流体力学习题答案

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Q()2L1Q2L32?z?hf1?hf3?0.0826?[?5] 5d1d3Q()2?1000Q2?1000212.5?0.0826?0.012?[?]

0.450.45得 Q?0.321 m3/s

【7-7】图示水平输液系统(A、B、C、D在同一水平面上),终点均通大气,

被输液体相对密度δ=0.9,输送量为200t/h。设管径,管长,沿程阻力系数分别如下:

L1=1km,L2=L3=4km;D1=200mm,D2=D3=150mm;λ1=0.025,λ2=λ3=0.030。 求:(1)各管流量及沿程水头损失;

(2)若泵前真空表读数为450mm汞柱,则泵的扬程为若干?(按长管计算)。

M L1D1λ1 A B L3D3λ3 题7-7图

D L2D2λ2 C 终点 V 终点

【解】(1)因终点均通大气,故B-C和B-D为并联管路,又因D2=D3,则

11200?103Q2?Q3?Q1???0.031 m3/s

22900?3600Q12L10.0622?1000hf1?0.0826?15?0.0826?0.025??24.81m

d10.250.0312?4000hf2?hf3?0.0826?0.03??125.44m

0.155 (2)列真空表所在断面和C点所在断面的伯努利方程,按长管计算可忽略速度水头和局部水头,则

p?H?hf1?hf3 ?g解得

H?45010.34??24.81?125.44?157.1m 7600.9【7-8】有一薄壁圆形孔口,其直径为10mm,水头为

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H d dc

题7-8图

2m,现测得过流收缩断面的直径dc为8mm,在32.8s时间内,经过孔口流出的水量为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δ。 【解】孔口的收缩系数

Acdc282?????0.64

Ad2102由 Q??A2gH 得 ??QA2gH?0.00030.0000785?2?9.8?2?0.61

又由 ????

?0.61得 ????0.95

?0.64其中流速系数φ?1/?1?ζ?,则得

孔ζ孔?11?1??1?0.11 φ20.952【7-9】如图示一储水罐,在水罐的铅直侧壁有面积

相同的两个圆形小孔A和B,位于距底部不同的高度上。孔口A为薄壁孔口,孔口B为圆边孔口,其水面高度H0=10m。 问:(1)通过A、B两孔口的流量相同时,H1与H2应成何种关系?

(2)如果由于腐蚀,使槽壁形成一直径d=0.0015m的小孔C,C距槽底H3=5m,求一昼夜通过C的漏水量。

【解】(1) QA??AAA2g(H0?H1) A H1 B H2 题7-9图

H0 C H3 QB??BAB2g(H0?H2) QA?QB,及AA?AB

?A2g(H0?H1)??B2g(H0?H2) 2?B整理上式得 H1?H0?(H0?H2)2

?Ad2g(H0?H3)?0.62?(3.14/4)?(0.0015)?(2?9.8?5) 4?0.00001084m3/s D改为d!

故一昼夜内的漏水量为:0.00001084?24?3600?0.937m3 【7-10】两水箱用一直径d1=40mm的薄壁孔连通,下水箱底部又接一直径

(2)

Q??C?2212d2=30mm的圆柱形管嘴,长l=100mm,若上游水深H1=3m保持恒定,求流动恒定

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后的流量和下游水深H2。

【解】此题即为淹没出流和管嘴出流的叠加,当流动恒定后,淹没出流的流量等于管嘴出流的流量 淹没出流流量公式和管嘴出流流量公式

Q1?0.62A12g(H1?H2)

Q2?0.82A22g(H2?l) 由Q1?Q2,即

H1 d1 H2 l d2 题7-10图

0.62A12g(H1?H2)?0.82A22g(H2?l)

0.62?0.042?3?H2?0.82?0.032?H2?0.1 解得 H2?1.895 m、 Q2?0.0036 m3/s

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