流体力学习题答案2

1、5-2.有一水箱水面保持恒定5m，箱壁上开一孔口，孔口直径d=10cm, 1如果箱壁厚度为3mm，求通过孔口的流速和流量。2如箱壁厚度为40mm，求通过孔口的流速和流量。解：1薄壁孔口： QA 2gH。对薄壁孔口,Q (0.6 -0.62)0.01242*9.8*54434.67 10- 4.82 10 m /s通过孔口的流速v Q . 2gH0Av (0.6 0.62)2*9.8*55.94 6.14m/s22厚壁孔口 Q 0.82 . .2*9.8*56.38 10 4m 0.059 H2 1 0.591.59H2/s4通过孔口的流速 v 0.82 ,2*9.8*58.12m/s5-3.图

2、示水箱用隔板分为左右两个水箱，隔板上开一直径d1 40 mm的薄壁小孔口，水箱底接一直径d2 30mm的外管嘴，管嘴长I 0.1m, H 1 3m。 1分析出流恒定性 条件H2不变的条件2在恒定出流时，B箱中水深H2等于多少？ 3水箱流量Q1 为何值？解 卩Q- Q2时，H 2恒定不变。2l 0.1m3 4d2为管嘴出流，d1为孔口出流。取1 Ai ，2g H1 H 20.62A22g 3 H20.822A| 2gH2 0.13 H20.822A2 hoAT H20.10.8220.620.34H2 O10.59H22.9411.591.85m3A；2g H1 H20.64 诃2 E33.58

3、 10为200C，卩=0.8，要求送风量为问需要布置多少孔口？解 在通风工程中，对于多孔板送风，流量系数采用卩Qi0-8 4(0.02)2 .2 200/ 1.24.586 10 3 吹Q1 nQQ1Q4.586 10 3218 个5-11.如图孔板流量计，输送 20C空气，测量 h=100mmH20,0.62 ,d=100mm,求 Q。解:2P1 P2；2 0.1 9.8 103V 1.20.197 ms5-15 .两水池用虹吸管连通，上下游水位差H 2m，管长 l13m, l25m, l3 4m，直0.026,入口 10,弯头 1.5 ,径d 200mm，上游水面至管顶高度 h 1m，出口

4、 1.0，求a虹吸管中的流量。b管中压强最低点的位置及其最大负压值。解写上下游水面的能量方程，得l v2d 2g2 2訂2g(22v12v(0.0210 2 1.5 1)15.2-2g0.22gvH20.13152g15.215.21.6msv.2g 0.1315QAv 0.221.654压强最低点在I2末端，那么0h pcv2l1 I22gdPc12V (12.5 0.022g2。1，2g2 v10 2(1 0.1315 13.3)2.75m5-16.如图所给水泵抽水系统，管长，管径单位为米，给于图中，流量Q 40 10 3 叹，0.03。求1吸水管和压水管的 S数2求水泵所需水头。解 1S

5、数S8(ld1)820(0.03 0 253.2)118s2/m52d1 g240.25gS28(丄d2)8260 (0.030.20.7)2052s2 / m!24,d2 g2 0.24g2h SQ2S2Q22170(403、210 )3.5mZ 17 3 20m5-20有一简单并联管路如以下图，总流量 Q 80 10 3叹 ,0.02，求各管段间的流量及二节点间的水头损失。第一支路d,200mm , h 600m ,第二支路d2200mm， l2360m。8丄d18 0.02 60020.25g3090S28丄d22d24g8 0.02 36020.25g18601.186055.51S

6、0.04141 2582节点间的水头损失hSQ2582 0.0823.72mQ1霭 0.0350叹Q2舌恳呎叹 校核 Q1 Q20.08m35-22 如以下图管路，设其中的流量Qa0.6m Is, 0.02,不计局部损失。其它已各条件為1駅 df?35Cxrur如，求A、D二点间的水头损失。3代阿厂乩尸刖fllE川I I5-：TIVWUhiri)if l 4 Til mml v所以S0.18 l Q2l0.621000n no120 42d 2gd 2gA2d 2g(-0.62)20.020.622g(-0.6)0.632g 22BC段的损失为hBc SQ7.67m1111:S.S4S2-S3

7、1_S8 _ d8 0.02 11002d4g2 0.354 g 0.358丄d8 0.02 8002d4g2 0.354 g 0.358丄d8 0.02 9002d4g2 0.354 g 0.3511 1 1S2344S3538S4144“14434412538123.2118.50.0833 0.0432 0.0540.18)2310.022 21500 40.60.7 2g 2 0.7430 16 0.360.75 2g 25.3mhAD hAB hbc hcD 7.67 11.15 5.324.12m5-25 .三层供水管路，各管段的S值均为，层高为5m。设a点的压力水头20m，求、Q

8、?、 Q3，并比拟三流量，得出结论来。J%1Ehi11i1甲n1s# a解 h1 SQ2 H204.46 10 4108H1以二、三层楼分支点，分别写能量方程，设分支点水头为那么对二层H1SQ；Q2H1对三层H1522S1Q3H1 52S1写上述分支点,a点的能量方程H H125 S(Q2 Q3)H1 H5 S1(Q2 Q3)215S (Q2Q3)2H1 H上式代入)2 15S1(H15)22S,丿15 Hi3H,2Hi(Hi 5)Hi(Hi 5)35 3Hi2Hi)3545Hi4Hi(Hi 5)352(355Hi)24)35235 5Hi44(5HJ242Hi2 5Hi (352350Hi

9、25H；)327Hi2 i0Hi 3520i4mQiQ2 q3Hi2.i2 i04 叹6-2 :某体育馆的圆柱形送风口,do 0.6m，风口距赛区为 60m，要求比赛区风速质求送风口的送风量应不超过多少解s nr0.6720a广602.52v0.23V。aS 0.147d。0.30.23V00.08 600.i470.6Vi0.63m/S量平均风速不得超过o.3 mS，0.6720.30.082.52 m2 2Q v0 4d0 i0.63 4 .63m3 /s0.1m，以2叹 速度向房间水平送风，送风温度to9.8 273 10(273 27)22 (27 3 27)4.28m(0.510.1

10、330.35 32)V_Vo0.230.147 d。V220.230.08 3 0.1470.10.181为1.5m的射流，限定轴心速度为2 % .求喷嘴直径及风口流量。解采用圆形喷嘴a0.08DaS1.5-0.08 2.56.8(0.147)6.8(0.147)d。dddd。0.14mSn0.6720.6720.070.588S 2.5，为主体段。a0.08Vm0.4820.48VaSVn0.082.500.147V00.147d0.14V06.56 m sQ27 0do 6.560.142 I30.101m /s6-3:岗位送风所设风口向下，距地面 4m。要求在工作区距地 1.5m高范围造

11、成直径高出地面6-9 :5m处设一孔口 d0T2T2Tet22727 t20.230.230.23+解T1T0 Te10 2737aS0.147 d0.08 3 ,0.1470.12.547室内温度试求距出口 3m处的V2、t2及弯曲轴心坐标。100C，te 27C。t223.7 Cy goT(0.51d;S 0.35S)9-12:有一收缩型喷嘴，如图 9-2, pi=140kPa(abs), p2=100kPa(abs), vi=80m/s, Ti=293k,求2-2断面的速度V2。解：V2较高，可做等熵处理:kPik 1 12v_22Vl2k P2k 1 2RT22空22V223.5R 2

12、9380223.5RT22V22P RT1P1P2+ kk1 2P1140*10 JRT1287*29331.6649 kg/m2(山)k 1(型)14 1.66491.309 kg/m3p1140T2p2100*102R 1.309*287266 k3.5* 吐1.664923.5*100*101.3092V22v2245.5m/s9-13 :某一绝热气流的马赫数 试求滞止音速 5、当地音速M=0.8，并其滞止压力c,气流速度v和气流绝对压强p0=5*98100N/m 2,温度 t=20C ,p各为多少？解：1、c0,kRT .1.4*287*293343m/s(12)20.4*10.82护

13、1.062MVV 0.8v 258.4m/sc323(1k M十1.40 42 (1*0.82)0.41.524c 323m / s3、p223.28*98100 N/m24、45*981001.5241.5249-15:空气在直径为道某断面处的静压为10.16cm的管道中流动，其质量流量是1kg/s,滞止温度为38 C,在管41360 N/m2，试求该断面处的马赫数、速度及滞止压强。解:kP0.PoRToRTo代入数据，得:即 312399.5又.vAAv将2式代入v214 2870.414476031121.441360 v0.4即 v2 2346.2v解得v0.10162) v得 312

14、399.5123.4(2)312399.50144760v123.42346.2. 2346.22 4 312399.52346.2 2598.9123.4253RT253m / s30.488kg/m41360287*0.488295k一 1.4*287*295344m/ s2593440.73k2) k 1Po (1 0.2*0.73 2)0.35 p 1.425p58955Pa10-1 :弦长为3m的飞机机翼以 300km/h的速度，在温度为 20C，压强为1at(n)的静止空 气中飞行，用比例为20的模型在风洞中作实验，要求实现动力相似。a如果风洞中空气的温度、压强和飞行中的相同，风洞

15、中空气的速度应当怎样？ b如果在可变密度的风洞中作实验，温度仍为20C，而压强为30at(n),那么速度应是怎样？ c如果模型在水中实验，水温为20C，那么速度应是怎样？解：(a)：由雷诺准那么相等Vnlnn沁，且模型与原型的温度压强相等，即mvn 20300 20 6000km/hnm，可知Vn_l11也丄丄所以：Vmvmlnl20此时马赫数M1，因此，动力相似不可能实现。由于温度不变，所以旦130bT 上 RT p RTPm动力粘滞系数是温度的单值函数，即3不变30c： 20C空气和水的运动粘滞系数分别为15.7*10-6m2/s 和 1.007*10-6m2/s，所以由雷诺准那么相等可知:_L|m_1301.5Vmm |n20300Vm200km/h1.5Vn_n lm15.710.78Vmm ln1.007 20300Vm384km/h0.7810-7 :在风