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文檔簡介
習(xí)題講解第四章習(xí)題4-1沿直徑d=200mm的管道輸送潤滑油,重量流量為G=882500N/h,潤滑油的,運(yùn)動(dòng)黏度為v,冬天v1=1.092×10-4m2/s,夏季v2=3.55×10-5m2/s,試判斷冬夏兩季潤滑油在管中的流動(dòng)狀態(tài)?解:第四章習(xí)題4-2如圖,水箱中的水通過直徑為d,長度為l,沿程阻力系數(shù)為λ的鉛直管向大氣中放水,求h為多大時(shí),流量Q與l無關(guān)?(忽略局部損失)要確定流量,應(yīng)首先確定管中的流速,可以直接應(yīng)用能量方程來解。取水箱液面1-1與鉛直出口面2-2列能量方程式:
解:沿程損失為:第四章習(xí)題要使Q與l無關(guān),必須:此時(shí):第四章習(xí)題4-3小管直徑,大管直徑,A點(diǎn)壓強(qiáng)為7m水柱高,B點(diǎn)壓強(qiáng)為4m水柱高,已知大管截面平均流速,B比A高1m,求管中水流方向及A、B兩截面間的壓力損失。解:A-B兩截面間的能量平衡關(guān)系為
第四章習(xí)題4-4已知一根直立的突然擴(kuò)大的水管。如圖所示,d1=150mm,d2=300mm,V2=3m/s,水的密度ρ1=1000㎏/m3,汞的密度ρ2=13600㎏/m3,若略去沿程損失,試確定汞比壓計(jì)中的汞液面何側(cè)較高?差值為多少?解:假設(shè)比壓計(jì)中泵液面如圖所示,截面突然擴(kuò)大的局部損失為。對(duì)截面1-1與2-2列出能量方程,有
計(jì)算結(jié)果說明假設(shè)正確,比壓計(jì)右側(cè)的汞液面高于左側(cè)的汞液面,差值為0.2185m。
第四章習(xí)題4-5一水庫,如圖,呈上大下小的圓錐形狀,底部有一泄流管,直徑d=0.6m,流量系數(shù),初始水深,水面直徑,當(dāng)水位降落1.2m后的水面直徑為48m,求此過程所需時(shí)間。解:從幾何關(guān)系可得水池直徑D與水深的關(guān)系式:
分離變量:
第四章習(xí)題4-8測90°彎頭的局部阻力系數(shù)時(shí),在A、B兩斷面接測壓管。如圖,彎頭水平放置。已知管路直徑。AB段管長,水流量Q=2.74×10-3m3/s。摩擦系數(shù)。A、B間壓差水柱。求該彎頭的K值。,解:由題意可知
A-B兩截面間的能量平衡關(guān)系為:第五章習(xí)題5-1飛機(jī)模型在空氣中以1.5m/s速度滑翔,若將機(jī)翼視為寬為10cm,長為25cm的平板,試估算平板后緣上的邊界層厚度δ及平板阻力。已知空氣溫度為10℃。解:溫度為10℃條件下的大氣的運(yùn)動(dòng)粘性系數(shù)為,后緣雷諾數(shù)為:
整個(gè)平板為層流邊界層
阻力系數(shù):阻力為:第五章習(xí)題5-2光滑平板寬1.2m,長3m,潛沒在靜水中以速度沿水平方向拖曳,水溫為10℃,求:1)層流邊界層的長度();2)平板末端的邊界層厚度;3)所需水平拖拽力。所以:解:水溫t=10℃時(shí),
阻力系數(shù)
平板阻力為:
第五章習(xí)題5-3飛機(jī)以速度在大氣中飛行,若視機(jī)翼為平板,并認(rèn)為機(jī)翼前緣開始均為湍流邊界層,試計(jì)算邊界層厚度δ及平板總阻力。已知機(jī)翼長度為,寬度為,空氣溫度為℃。解:空氣在t=10℃時(shí),
湍流邊界層在x=L處(后緣)第五章習(xí)題5-4速度為
的風(fēng),平行地流過廣告板。廣告板長L=10m,高b=5m,空氣溫度為t=10℃,試求廣告板所承受的摩擦力。
解:空氣在t=10℃時(shí),混合邊界層
總摩擦力為:第五章習(xí)題5-10鋼水密度,內(nèi)含直徑,的雜質(zhì),若雜質(zhì)在鋼水中等速上浮,求在鋼水中上升200mm所需的時(shí)間。
解:顆粒在流體中等速沉降的速度是由顆粒所受重力、浮力和繞流阻力三者平衡決定的
上升200mm的時(shí)間為:第六章習(xí)題6-1氫氣溫度為45℃,求其音速。
解:由T=45+273=318K,k=1.41氣體常數(shù)第六章習(xí)題6-3已知標(biāo)準(zhǔn)大氣層沿高程的空氣溫度遞減率為0.0065℃/m,若地面溫度為20℃,求高程為2000m,5000m,10000處的音速。解:2000處,T=(20-2000×0.0065)+273=280K,k=1.4,R=287J/kg·k第六章習(xí)題6-4空氣在直徑d=102mm的管路中流動(dòng),重量流量為G=9.8N/s,滯止溫度t=38℃,某截面的絕對(duì)壓強(qiáng)P=41360N/m2,求該處的流速v及馬赫數(shù)M。解:第六章習(xí)題6-5飛機(jī)在2000m的高空飛行,航速為2400km/h,空氣溫度為-56.5℃,求飛機(jī)的馬赫數(shù)?解:第六章習(xí)題6-7絕熱氣流的滯止壓強(qiáng)P0=490KN/m2,滯止溫度T0=293K,求滯止音速a0及M=0.8的音速,流速和壓強(qiáng)值。解:第六章習(xí)題6-9大容器的空氣經(jīng)漸縮噴管流向外界空間,容器中空氣壓力為P0=200kPa,溫度為TO=300K,噴管出口截面為Ae=50cm2,出口空間壓力分別為PB=0kPa,100kPa,150kPa,試求質(zhì)量流量。解:第六章習(xí)題6-11收縮-擴(kuò)張型噴管的出口面積為Ae=100cm2,喉部截面面積為At=50cm2,前室足夠大,其中壓力為P0=400kPa,溫度為tO=100℃,試求:使噴管產(chǎn)生堵塞現(xiàn)象的最大出口背壓?背壓分別為Pb=0kPa
,200kPa,300kPa條件下流量?使噴管氣體由亞音速膨脹到超音速所對(duì)應(yīng)的背壓Pb?解:第六章習(xí)題當(dāng)馬赫數(shù)Me=1時(shí),第七章習(xí)題7-1已知光滑管中不可壓縮流動(dòng)的沿程水頭損失hf決定于管器直徑d,長度L,流體密度,動(dòng)力黏性系數(shù),平均流速u,和重力加速度g,試用因次分析法建立hf的物理方程式形式。解:取三個(gè)物理量為基本量推導(dǎo)無因次項(xiàng)第七章習(xí)題第七章習(xí)題7-2直徑為600mm的光滑管,平均流速10m/s,現(xiàn)用直徑為50mm的光滑水管進(jìn)行模型試驗(yàn),為了動(dòng)力相似,水管中的流速應(yīng)該為多大?若在水管中測得壓差水柱為500mm水柱,則在原型風(fēng)管中將產(chǎn)生多大的壓差?設(shè)水和空氣的溫度為20℃解:由雷諾數(shù)相等:由
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