流體?學龍天渝課后答案解析第三章?元流體動?學基礎第三章?元流體動?學基礎1.直徑為150mm的給?管道，輸?量為hkN/7.980，試求斷?平均流速。解：由流量公式vAQρ=注意：()vAQskghkNρ=?→//AQvρ=得：smv/57.1=2.斷?為300mm×400mm的矩形風道,風量為2700m3150mm求該斷?的平均流速vAQ得：AQv=由連續性?程知2211AvAv=得：smv/5.122=d1=10cm,d2=5cm,d3=2.5cm10m/時求;(2)1d及2d管段的流速解：(1)由smAvQ/0049.0333=skgQ由連續性?程：33223311,AvAvAvAv==得：smvsmv/5.2,/625.021==hkg/294210m之間。試確定管道直徑，根據所選直徑求流速。直徑應是mm的倍數。解：vAQρ將9.0=vm343.0=d275.0mmmd3.0vAQρ得mv18.1=10000m320m/s50mm的倍數。解：vAQ將smvd5.420取mmd450vAQ得：smv/5.17=6.在直徑為d圓形風道斷?上，?下法選定五個點，以測局部風速。設想?和管軸同?但不同半徑的圓周，將全部斷?分為中間是圓，其他是圓環的五個?積相等的部分。測點即位于等分ft部分?積的圓周上，這樣測得的流速代表相應斷?的平均流速。（1）試計算各測點到管?的距離，表為直徑的倍數。54321uuuuuρ，求質G。解：（1）由題設得測點到管?的距離依次為1r……5r∵103102221SrSr==ππ42dSπ=rdr102310221==fdr10253=dr10274=dr10295=（2））14uudvSG++== ρρ25m/s2.62kg/m350mm40mm45mm2.30kg/m2.24kg/m解：由題意可得??終?始??）（）（）（vAvAvAQQρρρ===21得：??==smvsmv/2.22/18??終空?流速由超?速過渡到亞超?速時，要經過沖擊波。如果在沖擊波前，風道中流速為=v660m/s1kg/m=v250m/s。求沖擊波后的密度。解：2211QQ??積相等32112/64.2mkgvv==ρρAd=0.2mBd=0.4mAp=70kpa，BBp=40kpa。BBv1m/s。試判斷?在管中流動?向。并計算?流經過兩斷?間的?頭損失。BABAAAvAv得：smvA/4由能量?程知：12222220hZgvgpgvgpBBAA+++=++ρρ得：0824.212>=mh∴?流?向BA→,A2CvAv得：smv/5.42由能量?程得：gvgpgvgp2022.122其中：mgp5.11mgp86.12=ρ求需要的?管直徑0d，不計損失。解：由連續性?程：0011AvAv=gv1+3=gv220得?積mdA12.000=?uA點的?壓計讀數h?=60mmu0.8g/cm,h不計損失。g（1）1u=()ghρρρ?-’2=3.85m/s（2）2u()g222ρρρ?-‘=4.31m/s13.?由圖中噴嘴流出,管嘴出?d=75mm，不考慮損失，計算H值以m計，p值2/mkN計。解：gHv23=由連續性?程得：332211AvAvAv==由1—2vgPgvgPZ2222由斷?壓強公式：22211175.0)175.0(gZgPZZgPρρρ+?+=+++列?箱???噴?處?程：gvH223=得：mH8.11=vgvgP222322得kPaP79A,B,C,D不計?頭損失D，4222==ghgvd由連續性?程知cbavvv==?ddaaAvAv=得：advv9=由A→D列能量?程gvgvgpdaa2032022++=++ρ得：kPapa68理可得：kPapb48.0-=kPapc1.20-=0=dp?流?損失gρg1ρbbaaAvAv）（π=aA001.06.0??==πδπdAb由能量?程知gvgvba2002322++=+解得：=QsmAvaa/00815.03=列管?到?銀測壓計出?的?程：ghgvgga1225.13ρρρ=++）（得：mmh395=汞柱h1y1=h2y2解：1h=gv221，gvh2222=21121gty=，22221gty=∵2211tvtv=∴2211yhyh=hdd，，210pB池?抽空出。解：設?的密度為ρ，2220vpρ=gvgvgpghpρ-=12211AvAv=得：14120-≥ddpρ49kPa0.98kPa1m，求管中的平均流速。解:由能量?程得21122-++=hgpgvgpmh121=得：smv/74.8=0.2m2和0.1m2若不計損失）v和v）繪總?頭線及測壓）A點的壓強。（2）計算損失：第?段為4gv221,第?段為3gv222.（A）求斷?流速v1和v2.（B）繪總?頭線及測壓管?頭線；（C）根據?頭線求各段中間的壓強，不計局部損失。解：（1）smgHv/85.822==，?1122vAvA=得：smv/43.41=mgvmgv42,122221==由能量?程gvgpA2004021++=++ρ得：KPapA4.29=（2）gvgvgv232424222122++=,212vv得：smv/96.32=,smv/98.11=mgvmgv8.024,2.022121==mgvmgv4.223,8.022222==由圖，p是梯形中位線kPapmp2.334.338.3212pKPapmp76.112.14.22122=?=?=B，CQ=0.02m3/s的煤?量。假設煤?的密度為0.6kg/m350mmAB3ρ221v計算，BC段為4222vρ計算，假定C點保持余壓為Pa300，求A點酒精（3m/806kg酒ρ）液?應有的?度（1.2kg/mCA斷??程242322222121221vvvpZZggvpccAρgvvvgvgh246.0236.026.03000606.02.126.022212221?+?++=--++）（）（酒ρ224vdQπ=1242vdQπ=得：mmh7.44=h1=10.5mmOH2=20mmOH1.2kg/m3，煙?得平均密度‘ρ=0.6kg/m3，兩測壓斷??差H=5m,試求煙?通過省煤器的壓強損失。解：損）（）（pvpZZgvpa++=-?-++22221221ρρρρ‘?ghggh-2150ρρρρapp損d=1mhmQv/263=，煙?密度=ρ0.7kg/m3，周圍?體的密度aρ1.2kg/m3，煙囪壓強損失?1p=0.035dvH22要保證底部斷?）Pa982H1-M的壓強分1-1斷?流速很低，忽略不計。解：AvQv=得：smv/102.93-?=由能量?程得：HvvgHpA2035.020)(0221++=-++即035.027.027.0)0()7.02.1(9822?+=--+-dHvvHg得：mH20≥?斷?1—1?M斷?的能量?程得：ρρρρdHvvpgHpmA22035.02)(210221++=-++即：)035.027.0(2127.0)02()7.02.1(9822?++=--+-dHvvpHgm得：ampp49-=apgH98)7.02.1(=-總能量=ap09898=-0=動壓f圖如ft=mp三?形中位線（負值）ap49009821-=+---=）（200m300m=t1.18kg/m3，坑外?溫在清晨為5℃，密度0ρ=1.29kg/m320℃1.16kg/m3，問早午空?的?流流向及?流流速v的??。假定總損失9gv22γ。解：在清晨時0ρρ<，?體從礦井流出由能量?程ρρ?ρρ292220vvhg+=-）（200=h?18.129.10-=-ρρ得：smv/03.6=中午時0ρρ>，?體由外向內注?292220vvhg200-=h?18.116.10-=-ρρ得：smv/58.2=24.圖為??平風管，空??斷?1-1流向斷?2-2，已知斷?1-1的壓強=1p1.47kPa，v1=15m/s，斷?2-2的壓強=2p1.37kPa，v2=10m/s1.29kg/m3，求兩斷?的壓強損失。解：損pvpvp++=+22222211ρρ解得：Pap5.178=損25.圖為開式試驗段風洞，射流噴?直徑d=1m，若在直徑D=4mh=64mm，空?1.29kg/m3，不計損失，求噴?風速。21vv2211AvAv得：21161vv由能量?程：2222211vvpρρ=+?ghpρ=1得：smv/312=定性繪制圖中管路系統的總?頭線和測壓管?頭線。20ABC的各種壓強線。解：由題總壓：831606.02.124.206.07.449.7221221=?-++?=--++gZZgvpaA）（）（）（ρρρ位壓：()()35312=--ZZgaρρ全壓：478221=+vpAρ初動壓：85.124221=vρ末動壓：2.31222=vρd=10cmD=40cmQ=0.4m3/s12vAvQ得：smvsmv由能量?程得：2222211vvpρρ=+得：aMpp29.11=由動量定理得：()1211vvQFAp得：kNF34.143=根據?頓第三定律，螺栓受?為F-所以每個螺栓受?為kNF95.1112=29.直徑為d1=700mm的管道在?承?平?上分?為d2=500mm的兩?管，A-A斷?壓強為kPa70，管道流量smQ/6.03=，兩?管流量相等：（1）不計?頭損失，求?墩受?平推?。（2）?頭損失為?管流速?頭的5倍，求?墩受?平推?。不考慮螺栓連接的作?。解：設受?平推?為R，管道流速和?管流速分別為21vv，，壓強為21pp，（1）RvQApvQAp++=+022********cos2）（ρρ①2211385.04mdA==π，22196.0mA=smAv/56.111==，smv/53.12=能量?程22222211vpvpρρ+=+得：kPap05.702=②②代?①得：kNR294.3=由?頓第三定律知kNR294.3'=（2）RvQApvQAp++=+30cos222221111）（‘ρρ③252222222211vvpvpρρρ++=+’得：aKpp19.64'2=④④代?③得：kNR301.5=由?頓第三定律知kNR301.5'=180°D=75mmd=25mm60kPaA處，上、下螺栓的受?情況。假定螺栓上下前后共安裝四個，上下螺栓中?距離為150mm，彎管噴嘴和?的總質量為10.2kgQvQvApgvgvp22112211AvAv=解NR5.334=NRFF25.1672==+下上①?向與R相反30075753002QvFFG下上∴NFF8.149-=-下上②由①②解：NFNF5.158,7.8==下上22.9kg91.5kg，如果ft箱放在秤臺上，受如圖的恒定流作?。問秤的讀數是多少？解：從上部出?及下部出?知：8.121gv=到達下部??：）（68.122+=gv?Q=smdgAv3211187.048.12=?=π下落沖?21QvFρ=從下部出?沖?12QvFρ=()1221vvQFFF-=-=ρN1198=?讀數N23191198897224=++=1mABA、B274kgB流出的流動可以認為是?由射流。解：由連續性?程知：1100hvhvmh0—1：gvhgvh22211200+=+（其中mh6.01=）?smv66.51=?smhvQ2114.3==同理1—2：gvhgvh22222211+=（mhmv11.52動量?程：x：()121vvQFPxxy：()02-=-yyVQGFρ其中：6.026.01?==gAghPcρρ45cos22vvx45sin22vvy=KNFx7.8=，KNFy98.14=1.2m，求它對建筑物的?平作??。解：gvhgvh