工程流体力学教学课件ppt作者闻建龙工程流体力学习题答案(部分)

Re?vd?Re?2320紊流

?0.51?0.1?5.1?104 ?61?10?622）??150?10m/s

Re?

vd??0.51?1?3400 ?6150?1003-2 1）水管的直径10mm，管中水流流速v?0.2ms，水温T?10C，试判别其流态。

2）若流速与水温同上，管径改为30mm，管中流态又如何？ 3）流速与水温同上，管流由层流转变为湍流的直径多大？ 解：水T?10?C，??1.308?10m/s

?620.2?0.01?1529?2320，层流 ?6?1.308?10vd0.2?0.032）Re???4587?2320，湍流 ?6?1.308?101）Re?vd?Rec??2320?1.308?10?6??0.015m?15mm 3）Rec?，dc?v0.2?vdc

23-3 一输水管直径d?250mm，管长l?200m，测得管壁的切应力?0?46Nm。

试求：

1）在200m管长上的水头损失。

2）在圆管中心和半径r?100mm处的切应力。 解：1）如图示控制体

?p1?p2??p?hf??d24??0? d L

4?0L4?46?200??147200Pa d0.25?p147200??15.0m水柱 ?g9810r，r?0，r?0.1m时 R00.1??46??0，??46??36.8N/m2

R0.25/2?p r147200?0.14?L??36.8N/m2 或?p?，??d2L2?2002）???0

3-4某输油管道由A点到B点长l?500m，测得A点的压强pA?3?10Pa，B点压强pB?2?10Pa，通过的流量q?0.016m535s，已知油的运动粘度

??100?10?6m2s，??930kgm3。试求管径d的大小。

??pd4解：设流动为层流，则由流量公式：Q?

128?l?128?lQ?d?????p????Re?vd1/4128?930?100?10?6?500?0.0161/4?[]?0.132m?132mm

???3?2??105?1.169m/s

121?d??0.1322441.169?0.132Re??1543?2320，层流 ?6100?10?，v?Q?0.016

3-5 如图3-31所示，水平突然缩小管路的d1?15cm，d2?10cm，水的流量

q?2m3min，用水银测压计测得h?8cm，试求突然缩小的水头损失。

图3-31 题3-5图

解：列1-1，2-2的B.E

2p1?1v12p2?2v2????hj? ?g2g?g2g2p1?p2?v12?v2hj???g2g??

p1?p2??????gh??????h???12.6h?12.6?0.08?1.008m水柱

?g?g?v1?Q12?d14?2/601??0.1524?1.89m/s

v2?Q1?d224?2/601??0.124?4.25m/s

1.892?4.252?0.27m水柱 ? hj?1.008?2?9.81

第七章 有压管路、孔口、管嘴的水力计算

7-1如图所示的实验装置，用来测定管路的沿程阻力系数?和当量粗糙度?，已知：管

0径d?200mm，管长l?10m，水温T?20C，测得流量q?0.15m3s，水银测压计读

数?h?0.1m。试求：

1）沿程阻力系数?。2）管壁的当量粗糙度?。

题7-1图

解：1) ?p???????gh??13600?1000??9.81?0.1?12360.6Pa

12360.6?1.26m水柱

1000?9.81q0.15v???4.78m/s

121?d??0.2244hf??p/?g?hf?d?2g1.26?0.2?2?9.81lv2hf????0.022 ， ??d2glv210?4.7822）尼古拉兹阻力平方区公式

1/2?1/0.022??1.74?lg

??1d???1.74?2lg?2???22d 2?d200?lg ??0.31mm 2?2?或由???/d?0.00155，??0.31mm 2.5?lg

7-2 在图所示的管路中，已知：管径d?10cm，管长l?20m，当量粗糙度

??0.20mm，圆形直角转弯半径R?10cm，闸门相对开度hd?0.6，水头h?5m，水

温T?20C，试求管中流量q。

0

题7-2图

解：列0-0，1-1的B.E

v2lv2v2H??????进??阀?3?弯?

2gd2g2g?：由?/ d查阻力平方区?：

?0.20??0.002，??0.023 d100d，?阀?1.06 ?：?进?0.5，?弯?0.29（?1.0）

R2l??vH??1????进??阀?3?弯?

d2g??220??v5??1?0.023?0.5?3?0.29?1.06??0.39v2

0.1??2?9.81v?3.58m/s

11Q?v??d2?3.58???0.12?0.028m3/s

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7-3 如图所示，用一根普通旧铸铁管由A水池引向B水池，已知：管长l?60m，管径d?200mm。有一弯头，其弯曲半径R?2m，有一阀门，相对开度hd?0.5，当量粗糙度??0.6mm，水温T?20C。试求当水位差z?3m时管中的流量q。

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