流体力学习题解答(3)

0.822?0.343?H2?(H2?0.1)?(H2?0.1)?0.59?(H2?0.1)

0.62?A120.62?0.443?0.059?H2(1?0.59)?1.59H2

H2?2.9411.59?1.85m

（3）Q1???A?2g(H1?H2)?0.6?0.822?A22?4?0.042?2g?1.15?0.358?10?2m3/s

15．某诱导器的静压箱上装有圆柱形管嘴，管径为4mm，长度l?100mm，??0.02，从管嘴入口到出口的局部阻力系数[解] l?3。 ???0.5，求管嘴的流速系数和流量系数（见图5-4图）

4d为短管出流。故

??111???0.707

l10021?????1?0.02??0.5d4????0.707

16． 如上题，当管嘴外空气压强为当地大气压强时，要求管嘴出流流速为30m/s。此时静压箱内应保持多少压强？空气密度为??1.2kg/m3。 [解]

v???2g?p???2?p? ?p?p0?pa?p0?0?p0。即静压箱中相对压强为1.08kN/m2

17． 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

20oC，??0.8。要求通风量为1m3/s。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0.8

Q1???A?2g?p??0.8??4?(0.01)22?200?11.5?10?4m3/s 1.2Q?nQ1；n?Q1??872(个) ?4Q111.5?1018． 水从A水箱通过直径为10cm的孔口流入B水箱，流量系数为0.62。设上游水箱的水面高程H1?3m保持不变。

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（1）B水箱中无水时，求通过孔口的流量。

（2）B水箱水面高程H2?2m时，求通过孔口的流量。

（3）A箱水面压力为2000Pa，H1?3m时，而B水箱水面压力为0，H2?2m时，求通过孔口的流量。

[解]

1??0.12?2g?3?3.72?10?2m3/s 412?2 （2）Q???A?2g(H1?H2)?0.62???0.1?2g?1?2.16?10m3/s

4（1）Q???A?2gH1?0.62? （3）Q???A?2g[(3?v01)?(2?0)]?0.62???0.12?2g?(3.02?2) ?4?0.62??4?0.122g?1.202?2.36?10?2m3/s

19． 如图示管路中输送气体，采用U形差压计测量压强差为hm液体。试推导通过孔板的流量公式。

[解] Q???A2g?p????A2g?1?h ? 式中h以米计，?1为差压计用的液体容重。?为

流动气体的容重。

??0.62，d?100mm，20． 如上题图孔板流量计，输送20oC空气，测量h?100mmH2O。

求Q。 [解]

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Q???A2g?1?h ?1000?0.1?0.2m3/s

1.2 ?0.62??4?0.122g21． 某供热系统，原流量为0.005m3/s，总水头损失h?5mH2O，现在要把流量增加到

0.0085m3/s，试问水泵应供给多大压头。

[解]

2h?S?Q?f11

?hf2??hf1(Q220.00852)?5?()?14.45mH2O Q10.005022． 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，进口网??1.5（每个弯头），出口??1.0，求： （1）虹吸管中的流量；

（2）管中压强最底点的位置及其最大负压值。

[解] 写上、下游水面的能量方程：

lv2v2v2lv212v2H??????????(????)??(0.02?10?2?1.5?1)?15.2?d2g2g2gd2g0.22gv2H2???0.1315 2g15.215.2v?2g?0.1315?1.6m/s

Q?A?v?压强最低点在l2末端，则

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?4?0.22?1.6?5?10?2m3/s

l1?l2v2v2v20?h?????(10?1.5)

?2gd2g2gp0p0v28??[1?(12.5?0.02)]??[1?0.1315?13.3]??2.75m ?2g0.2?323． 如图水泵抽水系统，管长、管径单位为m，?给于图中，流量Q?40?10m3/s，（1）吸水管及压水管的S数。 ??0.03。求：

（2）求水泵所需水头。 （3）绘制总水头线。

[解] （1）S数：

8(?S1?l20???)8?(0.03?3.2)d0.25??118 ?2?d4?g?2?0.254?g8(?S2?l260???)8?(0.03?1.7)d0.2??2100 2424??d?g??0.2?g?h?S?Q12?S2?Q2?(S1?S2)?Q2?2218?(40?10?3)2?3.54m H?Z??h?20?3.54?23.54m

24． 有一简单并联管路如下图，总流量Q?80?10m3/s，??0.02，求各管段的流量及两节点间的水头损失。第一支路d1?200mm，l1?600m，第二支路d2?200mm，

?3l2?360m。

[解]

111 ??SS1S214

S1?

8??l1d8?0.02?600??3090

?2?d14?g?2?0.25?gS2?8??l2d8?0.02?360?2?1860 245??d1?g??0.2?g11111?????0.0182?0.0232?0.0414

55.543S30961860?S?21?582

0.041422节点间的水头损失h?S?Q?582?0.08?3.72m

Q1?h3.72??0.0350m3/s s13090h3.72??0.045m3/s s21860Q2?校核 Q1?Q2?0.08m3/s

25．三层供水管路，各管路的S值皆为10s2/m5，层高均为5m。设a点的压力水头为20m，求Q1、Q2、Q3，并比较三流量，得出结论来。（忽略a处流速水头）

2 [解] h1?S?Q1?H

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Q1?H20?43

??4.46?10m/s 8S110 以二、三层楼分支点，分别写出能量方程，设分支

点水头为H1，则

对二层：

2H1?S1?Q2 ； Q2?H1 S115

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