发布时间 : 星期二 文章工程流体力学答案更新完毕开始阅读12b11b4e7cd184254b3535e3
p1p?p?0.2?2?10? ?g?g?g得
p1?640m ?g【6－10】如图所示，某设备需润滑油的流量为Q=0.4cm3/s，油从高位邮箱经d＝6mm，l=5m管道供给。设输油管道终端为大气压，油的运动粘度为1.5×10-4m2/s，求沿程损失是多少？油箱液面高h应为多少？
【解】雷诺数
4Q4?0.4?10?6Re???0.566
?d?3.14?0.006?1.5?10?4流动状态为层流，则
64l8Q2hf??0.963m
Red?2d4g列输油管道终端和自由液面的伯努利方程
v2h??hf
2gh 题6－10图
得 h?2m
【6－11】为了测量沿程阻力系数，在直径0.305m、长200km的输油管道上进行现场实验。输送的油品为相对密度0.82的煤油。每昼夜输送量为5500t。管道终点的标高为27m,起点的标高为152m。起点压降保持在4.9MPa，终点压强为0.2MPa。油的运动粘滞系数为2.5×10-6m2/s。试根据实验结果计算沿程阻力系数λ值。并将实验结果与按经验公式所计算的结果进行对比。（设绝对粗糙度△=0.15mm）。
【解】（1）根据实验结果计算沿程阻力系数 列起点和终点的伯努利方程式，则
p?p2z1?z2?1?hf?710m
?glv2又 hf??
d2g5500?1033其中 Q??0.078m/s，则
0.82?103?3600?24lv2l8Q2hf????
d2gd?2d4g得 ??0.019
（2）按经验公式计算（P120） 雷诺数
Re?4Q4?0.078??130312 ?d?3.14?0.305?2.5?10?6???/R?2?/d?9.84?10?4
因
2000?Re?59.7/?8/7?160054
所以其流动状态为水力光滑，则沿程阻力系数（查表6-2）为
??0.3164/Re0.25?0.017
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【6－12】相对密度为1.2、粘度为1.73mPa·s的盐水，以6.95 l/s的流量流过内径为0.08m的铁管，已知其沿程阻力系数λ=0.042。管路中有一90°弯头，其局部阻力系数ζ=0.13。试确定此弯头的局部水头损失及相当长度。
【解】（1）由局部水头公式
v28Q28?(6.95?10?3)2hj????24?0.13?0.013m
2g?dg3.142?0.084?9.8（2）相当长度
l当v2v2??令hf?hj，即?，则可得 2gd2gl当??d?0.025m ?【6－13】 图示的给水管路。已知L1=25m，L2=10m，D1=0.15m，D2=0.125m，，λ1=0.037，λ2=0.039，闸门开启1/4，其阻力系数ζ=17，流15 l/s。试求水池中的水头H。
【解】列自有液面和出口断面的伯努利方程
2v2H??hf?hj
2gH L1 题6－13图
L2 量为式
其中
2L1v12L2v2hf??1??2D12gD22g258?(15?10?3)2 ?0.037??
0.153.142?0.154?9.8108?(15?10?3)2 ?0.039???0.465m0.1253.142?0.1254?9.8222v2v2v2hj??(1??)?18?1.221m
2g2g2g故 H?1.686 m【6－14】图示两水箱由一根钢管连通，管长100m，管径0.1m。管路上有全开闸阀一个，R/D＝4.0的90°弯头两个。水温10℃。当液面稳定时，流量为6.5 l/s，求此时液面差H为若干？设△=0.15mm。
【解】此管路属长管，列两液面的伯努利方程 H H?hf
由雷诺数
Re?其中
vd??4Q?6.33?104 ?d?R/D?4.0R/D?4.0Q?6.5?10?3m3/s
题6－14图
10℃时水 ??1.308?10?6m2/s
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相对粗糙度
?/d?1.5?10?3
查莫迪图得
??0.019
lv2?0.665m 故 H?hf??d2g【6－15】如图所示有一定位压力水箱，其中封闭水箱液面上的表压强p=0.118MPa，水由其中流出，并沿着由三个不同直径的管路所组成的管路流到开口容器中。H1＝1m，H2＝3m，管路截面积A1＝1.5A3，A2＝2A3，A3＝0.002m2。试确定水的流量Q。
【解】设第三段管路的速度为v3，由连续性方程可知v2=0.5 v3，v1=0.67 v3 四处局部阻力系数依次为
?1?0.5A1?2?(1?1)2?A216A1?3?0.5(1?3)?A24p H1 H2
A1 A2 A3 ?4?1列两液面的伯努利方程，因管路较
虑局部水头，则
题6－15图
短，仅考
22(0.67v3)21(0.67v3)21v3v3p1?H1?H2?0.5???1 ?g2g162g42g2g解得
v3?13.49m/s
Q?v3A3?13.49?0.002?0.027m3/s
【6－16】图示一管路全长l＝30m，管壁粗糙度△=0.5mm，管径d＝20cm，水流断面平均
流速v=0.1m/s，水温为10℃，求沿程水头损失。若管路上装有两个节门（开度均为1/2），一个弯头（90°折管）进口为流线型，求局部水头损失。若流速v=4m/s，l=300m，其它条件均不变时，求沿程及局部水头损失。
【解】(1)10℃时水的??1.308?10?6m2/s，则
vd0.1?0.2Re??=1.53?104 ?6?1.308?10???/R?2?/d?5?10?3
因
2000?Re?59.7/?8/7?25074
故
??0.3164/Re0.25?0.028
题6－16图
lv2300.12hf???0.028???0.002m
d2g0.22?9.8(2)
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Re?vd??4?0.2=0.61?106 ?61.308?10?/d?2.5?10?3
查莫迪图得
??0.025
lv230042hf???0.025???30.61m
d2g0.22?9.8第七章 压力管路 孔口和管嘴出流
【7－1】如图所示为水泵抽水系统，已知l1=20m，l2=268m，d1=0.25m，d2=0.2m，δ1=3，ζ2=0.2，
-33
δ3=0.2，ζ4=0.5，ζ5=1，λ=0.03，流量Q=4×10m/s。求：（1）水泵所需水头；（2）绘制总水头线。
【解】列两自由液面的伯努利方程
H?20?hw1?2
ζH ζl1d1 2 4 其中：
4Qv1??0.082 m/s
?d124Qv2??0.127 m/s?d2217m ζζ5 l2d2 3 ζ1 3m 题7－1图 hw1?2?hf1?hf2?hj1?hj2?hj3?hj4? hj22l1v12l2v2v12v2???(?)?(?1??2)??(?3??4??5)?
d12gd22g2g2g 故
200.08222680.12720.08220.1272 ?0.03?(?)?(3?0.2)??(0.2?0.5?1)?0.252?9.80.22?9.82?9.82?9.8?0.036 m
H?20.036 m
【7－2】用长为50m的自流管（钢管）将水自水池引至吸水井中，然后用水泵送至水塔。已知泵吸水管的直径为200mm，长为6m，泵的排水量为0.064m3/s，滤水网的阻力系数δ1=δ2=6，弯头阻力系数，自流管和吸水管的阻力系数δ=0.03。试求：（1）当水池水面与水井水面的高差h不超过2m时，自流管的直径D=?；（2）水泵的安装高度H为2m时，进口断面A－A的压力。 【解】（1）列两自由液面的能量方程
v28Q2h?(?1??)?(?1??)22
2gg?Dl d A 则
h H ζA 1 LD ζ2
第 28 页 共 28 页 题7－2图