工程流體力學(xué)聞德第七章流動(dòng)阻力和能量損失課后習(xí)題答案(參考版)
2025-06-21 08:02本頁(yè)面
【正文】 水頭損失:， =0校核： =總水頭線和測(cè)壓管水頭線分別如圖中實(shí)線和虛線所示。試求閥門(mén)全開(kāi)（）時(shí)管內(nèi)流量Q，并繪出總水頭線和測(cè)壓管水頭線。假設(shè)管中為湍流（過(guò)渡區(qū)）因 ，由莫迪圖查得7—32 設(shè)水流從水箱經(jīng)過(guò)水平串聯(lián)管流入大氣，在第三管段有一板式閥門(mén)，如圖所示。試求上述二種情況下的局部損失hj1: hj2之比和每種情況下的等值長(zhǎng)度l′l′2。折管彎頭換為兩個(gè)45176。的折管彎頭的局部損失，如圖所示。解：，所以（1）當(dāng)時(shí)，由表7—3查得。7—30 現(xiàn)有一直徑d = 100 mm的板式閥門(mén)，試求這個(gè)閥門(mén)在二個(gè)開(kāi)度（e/d = ，e/d = ）情況下的等值長(zhǎng)度l′。7—29 流速由v1變到v2的突然擴(kuò)大管，如分為兩次擴(kuò)大（如圖所示），中間流速v 取何值時(shí)，局部損失最小，此時(shí)局部損失hj2為多少，并與一次擴(kuò)大時(shí)hj1比較。試確定水銀壓差計(jì)中的水銀面哪一側(cè)較高，差值Δh為多少？（沿程損失略去不計(jì)）。解： 7—28 一直立突然擴(kuò)大水管，如圖所示。解：過(guò)水?dāng)嗝婷娣e 濕周 水力半徑 7—27 有一如圖所示的水平突然擴(kuò)大管路，已知直徑d1 = 5 cm，直徑d2 = 10 cm，管中水流量Q = m3/s。7—26 有一梯形斷面渠道，已知底寬b = 10 m，均勻流水深h = 3 m，邊坡系數(shù)m = 1，土渠的粗糙系數(shù)n = ，通過(guò)的流量Q = 39 m3/s如煙道的λ= ，要保證煙囪底部1—1斷面的負(fù)壓不小于100 Pa（注：斷面1—1處的速度很小，可略去不計(jì)），試求煙囪的高度H至少應(yīng)為多少米。注：氣流密度=。lAB = 12 m，酒精的密度ρ= 860 kg/m3。今用酒精微壓計(jì)測(cè)量風(fēng)道水平段A、B兩點(diǎn)的壓差，如圖所示。試用莫迪圖求沿程損失hf，以mmH2O表示。解：（1）由莫迪圖查得 m（2）7—22 設(shè)有壓恒定均勻管流（湍流）的過(guò)流斷面形狀分別為圓形和方形，當(dāng)它們的過(guò)流斷面面積、流量、管長(zhǎng)、沿程阻力系數(shù)都相等的情況下，試問(wèn)哪種過(guò)流斷面形狀的沿程損失大，為什么？解：，在v、l、λ都相等的情況下，方形斷面的當(dāng)量直徑de小于圓形斷面的直徑d，因?yàn)?，所以方形斷面的沿程損失大。若不等，則需重設(shè)λ值，直至與莫迪圖求得的λ值相等為止。解：，由于Q、v未知，從而Re、λ亦未知，解決此問(wèn)題可采用如下方法。試求：管長(zhǎng)l = 300 m時(shí)的沿程損失hf和管壁切應(yīng)力τ0、動(dòng)力速度v*，以及離管壁y = 50 mm處的切應(yīng)力和流速u1。若測(cè)得沿程損失hf = mH2O，試求該管壁的當(dāng)量粗糙度Δ值。解：（1）設(shè)管內(nèi)流態(tài)為湍流狀態(tài)（粗糙區(qū)），在式中，令y = 100 mm，則（2）校核：粘性底層厚度 ，屬湍流粗糙區(qū)，計(jì)算有效。在水文測(cè)驗(yàn)中，作為斷面垂線平均流速的參考值還是有根據(jù)的。解：?jiǎn)螌捛劳ㄟ^(guò)的流量 （1）
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