《流体力学》练习题

2. 如图5所示，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?），则Q1和Q2哪个大些？阻力损失hL1和hL2哪个大些？ 答：⑴对于并联支管，有S1Q1?S2Q2，S与?有关，因为S1?S2，所以

22Q1?Q2

⑵hL1?hL2

图5

3. 如图6所示，水管上安装一复式水银测压计。问p1，p2，p3，p4哪个最大？哪个最小？哪些相等？答：p1??Hgh?p2??H2Oh

??Hg??H2O

?p2?p1 p2?p3

p4??H2Oh??p3??Hgh? ??Hg??H2O

?p4?p3

?p4?p3?p2?p1

图6 4. 图7中穿孔板上各孔眼的大小和形状相同，问每个孔口的出流量是否相同？为什么？

答：由Q??A2gH0知，每个孔口的出流量与深度无关，只与两个自由液面的高度差有关，所以每个孔口的出流量相同。

图7

五、计算题

1. 圆管直径d?200mm，管长L?500m，输送运动黏度??1.6?10m/s的石油，流量

?42qV?144m3/h，求沿程损失。

解：??qV12?d4?144?1.27m/s

13600???0.224 判别流动状态：

1.27?0.2?1587.5?2000 为层流 ?4v1.6?106464 在层流中，沿程损失系数为 ????0.0403

Re1587.5L?25001.272?0.0403???8.29m油柱 沿程损失为hf??d2g0.22?9.8 Re??d?

2. 有一文丘里管，如图8所示，d1?15cm，d2?10cm，水银差压计液面高度差h?20cm，若不计损失，求管流流量。已知?Hg?13600kg/m3。 解：由连续性方程得 v1A1?v2A2

2p1v12p2v2??0?? 由伯努利方程得 0? ?g2g?g2g ∴ v2?2(p1?p2) A22?[1?()]A1又 ∵ p1?p2?(????)gh

2(????)gh?0.062m3/s?62L/s

A?[1?(2)2]A1∴ qV?A2v2?A2

图8

3. 水流过一段转弯变径管,如图9所示,已知小管径d1?200mm，截面压强p1?70kPa， 大管径

d2?400mm，压强p2?40kPa，流速v2=1m/s。两截面中心高度差z?1m，求管中流量及水流方向。

11qV?v2A2?v2?d22?1??3.14?0.42?0.1256(m3/s)

44 v1?4qV4?0.1256??4（m/s） ?d123.14?0.22 取截面1为基准面，

p1v127000042????7.95（m） 截面1机械能：E1??g2g1000?9.8062?9.8062p2v24000012??z???1?5.13（m） 截面2机械能：E2??g2g1000?9.8062?9.806? E1?E2

∴水流方向为由1截面流向2截面。

方法二：

由连续性方程得：v1A1?v2A2

2A2d2?0.4? ∴v1?v2??v2?2?1????4m/s

A10.2d1??2取截面1为基准面，对l—1截面和2—2截面列伯努利方程（假设水流由截面1流向截面2）：

2p1v12p2v20???Z???hl1-2

?g2g?g2g70000424000012??1???hl1?2 即：0?1000?9.8062?9.8061000?9.8062?9.806解得：hl1?2?2.82m

所以，水流方向为由1截面流向2截面。

图9

34. 有一离心水泵装置如图10所示。已知该泵的输水量qv?60m/h，吸水管内径d?150mm，吸水管

路的总水头损失hw?0.5mH2O，水泵入口2—2处，真空表读数为450mmHg，若吸水池的面积足够大，试求此时泵的吸水高度hg为多少? (1mmHg=133Pa)

解：选取吸水池液面l—1和泵进口截面2—2这两个缓变流截面列伯努利方程，并以1—1为基准面，则得

paV12p2V220???hg???hw

?g2g?g2g因为吸水池面积足够大，故V1?0。

4qV4?60??0.94　m/s 且V2??d23600?3.14?0.152 P2为泵吸水口截面2—2处的绝对压强，其值为p2?pa?133?450　Pa

133?4500.942??0.5?5.56　mH2O 故 hg?98062?9.806

图10