速：平均流速：smdQv/503. 16 . 04425. 042211kNApP152. 1223 . 041005.2345cos2322x2Pa10305. 2169601040243222112）（vvppkN959.2KN152.122013.6425.01000P45sinTKN152.1223.041005.2345sinP-T2y22322y22yQvApPFyyy列y轴方向动量方程：得：KN46. 9959. 299. 8F22