hf1?H1?H2?150?125?25cm?0.25m,h?H2?H3?125?40?85cm?0.85m,解:
v20.35?2g0.35?2?9.807hf?2hf1?0.5m,hm?0.85?0.5?0.35m??,????0.763。
2gv294-26
试计算如图所示的四种情况的局部水头损失。在断面积A=78.5cm2。
?A1?v2??解:(1)突缩:h??,其中??0.5?1??,解得:h=76.5mm。 A2g2??(2)突缩:其中??0.5,解得:h=102mm。
?A1???(3)突扩:其中???1??,解得:h=115mm。 A2??(4)突扩:其中??1,解得:h=203mm。
4-27 流速从v1变到v2的突然扩大管,如分为两次扩大,中间流速v取何值时局部损失最小?此时水头损失为多少?并与一次扩大时比较。
2解:由突扩压管局部损失公式知,hm12?v1?v??2g,hm2?v?v2?, u??22?2g2g22
hm?hm1?hm2,hm22?v1?v???v?v2?,对方程两边求导并令其为零。 ?2gdhv?v?0,得:v?12,即中间流速为两端流速的平均数。 dv221v1?v21?v1?v2?将v?代入hm,得:hm?(是一次扩大损失的) 2222g
4-28 一直立的突然扩大水管,已知d1=150mm,d2=300mm,h=1.5m,v2=3m/s,试确定水银比压计中的水银液面哪一侧较高?差值为多少?
2?A1?v222解:设右侧高,v1A1?v2A2,得:v1?16v2,????A?1???9,pf???2,
?2?2vvv能量方程:p1??gh??1?p2??2???2
222断面压强:p1??gh??'g?h?p2??g?h得:p2?p1??gh??h??'???g
代入能量方程得:
222?h??'????vvvv?1?2??2?62,?h?0.219mHg 2g2g2g2g22224-29
一水平放置的突然扩大管路,直径由d1=50mm扩大到d2=100mm,在扩大前后断
3面接出的双液比压计中,上部为水,下部为容重??15.7kN/m的四氯化碳,当流量Q=16m3/h时的比压计读数?h?173mm,求突然扩大的局部阻力系数,并与理论计算值进行比较。
v?'??v1v2v解:利用4﹣28结论,且?对应v2,即?2,?h????2,
2g?2g2g2g?A1?其中Q?v2A2,v1A1?v2A2,解得:??8.63。理论值:??A?1???9。
?2??A1?9v1???如果?对应v1,即?,解得:??0.54。理论值:?1??16?0.56。 A2g2??4-30 水箱侧壁接出一根由两段不同管径所组成的管道。已知d1=150mm,d2=75mm,
l=50m,管道的当量糙度d1=150mm,k=0.6mm,水温为20℃。若管道的出口流速v2=2m/s,求:(1)水位H;(2)绘出总水头线和测压管水头线。
22222
22kvdlvv?0.004,Re?11?7.5?104,解:ha?0.51,hb??11(查莫迪图??0.03)
?d12gd12g22?A1?v2l2v2hc?0.5??1?A??2g,hd??d2g
2??2kvd?0.008,Re?22?1.48?105,查莫迪图??0.036) (d2?22
v1A1?v2A2得:v1?16v2
22vvv取0﹣0和2﹣2断面,H?2?ha?hb?hc?hd??0.03125?0.625?0.375?24?2?2?5.4m
2g2g2gvv作水头线:1?0.013m,2?0.2m,ha?0.006m,hb?0.12m,hc?0.06m,
2g2ghd?4.8m(水头线如下图所示