工程流体力学泵与风机习题答案 下载本文

6-25 输水管道中设有阀门,已知管道直径为50mm,通过流量为3.34 l/s,水银压差计读值Δh =150mm,沿程水头损失不计,试求阀门的局部损失系数。(张5-12,12.8)

15m 2-2 1-1 3m 250mm ?h题 6-24 图 题 6-25 图 6-26 为测定90弯头的局部阻力系数ζ,可采用如图所示的装置。已知AB段管长10m,管径为50mm,沿程阻力系数为0.03。实测AB两断面测压管水头差Δh=0.629m且经两分钟流入量水箱的水量为0.329m3。求弯头的局部阻力系数ζ。(蔡4-24,0.32)

o

题 6-26 图 题 6-27 图

6-27 测定某阀门的局部阻力系数ζ,在阀门的上下游共设三个测压管,其间距L1=1m,L2=2m。若直径d =50mm,实测H1=150cm,H2=125cm,H3=40cm,流速v =3m/s,求阀门的ζ值。(蔡4-25,0.76, 135页)

6-28 用突然扩大使管道的平均流速由v1减到v2,若直径d1及流速v1一定,试求使测压管液面差h成为最大的v2及d2是多少?并求最大的h值。(张5-14,0.5v1、1.414d1;v12/4g)

6-29 流速由v1变到v2的突然扩大管,如分两次扩大,中间流速v取何值时局部水头损失最小?此时的局部水头损失为多少?并与一次扩大时比较。(蔡4-27, 0.5(v1+v2),0.5(v1-v2)2/2g) h v2dvd2 11 题 6-28 图 题 6-29 图 6-30 水箱中的水通过等直径的垂直管道向大气流出。已知水箱的水深H,管道直径d,管道长l,沿程阻力系数?,局部阻力系数之和为∑ζ,试问在什么条件下:(1)流量Q不随管长l而变化?(2)Q随l的增加而减小?(3)Q随管l的增加而增加? (蔡例4-10,张5-13,H=d(1+∑ζ)/λ;H>d(1+∑ζ)/λ;H

6-31 水箱中的水经管道出流,已知管道直径为25mm,长度为6m,作用水头H?13m,

沿程阻力系数λ=0.02。试求流量Q及管壁切应力τ0。(张5-15,3.12 l/s;101Pa)

题 6-30 图 题 6-31 图

6-32 一直立的突扩管如图所示,水由上向下流动,已知d1=150mm,d2=300mm,h=1.5m,v2=3m/s,试确定水银测压计中的水银液面哪一侧较高?差值为多少?(蔡4-28, 左低右高,0.22mHg)

6-33 如图所示,气体在一直立的突扩管内由下向上流动,已知d1=50mm,d2=100mm,管内气体密度ρ=0.8kg/m3,外部空气密度ρa=1.2kg/m3,流速v1 =20m/s,1断面测压管读值

题6-32图 题6-33图

h1 = 100mmH2O,两断面间的高差H=10m,沿程水头损失不计,试求突扩管的局部压强损失和2断面测压管读值h2。(屠7-28, 1079Pa,110mm)

6-34 水池中的水经弯管流入大气中,已知管道直径d =100mm,水平段AB和倾斜段BC的长度均为l = 50m,高差h1=2m,h2=25m, BC段设有阀门,沿程阻力系数λ=0.035,管道入口及转弯的局部水头损失不计。试求:为使AB段末端B处的真空高度不超过7m,阀门的局部阻力系数ζ最小应是多少?此时的流量是多少?(刘6-29,173页,19.5,0.024m3/s)

题6-34图

6-35 针对如图所示管路系统:(1)绘制水头线;(2)若将上游阀门A关小,各段水头线如何变化?若将下游阀门B关小,各段水头线又如何变化? (3) 若分别将上游阀门A、B

关小或开大,对固定断面1-1的压强产生什么影响?(蔡4-1)

题6-35图

6-36 两水池水位恒定,已知管道直径d = l0cm,管长l = 20m,沿程阻力系数λ=0.042,局部阻力系数:弯头ζb=0.8,阀门ζv =0.26,通过流量Q = 65 l/s,试求水池水面高差H。(张5-17,43.93 m)

6-37 自水池中引出一根具有三段不同直径的水管,已知直径d = 50mm,D = 200mm,长度l = 100m,水位H =12m,沿程阻力系数??0.03,阀门的局部阻力系数ζv =5.0,试求通过水管的流量并绘总水头线及测压管水头线。(张5-18,2.40 l/s)

HDHd

ll

题 6-36 图 题 6-37 图 dll/26-38 某闸板阀的直径d = 100mm,该阀门在开度e/d=0.125时局部阻力系数ζ1=97.3,开度e/d=0.5时的ζ2=2.06,该管道的沿程阻力系数为0.03。试求两不同开度情况下的折算长度lzh。(299页,闻7-29,324.3m,6.87m)

6-39 某铸铁管道的直径d = 200mm,当量粗糙高度ks为0.3mm,通过的流量Q = 60 l/s。如图所示,管路中有一个90o的折管弯头,今欲减小其局部水头损失,拟将此90o折管弯头换为两个45o的折管弯头,或者换成一个90o的缓弯管弯头(转弯半径R=1m),水温20oC。试求上述三种情况下局部水头损失和每种情况下的折算长度lzh。(闻7-30,0.205m,0.13m,0.025m,10m,6.36 m,1.2 m)

题 6-39 图

第八章

习 题

8-1 薄壁圆形孔口的直径d =10mm,作用水头H =2m。现测得射流收缩断面的直径dc=8mm,在32.8s

时间内,经孔口流出的水量为0.01m3,试求该孔口的收缩系数ε,流量系数μ、流速系数φ及孔口局部阻力系数ζ。(张6-1,0.64,0.62,0.97,0.06)

8-2 薄壁孔口出流如题8-1图所示,直径d =2cm,水箱水位恒定H =2m,试求:(1)孔口流量Q ;(2)此孔口外接圆柱形管嘴的流量Qn ;(3)管嘴收缩断面的真空。(张6-2,1.22 l/s,1.61 l/s,1.5mH2O)

8-3 如图所示,某诱导器的静压箱上装有圆柱形管嘴,管径d=4mm,长度l=100mm,沿程阻力系数λ=0.02,从管嘴入口到出口的局部阻力系数∑ζ=0.5,试求:(1)管嘴的流速系数和流量系数;(2)当管嘴外为当地大气压,空气密度ρa=1.2kg/m3,若要求管嘴的出流速度为30m/s,此时静压箱内的压强应保持多大?(周5-5.6,0.707,0.707,1.08kPa)

8-4 某恒温室采用孔板送风,风道中的静压为200Pa,孔口直径d=20mm,空气温度为20oC,孔口流量系数为0.8,要求通风量Q=1.0m3/s,问需要布置多少孔口?(周5-7,219)

8-5 水箱用隔板分为A、B两室,隔板上开一孔口,其直径d1=4cm,在B室底部装有圆柱形外管嘴,其直径d2=3cm。已知H=3m,h3=0.5m,试求:(1)出流恒定的条件;(2)在恒定出流时的h1,h2;(3)流出水箱B的流量Q。(张6-3,Q1= Q2,1.07m,1.43m,3.57 l/s)

h1AHd1Bd2h2H h3Q8-6 水从A水箱通过直径d =10cm的孔口流入B水箱,孔口流量系数为0.62。设A水箱的作用水头H1=3m保持不变,试求在下列三种情况下,通过孔口的流量;(1)B水箱中无水,即H2=0;(2)B水箱中的作用水头H2=2m;(3)A水箱水面压力为2000Pa,H1=3m,同时B水箱水面与大气相通,H2=2m。(周5-8,0.037m3/s,0.022m3/s,0.024m3/s)

题 8-1 图 题 8-3 图 题 8-5 图

题 8-6 图 题 8-7 图 题 8-8 图

8-7 某厂房利用自然通风进行换气,其上下部各有一面积为8m2的窗口,两窗口的中心高差为7m,窗口流量系数为0.64,室外空气温度为20 oC,室内空气温度为30 oC,气流在自然压头作用下流动,求车间的自然通风换气量(质量流量)。(周5-9,9.24kg/s)

8-8 某气体管道安装了孔板流量计,如图所示U形管测压计的读值h=100mmH2O,流量系数为0.62,管道直径d =10cm,输送空气温度为20 oC,求此时的流量。(周5-10.11,0.197m3/s)

8-9 有一平底空船,其水平面积Ω=8m,船舷高h=0.5m,船自重G=9.8kN。现船底破一直径l0cm的圆孔,水自圆孔漏入船中,试问经过多长时间后船将沉没。(张6-4,394s)

8-10 游泳池长l=25m,宽B=10m,水深H=1.5m,池底设有直径d=0.1m的放水孔直通排水地沟,试问放空池水所需时间。(刘7-12,7. 89h)

8-11 油槽车的油槽长度为l,直径为D,油槽底部设有卸油孔,孔口面积为A,流量系数为μ,试求该车充满油后所需卸空时间。(张6-6,4lD1.5?3?A2g?)