工程流體力學(xué)習(xí)題答案

1、第三章流體靜力學(xué)H=20m的兩個(gè)截面裝 U【3-2】圖3-35所示為一直煤氣管，為求管中靜止煤氣的密度，在高度差形管測(cè)壓計(jì)，內(nèi)裝水。已知管外空氣的密度 Pa=1.28kg/m3 ,測(cè)壓計(jì)讀數(shù)hi=100mm , h2=115mm。與水相比, U形管中氣柱的影響可以忽略。求管內(nèi)煤氣的密度?！窘狻縫2gasp1gasH2 0ghip1airH 20 gh2p2airp1gasgasgHp2gasplairairgHp2airh20ghiplairgasgHp2gasp2gasplairH20gh2airgHH 20 ghigasgHH 20 gh2airgHH 20 h1H2Oh2airHgasH

2、hh2gas H 20-airH10000.1 0.1153- 1.280.53 kg/m【3-10】試按復(fù)式水銀測(cè)壓計(jì)h1二1.4m, h2=2.5m, h3=1.2m,（圖3-43）的讀數(shù)算出鍋爐中水面上蒸汽的絕對(duì)壓強(qiáng)p。已知：H=3m,圖3-43 習(xí)題3-10 小意圖【解】P3H 20 gP Hgg h4 h3 h213600 9.807366310.14 PaH20 gh2h3P2H20g Hh1PH20g h2h3P2H h1h2h3pnH20g H %2.3 1.2 2.5 1.4P3 Hgg h4 h3Hgg h2h1P2Hgg h4 h3PaHgg h2 h1 h4 h3h2

3、h3Pa1000 9.807 3 1.4PaPa2.5 1.2 101325P Hgg h%nh2幾h20g H % h2 h3Pa13600 9.806652.3 1.2 2.5 1.41000 9.80665 3 1.4 2.5 1.2 101325plH 20 gHhlp pl Hgg h2h1p222366300.683 Pa【3-15】 圖3-48所示為一等加速向下運(yùn)動(dòng)的盛水容器，水深h=2m,加速度a=4.9m/s2。試確定：（1）容器底部的流體絕對(duì)靜壓強(qiáng)；（2）加速度為何值時(shí)容器底部所受壓強(qiáng)為大氣壓強(qiáng)？ （3）加速度為何值時(shí)容器底部的絕對(duì)靜壓強(qiáng)等于零？圖3-48 習(xí)題3-15 小

4、意圖【解】fx 0, fy 0, fz a g壓強(qiáng)差公式 d pfxdx fyd y fzdzfxdx fyd y fzd za g dz(1)pPadPa g dzPPaa g haP Pagh 1 -gpPah g agh 1PPahp pah g a 101325 1000 2 9.80665 4.9111138.3 PagPa pa g 9.80665 m s2h(3)9.80665 io0F25 60.469l5ms2【3-16】 圖3-49所示為一圓柱形容器，直徑d=300mm ,高H=500mm ,容器內(nèi)裝水，水深hi=300mm ,使容器繞鉛直軸作等角速旋轉(zhuǎn)。(1)試確定水正好

5、不溢出時(shí)的轉(zhuǎn)速ni; (2)求剛好露出容器底面時(shí)的轉(zhuǎn)速n2；這時(shí)容器停止旋轉(zhuǎn)，水靜止后的深度h2等于多少？圖3-49 習(xí)題3-16示意圖【解】初始狀態(tài)圓筒中沒(méi)有水的那部分空間體積的大小為d2h1圓筒以轉(zhuǎn)速 口旋轉(zhuǎn)后，將形成如圖所示的旋轉(zhuǎn)拋物面的等壓面。令h為拋物面頂點(diǎn)到容器邊緣的高度。空體積旋轉(zhuǎn)后形成的旋轉(zhuǎn)拋物體的體積等于具有相同底面等高的圓柱體的體積的一半d2h(2)由(1)(2),得4 d2 Hhid2hh 2 Hhi等角速度旋轉(zhuǎn)容器中液體相對(duì)平衡時(shí)等壓面的方程為對(duì)于自由液面，C=0。圓筒以轉(zhuǎn)速n1旋轉(zhuǎn)時(shí)，自由液面上，邊緣處,(4)(6)gh 0由于30 n1(3)水正好不溢出時(shí)，由式(4

6、)(9),得ni求剛好露出容器底面時(shí),ni2, 2ghd30 2 2gh 60 2gh60、2g 2 H h1120 , 9.80665 0.5 0.30.360、2ghn1 -T120. g、h1178.3 r min60H602 9.80665 0.5 199.4 rmin0.3旋轉(zhuǎn)時(shí)，旋轉(zhuǎn)拋物體的體積等于圓柱形容器體積的一半d2H這時(shí)容器停止旋轉(zhuǎn)，水靜止后的深度h2,無(wú)水部分的體積為d2由(11)(12),得4 d2H1 d24Hh20.50.25 m23-21 圖3-54所示為繞校鏈 O轉(zhuǎn)動(dòng)的傾斜角 =60的自動(dòng)開(kāi)啟式水閘，當(dāng)水閘一側(cè)的水位 另一側(cè)的水位h=0.4m時(shí)，閘門(mén)自動(dòng)開(kāi)啟，試

7、求錢(qián)鏈至水閘下端的距離x。(8)(9)(10)(11)(12)(13)H=2m,【解】設(shè)水閘寬度為作用在水閘左側(cè)壓力為12。圖3-54 習(xí)題3-2i 小意圖b,水閘左側(cè)水淹沒(méi)的閘門(mén)長(zhǎng)度為li,水閘右側(cè)水淹沒(méi)的閘門(mén)長(zhǎng)度為2Hd212XD2X(i0)其中l(wèi)isinFpi其中作用在水閘右側(cè)壓力為hc212h sinFp2FpiAiFp2A2ghciAiblisinb-H singH2b2sin(2)ghc2 A2b12gb2 sinb singh2b2 sin(4)由于矩形平面的壓力中心的坐標(biāo)為XdXcI cyXcAbl3 i2-bl 2所以，水閘左側(cè)在閘門(mén)面上壓力中心與水面距離為Xdisin(6)

8、水閘右側(cè)在閘門(mén)面上壓力中心與水面距離為對(duì)通過(guò)。點(diǎn)垂直于圖面的軸取矩，設(shè)水閘左側(cè)的力臂為di x li XDiXD2diHx sinHsindi,則liXDi(8)sinHx 3 sin(9)設(shè)水閘右側(cè)的力臂為d2,則hx 3sin(11),h 2 h2 X 12 Xd 2 X - sin 3 sin當(dāng)滿足閘門(mén)自動(dòng)開(kāi)啟條件時(shí)，對(duì)于通過(guò)。點(diǎn)垂直于圖面的軸的合力矩應(yīng)為零，因此Fpidi Fp2d20(12)2ggH2b2sin3singh2b2sin3sin(13)3sin3sinH2h2 xH3 h33sinH3 h3H2 Hhh23sinx 3sin_ 2_20.795 m122 0.4 0.4

9、x 3sin60 2 0.4【3-29 如圖3-62所示，直徑d=1m,高H=1.5m的圓柱形容器內(nèi)充滿密度4900kg/m 3的液體，頂蓋中心開(kāi)孔通大氣。若容器繞中心軸以n=50r/min的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，求容器的上蓋、底面和側(cè)面所受的液體總壓力。圖3-62 習(xí)題3-29示意圖【解】由題設(shè)所述的容器內(nèi)的壓強(qiáng)分布與等角速度旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)容器中液體的靜壓強(qiáng)分布相同，為2gPPa則計(jì)示壓強(qiáng)為Pe(2)(1)作用在上蓋的計(jì)示壓強(qiáng)為設(shè)圓柱體的底面積為Ad,則作用在上蓋的總壓力為PelFpi Pe1dAAd2 222r drdr642d4(4)由于6030Fpi6430d457600(6)Fpi576003 900

10、502141211 N(2)作用在底面的計(jì)示壓強(qiáng)為Pe2Pe1gHgH則作用在底面的總壓力為Fp2Pe2dAAdgH 2 r d rgH 2 rd rFpigH rFpigHP2p1gHd2(8)900 502 149009.806651.5 12 11609 N57600(3)由式(3)可知，作用在上蓋邊緣的計(jì)示壓強(qiáng)為則作用在側(cè)面的計(jì)示壓強(qiáng)為Pe1b2d222d28(9)Pe3Pe1bgh2d2gh(10)設(shè)圓柱體的側(cè)面積為Ac,則作用在側(cè)面的總壓力為Fp3Pe3dA2d22d2將式(5)代入，得Fp3ghgh2d2dgh d d h2d2dhgd 2hd h(11)2d2gd2H22d3H

11、gdH 2Fp32d3H30gdH227200gdH22(12)3 _ 23 900 50213 1.52900 9.80665 1 1.52720045728 N第四章 流體運(yùn)動(dòng)學(xué)和流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)4-2已知平面流動(dòng)的速度分布規(guī)律為- r y r r x -；-；-I +-;_rJIn jc + y 2乃 x* +y式中為常數(shù)。求流線方程并畫(huà)出若干條流線?！窘狻坑慑圃O(shè),“內(nèi))=一4(2)=(號(hào)81532838.doc 第 I 頁(yè)共 8 頁(yè)代入流線的微分方程得4-4已知流場(chǎng)的速度分布為v =+ xyk(I)問(wèn)屬于幾維流動(dòng)？ (2)求(x,y,z)= (1,2,3)點(diǎn)的加速度?！窘狻?1)由于速度

12、分布可以寫(xiě)為V = Vx Uy )7 + vy (x, y)y+v，U y )(I)流動(dòng)參量是兩個(gè)坐標(biāo)的函數(shù)，因此屬于二維流動(dòng)。(2)由題設(shè),(2)V9(3)vz(x9y) = xy(4)d v, 3vr 3v, dv dr,，=市=丁+匕嬴可+匕至=1 時(shí))+ 沖 g )-! yg (即 2)+xy xy2)(5)dtdx 3 dy dz= O+xy,2y2 -y3 - 2xy+0. .3 s .dv dvv=-=+ 叱d/ 3/a =以上 二十巳 ox2 d (didvvL + v,-dy改dxI 3 df I -y y3. dyl 3,d I 3+ xy ydz 3,(6)(16)815

13、32838.doc 第 5 頁(yè)共 8 頁(yè)= O+O-l/-(-y2)+O=*3-di dv.3v.dv.dva. = + vx+ v v + v. df3zdxdydzdldx 3 dy dz= 0+.v),2 y-iy3 -x + 0=2城3 .將月, y=2,z=3代入式,得1 4 I ,16凡=-xv =-xlx2 =4 3 ,3311 2 32生=v =-x2 = 3 ” 334-15式。2 (1. 085m / sj【解】 設(shè)皮托管入I前方未受擾動(dòng)處為點(diǎn)1,皮托管入LI處為點(diǎn)2,水。測(cè)量液體左側(cè)界 面處為點(diǎn)3,水與測(cè)量液體右側(cè)界面處壓強(qiáng)為點(diǎn)4,水。測(cè)量液體左側(cè)界面。靜壓管入口處距離

14、為X由于在同一流線上,Pl _ V22g根據(jù)靜壓強(qiáng)分布Pl=P3+PlEO(d+x122=+PH/j + X+在方程中V尸V，Z|=Z2也=0,則+ Pl=P2方程(3)減去方程(2),得將方程(4)(5)帶入(6),得P2 一乩二，工一3 +均收空普= _pRg+PuQg”(4)(5)(6)卜晶一4(8) 1 )v = 72x9.80665x0.3x(1-0.8)= 1.0848 (m/s)(9)【習(xí)迤424 連續(xù)管系中的90漸縮彎管放在水平面上,管徑4=l5cm, %“ = -1%。1-COS。由式(3),得 根據(jù)牛頓第三運(yùn)動(dòng)定律，流體對(duì)板面的作用力。流體受到的作用力大小相等，方向相反，即

15、- -P7yovo $而夕【習(xí)題4.30 如圖436所示的流動(dòng)，如果沿一側(cè)的流動(dòng)的流體流量為總流量的45%,問(wèn) 平板傾斜角”多大？【解】由上一題的結(jié)論I-COS。e = 84.26 =8416【習(xí)題431 如圖437所示，平板向著射流以等速運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)出使平板運(yùn)動(dòng)所需功率的 表達(dá)式。圖437習(xí)題431示意圖【解】 由上題的結(jié)論,在平板不運(yùn)動(dòng)的情況下，流體對(duì)板面的作用力為F=-P7iu%sin 夕(I)設(shè)射流的的截面枳為小，則7vo = 4%(2)代入式(1)9=-p(4%L sin = 一sin Q(3)平板向著射流以等速V運(yùn)動(dòng)，將坐標(biāo)系建立在平板上，則射流的速度為V = vo + v(4)用Vs

16、代替式(3)中的田,得F= 一研+ v)2 sin 6(5)此例在水平方向上的分力為F= F*sin 0 = -p40(v0 + v)2 sin 夕sin 0 = 一+ v)2 sin 0(6)平板在水平方向上等速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓笫i運(yùn)動(dòng)定律，使平板運(yùn)動(dòng)施加的力應(yīng)為F = -F=p40(v0 + v)2sin2(7)因此，使平板運(yùn)動(dòng)所需功率為P = Fv = pl0Gu + v)2sin2 ff v =+ v)2sin2 6(8)由式(2)得A)=(9)%無(wú)論平板是否運(yùn)動(dòng)，4保持不變，將式(9)代入式(8),得p = pfe.v(v0 + v)2sin2(10)第五章相似原理和量綱分析5 2 如

17、圖58所示，用模型研究溢流煙的流動(dòng)，采用長(zhǎng)度比例尺用=1/20。已知原型 堰上水頭=3m,試求模型的堰上水頭：(2)測(cè)得模型上的流5L3=0.l9m%,試求原型上的流量; 測(cè)得模型煙頂?shù)挠?jì)示壓強(qiáng)p=960Pa,試求原型堰頂?shù)挠?jì)示壓強(qiáng)?！窘狻?1)模型的堰上水頭與原型的堰上水頭滿足長(zhǎng)度比例尺 ,/ f力=勺方= *x3 = 0.15 (m)(2)水在重力作用下由溢流堰上流過(guò)，要使流動(dòng)相似，弗勞德數(shù)必須相等j =樵=煙=環(huán)如*器= 339.88 U0；(3)設(shè)水在由大氣和流堰面圍成的流道內(nèi)流過(guò)，重力場(chǎng)和壓力場(chǎng)同時(shí)相似，弗勞德數(shù)和歐拉 數(shù)都相等京=-k=kK-0 = =& p = 2 = z!9 =

18、 -392OO（Pa）pM -L205-3有 內(nèi)徑d=2()()mm的圓管，輸送運(yùn)動(dòng)黏度v=4.0x 1() jn2/s的油,其流量qv=0.12m%。 若用內(nèi)徑J=50mm的網(wǎng)管并分別用20C的水和20C的空氣作模型試驗(yàn)，試求流動(dòng)相似時(shí)模型 管內(nèi)應(yīng)有的流量?！窘狻?癌性流體在愁滯力作用卜在管內(nèi)流動(dòng)，使流動(dòng)相似，雷諾數(shù)必須相等j =k汰咽吟三-4 =*81532877.doc 第 I 頁(yè)共 5 頁(yè)20C水的運(yùn)動(dòng)黏度1.007x10/5q；=50x 2(X)I.007X1064.0x10 5x(). 12 = 7.5525x104 (mVs)81532877.doc 第 5 頁(yè)共 5 頁(yè)5015

19、X10-620()X4.0xl0-r20c空氣的運(yùn)動(dòng)黏度15x1()% xO.12 = 1.125xlO-2 (nf/s)5-8 在管道內(nèi)以v=20m/s的速度輸送密度詹=L86kg/m運(yùn)動(dòng)鉆度i=1.3xlO5m2/s的天 然氣，為了預(yù)測(cè)沿管道的壓強(qiáng)降，采用水模型試驗(yàn)。取長(zhǎng)度比例尺為二1/10，己知水的密度 p=998kg/m運(yùn)動(dòng)黏度1.007x10%】%。為保證流動(dòng)相似，模型內(nèi)水的流速應(yīng)等于多少？已經(jīng)測(cè) 得模型每O.lm管長(zhǎng)的壓強(qiáng)降A(chǔ)pl(XX)Pa,天然氣管道每米的壓強(qiáng)降等于多少了？【解】有壓的黏性管流，使流動(dòng)相似，齒諾數(shù)和歐拉數(shù)必須相等她=1,4=14kk：1 / 2 I 1.007X

20、I0-6 v= 20x-xr-kt v 1/10 1.3x1 O-5=15.49 (m/s)998L86? = 3.1()6 (Pa)10001 1.007x10-、1/10 l.3xlO-5 ;(5-131 薄型孔口出流的流速v與孔口直徑4、孔口上水頭從 流體密度小 動(dòng)力黏度、 表面張力。、重力加速度g有關(guān)。試導(dǎo)出孔口出流速度的表達(dá)式【解一】 根據(jù)與孔口出流速度有關(guān)的物理量可以寫(xiě)出物理方程：F(H,o, g,d,也0)= 0物理方程中有7個(gè)物理量，選取以V、作為基本變最，可以組成4 (=7-3)個(gè)無(wú)量綱量：Ha/g用基本量綱表示m中的各物理量，得L = Ld(LT，r(MLO，根據(jù)物理方程量

21、綱一致性原則，由等式兩端基木量綱L、T、M的指數(shù)可得I = q + 4 - 3cl0 = *0 = qu解褥q=l, 4=0, q=0,故有 =用基本量綱表示外中的各物理量，得MT 2 = L/（LTr（MLl根據(jù)物理方程量綱致性原則，由等式兩端基本量綱L、T、M的指數(shù)可得0 =% 一 3c） 一 解褥。，=1, a =2, 6=1,故仃區(qū)=-= 1dvp We用基本量綱表示心中的各物理量，得ML T=廣匕廣小佃廠廠根據(jù)物理方程量綱致性原則，由等式兩端基本量綱L、T、M的指數(shù)可得-=%+4 -3c3- 1 = 一33解得 % = L 1% = 1 , J = L 故有43 =上- = -!-d

22、vp Re用基本量綱表示心中的各物理量，得LT2 = L?（LT（ML Y根據(jù)物理方程量綱一致性原則，由等式兩端基本量綱L、T、M的指數(shù)可得I = q + 4 - 3g- 2 = 一仇0 = c4解得=-1，仇=2, q=0,故有 肛=Yf a v.中含有被決定量孔口出中速度y,故心是非定性準(zhǔn)則數(shù),樸）2、小是定性準(zhǔn)則數(shù)， 則44=/（可，乃2,4J將九、乃2、乃3、啟代入，得44=/（%,行%3）JdWe9 Re) f(H_ J_ J_),dWe Re) UJdWeyle) = /(*他,他卜，)【解二】 根據(jù)與孔口出流速度有關(guān)的物理量可以寫(xiě)出物理方程：F(d,b, ，g,H,v,p) =

23、O物理方程中有7個(gè)物理量，選取，、V、作為基本變量，可以組成4 (=7-3)個(gè)無(wú)量綱量: dGg陽(yáng)巧一 f J 萬(wàn)3 一萬(wàn)可萬(wàn)7 玉HWp.用基本量綱表示心中的各物理量，得L = 1?(LT : (MU4), 根據(jù)物理方程量綱一致性原則，由等式兩端基本量綱L、T、M的指數(shù)可得1 =al +4 -3cl0 = _0 = q解得q=l,。=0, g=0,故有/Tf =H用基本量綱表示及中的各物理最，得MT 2 = 1?也產(chǎn)佃匚3根據(jù)物理方程量綱致性原則，由等式兩端基本量綱L、T、M的指數(shù)可得0 = % +b2 -3c 2- 2 =也1=。2解得02=L % =2, G = l,故有%2 =白用基本

24、量綱表示心中的各物理量，得mlti = l“，(ltt(ml 丁根據(jù)物理方程量綱一致性原則，由等式兩端基本量綱L、T、M的指數(shù)可得一 =% + 4 一女3-1 = 一仇解律 = I.43 = I , J = 1,故仃/ = J = J-Hp Re用基木量綱表示心中的各物理量，得lt-2 = (lt74 (ml3)4根據(jù)物理方程量綱一致性原則，由等式兩端基本量綱L、T、M的指數(shù)nJ得I = % + 4 - 3q0 = c4解得對(duì)=-1，仇=2, q=0,故有 肛=R H v.中含有被決定量孔口出流速度以故理是非定性準(zhǔn)則數(shù),樸兀2、有是定性準(zhǔn)則數(shù), 則萬(wàn)4=/(%，匹，萬(wàn)J將的、乃2、乃3、元4代

25、入，得%=/(多,匹，乃Jg 一 1 1)rgH2_h , 2gHFV一方而瓦J仙 Iv - t.(d _I_ IHWe Re)nWe Re,一川傷心卷3力,，電,做)(2姆第六章 管內(nèi)流動(dòng)和水力計(jì)算 液體出流【6-11】 加熱爐消耗gm=300kg/h的重油，重油的密度p=880kg/m3,運(yùn)動(dòng)黏度 v=0.000025m2/so如圖6-54所示，壓力油箱位于噴油器軸線以上/8m處，而輸油管的直徑 J=25mm,長(zhǎng)度/=30m。求在噴油器前重油的計(jì)示壓強(qiáng)？ 62504Pa【解】圖654習(xí)題611示意圖.流速 ，=生=/_ = &= 4x300/3600192915 (m/s)A ，加 2 r

26、cpd x88OxO.O2524Re = =囚9：Y*25 = 192.915 2300輸油管內(nèi)流動(dòng)是層流v 0.000025沿程損失叱衛(wèi)d 2g Re d 2g Re d - g32x30x0.192915192.915x1025x9.807= 3.91557 (m)81532902.doc 第 I 頁(yè)共 4 頁(yè)以油箱液而為ll，噴油器前為22斷面，列寫(xiě)伯努利方程:由于是層流,a尸% = 2； h.=k 匕 i=0： val = v ； Z)-Zj-h ： Pi=0。- 及仇一兒)一川一 88OX9.807x(8-3.91557)-0.1929152-62489.5(Pa)6-16用新鑄鐵管

27、輸送25C的水，流量q、=300Us,在/=1000m長(zhǎng)的管道上沿程損失為 產(chǎn)2m (水柱)，試求必須的管道口徑。【解】4處 v = mi/ v2h =2= 2d 2g=8端 8玩 2g 4 2gds/ g/1f匈d出=也=金=也上V V 7V d新鑄鐵管 D.25().42, 25e水的運(yùn)動(dòng)黏度1).897x10、%。取 e=0.3,1=0.0175 得 J = 0.5790 m【620圖658所示為一突然擴(kuò)大的管道，其管徑由4=5()mm突然擴(kuò)大到4=100mm,管 中通過(guò)流量qv=16m/h的水。在截面改變處插入一差壓計(jì)，其中充以四氯化碳(p=l600kg/m5), 讀得的液面高度差人=

28、173mm。試求管徑突然擴(kuò)大處的損失系數(shù)，并把求得的結(jié)果與按理論計(jì)算 的結(jié)果相比較。81532902.doc 第 # 頁(yè)共 4 頁(yè)P(yáng)i + Pgl + Pgh = p2+pg(l + h)4% 250100I (50I 110()2=0.5625【解】(1)按小截而流速計(jì)內(nèi)的損失系數(shù)實(shí)際值-2=(P-P)0?4丫 爐d； S-P)gh2)的;P/x0.05，1(X)0-16(X) 八八5八口+- xx9.8O7xO.I73 = 0.540138xl621000按小截面流速計(jì)算的損失系數(shù)理論值按大假面流速計(jì)算的損失系數(shù)實(shí)際值【620圖658所示為一突然擴(kuò)大的管道，其管徑由4=5()mm突然擴(kuò)大到

29、4=100mm,管 中通過(guò)流量qv=16m/h的水。在截面改變處插入一差壓計(jì)，其中充以四氯化碳(p=l600kg/m5), 讀得的液面高度差人=173mm。試求管徑突然擴(kuò)大處的損失系數(shù)，并把求得的結(jié)果與按理論計(jì)算 的結(jié)果相比較。81532902.doc 第 3 頁(yè)共 4 頁(yè)P(yáng)i + Pgl + Pgh = p2+pg(l + h)4% 250100I (50I 110()2=0.5625【解】(1)按小截而流速計(jì)內(nèi)的損失系數(shù)實(shí)際值-2=(P-P)0?4丫 爐d； S-P)gh2)的;P/x0.05，1(X)0-16(X) 八八5八口+- xx9.8O7xO.I73 = 0.540138xl62

30、1000按小截面流速計(jì)算的損失系數(shù)理論值按大假面流速計(jì)算的損失系數(shù)實(shí)際值V|. . . P. _ v2p2v2 V(P,_ V2 t p2V2丁+ 4+二-一丁+ z?+二一+ QV + T-T + T + V2g pg 2gp2g2g2p 2 p24丫 I 這成p一% 、d J% pPi + Pgl + 隱 h = p2 +(/ + ) Pi 2 =(P - P、ghX9.8O7XO. 173 = 8.6421_ 1 2xO.l4 1000-1600一+ 8xl6f X-KXX)(4)按大截面流速計(jì)算的損失系數(shù)理論值6-21自鼓風(fēng)機(jī)站供給高爐車(chē)間的空氣量依=l2000()mh,空氣溫度，=2

31、0,運(yùn)動(dòng)整度 D.0000157m2/s0輸氣管總長(zhǎng)/=120m,其上有五個(gè)彎曲半徑凡=2.6m的彎曲處和四個(gè)穹曲半徑 &=l.3m的彎曲處，還有兩個(gè)閘閥，其局部損失系數(shù)之2.5。管壁的絕對(duì)粗糙度Q0.5mm。設(shè)輸 氣管中空氣的流速r=25m/s,而熱風(fēng)爐進(jìn)口處的計(jì)示壓強(qiáng)p156896Pa。試求輸氣管所需的管徑 4和鼓風(fēng)機(jī)出口處的計(jì)示壓強(qiáng)【解】4x120000/3600)x25=1.303 (m)20C時(shí)的空氣密度=L205kg/m) 聲速 c=343.1m/So馬赫數(shù)Ma = - = 0.072865+z，v =z + x, vz-x + y；【解】對(duì)于不可壓縮流體的流動(dòng)的連續(xù)性方程迄+也+

32、*=0dx dy dz無(wú)旋流動(dòng)dv.加, dvr dv. A 加 y A 匕 Ajldy/v, i a -lax* + * + * = 0.所以滿足連續(xù)性條件：ar dy dzdx dy dzdvx i.加 y .加、i 加. dv.d7=h aT=h h至或 d7=,81532932.doc 第 I 頁(yè)共 2 頁(yè)冬-棗=0,學(xué)-* = o,箏-粵=。，是無(wú)旋流動(dòng)。 dy oz oz ox dx dy8-7已知流動(dòng)的速度場(chǎng)為vx = 2y+3z， =2z + 3x vz =2x+3y o試求旋轉(zhuǎn)角速度、角變形速度?！窘狻拷?d)-co i +&J + 0.E = rot v =-i t* *2

33、23色色3a- dv dzi dv: dvx 2、dy + dz.I fdvy 7l2dx - dy)=2)=lfdvt加八1 =*2J =21az dx （3-2）=小2l/pi；7?6v 16.90x10-6= 2.13xl075xI05 10Go _sr = ().21 n18.535x1()68l532953.doc 第 # 頁(yè)共 2 頁(yè)%=7iD2 fd TiDfd2 xO.52xIO5xO.OI4 Sr 4Sr4x0.21= 0.9817 (m7s)設(shè)液體，m左側(cè)界面的坐標(biāo)為5由流體靜力學(xué)基本方程，得Pl +/._.)= % + 依(上3 -，)+48 +(Z1-Zy)= +(Z2

34、-Z3-H) PHpgPfi且+正+互_+兇 Pfi PfiP(互+ zJ立+ U包ps) P由式(3)(7),得由于連續(xù)方程由式(8),得將式(12)代入式(13),得(4)(6)(8)(9)(10)(ID(12)(13)(14)(15)(16)81532838.doc 第 3 頁(yè)共 8 頁(yè)流鼠為1/2(17)2力(MM/) j(18)8l532838.doc 第 # 頁(yè)共 8 頁(yè)4-16按圖4-29所示的條件求當(dāng)-30cm時(shí)的流速v (1. 085m / sj【解】 設(shè)皮托管入I前方未受擾動(dòng)處為點(diǎn)1,皮托管入LI處為點(diǎn)2,水。測(cè)量液體左側(cè)界 面處為點(diǎn)3,水與測(cè)量液體右側(cè)界面處壓強(qiáng)為點(diǎn)4,水。測(cè)量液體左側(cè)界面。靜壓管入口處距離 為X由于在同一流線上,Pl _ V22g根據(jù)靜壓強(qiáng)分布Pl=P3+PlEO(d+x122=+