流体力学龙天渝蔡增基版课后答案第五章孔口管嘴管路流动(共11页).doc

精选优质文档-----倾情为你奉上第五章孔口管嘴管路流动1.图中穿孔板上各孔眼的大小形状相同，问每个孔口的出流量是否相同？解：由 与深度无关，所以每个孔口的出流量相同2.有一水箱水面保持恒定（5m），箱壁上开一孔口，孔口直径d=10mm1）如果箱壁厚度δ=3mm，求通过孔口的流速和流量2）如果箱壁厚度δ=40mm，求通过孔口的流速和流量解：（1）视作薄壁小孔口，， 得：（2）视作管嘴， 得：3.一隔板将水箱分为A、B两格，隔板上有直径为d1=40mm的薄壁孔口，如题5-3 图，B箱底部有一直径为d2=30mm的圆柱形管嘴，管嘴长l=0.1m，A箱水深H1=3m恒定不变1）分析出流恒定性条件（H2不变的条件）2）在恒定出流时，B箱中水深H2等于多少？（3）水箱流量Q1为何值？解：（1）当Q1=Q2时 出流恒定（2）因为Q1=Q2，查表得，，解得：（3）解得3.5810-3 m3/s4.证明容器壁上装一段短管（如图所示），经过短管出流时的流量系数μ与流速系数为证：∵∴其中5.某诱导器的静压箱上装有圆柱形管嘴，管径为4mm，长度=100mm，λ=0.02，从管嘴入口到出口的局部阻力系数，求管嘴的流速系数和流量系数（见上题图）。

解：由题得6.如上题，当管嘴外空气压强为当地大气压强时，要求管嘴出流流速为30m/s此时静压箱内应保持多少压强？空气密度为ρ=1.2kg/m3解：，得7.某恒温室采用多孔板送风，风道中的静压为200Pa，孔口直径为20mm，空气温度为20℃，μ=0.8要求通过风量为1m3/s问需要布置多少孔口？解：Q=，得，所以需要个8.水从A水箱通过直径为10cm的孔口流入B水箱，流量系数为0.62设上游水箱的水面高程=3m保持不变1）B水箱中无水时，求通过孔口的流量2）B水箱水面高程=2m时，求通过孔口的流量3）A箱水面压力为2000Pa，=3m时，而B水箱水面压力为0，=2m时，求通过孔口的流量解：（1）属孔口自由出流，得：（2）属孔口淹没出流， ，得：（3） ，得：9.室内空气温度为30℃，室外空气温度为20℃，在厂房上下部各开有8m2的窗口，两窗口的中心高程差为7m，窗口流量系数μ=0.64，气流在自然压头作用下流动，求车间自然通风换气量（质量流量） 解： Q= =12.96kg/s（方法二）：分别令上下部窗口外渐变流断面2和断面1，根据气体能量方程，得 因为p=p=p,,所以又由于根据气体孔口淹没出流的流量公式： Q Q=又由于连续性方程Q查得Q=12.96kg/s10.如图示管路中输送气体，采用U形差压计测量压强差为h米液体。

试推导通过孔板的流量公式解：，是U形压差计液体容重，为气体容重11.如上题图孔板流量计，输送20℃空气，测量h=100mmH2Oμ=0.62，d=100mm，求Q解：将数据代入上题公式得12.什么叫管路阻抗？（又称为综合阻力数）为什么有两种表示？在什么情况下，S与管中流量无关，仅决定于管道的尺寸及构造？解：阻抗反映管路上沿程阻力和局部阻力情况用在液体管路，用在气体管路在紊流粗糙区时，与管中流量无关（因为此时与v以及流体状态无关），仅决定于管道的尺寸和构造13.供热系统的凝结水箱回水系统如图试写出水泵应具有的作用水头表达式解：(如果冷却措施是开式则需加上h)14.某供热系统，原流量为0.005m3/s,总水头损失h=5mH 2O,现在要把流量增加到0.0085m3/s,试问水泵应供给多大压头解：即 ∴15.两水池用虹吸管连通，上下游水位差H=2m，管长L１＝3m，L2＝5m，L3＝4m，直径d=200mm，上游水面至管顶高度h=1m已知λ＝0.026,进口网ζ=10，弯头ζ=1.5（每个弯头），出口ζ＝1.0 ，求：（1）虹吸管中的流量；（2）管中压强最低点的位置及其最大负压值解：（1）方法一：Q==0.05m3/S方法二：又，解得（2）=2.75m（）∴负压值为-2.93m16.如图水泵抽水系统，管长、管径单位为m，ζ给于图中，流量Q=4010-3m3/s，λ=0.03。

求：（1）吸水管及压水管的S数2）求水泵所需水头3）绘制总水头线解：（1）==118.69s2 /m5==2106.1s2 /m5（2）（+） （其中）（3）略17.图为一水平安置的通风机，吸入管d1=200m，l1=10m，λ=0.02压出管为直径不同的两段管段串联组成，d2=200mm， l2=50m，λ=0.02；l3=50m , λ=0.02空气密度为ρ=1.2kg/m3，风量为Q=0.15m3/s，不计局部阻力试计算：（1）风机应产生的总压强为多少？（2）如风机与管道铅直安装，但管路情况不变，风机的总压有无变化？（3）如果流量提高到0.16m3/s，风机总压变化多少？（4）绘出全压线与静压线图解：(1) 解得：（2）铅直安装不会改变总压，因为同种气体位压等于零（3）18. 并联管路中各支管的流量分配，遵循什么原理？如果要得到各支管中流量相等，该如何设计管路？解：并联管路，如果要得到各支管流量相等必须各支管S相等∴应设计成S1=S2=S319. 有两长度尺寸相同的支管并联，如果在支管2中加一个调节阀（阻力系数为ζ）， 则和哪个大些？阻力和哪个大些？解：（1）S1=S2，与ζ有关因为，故。

2）=20.有一简单并联管路如下图，总流量Ｑ=8010-3m3/s，λ=0.02，求各管段之间的流量及两节点之间的水头损失第一支路=200mm，L1=600m，第二支路=200mm，L2=360m解：Q1:Q2=:（Q） = =3104.8 s2 /m5= 解得： 21.如上题，若使如何改变第二支路？解：减小或加调节阀等增加阻力的措施22.如图所示管路，设其中的流量QA=0.6m3/s，λ=0.02，不计局部损失，其它已知条件如图，求A、D两点间的水头损失解： ∴23.管段1的管径为20mm，管段2为25mm，l1为20m，l2为10m，，，流量分配有何变化？解：这样更小，更大，所以应将管段1的管径改为，管段2的管径改为，两管流量可接近24.已知某枝状管网的Q1、Q2、Q3，若在支管2的末端再加一段管子，如图中所示问Q1和Q2、Q3各有何变化？解：由于总阻抗加大，，使总流量减小由于不变，减小，所以减小25.三层供水管路，各管段的Ｓ值皆106s2/m5，层高均为5m设a点的压力水头为20m，求Q1、Q2、Q3，并比较三流量，得出结论来。

忽略a处流速水头）解：（1）（2）20＝5+S+=5+S（3）20＝10+S+2S联立（1）（2）（3）Q1＝4.4610-3m3/sQ2＝2.4110-3 m3/sQ 3＝0.6310-3 m3/s26.如上题，若想得到相同的流量，在a点压力水头仍为20m时，应如何改造管网？解：加大底层阻力（如加阀门，减小管径）减小上层阻力（如加大管径）27.水由水位相同的两贮水池Ａ、Ｂ沿着Ｌ1=200，Ｌ2=100m，d1=200m，d2=100m的两根管子流入L3=720m，d3=200m的总管，并注入水池水中求：（1）当H=16m，λ1=λ3=0.02，λ2=0.025时，排入C中的总流量（不计阀门损失）；（2）若要流量减少一半，阀门的阻力系数为多少？解：（1）Qc=QA+QB S= 解得：(2)当流量减少一半 解得：28.水平布置的管系，A点的表压强=280kN/m2，水流从Ｂ、Ｄ直接排入大气，AD管直径为0.4m，其它各管直径为0.3m，沿程阻力系数λ=0.02，忽略局部损失，确定Q1，Q 2，Q3和表压强PC解：由题意得： = = = 解得：，，∴ ∴29.环状管网流量计算，进行二次校正计算。

解：第一次校正计算环路管段假定流量QiSihihi /QiΔQ管段校正流量校正后的流量Qi校正后的hi1AB+0.1559.76+1.33468.897-0.0014-0.00140.14861.3196BD+0.1098.21+0.98219.821-0.00140.09860.9548DC-0.01196.42-0.01961.960-0.0014-0.0175-0.0289-0.1641CA-0.1598.21-2.209714.731-0.0014-0.1514-2.2512Σ0.087435.410-0.1409环路管段假定流量QiSihihi /QiΔQ管段校正流量校正后的流量Qi校正后的hi2CD+0.01196.42+0.01961.9600.0175+0.0175+0.00140.02890.1641DF+0.04364.42+0.583014.575+0.01750.05751.2049FE-0.03911.05-0.819927.330+0.0175-0.0125-0.1424EC-0.08364.42-2.332329.154+0.0175-0.0625-1.4235Σ-2.549673.019-0.1969第二次校正计算环路管段假定流量（不变）管段校正流量校正后流量AB0.148659.761.31968.8800.00180.00180.1504BD0.098698.210.95489.6840.00180.1004DC-0.0289196.42-0.16415.6780.0018-0.0016-0.0287CA-0.151498.21-2.251214.8690.0018-0.1496共计Σ-0.140939.111CD0.0289196.420.16415.6780.0016-0.00180.00160.0287DF0.0575364.421.204920.9550.00160.0591FE-0.0125911.05-0.142411.3920.0016-0.0109EC-0.0625364.42-1。