《流体力学》徐正坦主编课后答案第五章要点
《流体力学》徐正坦主编课后答案第五章

第五章习题简答5-1有一薄壁圆形孔口,直径d= 10mm ,水头H 为2m 。
现测得射流收缩断面的直径d c 为8m m,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及孔口局部损失系数ζ。
解: 64.010822=⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛==d d A A c c εs m d Q v /06.6008.08.32/01.04422=⨯⨯==ππ 62.097.064.006.0197.011197.028.9206.62222=⨯===-=-==⨯⨯==⇒=εϕμϕζϕϕgHvgH v5-2薄壁孔口出流,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高度。
题5-2图解:(1)孔口出流流量为s L s m gH A Q /219.1/10219.128.9202.0462.02332=⨯=⨯⨯⨯⨯⨯==πϕ(2)s L gH A Q n /612.128.9202.0482.022=⨯⨯⨯⨯⨯==πμ(3)真空高度:m H gpg p C Cv 48.1274.074.0=⨯==-=ρρ 5-3 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d 2=3cm 。
已知H=3m ,h3=0.5m 试求:(1)h 1,h 2;(2)流出水箱的流量Q 。
题5-3图解:隔板孔口的流量 112gh A Q μ=圆柱形外管嘴的流量()()132222h H g A h h g A Q -=+=μμ由题意可得Q 1=Q 2,则()()1212122212111211303.082.004.062.022h h h H d h d h H g A gh A -⨯⨯=⨯⨯-=-=μμμμ解得m h 07.11=sL s m gh A Q mh h H h /56.3/1056.307.18.9204.0462.0243.15.007.1333211312=⨯=⨯⨯⨯⨯⨯==∴=--=--=∴-πμ5-4 有一平底空船,其船底面积Ω为8m 2,船舷高h为0.5m ,船自重G 为9.8kN 。
流体力课后学习题解答

流体力学习题参考及答案第1 绪论1.1 若某种牌号的汽油的重度γ为7000N/m 3,求它的密度ρ。
解:由g γρ=得,3327000N/m 714.29kg/m 9.8m /m γρ===g1.2 已知水的密度ρ=997.0kg/m 3,运动黏度ν=0.893×10-6m 2/s ,求它的动力黏度μ。
解:ρμ=v 得,3624997.0kg/m 0.89310m /s 8.910Pa s μρν--==⨯⨯=⨯⋅ 1.3 一块可动平板与另一块不动平板同时浸在某种液体中,它们之间的距离为0.5mm ,可动板若以 0.25m/s 的速度移动,为了维持这个速度需要单位面积上的作用力为2N/m 2,求这两块平板间流体的动力黏度μ。
解:假设板间流体中的速度分布是线性的,则板间流体的速度梯度可计算为13du u 0.25500s dy y 0.510--===⨯ 由牛顿切应力定律d d uyτμ=,可得两块平板间流体的动力黏度为 3d 410Pa s d yuτμ-==⨯⋅1.4上下两个平行的圆盘,直径均为d ,间隙厚度为δ,间隙中的液体动力黏度系数为μ,若下盘固定不动,上盘以角速度ω旋转,求所需力矩T 的表达式。
题1.4图解:圆盘不同半径处线速度 不同,速度梯度不同,摩擦力也不同,但在微小面积上可视为常量。
在半径r 处,取增量dr ,微面积 ,则微面积dA 上的摩擦力dF 为du r dF dA2r dr dz ωμπμδ== 由dF 可求dA 上的摩擦矩dT32dT rdF r dr πμωδ==积分上式则有d 43202d T dT r dr 32πμωπμωδδ===⎰⎰1.5 如下图所示,水流在平板上运动,靠近板壁附近的流速呈抛物线形分布,E 点为抛物线端点,E 点处0d d =y u ,水的运动黏度ν=1.0×10-6m 2/s ,试求y =0,2,4cm 处的切应力。
(提示:先设流速分布C By Ay u ++=2,利用给定的条件确定待定常数A 、B 、C )题1.5图解:以D 点为原点建立坐标系,设流速分布C By Ay u ++=2,由已知条件得C=0,A=-625,B=50则2u 625y 50y =-+ 由切应力公式du dyτμ=得du(1250y 50)dy τμρν==-+ y=0cm 时,221510N /m τ-=⨯;y=2cm 时,222 2.510N /m τ-=⨯;y=4cm 时,30τ= 1.6 某流体在圆筒形容器中。
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得:T1 = t1 + 273 = 50 + 273 = 323K ,T2 = t2 + 273 = 78 + 273 = 351K
根据
p
=
mRT V
,有:
p1
=
mRT1 V1
,
p2
=
mRT2 V2
得: V2 V1
=
p1 p2
T2 T1
=
9.8067 104 5.8840 105
351 323
=
0.18
设管段长度 l,管段表面积: A = dl
单位长度管壁上粘滞力: = A u = dl u − 0 = 3.14 0.025 0.03
l y l
0.001
1-8 解: A = 0.8 0.2 = 0.16m2 ,u=1m/s, = 10mm , = 1.15Pa s
T = A u = A u − 0 = 1.15 0.16 1 = 18.4N
1
=
T1 b
=
A b
u
−0 −h
=
0.7 0.06b b
15 − 0 0.04 − 0.01
=
21N
/m,方向水平向左
下表面单位宽度受到的内摩擦力:
2
=
T2 b
=
Au−0 b h−0
=
0.7 0.06b 15 − 0
b
0.01− 0
= 63N
/m,方向水平向左
平板单位宽度上受到的阻力:
= 1 + 2 = 21+ 63 = 84N ,方向水平向左。
h1 = 5.6m
2.4 解:如图 1-2 是等压面,3-4 是等压面,5-6 段充的是空气,因此 p6 = p5 ,6-7 是等压面,
流体力学课后答案

流体力学课后答案(共112页) -本页仅作为预览文档封面,使用时请删除本页-第一章 流体及其物理性质1-1 已知油的重度为7800N/m 3,求它的密度和比重。
又,此种油的质量和重量各为多少已已知知::γ=7800N/m 3;V =。
解解析析::(1) 油的密度为 3kg/m 79581.97800===g γρ;油的比重为 795.01000795OH 2===ρρS (2) 的油的质量和重量分别为 kg 1592.0795=⨯==V M ρ N 15602.07800=⨯==V G γ1-2 已知300L(升)水银的质量为4080kg ,求其密度、重度和比容。
已已知知::V =300L ,m =4080kg 。
解解析析::水银的密度为 33kg/m 13600103004080=⨯==-V m ρ水银的重度为 3N/m 13341681.913600=⨯==g ργ 水银的比容为 kg /m 10353.7136001135-⨯===ρv 1-3 某封闭容器内空气的压力从101325Pa 提高到607950Pa ,温度由20℃升高到78℃,空气的气体常数为kg ·K 。
问每kg 空气的体积将比原有体积减少多少减少的百分比又为多少已已知知::p 1=101325Pa ,p 2=607950Pa ,t 1=20℃,t 2=78℃,R =kg ·K 。
解解析析::由理想气体状态方程(1-12)式,得kg /m 83.0101325)27320(06.2873111=+⨯==p RT v kg /m 166.0607950)27378(06.2873222=+⨯==p RT v kg /m 664.0166.083.0321=-=-v v%80%10083.0166.083.0%100121=⨯-=⨯-v v v每kg 空气的体积比原有体积减少了;减少的百分比为80%。
1-4 图示为一水暖系统,为了防止水温升高时体积膨胀将水管胀裂,在系统顶部设一膨胀水箱,使水有膨胀的余地。
(完整word版)流体力学习题及答案-第五章

第五章 势流理论5-1流速为u 0=10m/s 沿正向的均匀流与位于原点的点涡叠加。
已知驻点位于(0,-5),试求: (1)点涡的强度;(2) (0,5)点的流速以及通过驻点的流线方程。
答:(1)求点涡的强度Γ:设点涡的强度为Γ,则均匀流的速度势和流函数分别为:x u 01=ϕ,y u 01=ψ;点涡的速度势和流函数为:xy arctg πϕ22Γ-=,r y x ln 2)ln(221222ππψΓ=+Γ=; 因此,流动的速度势和流函数为:θπθπϕϕϕ2cos 20021Γ-=Γ-=+=r u x y arctg x u , r y u y x y u ln 2sin )ln(202122021πθπψψψΓ+=+Γ+=+=;则速度分布为:2202y x yu y x u +⋅Γ+=∂∂=∂∂=πψϕ, 222yx x x y v +⋅Γ=∂∂-=∂∂=πψϕ; 由于)5,0(-为驻点,代入上式第一式中则得到:0)5(052220=-+-⋅Γ+πu , 整理得到:ππ100100==Γu 。
(2)求)5,0(点的速度:将π100=Γ代入到速度分布中,得到:222222050102100102y x y y x y y x y u u ++=+⋅+=+⋅Γ+=πππ,2222225021002y x x y x x y x x v +=+⋅=+⋅Γ=πππ; 将0=x 、5=y 代入上述速度分布函数,得到:201010505501022=+=+⨯+=u (m/s ),05005022=+⨯=v (m/s );(3)求通过)5,0(点的流线方程:由流函数的性质可知,流函数为常数时表示流线方程C =ψ,则流线方程为:C y x y u =+Γ+21220)ln(2π;将0=x 、5=y 代入,得到:5ln 5050)50ln(21005102122+=+⨯+⨯=ππC ;则过该点的流线方程为:5ln 5050)ln(2100102122+=++y x y ππ,整理得到:5ln 55)ln(52122+=++y x y5-2 平面势流由点源和点汇叠加而成,点源位于(-1,0),其流量为θ1=20m 3/s ,点汇位于(2,0)点,其流量为θ2=40m 3/s ,已知流体密度为ρ=1.8kg/m 3,流场中(0,0)点的压力为0,试求点(0,1)和(1,1)的流速和压力。
流体力学课后答案.

第1章 绪论1.1 若某种牌号的汽油的重度γ为7000N/m 3,求它的密度ρ。
解:由g γρ=得,3327000N/m 714.29kg/m9.8m /m γρ===g1.2 已知水的密度ρ=997.0kg/m 3,运动黏度ν=0.893×10-6m 2/s ,求它的动力黏度μ。
解:ρμ=v 得,3624997.0kg/m 0.89310m /s 8.910Pa s μρν--==⨯⨯=⨯⋅ 1.3 一块可动平板与另一块不动平板同时浸在某种液体中,它们之间的距离为0.5mm ,可动板若以 0.25m/s 的速度移动,为了维持这个速度需要单位面积上的作用力为2N/m 2,求这两块平板间流体的动力黏度μ。
解:假设板间流体中的速度分布是线性的,则板间流体的速度梯度可计算为13du u 0.25500s dy y 0.510--===⨯ 由牛顿切应力定律d d uyτμ=,可得两块平板间流体的动力黏度为 3d 410Pa s d yuτμ-==⨯⋅1.4上下两个平行的圆盘,直径均为d ,间隙厚度为δ,间隙中的液体动力黏度系数为μ,若下盘固定不动,上盘以角速度ω旋转,求所需力矩T 的表达式。
题1.4图解:圆盘不同半径处线速度 不同,速度梯度不同,摩擦力也不同,但在微小面积上可视为常量。
在半径r 处,取增量dr ,微面积 ,则微面积dA 上的摩擦力dF 为du r dF dA2r dr dz ωμπμδ== 由dF 可求dA 上的摩擦矩dT32dT rdF r dr πμωδ==积分上式则有d 43202d T dT r dr 32πμωπμωδδ===⎰⎰1.5 如下图所示,水流在平板上运动,靠近板壁附近的流速呈抛物线形分布,E 点为抛物线端点,E 点处0d d =y u ,水的运动黏度ν=1.0×10-6m 2/s ,试求y =0,2,4cm 处的切应力。
(提示:先设流速分布C By Ay u ++=2,利用给定的条件确定待定常数A 、B 、C )题1.5图解:以D 点为原点建立坐标系,设流速分布C By Ay u ++=2,由已知条件得C=0,A=-625,B=50则2u 625y 50y =-+ 由切应力公式du dyτμ=得du(1250y 50)dy τμρν==-+ y=0cm 时,221510N/m τ-=⨯;y=2cm 时,222 2.510N/m τ-=⨯;y=4cm 时,30τ= 1.6 某流体在圆筒形容器中。
流体力学第五章习题答案

第五章习题答案选择题(单选题)5.1 速度v ,长度l ,重力加速度g 的无量纲集合是:(b )(a )lv g ;(b )v gl ;(c )l gv ;(d )2v gl。
5.2 速度v ,密度ρ,压强p 的无量纲集合是:(d )(a )p v ρ;(b )v p ρ;(c )2pv ρ;(d )2p v ρ。
5.3 速度v ,长度l ,时间t 的无量纲集合是:(d )(a )v lt ;(b )t vl ;(c )2l vt ;(d )lvt。
5.4 压强差p ,密度ρ,长度l ,流量Q 的无量纲集合是:(d )(a )2Qpl ρ;(b )2lpQ ρ;(c )plQρ;(d 。
5.5 进行水力模型实验,要实现明渠水流的动力相似,应选的相似准则是:(b )(a )雷诺准则;(b )弗劳德准则;(c )欧拉准则;(d )其他。
5.6 进行水力模型实验,要实现有压管流的动力相似,应选的相似准则是:(a )(a )雷诺准则;(b )弗劳德准则;(c )欧拉准则;(d )其他。
5.7 雷诺数的物理意义表示:(c )(a )粘滞力与重力之比;(b )重力与惯性力之比;(c )惯性力与粘滞力之比;(d )压力与粘滞力之比。
5.8 明渠水流模型实验,长度比尺为4,模型流量应为原型流量的:(c )(a )1/2;(b )1/4;(c )1/8;(d )1/32。
5.9 压力输水管模型实验,长度比尺为8,模型水管的流量应为原型输水管流量的:(c )(a )1/2;(b )1/4;(c )1/8;(d )1/16。
5.10 假设自由落体的下落距离s 与落体的质量m 、重力加速度g 及下落时间t 有关,试用瑞利法导出自由落体下落距离的关系式。
解: ∵s Km g t αβγ=[]s L =;[]m M =;[]2g T L -=;[]t T =∴有量纲关系:2L M TL T αββγ-=可得:0α=;1β=;2γ= ∴2s Kgt =答:自由落体下落距离的关系式为2s Kgt =。
中南大学流体力学课后答案

中南大学流体力学课后答案第1章 绪论1.1 解:339005.08.94410m kg m kg gV G V m =⨯===ρ 1.2 解:3132-⎪⎭⎫ ⎝⎛=h y h u dy du m 当25.0=h y 时,此处的流速梯度为h uh u dy du m m0583.1413231=⎪⎭⎫⎝⎛=-当50.0=h y 时,此处的流速梯度为huhu dy du m m8399.0213231=⎪⎭⎫ ⎝⎛=-1.3 解:N N A dy du A T 1842.08.0001.0115.1=⨯⨯⨯===μτ 1.4 解:充入内外筒间隙中的实验液体,在外筒的带动下做圆周运动。
因间隙很小,速度可视为近似直线分布,不计内筒端面的影响,内桶剪切应力由牛顿内摩擦定律推得:δδωμδμμτ)(0+===r u dy du 作用于内筒的扭矩:h r r Ar M 22)(πδδωμτ+==()()s Pa s Pa hr r M ⋅=⋅+⨯⨯⨯⨯⨯=+=3219.4003.02.04.02.060102003.09.4222πδπωδμ1.5 解:体积压缩系数:dpV dV -=κmlPa ml N m VdpdV 8905.1)1011020(2001075.456210-=⨯-⨯⨯⨯⨯-=-=-κ(负号表示体积减少) 手轮转数:122.0418905.1422≈⨯⋅==πδπd dV n 1.6 解:νρμ=1()()νρρνμ035.1%101%1512=-+= 035.112=μμ,即2μ比1μ增加了3.5%。
1.7 解:测压管内液面超高:mm d h O H 98.28.292==mm dh Hg05.15.10-=-=当测压管内液面标高为5.437m 时,若箱内盛水,水箱液面高程为:m m m 34402.5100098.2347.5=-若箱内盛水银,水箱液面高程为:m m m 34805.5)100005.1(347.5=-- 1.8 解:当液体静止时,它所受到的单位质量力:{}}{g f f f f z y x -==,0,0,,。
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第五章习题简答5-1有一薄壁圆形孔口,直径d= 10mm ,水头H 为2m 。
现测得射流收缩断面的直径d c为8mm ,在32.8s 时间内,经孔口流出的水量为0.01m 3,试求该孔口的收缩系数ε,流量系数μ,流速系数φ及孔口局部损失系数ζ。
解: 64.010822=⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛==d d A A c c εs m d Q v /06.6008.08.32/01.04422=⨯⨯==ππ 62.097.064.006.0197.011197.028.9206.62222=⨯===-=-==⨯⨯==⇒=εϕμϕζϕϕgHvgH v5-2薄壁孔口出流,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Q n ;(3)管嘴收缩断面的真空高度。
题5-2图解:(1)孔口出流流量为s L s m gH A Q /219.1/10219.128.9202.0462.02332=⨯=⨯⨯⨯⨯⨯==πϕ(2)s L gH A Q n /612.128.9202.0482.022=⨯⨯⨯⨯⨯==πμ(3)真空高度:m H gpg p C Cv 48.1274.074.0=⨯==-=ρρ 5-3 水箱用隔板分为A 、B 两室,隔板上开一孔口,其直径d 1=4cm ,在B 室底部装有圆柱形外管嘴,其直径d 2=3cm 。
已知H=3m ,h 3=0.5m 试求:(1)h 1,h 2;(2)流出水箱的流量Q 。
题5-3图解:隔板孔口的流量 112gh A Q μ=圆柱形外管嘴的流量 ()()132222h H g A h h g A Q -=+=μμ由题意可得Q 1=Q 2,则()()1212122212111211303.082.004.062.022h h h H d h d h H g A gh A -⨯⨯=⨯⨯-=-=μμμμ解得m h 07.11=sL s m gh A Q mh h H h /56.3/1056.307.18.9204.0462.0243.15.007.1333211312=⨯=⨯⨯⨯⨯⨯==∴=--=--=∴-πμ5-4 有一平底空船,其船底面积Ω为8m 2,船舷高h 为0.5m ,船自重G 为9.8kN。
现船底破一直径10cm 的圆孔,水自圆孔漏入船中,试问经过多少时间后船将沉没。
题5-4图解:在船沉没的过程中存在(浮力定律)Ω+=Ω21gh G gh ρρ得 m g G h h h 125.089800980021=⨯=Ω=-=∆ρ s m h g A Q /1062.7125.08.921.0462.02332-⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=∆=πμ∴船沉没过程中水自圆孔漏入的流量是不变的。
另外,当h 2=0时,h 1’=0.125,则s Q h h t 3941062.7)125.05.0(8)'(31=⨯-⨯=-Ω=-5-5游泳池长25m ,宽10m ,水深1.5m ,池底设有直径10cm 的放水孔直通排水地沟,试求放净池水所需的时间。
解:设孔口在某时间t 的作用水头为h ,dt 时间内经孔口流出的水的体积dt gh A Qdt 2μ=又∵dt 时间内游泳池水面下降dh ,则体积减少为dV=-Ωdh 由连续方程可得dV Qdt =hs g μA H Ωgh μA Ωdh t ghμA Ωdh dt Ωdh dt gh μA H89.7284068.921.0462.05.1102522222220==⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==-=∴-=∴-=⎰π即5-6 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。
题5-6图解:在某时间t 时,油槽中油面高度为h,dt 时间内经孔口泄出的油的体积为dt gh A Qdt 2μ=又∵dt 时间内游泳池水面下降dh ,则体积减少为dh h hD l dh D h D l dh dV 2222222--=⎪⎭⎫ ⎝⎛--⎪⎭⎫ ⎝⎛-=Ω-=由连续方程可得dVQdt =即 dh h hD l dt gh μA 222--=gμA lD g μA dh h D l t g μA dhh D l gh μA dh h hD l dt H2342222222302=--=--=--=∴⎰5-8 虹吸管将A 池中的水输入B 池,已知长度l 1=3m ,l 2=5m 直径d=75mm ,两池水面高差H=2m , 最大超高h=1.8m ,沿程阻力系数λ=0.02,局部损失系数:进口ζa =0.5,转弯ζb =0.2,出口ζc = 1.0,试求流量及管道最大超高断面的真空度。
题5-8图解:这是简单短管道水力计算,应用公式有:sL s m gHdl l AgH d lAvA Q /13.14/01413.028.920.12.05.0075.05302.0075.042)(23232121==⨯⨯++++⨯⨯=++++=+==∑∑πζζζλζλs m d A Q v /2.3075.001413.04401413.022=⨯⨯=⨯==ππ 取断面0-0、1-1伯努利方程l h gv g p z +++=2021ρ又 c p p -=1m g v d l g v h h g v z g p b a l c 11.38.922.3)2.05.0075.0302.0(8.922.38.12)(22222122=⨯⨯++⨯+⨯+=++++=++=ζζλρ得5-9 如图所示,用水泵自吸水井向高位水箱供水。
已知吸水井水面高程为155.0m ,水泵轴线的高程为159.6m ,高位水箱水面高程为179.5m ,水泵的设计流量为0.034m 3/s ,水泵吸、压水管均采用铸铁管,其长度分别为8m 和50m ,吸水管进口带底阀滤网的局部阻力系数ζ1=5.2 ,管路中三个弯头的局部阻力系数均为ζ2=0.2,水泵出口断面逆止阀和闸阀的局部阻力系数分别为ζ3=6.5和ζ4=0.1,水泵进口断面的允许真空度〔h v 〕=6.0mH 2O 。
试确定:(1)水泵吸、压水管直径d 吸和d 压;(2)校核水泵进口断面的真空度是否满足允许值;(3)若该水泵能够正常工作,其扬程H 为多少?(4)绘制水泵管路系统的测压管水头线和总水头线。
( 经济流速;吸水管路v 允许=1.2m/s 、压水管路v 压=2m/s )题5-9图解:(1)吸水管路v 允许=1.2m/sm v Qd 190.02.1034.044=⨯⨯==ππ吸 取d 吸=200mm压水管路v 压=2m/sm v Qd 147.02034.044=⨯⨯==ππ压 取d 压=150mm(2)034.02.0021.0021.03.03.01===吸d λ m d Q v 082.12.0034.044221=⨯⨯==ππ 列0-0、1-1截面的伯努利方程;l h gvg p z +++=20211ρ又 c p p -=1[]OmH h m gv d l g v h h g v z g p g p v l c 2222121112216064.58.92082.1)2.02.52.08034.0(8.92082.10.1556.1592)(22=<=⨯⨯++⨯+⨯+-=++++=++=-=ζζλρρ则所以水泵进口断面的真空度是满足允许值(3)037.015.0021.0021.03.03.02===压d λ m d Q v 924.115.0034.044222=⨯⨯==ππ mh h H H mH m g v d l h mg v d l h l l l l 55.285.2465.34.0'5.241555.179'65.38.92924.1)1.05.62.0215.050037.0(2)2(4.08.92082.1)2.02.52.08034.0(2)(2122243222222121111=++=++==-==⨯⨯++⨯+⨯=+++==⨯⨯++⨯=++=ζζζλζζλ(4)5-10 风动工具的送风系统由空气压缩机、贮气筒、管道等组成,已知管道总长l=100m ,直径d=75mm ,沿程阻力系数λ=0.045,各项局部水头损失系数之和∑ζ=4.4,压缩空气密度ρ=7.86kg/m 3,风动工具要风压650kPa ,风量0.088m 3/s ,试求贮气筒的工作压强。
题5-10图解: s m d Q v /92.19075.0088.04422=⨯⨯==ππ kPagh v p mg v d l h l l 75265010008.986.768.130********.1986.7650268.13038.9292.194.4075.0100045.0222122221=+⨯⨯+⨯⨯=++=∴=⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛+=--∑ρρζλ5-11 水从密闭容器A ,沿直径d=25mm ,长l=10m 的管道流入容器B ,已知容器A 水面的相对压强p 1=2at ,水面高H 1=1m ,H 2 =5m ,沿程阻力系数λ=0.025,局部损失系数:阀门ζV =4.0,弯头ζb =0.3,试求流量。
题5-11图解:列两液面的伯努力方程l h H gp H +++=++000211ρ 其中g vdlh l 22⎪⎭⎫ ⎝⎛+=∑ζλ,代入上式得 gvd lH g p H 20002211⎪⎭⎫ ⎝⎛++++=++∑ζλρ sm d v Q s m d l g p H H g v /1025.2025.0458.44/58.43.034025.010025.09800980002518.9223322121-⨯=⨯⨯=⋅=∴=⎪⎭⎫⎝⎛⨯++⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+-⨯⨯=⎪⎭⎫⎝⎛+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=∑ππζλρ 5-12 由水塔向水车供水,水车由一直径d=150mm ,长l=80m 的管道供水,该管道中共有两个闸阀和4个90°弯头(λ= 0.03,闸阀全开ζa =0.12,弯头ζb =0.48)。
已知水车的有效容积V 为25m 3,水塔具有水头H=18m ,试求水车充满水所需的最短时间。
题5-12图解:列水塔液面及管道出流断面的伯努利方程sm d l gH v g v d l h g v z z H h gv z z l l/29.4)48.0412.0215.08003.01(188.92)1(22)1(220002221221=⨯+⨯+⨯+⨯⨯=++=++=+=-=+++=++∑∑ζλζλs d v Vt 33015.0429.425422=⨯⨯=⋅=∴ππ5-13 自闭容器经两段串联管道输水,已知压力表读值p M =1at ,水头H=2m ,管长l 1=10m ,l 2 =20m ,直径d 1 =100mm ,d 2 =200mm ,沿程阻力系数λ1=λ2=0.03,试求流量并绘总水头线和测压管水头线。