工程流体力学【新】
适用课程: 流体力学Ⅰ(0182000110),流体力学Ⅱ(0182000210),流体力学Ⅲ(0182000310),流体力学Ⅳ(0182000410),工程流体力学(18009000),工程流体力学(18009001),流体力学(18027000),优秀课程(2012)【访问量:1527345】

 

5-1  石油在冬季时的运动粘度为;在夏季时, ,试求冬、夏季石油流动的流态。 [冬:层流;夏:紊流]

5-2  在半径为r0 的管道中,流体做层流流动,流速恰好等于管内平均流速的地方与管轴之间的距离r等于多大?                                                         []

5-3  用直径为30cm的水平管道作水的沿程损失实验,在相距120m的两点用水银差压计(上面为水)测得的水银柱高度差为33cm,已知流量为0.23m3/s,问沿程损失系数等于多少?  [0.0193]                     

5-4  喷水泉的喷嘴为一截头圆锥体,其长度= 0.5m,两端的直径竖直装置。若把计示压强的水引入喷嘴,而喷嘴的能量损失(水柱)。如不计空气阻力,试求喷出的流量和射流的上升高度H。 [0.004m3/s,8.44m]

                                                                

5-5  输油管的直径,出口端比进口端高,输送油的质量流量,油的密度,进口端的油压,沿程损失系数,求出口端的油压。[]

5-6  水管直径,长度,绝对粗糙度,已知流量,运动粘度,求沿程损失为多少水柱。     [4.582m水柱]

5-7  发动机润滑油的流量,油从压力油箱经一输油管供给(如图5-35),输油管的直径,长度。油的密度,运动粘度。设输油管终端压强等于大气压强,求压力油箱所需的位置高度h。                    [0.09621m]

                 图 5-35                                             图  5-36

5-8  15℃的空气流过直径、长度、绝对粗糙度的管道,已知沿程损失(水柱),试求空气的流量。[25.24m3/s]

5-9  内径为6mm的细管,连接封闭容器A及开口容器B,如图5-36所示,容器中有液体,其密度为ρ= 997 kg/m3,动力粘度,容器A上部空气计示压强为。不计进口及弯头损失。试问液体流向及流量。                [A→B; ]

5-10  一直径、长度的低碳钢管,用来排除油箱中的油。已知油面比管道出口高出,油的粘度,密度 ,求油的流量。 []

5-11  在管径= 100mm,管长L = 300mm的圆管中流动着= 10℃的水,其雷诺数。试求当管内壁为ε= 0.15mm的均匀砂粒的人工粗糙管时,其沿程能量损失。[3.97mH2O]

5-12  管路系统如图5-37所示,大水池中水由管道流出,水的,外界为大气压,问在图示的条件下,水的流量是多少?已知管径d = 0.2m,工业钢管的粗糙度为。                                  [0.1253m3/s]

                           图  5-37                              图  5-38

5-13  输油管长度l = 44m,从一敞口油箱向外泄流,油箱中油面比管路出 口高H = 2m,油的粘度

(1)   若要求流量,求管路直径;

(2)   H = 3m,为保持管中为层流,直径d最大为多少?这时的流量为多少?

      [55mm;98.5mm,0.01547m3/s]

5-14  一矩形风道,断面为,通过45℃的空气,风量为42000m3/h,风道壁面材料的当量绝对粗糙度为ε= 0.1mm,在l =12m长的管段中,用倾斜30º的装有酒精的微压计测得斜管中读数h = 7.5mm,酒精密度ρ= 860kg/m3,求风道的沿程阻力系数λ

并和用经验公式算得以及用莫迪图查得的值进行比较。 [计算值0.0145;经验公式值0.0142;莫迪图值0.0143]

5-15 大水池与容器之间有管道相连,其中有水泵一台,已知水在15℃时的,装置如图5-38所示,管壁相对粗糙度为,水泵给予水流的功率为20KW。已知流量为0.14m3/s,管径为。试问容器进口B处的压强为何值?                                                               

   5-16  已知油的密度 ,粘度,在图5-39所示连接两容器的光滑管中流动,已知。当计及沿程和局部损失时,管内的体积流量为多少? [0.2559m3/s]

图  5-39                           图  5-40

5-17  用新铸铁管输送25℃的水,流量,在长的管道上沿程损失为(水柱),试求必须的管道直径。 [0.5757m]

5-18  一条输水管,长,管径,设计流量,水的运动粘度为,如果要求此管段的沿程水头损失为,试问应选择相对粗糙度为多少的管道。   []

5-19  用如图5-40所示装置测量油的动力粘度。已知管段长度,管径,油的密度为 ,当流量保持为时,测压管液面高差,试求油的动力粘度 。 []

5-20 如图5-41所示,运动粘度、流量的水在90º弯管中流动,管径 ,管壁绝对粗糙度。设水银差压计连接点之间的距离,差压计水银面高度差,求弯管的损失系数。[0.618]

图 5-41                             图  5-42

5-21  不同管径的两管道的连接处出现截面突然扩大。管道1的管径,管道2的管径。为了测量管2的沿程损失系数 以及截面突然扩大的局部损失系数,在突扩处前面装一个测压管,在其他地方再装两测压管,如图5-42所示。已知 测压管水柱高度,水流量,试求沿程水头损失系数和局部损失系数。  [0.02722;1.7225]

5-22  图5-43所示为一突然扩大的管道,其管径由 突然扩大到,管中通过流量的水。在截面改变处插入一差压计,其中充以四氯化碳(),读得的液面高度差。试求管径突然扩大处的损失系数,并把求得的结果与理论计算的结果相比较。 [0.5404,理论值0.5625]

        图 5-43                              图 5-44

5-23  用如图5-44所示的U形差压计测量弯管的局部损失系数。已知管径,水流量,U形管的工作液体是四氯化碳,密度为,U形管左右两侧液面高度差,求局部损失系数。 [1.2405]

5-24  如图5-45所示,在三路管状空气预热器中,将质量流量的空气从加热到℃。预热器高,预热器管系的损失系数,管系的截面积,连接箱的截面积,拐弯处的曲率半径和管径的比值。若沿程损失不计,试按空气的平均温度计算流经空气预热器的总压降。                        [169.7Pa]

          图  5-45                                图 5-46

5-25  用一条长 的管道将油箱内的油送至车间。油的运动粘度为,设计流量为,油箱的液面与管道出口的高度差为,试求管径d。[0.01413m]

5-26  容器用两段新的低碳钢管连接起来(如图5-46),已知,管1为锐边入口,管2上的阀门的损失系数。当流量时,求必须的总水头。                                   [11.08m]

5-27  水箱的水经两条串联而成的管路流出,水箱的水位保持恒定。两管的管径分别为,管长,沿程损失系数,有两种连接法,流量分别为,不计局部损失,求比值。 [1.027]

5-28  在图5-47所示的分支管道系统中,已知。水泵的特性数据位,当流量为0、 时,对应的压头为 42m、40m、35m、25m,试求分支管道中的流量。      [1.555m3/s,0.6338m3/s,0.9213m3/s]

 

             图  5-47                                图  5-48

5-29  图5-48所示为由两个环路组成的简单管网,已知管网进口A和出口B处水的流量为。忽略局部损失,并假定全部流动处于紊流粗糙管区,试求经各管道的流量。

[]

5-30  在水箱的垂直壁上淹深h = 1.5m处有一水平安放的圆柱形内伸锐缘短管,其直径d = 40mm,流速系数Cv = 0.95。

(1)   如流动相当于孔口,如图5-49所示。试求其收缩系数和流量。

(2) 如流动充满短管,如图所示。收缩系数同(1),只计收缩断面以后的扩大损失,试求其流量。 [(1)0.554,0.0036m3/s;(2)0.0053m3/s]

图  5-49                                 图 5-50

5-31  如图5-50所示,薄壁容器侧壁上有一直径的孔口,孔口中心线以上水深 。试求孔口的出流流速和流量 。倘若在孔口上外接一长的短管,取短管进口损失系数,沿程损失系数,试求短管的出流流速和流量。[7.7m/s,0.0024m3/s]

5-32  图5-51所示两水箱中间的隔板上有一直径的薄壁小孔口,水箱底部装有外神管嘴,它们的内径分别为。如果将流量的水连续地注入左侧水箱,试求在定常出流时两水箱的液深 和出流流量。 [8.993m,4.367m;0.0308m3/s,0.0292m3/s]

      图 5-51                                图 5-52

5-33  如图5-52所示,沉淀水池的截面积 ,水深,底部有一个的圆形孔口,孔口的流量系数 ,试求水池的泄空时间。     [712.73s]

5-34  有一封闭大水箱,经直径的薄壁小孔口定常出流,已知水头,流量,流量系数。试求作用在液面上气体的计示压强。[

5-35  如图5-53所示,密度为的油从直径2cm的孔口射出,射到口外挡板上的冲击力为20N,已知孔口前油液的计示压强为45000Pa,出流流量为 。试求孔口出流的流速系数、流量系数和收缩系数。[0.97,0.729,0.752]

 

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