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工程流體力學課后習題答案_袁恩熙-閱讀頁

2025-06-15 12:16本頁面
  

【正文】 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(yīng)有的粘度為多少?解:45 研究軸承潤滑的問題中,有關(guān)的物理參數(shù)為:軸的正應(yīng)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(zhuǎn)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(yīng)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(guān)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(nèi)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(yīng)的流速和半徑。解:設(shè) ,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(shè)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(shè) 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(jié)果計算水力摩阻系數(shù)λ值。(設(shè)管子絕對粗糙度Δ=)解: 經(jīng)驗公式: 實驗結(jié)果: 423 自地下罐經(jīng)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(yīng)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(shè)計輸送量為40t/h。設(shè)不計高差,沿輸油管內(nèi)壓降保持50at,輸送過程全部在水力光滑區(qū)內(nèi)。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(yīng)。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。孔口A為薄壁孔口,孔口B為圓邊孔口,其水面高H0=10m。求一晝夜內(nèi)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(jīng)過此系統(tǒng)的流量:Q= Q3=104 m3/s由(1)式:由(2)式:
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