流体动力学习题
37页1、1,工程流体力学 (流体动力学习题),哈 尔 滨 工 程 大 学 动力与能源工程学院,【4-1】直径d=100mm的虹吸管,位置如图所示。求水流流量和 2、3点的压力(不计水头损失)。,第4章 流体动力学基本原理习题,2,【解】以过1点的水平面为基准面,分别列1、2、3、4点所在断面的伯努利方程。 由于 故有 因此取 可解得,第4章 流体动力学基本原理习题,3,【4-2】一个倒置的U形测压管,上部为相对密度0.8的油,用来测定水管中点的速度。若读数h=200mm,求管中流速u=?,第4章 流体动力学基本原理习题,4,【解】选取如图所示1-1、2-2断面列伯努利方程,以水管轴线为基准线。 其中:p1和p2分别为1-1、2-2断面轴线上的压力。 设U形测压管中油水分界面的低液面到轴线的距离为x,则可列出U形测压管中油水分界面的高液面的等压面条件 解上述方程可得,第4章 流体动力学基本原理习题,5,【4-3】图示为一文丘里管和压力计,试推导体积流量和压力计读数之间的关系式。当 = 1000kg/m3, H = 13.6103kg/m3, d1=500mm,d2=50mm,H=0.4m时,求
2、Q =?,第4章 流体动力学基本原理习题,6,【解】列1-1、2-2断面的伯努利方程。 其中:p1和p2分别为1-1、2-2断面轴线上的压力。 设过1-1断面中心点的水平线到压力计中水银与水分界面的低液面的距离为x,则可列出U形测压管中水银与水分界面的低液面的等压面条件 由上述方程可得 代入 解得,第4章 流体动力学基本原理习题,7,【4-4】管路阀门关闭时,压力表读数为49.8kPa,阀门打开后,读数降为9.8kPa。设从管路进口至装表处的水头损失为流速水头的2倍,求管路中的平均流速。,第4章 流体动力学基本原理习题,8,【解】当管路阀门关闭时,由压力表度数可确定管路轴线到自由液面的高度H 当管路打开时,列1-1和2-2断面的伯努利方程,则 得,第4章 流体动力学基本原理习题,9,【4-5】为了在直径D=160mm的管线上自动掺入另一种油品,安装了如下装置:自锥管喉道处引出一个小支管通入油池内。若压力表读数为2.3105Pa,喉道直径d=40mm,T管流量Q=30L/s,油品的相对密度为0.9。欲掺入的油品的相对密度为0.8,油池油面距喉道高度H=1.5m,如果掺入油量约为原输量的1
3、0%左右,B管水头损失设为0.5m,试确定B管的管径。,第4章 流体动力学基本原理习题,10,【解】列1-1和2-2断面的伯努利方程,则 其中 故 列4-4自由液面和3-3断面的伯努利方程,以4-4自由液面为基准面,则 其中 p3=p2,第4章 流体动力学基本原理习题,11,则 解得,第4章 流体动力学基本原理习题,12,【4-6】一变直径的管段AB,直径dA=0.2m,dB=0.4m,高差 h=1.0m,用压力表测得pA=70kPa,pB=40kPa,用流量计测得流量Q=0.2m3/s。试判断水在管段中流动的方向。,第4章 流体动力学基本原理习题,13,【解】列A点和B点所在断面的伯努利方程 故流动方向为A B。,第4章 流体动力学基本原理习题,14,【4-7】泄水管路如附图所示,已知直径d1=125mm,d2=100mm,d3=75mm,汞比压力计读数 h=175mm,不计阻力,求流量和压力表读数。,第4章 流体动力学基本原理习题,15,【解】设2-2断面中心点到压力计中水银最高液面的距离为x,列1-1、2-2断面的伯努利方程,以过2-2断面中心点的水平面为基准面,则 选取压力计中
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