【正文】 量，安裝了圓錐式流量計。問每小時流量為若干噸?解：311 為了在直徑D＝160mm的管線上自動摻入另一種油品，安裝了如下裝置：自錐管喉道處引出一個小支管通入油池內。管線由兩種直徑串聯(lián)已知：H＝3m，d1＝20mm，d2＝10mm，L1＝L2＝10m，hw1＝，hw2＝1mH2O求：① Q；② i1，i2；③ 繪制水頭線解：① 對0－0、2－2兩液面列伯努利方程：② 粗管段：細管段：③ 313 圖示輸水管路d1d2d3，若忽略管件處的局部阻力，試繪制其總水頭線和測壓管水頭線的示意圖。解：泵的揚程：H=z2z1+h12=29+hw=30mH2O對1－2－2兩液面列伯努利方程：315 圖示一管路系統(tǒng)，欲維持其出口流速為20m/s，問需多少功率的水泵？設全管路的水頭損失為2m，泵的效率為80%，則壓力表上的讀數(shù)為多少？解：泵的揚程：H=z2z1+hw+=20+2+=對1－3－3兩液面列伯努利方程：另：對3－2－2兩液面列伯努利方程：316 圖示離心泵以20m3/。求抽水量、管內流速及泵前真空度？（提示：因流量是未知數(shù)，能量方程將為一元三次方程，可用試算法求解）23解：由1－2－2兩液面列伯努利方程得：11對1－3兩液面列伯努利方程：318 輸油管上水平90186。管徑300mm，通過流量100L/s。漸細彎頭AB，已知A處管徑DA＝，B處管徑DB＝，B處壓力pB＝。321 嵌入支座的一段輸水管，如圖所示，其直徑由D＝＝1m，當支座前壓力p＝4大氣壓，流量Q＝ m3/s，試確定漸縮段中支座所承受的軸向力？解：對1－2－2列伯努利方程：由動量方程：支座所承受的軸向力為384KN，方向向右。求射流對葉片的沖擊力。求臨界狀態(tài)時柴油應有的粘度為多少？解：45 研究軸承潤滑的問題中，有關的物理參數(shù)為：軸的正應力p，摩擦力R，軸徑D，軸承長l，軸與軸承間的間隙Δ，潤滑劑粘度μ，轉數(shù)n。解：（1） （2）取 p，D，n 作為基本物理量[p]=[ML1T2]，[R]=[MLT2]，[D]=[L]，[l]=[L]，[Δ]=[ L]，[μ]=[ ML1T1]，[n]=[ T1]，（3） 即46 研究流體繞流與流向垂直放置的橫臥圓柱體所受的阻力T時，涉及的物理參數(shù)為：流體的流速U、流體的粘度μ、密度ρ、圓柱直徑D、圓柱長度及圓柱表面粗糙度Δ。并證明T=CDAρU2 (其中：A=D，稱迎流面積)，寫出阻力系數(shù)CD的函數(shù)表達式。 y1 ＝1 240。試用雷利量綱分析方法求聲速C的表達式。今用空氣進行模擬試驗，氣體管道直徑為50mm，氣流速度為多少，才能保持動力相似？ ()解：由題意，欲保持動力相似，應維持雷諾數(shù)相等 Vm＝49 油船吃水面積為400m2，航速5m/s，船長50m。忽略表面張力及粘性力的影響，只考慮重力的影響，與保持原型及模型中的弗汝德數(shù)相等，試求模型長度及模型航速大小。求證其流速分布關系式為：證：Navier—Stokes方程： 由題意：X＝g，Y＝0，Z＝0； uy＝uz＝0，ux＝u；不可壓穩(wěn)定流：則N－S方程簡化為： 由連續(xù)性方程：得 則N－S方程進一步簡化為：積分：再積分：邊界條件：y＝0時，u＝0 240。 C1＝－gδ即 所以 411 管徑400mm，測得層流狀態(tài)下管軸心處最大流速為4m/s，求斷面平均流速。（μ為液體粘度，V為平均流速）證： 圓管層流 413 用長度5km，直徑300mm的鋼管，重量流量200t/h。C（ν1＝25St）變到t2＝40176。解： t1＝10176。C時：415 管內紊流時的流速分布規(guī)律可寫為指數(shù)形式 其中um為最大流速，R為管道半徑，u和r為任一點所對應的流速和半徑。解：設 ，則 所以， 417 ，石油的運動粘度為10cSt，試求每公里管線上的壓降（設地形平坦，不計高程差）。[提示：因流量未知，需采用試算法。]解：試算法Q＝ 長管： 假設 λ＝則 ，水力光滑區(qū)即 419 為測量水力摩阻系數(shù)λ，在直徑305mm，長50km的輸油管線上進行現(xiàn)場試驗。試根據(jù)實驗結果計算水力摩阻系數(shù)λ值。（設管子絕對粗糙度Δ＝）解： 經驗公式： 實驗結果： 423 自地下罐經離心泵向油庫輸油流程如圖。運動粘度4cSt。解：由伯努利方程：52 沿直徑200mm，長3km的無縫鋼管（Δ＝）。試求沿程損失各為多少米油柱？解：冬季： 夏季：53 。試求應用多大管徑？解：第二類問題：混合摩擦區(qū)泵壓：p1＝106Pa排量：Q＝54 長輸管線，‰，、設計輸送量為40t/h。設不計高差，沿輸油管內壓降保持50at，輸送過程全部在水力光滑區(qū)內。解：Q1＝流量減少數(shù)為10%56 圖示一串聯(lián)管路，管徑、管長、沿程水力摩阻系數(shù)和流量分別標于圖中，試按長管計算所需的水頭H為多少？解：57 圖示一輸水管路，總流量Q＝100L/s，各段管徑、長度及程水力摩阻系數(shù)分別標于圖中，試確定流量2及AB間的水頭損失為多少？解：又 （2）由（1）、（2）得Q1＝＝ Q2＝ m3/s＝58 圖示一管路系統(tǒng)，CD管中的水由A、B兩水池聯(lián)合供應。求2及d2解：按長管計算 A～D伯努利方程： B～D伯努利方程： d2=516 用實驗方法測得從直徑d＝10mm的圓孔出流時，作用水頭為2m，收縮斷面直徑dc＝8mm。解：收縮系數(shù)又517 在d1＝20mm的圓孔形外管嘴上，加接一個直徑d2＝30mm、長80mm的管嘴，使液體充滿管口泄出。解： 518 水從固定液面的水箱，通過直徑d＝。解：519 儲水槽頂部通大氣，如圖所示?？卓贏為薄壁孔口，孔口B為圓邊孔口，其水面高H0＝10m。求一晝夜內通過C的漏水量。已知d1＝，d2＝，d3＝。解：查表得由題：Q＝Q1＝Q2＝Q3所以，經過此系統(tǒng)的流量：Q= Q3＝104 m3/s由（1）式：由（2）式：二第一章14解： 系統(tǒng)內水的總體積，水的體積膨脹系數(shù)1/℃。答：略16解：油的運動粘度，密度，則油的動力粘度。答：略19解：如圖示：在錐體表面距離定點處取一寬度為的微圓環(huán)，則在處的微圓環(huán)的半徑。在加速度a和g的作用下，容器中液體處于相對靜止狀態(tài)，隔板兩側液體的等壓面與水平面的夾角分別為、所以，因為，即，所以因為，所以答：略217解：（1）由題意得單位質量力，由于容器中水處于相對靜止狀態(tài)，所以壓強差微分方程為當，當，對方程兩邊同時積分得，所以，所以（2）若，所以，即（3）若，則，即答：略作業(yè)存在的主要問題：l 答題格式不規(guī)范，必須的公式、圖表以及一些符號說明沒有在答案中體現(xiàn)。甚至有同學將一道題的答案寫在了兩道題的結果上。l 書中答案未必正確，不要迷信書中結果。所以有 ，所以，所以在處容器液面的壓強公式為，在容器頂部距中心處取微圓環(huán)，則微圓環(huán)所受到的壓力為所以整個容器頂蓋受到的總壓力為當時，即所以，故，所以容器的轉速為2－22解: 設閘門寬為，長為。（1）求液體作用在閘門上的總壓力F（2）總壓力F的作用點（3）所以作用在A點處的力矩為當閘門剛好打開時,有,即所以， 2－28解：如圖示，作用在上半球體上的壓強左右對稱，所以總壓力的水平分力為零。垂直分力方向向上，其大小為2－33 解：如圖所示：柱形體在液體中所受的水平分力合力為零，僅受豎直向上的浮力作用。2－20解：如圖所示，建立坐標系，當系統(tǒng)靜止時，圓筒內液面距底面，圓管內液面高度為,當系統(tǒng)轉動時,圓筒內液面高度下降，圓管內液面上升，根據(jù)流體質量守恒定律可知，即,當系統(tǒng)靜止時，活塞底面處液面對活塞的壓力等于活塞的重力，即。閘門和重物共重10000N，重心距軸A的水平間距為。由題意知，當從0變化到h時，流速從0線性的增大到，所以速度梯度為。由連續(xù)方程知， 所以可得：。3－31解：取泵和管的進、出口以及泵管內的體積為控制體，設系統(tǒng)對水的作用力為，由動力定理得：（方向向左），則水對船的作用力（負號表示作用力方向與流速方向相反）332解：取進口表面1出口表面22和漸縮彎管內表面內的體積為控制體，建立坐標系，如圖所示。，所以設支撐管對流體的水平和豎直方向上的作用力分別為、由動量定理得：所以所以力與水平線之間的夾角＝158176。如圖所示，建立坐標系。3－40解：噴嘴處的出口速度設轉速為，則，即所以角速度為。圓柱坐標系固連于灑水器，OZ軸垂直相外，切向與相對速度同向。只有其周向分量對轉軸存在力矩。一定要牢記先后順序，次序顛倒，會影響結果的正負性（結果的方向性）。(1)模型的堰頂水頭(2) 因為，所以，因為，所以原型上的流量(3)根據(jù)壓力相似準則，其歐拉數(shù)也相等，即：所以43解：要保持模型和原物之間的流動相似，其雷諾數(shù)必然相等，即：，所以因為，所以(1)當模型中的流體為20℃的水，查表得(2)當模型中的流體為20℃的空氣，查表得47解：(1)速度比例尺，汽車在運動過程中主要受粘性力作用，因此要保證流動相似，必須保證雷諾數(shù)相等，即：，所以,長度比例尺。414：解：小球直徑、速度、流體密度三種量的量綱組成的行列式值為，所以選取小球直徑、速度、流體密度三種量為基本量，根據(jù)題意可得阻力的物理方程為，所以根據(jù)定理，用基本量表示的零量綱量為：。415解：堰頂水頭（L）、液體的密度（）、重力加速度（）三種量的量綱的行列式值是，所以選取堰頂水頭、液體的密度、重力加速度為基本量。根據(jù)題意可得功率的物理方程為，所以根據(jù)定理，用三個基本量表示的零量綱量為，根據(jù)物理方程量綱一致性原則，對五個無量綱量：所以有方程組：，求解得:，所以，因為為一無量綱數(shù)。5－3解：查表得：10℃時水的密度為，運動粘度為。所以凝汽器中水的總流量為5－7解：流動的雷諾數(shù)為，所以流動為層流。管子的相對粗糙度，查穆迪圖得，所以沿程損失為5－11解：管中重油的流速為，所以流動的雷諾數(shù)，為層流流動。在壓力油箱液面和輸油管終端截面處列伯努力方程（不計局部損失）：，所以517解：在兩容器液面處列伯努力方程：，所以有，即，假設流動處于層流，則，代入上式得：，求解得：則相應的雷諾數(shù)為，為湍流，由于管子為光管，則，所以代入式，可求出則其相應的雷諾數(shù)為，為湍流，由于管子為光管，則，所以代入式，可求出則其相應的雷諾數(shù)為，為湍流，由于管子為光管，則，所以代入式，可求出則其相應的雷諾數(shù)為，為湍流，由于管子為光管，則，所以代入式，可求出