最新流体力学第三章课后习题答案.docx

一元流体动力学基础 1?直径为150mm的给水管道，输水量为980?7kN/h,试求断面平均流速。 注意:(kN/h —> kg/s => Q = qvA) 注意: Q v=—- pA 得：v= 1.57m/s 斷面为SOOnimX^Omm的矩形风道,风量为2700m，/h,求平均流速.如风道出口处斷面收缩 为150mmX 400mm,求该断面的平均流速 V=Q 解：由流量公式Q = VA得： A 由连续性方程知V1A =v2A2得：v2 =12.5111/s 水从水箱流经直径dxhOcn, 25cm, ds=2. 5cm的管道流入大气中.当出口流速10m/时，求 容积流量及质量流量；(2)山及d?管段的流速 解.(1)由 Q == 0.0049m3 /s 质量流量^=4-9kg/s 由连续性方程： V] A = A，\‘2 A = \‘3 A 得： vi = 0?625m/ s,v2 = 2.5m/ s 4?设计输水量为294210kg h的给水管道，流速限制在0.9sl.4m/s之间。试确定管道直 径，根据所选直径求流速.直径应是56口口的倍数. 解：Q = pvA 将 v= 0.9 co 14m/s 代入得 d = 0.343 s 0.275m ???直径倍数，所以取d = 0.3m 代入Q = "A 得v= 1.18m 5.圆形风道，流量是10000m7h,,流速不超过20m/s?试设计直径，根据所定直径求流速. 直径规定为50 mm的倍数。 解：Q = \'A 将 v V 20in/ s 代入得：d > 420.5niin 取 d = 450nm】 代入Q = vA 得：17.5m/s 6?在直径为d圆形风道断面上.用下法选定五个点，以测局部风速。设想用和管轴同心但不 同半径的圆周，将全部断面分为中间是圆，其他是圆环的五个面积相等的部分。测点即位 于等分此部分面积的圆周上，这样测得的流速代表相应断面的平均流速。（1）试计算各测点到管心的距离，表为直径的倍数。（2）若各点流速为5' 5, 5, 5,出，空气密度为 6?在直径为d圆形风道断面上.用下法选定五个点，以测局部风速。设想用和管轴同心但不 同半径的圆周，将全部断面分为中间是圆，其他是圆环的五个面积相等的部分。测点即位 于等分此部分面积的圆周上，这样测得的流速代表相应断面的平均流速。（1）试计算各测 点到管心的距离，表为直径的倍数。（2）若各点流速为5' 5, 5, 5,出，空气密度为Q, 求质量流量G。 解：（1）由题设得测点到管心的距离依次为「1??????* 屈2 4 d 2y/10 JL 2V10 7?某蒸汽管干管的始端蒸汽流速为25 m/s,密度为2. 62 kg/『.干管前段宜径为50皿, 接出宜径40皿支管后，干管后段直径改为45 nm.如果支管末端密度降为2?30 kg/m、， 干管后段末端密度降为2?24 kg/n3,但两管质量流量相同，求两管终端流速. Qi：=Q支 解，由題意可得2 Jv皿=18m/ s 得：￡支=22.2m/s 空气流速由超音速过渡到亚超音速时，要经过冲击波。如果在冲击波前，风道中流速为 v = 660 m/s,密度为Q = 1 kg/m3.冲击波后速度降至v=250 4 求冲击波后的密度。 解：PiQi = AQ2 又面积相等 p、= = 2.64 kg/m3 v2 管道由不同直径的两管前后相连接组成，小管直径dA=0.2m ,大管直径dB=0.4m.水 在管中流动时，A点压强PA=70kpa, B点压强pB =40kpa. B点流速试判断水在管中流动方向?并计算水流经过两断面间的水头损失? 解：设水流方向A->B E由连续性方程知：VA%=VB州 E 得：vA = 4m/ s 由能量方程知: 。+盏吕七+舊+Z* 得.hu = 2.824m >0 ???水流方向AtB 油沿管线流动,A断面流速为2 n/s,不记损失,求开口 C管中的液面高度。 解：由连续性方程知：V】A=V2A 得$ v2 = 4.5m/s 由能量方程得： 也+].2 +工=0 +巴+咗 pg 2g pg 2g —=1.5m 其中：朋 —=1.86m 代入数据解得：皿 水沿管线下流，若压力计的读数相同，求需要的小管直径 5,不计损失。 解：由连续性方程：v】A=vof ± ± 由能量方程得2&+3=2& 得面积 A)=> d° = 0.12m 12?用水银比压计量测管中水流，过流断面中点流速I】。如图，测得A点的比压计读数 汕=6血汞柱。⑴求该点的流速U ,⑵若管中流体密度为0. 8g/cms的油，从不变，该点 流速为若干，不计损失. 解：设水银容重为 (1) Ui= ? P =3.85m/s ⑵ U2= ? P1 =4.31