流體力學(xué)習(xí)題答案(共10頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第四章習(xí)題簡(jiǎn)答4-2 管徑，管長(zhǎng)的水平管中有比重為0.9油液流動(dòng)，水銀差壓計(jì)讀數(shù)為，三分鐘內(nèi)流出的油液重量為。管中作層流流動(dòng)，求油液的運(yùn)動(dòng)粘度。 解: 管內(nèi)平均流速為 園管沿程損失hf為水銀油=0.142(13.6/0.9-1)=2.004m園管沿程損失hf可以用達(dá)西公式表示： ,對(duì)層流, , 有, 但, 從而, 代入已知量, 可得到 題 4-2 圖4-4 為了確定圓管內(nèi)徑，在管內(nèi)通過的水，實(shí)測(cè)流量為，長(zhǎng)管段上的水頭損失為水柱。試求此圓管的內(nèi)徑。解：4-6 比重, 的油在粗糙度的無縫鋼管中流動(dòng)，管徑，流量, 求沿程阻力系數(shù)。解: 當(dāng)>Re>4000時(shí)，使用

2、光滑管紊流區(qū)公式：。園管平均速度, 流動(dòng)的, ： , 從而4-8 輸油管的直徑,流量，油的運(yùn)動(dòng)黏度,試求每公里長(zhǎng)的沿程水頭損失。解：4-10 長(zhǎng)度，內(nèi)經(jīng)的普通鍍鋅鋼管，用來輸送運(yùn)動(dòng)粘度的重油，已經(jīng)測(cè)得其流量。求沿程損失為多少？?解: 園管平均速度, 流動(dòng)的, , 4-12 混凝土排水管的水力半徑，水均勻流動(dòng)的水頭損失為，粗糙系數(shù)，試計(jì)算管中流速。解：用謝才公式求流速4- 15 水管中的水通過直徑為，長(zhǎng)度為，沿程阻力系數(shù)為的鉛直管向大氣中泄水(如圖)。求為多大時(shí)，流量與無關(guān)。解：取11、22斷面列伯努利方程：所以，當(dāng)時(shí)，Q與h、l無關(guān)。4-16 如題4-16圖，水從直徑，長(zhǎng)的鉛垂管路流入大氣中，

3、水箱中液面高度為，管路局部阻力可忽略，沿程阻力系數(shù)為。（1）求管路起始斷面A處壓強(qiáng)。（2）h等于多少時(shí)，可使A點(diǎn)的壓強(qiáng)等于大氣壓。解：（1） 設(shè)A斷面上的壓強(qiáng)為，對(duì)液面及A斷面列伯努力方程：即 對(duì)A斷面稍后和管出口斷面稍前列伯努力方程并將上式代入： 由此可得：（2） A處壓強(qiáng)為大氣壓，即表壓強(qiáng)為零。由上式可得：即 時(shí)，A斷面處表壓強(qiáng)為零。4-17 一輸水管直徑，管長(zhǎng)，管壁的切應(yīng)力，求在長(zhǎng)管上的水頭損失及在圓管中心和處的切應(yīng)力。解: 由, 有, 在園管中心r=0, 切應(yīng)力=0, 在r=100mm處, 切應(yīng)力水頭損失4-18 從相對(duì)壓強(qiáng)的水管處接出一個(gè)橡皮管，長(zhǎng)，直徑，橡皮管的沿程阻力系數(shù)，在橡皮

4、管靠始端接一閥門，閥門的局部阻力系數(shù)，求出口速度。解: 列橡皮管進(jìn), 出口兩端伯努力方程： 題4-18 圖 題4-19圖 4-19 長(zhǎng)管輸送液體只計(jì)沿程損失，當(dāng)，L一定，沿程損失為時(shí)，管路輸送功率為最大，已知, 管路末端可用水頭，管路末端可用功率為,求管路的輸送流量與管路直徑。解：管路輸送功率為： 輸送流量沿程損失 d=0.507m4-20 水從封閉容器沿直徑,長(zhǎng)度的管道流入容器，若容器水面的相對(duì)壓強(qiáng)為2個(gè)工程大氣壓，,局部阻力系數(shù)，沿程阻力系數(shù)，求流量。解：列1-1、2-2兩斷面的伯努利方程解得： 題4-20 題4-21圖4-21 水箱中的水通過等直徑的垂直管道向大氣流出。如水箱的水深，管道

5、直徑, 管道長(zhǎng)，沿程摩阻系數(shù)，局部水頭損失系數(shù)，試問在什么條件下，流量隨管長(zhǎng)的增加而減小？解：（1）對(duì)液面及出流斷面列伯努力方程：要使流量隨管長(zhǎng)的增加而減小，則4-22 一條輸水管，長(zhǎng)，管徑，設(shè)計(jì)流量。水的運(yùn)動(dòng)粘度為，如果要求此管段的沿程水頭損失為，試問應(yīng)選擇相對(duì)粗糙度為多少的管道。解： 由于Re>2000，流動(dòng)是紊流根據(jù)Re和查莫迪圖，得=0.004mm（課本后的答案為1.2mm,很明顯課后答案是錯(cuò)的。）4-23 水管直徑為，、兩斷面相距，高差，通過流量，水銀壓差計(jì)讀值為，試求管道的沿程阻力系數(shù)。解： 列1、2兩斷面的伯努利方程由題意可得v1=v2=v將上述兩式代入伯努利方程可得 題4

6、-23 圖 題4-24 圖4-24 兩水池水位恒定，已知管道直徑，管長(zhǎng)，沿程阻力系數(shù)，局部水頭損失系數(shù)，通過流量。試求水池水面高差。解： 列1-1、2-2兩斷面的伯努利方程則(課本后的答案為43.9m)4-25 自水池中引出一根具有三段不同直徑的水管如圖所示。已知，局部阻力系數(shù)，設(shè)沿程阻力系數(shù)，求管中通過的流量并繪出總水頭線與測(cè)壓管水頭線。題4-25 圖解：以0-0截面為基準(zhǔn)面，列1-1、2-2截面的伯努利方程則由連續(xù)方程可得，代入上式，得4-26 圓管和正方形管的斷面面積、長(zhǎng)度、沿程阻力系數(shù)都相等，且沿程水頭損失也相等，試分析兩種形狀管道的流量之比。解： 4-27 水平管路直徑由突然擴(kuò)大為，

7、在突然擴(kuò)大的前后各安裝一測(cè)壓管，讀得局部阻力后的測(cè)壓管比局部阻力前的測(cè)壓管水柱高出。求管中的流量。解：對(duì)突然擴(kuò)大前后斷面列伯努利方程式，則：由連續(xù)方程，將代入，則，所以， 題4-27 圖 題4-28圖4-28 直立的突然擴(kuò)大管路，已知，試確定水銀比壓計(jì)中的水銀液面哪一側(cè)較高，差值為多少？解：對(duì)1-1、2-2截面列伯努利方程式，則：由連續(xù)方程v1A1=v2A2得代入上式得所以右側(cè)的水銀液面高列3-3等壓面方程(課本后的答案為0.219m)4-29 水平突然縮小管路的，水的流量。用水銀測(cè)壓計(jì)測(cè)得。求突然縮小的水頭損失。 解:對(duì)突然縮小前后斷面列伯努利方程式，則：，由測(cè)壓計(jì)知所以，(課本后的答案為0.268mH2O) 題4-29 圖 題4-30 圖4-30 如圖所示，水箱側(cè)壁接出一根由兩段不同管徑所組成的管道。已知直徑，管道的當(dāng)量糙度，水溫為。若管道出口流速 ，求（1）水位。（2）繪出總水頭線和