流体力学习题答案2分解 下载本文

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:Q??A2gH0 对薄壁孔口,?=0.6~0.62

?Q?(0.60.62)?通过孔口的流速v???0.0124?2*9.8*5?4.67?10?44.82?10?4m3/s

Q??2gH0 A?v?(0.60.62)?2*9.8*5?5.946.14m/s

(2)厚壁孔口?Q?0.82???0.0124?2*9.8*5?6.38?10?4m3/s

通过孔口的流速v?0.82?2*9.8*5?8.12m/s

5-3.图示水箱用隔板分为左右两个水箱,隔板上开一直径d1?40mm的薄壁小孔口,水箱底接一直径d2?30mm的外管嘴,管嘴长l?0.1m,H1?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??(1)Q1?Q2时,H2恒定不变。

(2)l?0.1m?3~4d2为管嘴出流,d1为孔口出流。取?1?0.6

?1A12g?H1?H2???2A22g?H2?l? 220.62A12??2g?3?H2????0.82A2??2g?H2?0.1???

20.822A20.822?0.343?H2?H2?0.1??H2?0.1??0.59?H2?0.1? 22?24?0.6A10.6?0.43?0.059?H2?1?0.59??1.59H2

H2?2.941?1.85m 1.59(3)Q1??A2g?H1?H2??0.6?

?43m?0.04?2g?1.15?3.58?102?3s

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5-7.某恒温室采用多孔板送风,风道中的静压为200Pa,孔口直径为20mm,空气温度为20C,μ=0.8,要求送风量为1m03s。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μ=0.8 Q1??A2g?p?0.8??(0.02)2?4?32?200?4.586?10?3m

s1.2Q1?nQ n?

Q11??218(个) ?3Q4.586?105-11. 如图孔板流量计,输送20℃空气,测量h=100mmH2O,??0.62,d=100mm,求Q。 解:

Q??A2p0p1p2??22?0.1?9.8?103?0.62??0.1? 41.23m?0.197s

5-15.两水池用虹吸管连通,上下游水位差H?2m,管长l1?3m,l2?5m,l3?4m,直径d?200mm,上游水面至管顶高度h?1m,已知??0.026,?入口?10,?弯头?1.5,(b)管中压强最低点的位置及其最大负压值。 ?出口?1.0,求(a)虹吸管中的流量。

??解??写上下游水面的能量方程,得

lv2v2v2lv212v2 H??????(????)?(0.02?10?2?1.5?1)?15.2d2g2g2gd2g0.22g

2

hv2H2???0.1315 2g15.215.2v?2g?0.1315?1.6m

sQ?Av??4?0.22?1.6?5?10?2m3s

压强最低点在l2末端,则

v2?l1?l2v2v2?0?h??????(10?1.5)?

?2g?d2g2g?pcpc?v28????1?(12.5?0.02)???(1?0.1315?13.3)??2.75m ?2g0.2???33m?给于图中,5-16.如图所给水泵抽水系统,管长,管径单位为米,流量Q?40?10s,

??0.03。求(1)吸水管和压水管的S数(2)求水泵所需水头。

??解??(1)S数

8(?S1?l???)8?(0.0320?3.2)d1250.25 ??118s/m2424?d1g??0.25gl???)8?(0.03260?0.7)d2250.2??2052s/m 2424?d2g??0.2g218(?S2?(2)

?h?SQ?S2Q2?2170(40?10?3)2?3.5m

Z?17?3?20m

3

H?Z??h?20?3.5?23.5m

3m5-20.有一简单并联管路如下图,总流量Q?80?10?3s,??0.02,求各管段间的

流量及二节点间的水头损失。第一支路d1?200mm,第二支路d2?200mm,l1?600m,

l2?360m。

??解??111 ??SS1S28?ld8?0.02?600S1?241??3090 25?d1g??0.2gld8?0.02?360S2?242??1860 25?d2g??0.2g8?11111?????0.0182?0.0232?0.0414

55.543S30901860S?1?582

0.04142节点间的水头损失h?SQ2?582?0.082?3.72m

Q1?3h3.72??0.0350m

sS130903h3.72m Q2???0.045sS21860校核Q1?Q2?0.08m3s

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