中國石油大學工程流體力學例題等(參考版)
2025-03-27 06:03本頁面
【正文】 在吸水行程起點和壓水行程終點，,管路中的速度及水頭損失均為零，管路中的速度為： 根據(jù)一元非恒定流體動能量方程，工作室相對壓強為： （1）在吸水行程起點， （2）在壓水行程終點， 例3水箱的正方形斷面邊長 a=800mm，底部開有直徑d=30mm的孔口，流量系數(shù)u=，水箱開始是空的，從上面注入固定不變的流量q=2L/S求：恒定工作狀況的水深H值，？ 解：恒定工況水深H可由下式計算：，水箱橫斷面面積為：F由連續(xù)條件得：。 （2）在壓水行程的終點。解：經(jīng)過孔口的流量Q1經(jīng)過管嘴的流量Q2因為穩(wěn)定流，所以Q1＝Q2整理得：第六章 一元不穩(wěn)定流例1所以：例2一單作用柱塞泵，柱塞直徑D=141mm，轉(zhuǎn)速n=60rpm，吸水管長l1=4m,壓水管長l2=30m,管路直徑均為 d=100mm,吸水高度H1=3,壓水高度H2=27m求：工作室中的相對壓強。 （3）得 240。試求引入每一水罐的流量。（設(shè)穩(wěn)定流動）解：以下水箱液面為基準面，列兩液面的伯努利方程：沿程水頭損失：局部水頭損失：總水頭損失：hw＝hf+hj＝所以，例6 水箱中的水通過直徑為d，長度為l，沿程阻力系數(shù)為λ的立管向大氣中泄水，問h多大時，流量Q的計算式與h無關(guān)？解：取1－2－2斷面列伯努利方程：所以，當時，Q與h、l無關(guān)。試用因次分析方法確定變量間的函數(shù)關(guān)系式，并得出計算hf的公式解：（1）；；；；；（2）選ρ， V， D為基本的物理量（3）建立3個無因次π項對于Π1項：對于 M： 0＝1+a1 L： 0＝－1－3a1+b1+c1 T： 0＝－1－b1所以 a1＝－1， b1 ＝－1， c1 ＝－1對于Π2項：對于 M：0＝a2 L： 0＝1－3a2+b2+c2 T： 0＝－b2所以 a2＝0， b2 ＝0， c2 ＝－1對于Π3項：對于 M：0＝1+a3 L： 0＝－2－3a3+b3+c3 T： 0＝－2－b3所以 a3＝－1， b3 ＝－2， c3＝1（4）所以，令，則——達西公式λ——沿程阻力系數(shù)例3油泵抽貯油池中的石油，為保證不發(fā)生漩渦及吸入空氣，必須用實驗方法確定最小油位h，已知原型設(shè)備中吸入管直徑dn=250mm，νn=104m2/s，Qn=140L/s，實驗在1：5的模型中進行，試確定(1) 模型中γm=？， Qm=？，Vm=？(2) 若模型中出現(xiàn)漩渦的最小液柱高度hm=60mm，求hn=？分析：重力、慣性力、粘性力，特征長度為d解：Ren = Rem ，gn=gm，Vm＝，代入（1）得νm=104m2/shn= hm?5＝300mm例4流速由V1變?yōu)閂3的突然擴大管，為了減小阻力，可分兩次擴大，問中間級V2取多大時，所產(chǎn)生的局部阻力最?。勘纫淮螖U大的阻力小多少？解：① 求V2一次擴大的：兩次擴大的：當VV3確定時，產(chǎn)生的最小阻力的值V2由下式求出：②所以， 即分兩次擴大最多可減少一半損失。解：n＝4，應(yīng)用雷利法，假設(shè)變量之間可能的關(guān)系為一簡單的指數(shù)方程： （k為實驗系數(shù)）按MLT寫出因次式為：對因次式的指數(shù)求解對于M： 1＝z L：－1＝x＋y－z T：－2＝－y－z所以 x＝－1，y＝1，z＝1代入函數(shù)式得： （實驗已證實：）例2:已知液體在管路中流動，壓力坡度，與下列因素有關(guān)：ρ，V，D，181。第四章 流動阻力和水頭損失例1:在圓管層流中，沿壁面的切應(yīng)力τ0與管徑 d、流速 V 及粘性系數(shù) 181。已知：H、b、h（不計損失），求：吼道有效斷面面積A1與噴嘴出口斷面面積A2之間應(yīng)滿足什么樣的條件能使抽水裝置開始工作？解：以1－1為基準面，列0－0、1－1斷面的能量方程： 以0`－0`為基準面，列1－2－2斷面的能量方程： 要使抽水機工作：則：又因為：所以：例3：水頭線（局部損失不計）例4: 已知：Q＝，D＝ Hw吸＝1m，hw排＝25m求：H＝？pB＝？N泵＝？解：取1－2－2斷面列伯努利方程：取1－B斷面列伯努利方程：例5：動量方程 已知：一個水平放置的90186。分析： 1－1： p1（＝0）， V1（？）， z1（√） 2－2： p2（＝0）， V2（？）， z2（√） 3－3： p3（ ？）， V3（＝0）， z3（√）（駐點）每點都有一個未知數(shù)，可對任何兩點列方程。解：① 以3－3斷面為基準面，列1－3－3兩斷面的能量方程：以2－2斷面為基準面，列2－4－4兩斷面的能量方程：所以，② 例2－2: 節(jié)流式流量計 已知：U形水銀壓差計連接于直角彎管，d1＝300mm，d2＝100mm，管中流量Q＝100L/s試問：壓差計讀數(shù)Δh等于多少？ （不計水頭損失）解：以0－0斷面為基準面，列1－2－2兩斷面的能量方程：又 ，
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