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1、工程流體力學基礎作業(yè) 3-25 直立圓管直徑10mm，一端裝有5mm的噴管，噴管中心到1截面的距離為3.6m，從噴管出口排入大氣的水流出口速度為18m/s，不計摩擦損失，計算截面1處的計示壓強。 解：mm，mm，m/s，m，kg/m3 由連續(xù)方程 m/s 由伯努利方程 Pa 3-33 消防水槍水平工作，水槍進口直徑mm，出口直徑mm，水槍工作水量L/min，試確定水槍對消防隊員的后坐力。 解：m3/s m2 m2 m/s m/s 由伯努利方程 Pa 由動量方程 噴管對水的作用力 水對噴管的作用力

2、為，方向向右。 考慮管內(nèi)靜壓對后端的作用力，合力為N，方向向左。 5-1 用管徑mm的圓管輸送石油，質量流量kg/h，密度kg/m3，石油冬季時的運動黏度為m2/s；在夏季時，m2/s，試求冬、夏季石油流動的流態(tài)。 解：速度m/s 層流 湍流 5-5 輸油管的直徑mm，長m，出口端比進口端高m，輸送油的質量流量kg/h，油的密度kg/m3，進口端的油壓Pa，沿程損失系數(shù)，求出口端的油壓。 解：面積m2 平均速度m/s 沿程損失m 伯努利方程 Pa

3、 5-9 內(nèi)徑為6mm的細管，連接封閉容器A及開口容器B，容器中有液體，其密度為kg/m3，動力黏度Pas，容器A上部空氣計示壓強為kPa。不計進口及彎頭損失。試問液體流向及流量。 解：勢能水頭m m 故A→B 假設為層流 哈根-泊肅葉公式m3/s 檢驗m/s 故不是層流 按湍流光滑管計算 m/s m3/s 5-11 在管徑mm、管長m的圓管中流動著℃的水，其雷諾數(shù)。試求當管內(nèi)壁為mm的均勻沙粒的人工粗糙管時，其沿程能量損失。 解： 故在湍流粗糙管過渡區(qū) 黏度 Pas 平均速度 m/s 沿程損失 mH2O

4、 5-28 在分支管道系統(tǒng)中，已知m，m，m，m；m，m，m，m；m，m，m，m；m2/s。水泵的特性數(shù)據(jù)為，當流量為0、1m3/s、2m3/s、3m3/s時，對應的壓頭為42m、40m、35m、25m，試求分支管道中的流量、、。 解：相對粗糙度，，。 擬合水泵特性曲線 水泵吸入端靜水頭 水泵壓出端靜水頭 設節(jié)點靜壓頭 節(jié)點總壓頭 各段壓頭損失 查λ 檢驗節(jié)點處的連續(xù)性。 試取水泵流量.5m3/s qV1 1.5 1.56 1.59 v1 1.90986 1.

5、98625 2.02445 hs 4.814 4.799 4.871 Hp 38 37.698 37.541 hp 42.814 42.497 42.412 Re1 1.90986E6 1.98625E6 2.02445E6 λ1 0.0142 0.0142 0.0142 hf1 2.641 2.856 2.967 hj 40.173 39.641 39.445 hjT 40.359 39.842 39.654 hf2 10.359 9.842 9.

6、654 λ2 0.015 0.0143 0.0143 0.0143 v2 3.35968 Re2 1.67984E6 qV2 0.67562 0.65855 0.65223 hf3 15.359 14.842 14.654 λ3 0.019 0.0192 0.0192 0.0192 v3 3.44834 Re3 2.06901E6 qV3 0.96991 0.95344 0.94738 qV2+qV3 1.646 1.612

7、 1.600 5-29 由兩個環(huán)路組成的簡單管網(wǎng)，已知m，m，m；m，m，m；m，m，m；m，m，m；m，m，m；管網(wǎng)進口A和出口B處水的流量為1m3/s。忽略局部損失，并假定全部流動處于湍流粗糙區(qū)，試求經(jīng)各管道的流量。 解：相對粗糙度，。 沿程損失系數(shù)，。 試取流量值，且滿足 m3/s 計算各管道損失 其中，，，，。 檢驗每個環(huán)路是否滿足 不滿足則修正流量。 qV1 0.6 0.65 0.64 qV2 0.4 0.35 0.36 qV3 0.1 0.15 0.15 qV4 0.

8、7 0.8 0.79 qV5 0.3 0.2 0.21 hf1 11.426 13.410 13.001 hf2 15.498 11.865 12.553 hf3 0.097 0.218 0.218 hf4 15.553 20.314 19.809 hf5 39.798 17.688 19.501 6-3 空氣[γ=1.4，R=287J/(kgK)]在400K條件下以聲速流動，試確定：①氣流速度。②對應的滯止聲速。③對應的最大可能速度。 解

9、：m/s m/s m/s m/s 6-6 空氣管流[γ=1.4，R=287.43J/(kgK)]在管道進口處K，Pa，m/s，cm2，在管道出口處K，Pa，m/s，試求進出口處氣流的各種狀態(tài)參數(shù)：T0，p0，ρ0，Tcr，pcr，ρcr，λ，vmax。 解：進口處： m/s kg/m3 K Pa kg/m3 K Pa kg/m3 m/s m/s 出口處： m/s kg/m3 cm2 K Pa kg/m3 K Pa kg/m3 m/s m/s

10、 6-11 空氣氣流在收縮噴管截面1上的參數(shù)為Pa，K，m/s，mm，在出口截面2上馬赫數(shù)為，試求出口的壓強、溫度和直徑。 解：m/s K Pa mm 或 kg/m3 kg/m3 m/s mm 9-1 空氣穩(wěn)定地流過一等截面管，在某截面處，氣流的參數(shù)Pa，K，m/s，求發(fā)生在狀態(tài)1處的正激波波后的壓強、溫度和速度。 解： J/(kgK) m/s Pa K m/s 9-2 氣體在管道中作絕熱流動并產(chǎn)生一個正激波。已知在激波上游截面處， K，m/s，kPa；激波下游截面處，K。試求激波下游截面處的、、，并與上游截面處的值進行比較。 解：設 由解得 m/s J/(kgK) m/s kPa kg/m3 9-7 一拉瓦爾噴管出口面積與喉部面積之比A1/Acr=4。空氣通過噴管并在A/Acr=2處產(chǎn)生一正激波。已知波前的滯止壓強kPa，試求出口處的壓強。 解：求激波前的馬赫數(shù) 由解得 激波前壓強 kPa 激波后壓強 kPa 激波后馬赫數(shù) 激波后的總壓 kPa 激波后的相當臨界截面積 由得出口馬赫數(shù) 出口壓強kPa