工程流体力学答案

V?(H0?H3?H)F

【7－10】两水箱用一直径d1=40mm的薄壁孔连通，下水箱底部又接一直径d2=30mm的圆柱形管嘴，长l=100mm，若上游水深H1=3m保持恒定，求流动恒定后的流量和下游水深H2。

【解】此题即为淹没出流和管嘴出流的叠加，当流动恒定后，即淹没出流的流量等于管嘴出流的流量 淹没出流流量公式和管嘴出流流量公式

H1 d1 H2 l 题7－10图 d2 Q1?0.62A12g(H1?H2)Q2?0.82A22gH2

由Q1?Q2，即

0.62A12g(H1?H2)?0.82A22gH2 得

H2?1.93 m

Q2?0.004 m3/s

【7－11】输油钢管直径（外径）为100mm，（壁厚为4mm）输送相对密度0.85的原油，输送量为15 l/s，管长为2000m，如果关死管路阀门的时间为2.2s，问水击压力为多少？若关死阀门的时间延长为20s，问水击压力为多少？ 【解】（1）由

c?E/?1?DE/eE0?3.32?109/0.85?1031?0.092?3.32?10/0.004?2.06?10911?1689.15 m/s

v0?因为

4Q?2.258 m/s ?D22L4000??2.37 s c1689.152.2

（2）因为TM=20>t0=2.37，故由经验公式

t2.37?p??cv00?3241.986?=384.18 kPa

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【7－12】 相对密度0.856的原油，沿内径305mm，壁厚10mm的钢管输送。输量300t/h。钢管弹性系数2.06×1011Pa；原油弹性系数1.32×109Pa。试计算原油中的声速和最大水击压力。

【解】（1）原油中的声速

c?E/?1?DE/eE0?1.32?109/0.856?1031?0.305?1.32?10/0.01?2.06?10911?1139. 27 m/s

最大水击压力

vQ0?4?D2?1.328 m/s ?p??cv0?0.856?103?1139.27?1.328?1295.086 kPa

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