【正文】 的水，求兩者在同一位置處的層流附面層厚度之比。【解】由，可知為紊流層流附面層長度拖曳力33第七章 壓力管路 孔口和管嘴出流題71圖3m17mζ1ζ2ζ5ζ4l2d2l1d1ζ3H【71】如圖所示為水泵抽水系統(tǒng)，已知l1=20m，l2=268m，d1=，d2=，ζ1=3，ζ2=，ζ3=，ζ4=，ζ5=1，λ=，流量Q=4103m3/s。試求：（1）當(dāng)水池水面與水井水面的高差h不超過2m時(shí)，自流管的直徑D=?；（2）水泵的安裝高度H為2m時(shí)，進(jìn)口斷面AA的壓力。 【解】列自由液面和出口斷面的伯努利方程解得流量　　　　　　　　　【75】有一中等直徑鋼管并聯(lián)管路，流過的總水量Q=，鋼管的直徑d1=150mm，d2=200mm，長度L1=500m，L2=800m。設(shè)管徑，管長，沿程阻力系數(shù)分別如下： L1=1km，L2=L3=4km；D1=200mm，D2=D3=150mm；λ1=，λ2=λ3=。 【解】孔口的收縮系數(shù)由 得 又由 得 其中流速系數(shù)，則得題79圖H1H2H3ABCH0【79】如圖示一儲水罐，在水罐的鉛直側(cè)壁有面積相同的兩個(gè)圓形小孔A和B，位于距底部不同的高度上?！窘狻看祟}即為淹沒出流和管嘴出流的疊加，當(dāng)流動恒定后，淹沒出流的流量等于管嘴出流的流量題710圖H1d1d2lH2 淹沒出流流量公式和管嘴出流流量公式由，即解得 、 【711】輸油鋼管直徑（外徑）為100mm，壁厚為4mm，輸送量為15 L/s，管長為2000m，（1），問水擊壓力為多少？（2）若關(guān)死閥門的時(shí)間延長為20s，問水擊壓力為多少？ 【解】（1）石油的彈性系數(shù)，鋼管的彈性系數(shù)因?yàn)楣? （2）因?yàn)門M=20t0=，故由經(jīng)驗(yàn)公式【712】，沿內(nèi)徑305mm，壁厚10mm的鋼管輸送?！窘狻浚?）原油中的聲速最大水擊壓力。1011Pa；109Pa。問：（1）通過A、B兩孔口的流量相同時(shí)，H1與H2應(yīng)成何種關(guān)系？（2）如果由于腐蝕，使槽壁形成一直徑d=，C距槽底H3=5m，求一晝夜通過C的漏水量。DAVMBL1D1λ1L2D2λ2L3D3λ3終點(diǎn)終點(diǎn)題77圖C【解】（1）因終點(diǎn)均通大氣，故BC和BD為并聯(lián)管路，又因D2=D3，則 （2）列真空表所在斷面和C點(diǎn)所在斷面的伯努利方程，按長管計(jì)算可忽略速度水頭和局部水頭，則題78圖Hddc解得 【78】有一薄壁圓形孔口，其直徑為10mm，水頭為2m，現(xiàn)測得過流收縮斷面的直徑dc為8mm。題75圖　QABQ1L1d1Q2L2d2【解】由并聯(lián)管路的特點(diǎn)hf1=hf2，有又有 得 ，則A、B兩點(diǎn)間的水頭損失(存在誤差：hf(AB)=)L2d2λ2L1d1λ1A⊿ZL3d3λ3B題76圖 【76】有A、B兩水池，其間用舊鋼管連接，如圖所示?！窘狻坎楸砜芍?0℃時(shí)水的運(yùn)動粘度υ=106m2/s總水頭線位置水頭線d1d2Hl1l2題73圖測壓管水頭線00由連續(xù)性方程　 各管段雷諾數(shù) 　　　　　各管段相對粗糙度　　　　　　　　　　　　　　　查莫迪圖可知?！窘狻浚?）列兩自由液面的伯努利方程其中：解得 　　　　　LDζ2ζ1hHldAA題72圖【72】用長為50m的自流管（鋼管）將水自水池引至吸水井中，然后用水泵送至水塔。試計(jì)算以上兩種情況下平板后端附面層厚度和總阻力。（3）若流速v=4m/s，l=300m，其它條件均不變時(shí)，求沿程及局部水頭損失。試確定水的流量Q。 【解】列兩液面的伯努利方程 10℃時(shí)水 查表63（P123），R/D=176。管路上有全開閘閥一個(gè)，R/D=176。【解】（1）由局部水頭損失公式（2）相當(dāng)長度令，即，則可得題613圖HL1L2hj1hj2hj3【613】如圖示給水管路。s的鹽水，已知其沿程阻力系數(shù)λ=。（2）并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與按經(jīng)驗(yàn)公式所計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行對比。設(shè)輸油管道終端為大氣，104m2/s，（1）求沿程損失是多少？（2）油箱液面高h(yuǎn)應(yīng)為多少？【解】（1）雷諾數(shù)　為層流則　　　?。?）列輸油管道終端和自由液面的伯努利方程（加單位m）【611】為了測量沿程阻力系數(shù)，、長200km的輸油管道上進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)。 【解】雷諾數(shù)　為層流則【68】水管直徑d=，長度l=300m，絕對粗糙度△=?！?5】沿直徑為200mm的管道輸送潤滑油，流量9000kg/h，潤滑油的密度ρ=900kg/m3，104m2/s，105m2/s，試判斷冬夏兩季潤滑油在管路中的流動狀態(tài)。（2）如果該管輸送同樣質(zhì)量流量的石油，已知石油的密度ρ=850kg/m3，104m2/s，試確定石油的流態(tài)。）【解】欲保持重力相似應(yīng)維持弗勞德數(shù)相等，即即 （1）所以有 （2）由同名力相似可知則有 29第六章 粘性流體動力學(xué)基礎(chǔ)【61】，在溫度20℃時(shí)，106m2/s，（1）欲保持層流，問平均流速不能超過多少？（2）最大輸送量為多少？【解】欲保持層流需Re≤2000，即則（1） （2） 【62】， （3）寫出53=2個(gè)無量綱π項(xiàng)， （4）根據(jù)量綱和諧原理，可確定各π項(xiàng)的指數(shù)，則， （5）無量綱關(guān)系式可寫為或 總壓力 【56】用一直徑為20cm圓管，輸送υ=4105m2/s的油品，流量為12 L/s?！?3】假設(shè)泵的輸出功率是液體密度ρ，重力加速度g，流量Q和揚(yáng)程H的函數(shù)，試用量綱分析法建立其關(guān)系。（2）若葉片以12m/s的速度后退，因坐標(biāo)系建立在葉片上，故水流撞擊葉片前的速度為v==，代入上式得　射流對葉片的沖擊力?！窘狻咳?22斷面及管壁圍成的空間為控制體，建立如圖所示坐標(biāo)系。列y方向動量方程則　　　　　　題 415圖DFdyxR2211o【415】消防隊(duì)員利用消火唧筒熄滅火焰，消火唧筒出口直徑d=1cm，入口直徑D=5cm，從消火唧筒射出的流速v=20m/s。漸細(xì)彎頭AB，已知A處管徑dA=，B處管徑dB=，B處壓力pB=105Pa?！窘狻窟x取11和22斷面及管壁圍成的空間為控制體，建立如圖所示坐標(biāo)系，設(shè)彎管處管壁對流體的力為R。求泵及電動機(jī)的額定功率（即輸入功率）應(yīng)為若干？40m題 412圖【解】列兩油罐液面的伯努利方程，則得 則yθRF1122題 413圖xRxRy　　　【413】輸油管線上水平90176?！窘狻苛袃勺杂梢好娴牟匠?，則得 　　　 H=30m又由 得列最低自由液面和真空表所在斷面的伯努利方程，則得 ?！窘狻吭O(shè)22斷面中心點(diǎn)到壓力計(jì)中水銀最高液面的距離為x，列122斷面的伯努利方程，以過22斷面中心點(diǎn)的水平面為基準(zhǔn)面，則 選取壓力計(jì)中水銀最低液面為等壓面，則得 　　　 又由連續(xù)性方程可知 　 將上兩式代入伯努利方程中，可得，列壓力表所在斷面和出口斷面的伯努利方程可得壓力表度數(shù) 1d3d1Hd2M題