流體力學(xué)習(xí)題答案2

1、流體力學(xué)習(xí)題答案2Q A_2gH。=0.6 0.6220.01/44 3Q (0.6 : 0.62). 2*9.8*54.67 10 4 : 4.82 10 4m3/s4通過孔口的流速VA 砂。v (0.6 : 0.62)2*9.8*55.94: 6.14m/s（2）厚壁孔口2 Q 0.82 . .2*9.8*56.38 10 4m3/s4通過孔口的流速5-3.圖示水箱用隔板分為左右兩個(gè)水箱，隔板 上開一直徑 一直徑d23m。（ 條 P 件）（2） I1丄丿 HI / j少？ （3）水箱流量Q1為何值？ 解（1 ） Q1 Q2時(shí)，H 2恒定不變。（2） l 0.1m 34d2為管嘴出流,d1為

2、孑1 0.61A1 2g H1 H 2 2A2 , 2g H 2 lv 0.82 . 2*9.8*58.12m/sdi4°mm30 mm 的1Q1Q2H2的薄壁小孔口,水箱底接 漳嘴，管嘴長(zhǎng) i刖m，恒定性條件（H2不變的H2等于多出流。取5-2.有一水箱水面保持恒定（5m）,箱壁上開 一孔口，孔口直徑d=10cm, （1）如果箱壁厚度 為3mm，求通過孔口的流速和流量。（2）如箱 壁厚度為40mm，求通過孔口的流速和流量。解：（1）薄壁孔口：對(duì)薄壁孔口，30.62A2 2g 4 H20.822a22 2g H2 0.10.822A0.822 0.343 H20.62A2 H2 0.

3、10.62 0.44H2 0.10.59 H2 0.13 0.059 H2 1 0.591.59出2.941H21.85m(3)1.59Q1AQ百 0.6 才 0.042 J2g 1.15 3.58 10 35-7 某恒溫室采用多孔板送風(fēng)，風(fēng)道中的靜壓 為200Pa，孔口直徑為20mm，空氣溫度為2O0C ,卩 =0.8，要求送風(fēng)量為1mZ。問需要布置多少孔 口？解在通風(fēng)工程中，對(duì)于多孔板送風(fēng)，流量系數(shù)采用卩=0.8Q1Apg0.8 - (0.02)2200 4.586 10 3 嘆Q1 nQQ11Q 4.586 10 3218 (個(gè))5-11.如圖孔板流量計(jì)，輸送20 C空氣，測(cè)量h=100

4、mmH 2O, 解：0.62 ,d=100mm,求 Q。p1p23_Q A 2比2'2 0.1 9.8 1031.20.620.1240.197m3S5-15 兩水池用虹吸管連通，上下游水位差°.°26,入口 10,彎頭 1.5,(b)管中壓H 2m， 管長(zhǎng) 11 3m, 12 5m, 13 4m， 直徑 d 200mm， 上游水 面至管頂高度h 1m，已知出口 1.0，求（a）虹吸管中的流量強(qiáng)最低點(diǎn)的位置及其最大負(fù)壓值。2 v2g寫上下游水面的能量方程，得 丄d 2g(丄 2g 2g( d)厶0.02 絲 102g 0.222 1.5 1)15.2 2gH 215

5、.215.20.13151.6ms5 10 2壓強(qiáng)最低點(diǎn)在12末端，則v 2g 0.13152Q Av 0.21.6pc v2118s2/m5 0.25gl1 l2 v2v20 h必亦亍亦(105)2gPc丄(12.5 0.02旦)(1 0.1315 13.3)2.75m2g0.275-16.為米，如圖所給水泵抽水系統(tǒng)，管長(zhǎng)，管徑單位 給于圖中，流量Q 40 10 3嘆，0.03。求(1)吸水管和壓水管的S數(shù)（2）求水泵所需378( dd1S28(d22d24g2608 (0.030.7)2 叱2052s2 / m50.2 g208 (0.033.2)(2)Z 17h SQ2 S2Q2 217

6、0(40 10 3)2 3.5m20m5-20 .有一簡(jiǎn)單并聯(lián)管路如下圖，總流量h 20 3.5 23.5m0.02 ,求各管段間的流量及二節(jié)點(diǎn)間的水頭損失。第一支路d1 200mm，h 600m，第二支路 d2200mm， l2 360m。< SS-iS2d18 0.02 600S21Jsdi g0.25g3090d224d2 g309020.04140.02 3602 0.255.5582186010.01820.02320.041443節(jié)點(diǎn)間的水頭損失h SQ2582 0.0823.72mQ1S1孱。.昨S2h18603.720.045 m11校核Q15-22 .如圖所示管路，設(shè)其

7、中的流量l v2IQ22d 2g d 2gAI 0.62d 2g(-0.62)210000.02 0.612g(-0.6)220 4220.6 2g7.67mQa 0.6m3/s,0.02,不計(jì)局部損失。其它已各條件如，求A、D二點(diǎn)間的水頭損失。'd，T CrTiEEjimm IBC段的損失為hBc SQ21 _1_ _1_ 1S22d4g8丄 d2 0.354 g 0.358 0.02 8002d4g2 0.354g 0.358丄d8 0.02 9002 4d g2 0.354g 0.3511 118 0.021100S3538S41441.34412538114434423.2莎

8、0.。833 0.。432 0.。54。18所以S金)231S , S4S2 S317 Is1 £1科1EI1J3“1解 hi SQ2 HhAB 3i 0.62 ii.i5mhcD0.022 2i500 40.630 i6 0.3640.7 2g 0.70.75 2g 25.3mhAD hAB hBC hCD 7.67 ii.i5 5.324.i2m管段的-S值均為，層并比較三流量：得出結(jié)論水頭高為：5三層供水管路壓各20m,求Qi、Q2、Q3 ,洛 4.46 10 4 嘆以二、三層樓分支點(diǎn)，分別寫能量方程，設(shè)分支點(diǎn)水頭為Hi則對(duì)二層Hi SQ22HiSi對(duì)三層Hi 5 23Q；Hi

9、 5S-寫上述分支點(diǎn)，a點(diǎn)的能量方程212H Hi 5 SQ Q3)Hi H 5 Si(Q2 Q3)215 SQ Q3)上式代入Q2及Q3，則H1 H 5 喘H2S15)2 15 噲呎H1 5 H1 5)2232S115 H12Hi(Hi 5)Hi25352Hi(Hi 5) (35 3H1 H )H1(H1 5)(T V H1)2Hi(Hi 5)352(75H1)24 )3543525H1435 5H1(5Hi)H12 5H17H1232(35210H1352350H125H；)Hi14m27Q2 q3H1 52S14108 3.74H1?10 4嘆洛 2.12 104 嘆6-2:某體育館的圓

10、柱形送風(fēng)口， 距賽區(qū)為 不得超過Q2Qido 0.6m，風(fēng)口 60m，要求比賽區(qū)風(fēng)速（質(zhì)量平均風(fēng)速） 0.3ms，求送風(fēng)口的送風(fēng)量應(yīng)不超過多Q 60r 00.672a2.520.672所以，0.30.08計(jì)算斷面在2.52 m少 m3s ?0.23aS 0.147d。0.30.23石 0_60 0.1470.6V010.63m sQ v0 d2 10.630.62 3m3 Is446-3：崗位送風(fēng)所設(shè)風(fēng)口向下，距地面 4m。要 求在工作區(qū)（距地 1.5m高范圍）造成直徑為 1.5m的射流，限定軸心速度為2嘆.求噴嘴直徑及 風(fēng)口流量。a 0.080.08 2.5 ,6.8(0.147)d0解米用

11、圓形噴嘴D 6.8（aS 0.147）1.5d° d°d°d00.14mSnVmV0Vo0.672 直 0.672 a0.48坐 0.147 d°6.56 m'0.082 _0.08 2.50.14V。0588 S 2.5，為主體段。0.480.1472 2v0 d06.560.14446-9:高出地面5m度向房間水平送風(fēng),te 27 0C。試求距出口30.101m Is處設(shè)一孔口 d0 0.1m， 以2ms速 送風(fēng)溫度t° 4O0C，室內(nèi)溫度 3m處的V2、t2及彎曲軸心坐t22727 t20.230.230.23do0.1470.1

12、470.1t223.7oCg To9.8 273 10(27327)0.08 門32、22(273(U.5I3U.35 3 )27)0.14.28mV20.23V20.23V0aS c 20.08 3 c 0.1470.147d。0.1V20.181m s9-12 :有一收縮型噴嘴，如圖9-2 ,已知pi=140kPa(abs), p2=100kPa(abs), T32=80m/s,T1=293k,求 2-2 斷面的速度 V2。二解：V2較高，可做等熵處理：十kP1k 1 12V12k P2k 122V222V12RT22V223.5R 2938023.5RT2P2P11RT 287*2931

13、2()k 1P1100*10 3T22R 1.309*287 c +140*10 38023.5* -1.66493140*101.6649kg/m33.5*(型)14 1.66491.309kg/m3140266 k1.3092V22v2245.5m/s9-13:某一絕熱氣流的馬赫數(shù) M=0.8 ,并已知其滯止壓力 po=5*981OON/m2,溫度to=2O°C ,試求滯止音速co、當(dāng)?shù)匾羲賑,氣流速度v和氣流絕對(duì)壓強(qiáng)p各為多少?解:1、c°kRT.1.4*287*293343m/s2、Co(1 FM1嚴(yán)（1號(hào)*。8于°62323m/ s3、3230.8v 2

14、58.4m/s4、Pcp(12 0 42 142 M)k1(1 訂8)0"5245*98100P05 98 100 小 sc亠c /203.28*98100 N /m21.5241.5249-15:空氣在直徑為10.16cm的管道中流動(dòng)， 其質(zhì)量流量是1kg/s,滯止溫度為38C,在管道某斷面處的靜壓為41360 N/m2,試求該斷面處v2的馬赫數(shù)、速度及滯止壓強(qiáng)。解:RToRTo代入數(shù)據(jù)，得:M 287 311 仝竺600.40.4v2即 312399.51447602vK2K K (1)又QvAAv0.10162) v123 4K K K (2) v將2式代入1式，得 31239

15、9.5144760v2v123.4即v22346.2v 312399.50解得2346.2 V2346.224 312399.5v2346.2空竺253m/s123.425330.488kg/mpQ RT41360287*0.488295kc kRT-1.4*287*295344m/ sv 259M0.73c 344k止（1匕m2）百P2p0（1 0.2*0.73 2）0.35 p 1.425p58955Pa叢也，且模型與原nmm，可知10-1:弦長(zhǎng)為3m的飛機(jī)機(jī)翼以300km/h的速 度，在溫度為20C，壓強(qiáng)為1at（n）的靜止空氣 中飛行，用比例為20的模型在風(fēng)洞中作實(shí)驗(yàn)， 要求實(shí)現(xiàn)動(dòng)力相

16、似。（a）如果風(fēng)洞中空氣的溫 度、壓強(qiáng)和飛行中的相同，風(fēng)洞中空氣的速度 應(yīng)當(dāng)怎樣？ （ b）如果在可變密度的風(fēng)洞中作實(shí) 驗(yàn)，溫度仍為20C，而壓強(qiáng)為30at（n），則速度 應(yīng)是怎樣？ （ c）如果模型在水中實(shí)驗(yàn)，水溫為 20 C,則速度應(yīng)是怎樣？ 解：（a）:由雷諾準(zhǔn)則相等 型的溫度壓強(qiáng)相等，即300 206000km/hV1 20 所以：Vm Vn 20vm Inl 20此時(shí)馬赫數(shù)M>1 ,因此，動(dòng)力相似不可能實(shí)現(xiàn)。（b） Q - RT p RT由于溫度不變，所以士寸3o 動(dòng)力粘滯系數(shù)是溫度的單值函數(shù)，即卩不變Q30mn由雷諾準(zhǔn)則相等可知:vI1-m 30 1.5Vmm ln20300vm200km/h1.5(c) : 20 °C空氣和水的運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)分別為0.7815.7*10-6m2/s 和 1.007*10-6m2/s 所以nVmmln300Vm0.7815.711.007 20384km/h10-7 :在風(fēng)速為8ms的條件下，在模型上測(cè)得建 筑物模型背風(fēng)