第三章流体运动学与动力学基础(第5节--练习题+答案).ppt

1、练习题1： 一台离心泵，抽流体量为220 l/s,流体泵进口允许真空度为4.5m流体柱，流体泵进口管径d=300mm，如图2-34所示。从吸流体滤头至流体泵进口的水头损失为hw=1m，试求能保证流体泵吸流体的进口轴线至流体源流体面的最大高度（称流体泵的最大安装高度）hs。,解：,取流体源流体面（不是流体管断面）为断面11，取流体泵进口缓变流为断面22，以流体源流体面00为基准面，取1=2=1，写出总流能量方程,Z1=0，Z2=hs。因为流体源流体面流速较小，,已知断面22的真空值,按相对压力计算,流量,Q=220 l/s=0.22m3/s,面积,A2=0.7850.3 2=0.071m2,计算

2、得,将上述已知数据代入总流能量方程,0+0+0=hs-4.5+0.5+1.0,得流体泵安装高度,hs=3.0m,该题不能取断面33为计算断面，因为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p3h3，所以p3也是未知的。,练习题2： 流体流从直径d1=25mm的喷嘴垂直向上喷射，出口流速为v1=12m/s，假如这股流体射流保持连续的圆截面，并略去水头损失，试求在离喷嘴高4.5m处，这股流体流的直径d2为多大？,解：,取喷嘴出口缓变流断面11和离喷嘴高4.5m处的缓变流断面22，以00为基准面（与断面11重合），取1=2=1。写出断面11和22的总流能量方程,由

3、于射流流入大气P1=P2=0，Z1=0，Z2=4.5m，V1=12m/s，代入上式得,计算得,再由连续方程,得,所以，离喷嘴高4.5m处的流体流直径为31.7mm。,练习题3： 图2-36a为射流器示意图，其工作原理是利用流体箱的流体经过喷射嘴流出后，由于流速增加，压力降低，便将真空室抽成真空。利用真空室形成的真空度，可以将一定深度的池流体吸上，并与吸流体管流体流混合后从出流体管一起流出。已知：H=1m，h=5m，D=50mm，d=30mm，略去头损失，试求真空室中的真空值p2及出流体管流量。,已知：H=1m，h=5m，D=50mm，d=30mm，略去头损失，试求真空室中的真空值p2及出流体管

4、流量.,解：,取断面11、22、33、44、55五个缓变流断面。在池流体未吸上之前，以喷嘴轴线00为基准面，取1=3=1写出断面11和33的总流能量方程,以绝对压力计算，流体箱流体面上点，p1=p3=pa；z1=H=1m，z3=0。将已知数据代入上式,由连续方程,再写出断面11和22的总流能量方程，取2=1.0，以绝对压力计算，p1=pa ，,则相对压力,所以真空室的真空值,p2=6.729800=65856N/m2,在池流体被吸上之后，写出流体池流体面断面44和吸流体管断面55的总流能量方程。将基准面0101取在流体池流体面，z4=0；设4=5=1.0，因流体池断面较大，故,以相对压力计算流

5、体面上点，p4=0；p5=p2，Z5=h=5m，则,所以吸流体管中的流速,则出流体管总流量为,练习题4： 有一流体池引流体灌溉的虹吸管（图2-38），管径d=100mm，管中心线最高点2高出流体池流体面2m，管段AB的点1至2点的水头损失为10 ，管段BC的点2至点3的水头损失为2 ，若点2的真空度不超过7m流体柱，试求：,（1）虹吸管的最大流量为多少？ （2）流体池流体面至虹吸管出口的高差h为多少？,解：,（1）通过流体池流体面1点的过流体断面11、虹吸管顶部管末端断面22及虹吸管的出口断面33是缓变流断面。以流体池面00为基准面，取1=2=1写出断面11和22的总流能量方程。,流体池流体面

6、面积较虹吸管面积为大，所以 ，z1=0，z2=2m，取流体面上一点，以相对压力计算，p1=0， =-7m。将已知数据代入上式,由连续方程式管中流速v=v2，所以,虹吸管最大流量,（2）以管出口断面33为基准面，写出断面22和33能量方程z2=2+h，z3=0， -7m，p3=0，取3=0，将已知数据代入能量方程，得,式中v2=v3=v。,流体池流体面至虹吸管出口的高差h为5.91m。,练习题5： 某一流体库的溢流坝，如图2-39所示，已知坝下游河床高程为105.0m，当流体库流体位为120.0时，坝址处过流体断面C处的流体深hc=1.2m。设溢流坝的水头损失,求：该断面的平均流速。,解：,由于溢流坝面流体流为急变流，所以在距坝前一段距离处，取缓变流断面11和坝下游流体流较平直的C处取断面22。由于流体库的过流体断面面积大，流速水头 ，流体库流体位和下游河床高程都为已知，基准面00取在下游河床底部。取1=2=1.1，写出总流能量方程,因为缓变流断面上各点的单位势能（ ）等于常数，可选断面上任一点求得其z和p值。为了计算方便，可选流体面上一点