【正文】 斷面和B斷面的伯努利方程，得（因彎頭為水平放置，即z1=z2=0）其中：則列x方向動量方程　　可知，與設(shè)的方向相反。求消防隊員手握住消火唧筒所需要的力？（設(shè)唧筒水頭損失為1m）【解】選取消火唧筒的出口斷面和入口斷面與管壁圍成的空間為控制體，建立如圖所示坐標(biāo)系。當(dāng)支座前端管內(nèi)壓力p=4105Pa，流量Q=，求該管段中支座所受的軸向力。列11和22斷面的伯努利方程求得其中：　　得列x方向即軸向動量方程則 該管段中支座所受的軸向力【417】，沖擊一個固定的對稱葉片，葉片的轉(zhuǎn)角α=135176。若葉片以12m/s的速度后退，而噴口仍固定不動，沖擊力將為多大？【解】建立如圖所示坐標(biāo)系，選取如圖所示控制體αF題 417圖xyo （1）列x方向的動量方程其中 則　射流對葉片的沖擊力。第五章 量綱分析與相似原理【51】試用量綱分析法分析自由落體在重力影響下降落距離s的公式為s=kgt2，假設(shè)s和物體質(zhì)量m、重力加速度g和時間t有關(guān)?！窘狻?（1）展開量綱公式　　　為有量綱數(shù)； （2）展開量綱公式　　　　為有量綱數(shù)；（3）展開量綱公式　　　為有量綱數(shù)； （4）展開量綱公式　　為有量綱數(shù)； （5）展開量綱公式 為無量綱數(shù)。 【解】利用瑞利法，取比重γ=ρg（1）分析物理現(xiàn)象，假定 （2）寫出量綱方程或 （3）利用量綱和諧原理確定上式中的指數(shù)解得回代到物理方程中得【54】假設(shè)理想液體通過小孔的流量Q與小孔的直徑d，液體密度ρ以及壓差有關(guān)，用量綱分析法建立理想液體的流量表達(dá)式?！窘狻坷忙卸ɡ恚?）分析物理現(xiàn)象 （2）選取H、g、ρ為基本量，它們的量綱公式為，其量綱指數(shù)的行列式為所以這三個基本物理量的量綱是獨(dú)立的，可以作為基本量綱。若在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)用5cm直徑的圓管作模型試驗(yàn)，假如采用（1）20℃的水，（2）υ=17106m2/s的空氣，則模型流量為多少時才能滿足粘滯力的相似？【解】依題意有Rep=Rem，或（1）查表可知20℃106m2/s，由此可得 （2）若為空氣，則【57】一長為3m的模型船以2m/s的速度在淡水中拖曳時，測得的阻力為50N，試求（1）若原型船長45m，以多大的速度行駛才能與模型船動力相似。該流動雷諾數(shù)很大，不需考慮粘滯力相似，僅考慮重力相似。s的原油，維持平均速度不超過1m/s，若保持在層流的狀態(tài)下輸送，則管徑不能超過多少？【解】欲保持層流需Re≤2000，即其中 則 【63】， L/s。（1）試確定管內(nèi)水的流態(tài)?！窘狻浚?）查表（P9）得水在溫度為5℃106m2/s。 （2）因該管輸送同樣質(zhì)量流量的石油，其體積流量為則 為層流?！窘狻坑衫字Z數(shù)可知冬季 為層流?！?6】，測得層流狀態(tài)下管軸心處最大速度為4m/s，（1）求斷面平均流速？（2）此平均流速相當(dāng)于半徑為若干處的實(shí)際流速？【解】（1）由圓管層流速度分布公式平均流速為最大流速的一半，可知（2）令可得【67】運(yùn)動粘度為4105m2/s的流體沿直徑d==4m/s的速度流動，求每米管長上的沿程損失。設(shè)已知流量Q=95 L/s，運(yùn)動粘度為1106m2/s，求沿程水頭損失。（2）若管線全程長10km，終點(diǎn)比起點(diǎn)高20cm，終點(diǎn)壓強(qiáng)為98000Pa，則起點(diǎn)應(yīng)具備的壓頭為若干？【解】（1）雷諾數(shù)相對粗糙度 　　　　　　查莫迪圖（P120）得每km管線上的壓降題610圖h （2）列起點(diǎn)和終點(diǎn)的伯努利方程【610】如圖所示，某設(shè)備需潤滑油的流量為Q=，油從高位油箱經(jīng)d=6mm，l=5m管道供給。每晝夜輸送量為5500t，管道終點(diǎn)的標(biāo)高為27m，起點(diǎn)的標(biāo)高為152m。（1）試根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果計算沿程阻力系數(shù)λ值。（設(shè)絕對粗糙度△=）。則沿程阻力系數(shù)為【612】、管路中有一90176。試確定此彎頭的局部水頭損失及相當(dāng)長度。已知L1=25m，L2=10m，D1=，D2=，λ1=，λ2=，閘門開啟1/4，其阻力系數(shù)ζ=17，流量為15L/s?！窘狻苛凶杂梢好婧统隹跀嗝娴牟匠淌狡渲校骸?則　 題614圖H【614】圖示兩水箱由一根鋼管連通，管長100m。彎頭兩個。當(dāng)液面穩(wěn)定時，求此時液面差H為若干？設(shè)△=。彎頭的局部阻力系數(shù)ζ0=。H1=1m，H2=3m，管路截面積A1=，A2=2A3，A3=?！窘狻吭O(shè)第三段管路的速度為v3，由連續(xù)性方程可知v2= v3，v1= v3 四處局部阻力系數(shù)依次為列兩液面的伯努利方程，因管路較短，僅考慮局部水頭，則　 解得 題616圖【616】圖示管路全長l=30m，管壁粗糙度△=，管徑d=20cm，水流斷面平均流速v=，水溫為10℃，（1）求沿程水頭損失。折管）進(jìn)口為流線型，求局部水頭損失。 【解】（1）10℃時水的，則因 故 　　　　　　 （2）經(jīng)查表，節(jié)門ζ0=，彎頭ζ0=，則（3）查莫迪圖得【617】試計算光滑平板層流附面層的位移厚度δ*和動量損失厚度δ**，已知層流附面層的速度分布為 （1）； （2）【解】（1）當(dāng)時（2）當(dāng)時【618】試用動量積分關(guān)系式求上題中對應(yīng)的壁面切應(yīng)力τw，附面層厚度δ及摩擦阻力系數(shù)Cf。【解】查表，由　　　　　　　　　　　　故【620】光滑平板放置在容器中，氣流速度為60m/s，溫度為25℃，平板寬3m，：（1）設(shè)整個平板都是層流附面層；（2）設(shè)整個平板都是紊流附面層?！窘狻坎楸怼　　。?）層流時（2）紊流時【621】，長30m，在靜止水池中水平拖拽，速度為5m/s，求所需拖拽力。求：（1）水泵所需水頭；（2）繪制總水頭線。已知泵吸水管的直徑為200mm，長為6m，濾水網(wǎng)的阻力系數(shù)ζ1=ζ2=6，彎頭阻力系數(shù)、自流管和吸水管的阻力系數(shù)ζ=。 【解】（1）列兩自由液面的能量方程則 （2）列水井自由液面和AA斷面的伯努利方程，則得 【73】水箱泄水管，由兩段管子串聯(lián)而成，直徑d1=150mm，d2=75mm，管長l1=l2=50m，△=，水溫20℃，出口速度v2=2m/s，求水箱水頭H，并繪制水頭線圖。 列自由液面和出口的伯努利方程，則H題74圖 【74】往車間送水的輸水管路由兩管段串聯(lián)而成，第一管段的管徑d1=150mm，長度L1=800m，第二管段的直徑d2=125mm，長度L2=600m，管壁的絕對粗糙度都為△=，設(shè)壓力水塔具有的水頭H=20m，局部阻力忽略不計，求閥門全開時最大可能流量Q（λ1=，λ2=）。求并聯(lián)管中的流量2及A、B兩點(diǎn)間的水頭損失（設(shè)并聯(lián)管路沿程阻力系數(shù)均為λ=）。已知各管長L1=L2=L3=1000m，直徑d1=d2=d3=40cm，沿程阻力系數(shù)均為λ=，兩水池高差△z=，求A池流入B池的流量為多少？ 【解】這里L(fēng)1和L2管段為并聯(lián)管段，即兩管段起點(diǎn)在同一水平面上，有 列兩自由液面的伯努利方程得 　　　　 【77】圖示水平輸液系統(tǒng)（A、B、C、D在同一水平面上），終點(diǎn)均通大氣，被輸液體相對密度δ=，輸送量為200t/h。求：（1）各管流量及沿程水頭損失； （2）若泵前真空表讀數(shù)為450mm汞柱，則泵的揚(yáng)程為若干？（按長管計算）。試求該孔口的收縮系數(shù)ε、流量系數(shù)μ、流速系數(shù)φ及孔口局部阻力系數(shù)ζ?？卓贏為薄壁孔口，孔口B為圓邊孔口，其水面高度H0=10m?！窘狻浚?） 整理上式得 （2） 故一晝夜內(nèi)的漏水量為： 【710】兩水箱用一直徑d1=40mm的薄壁孔連通，下水箱底部又接一直徑d2=30mm的圓柱形管嘴，長l=100mm，若上游水深H1=3m保持恒定，求流動恒定后的流量和下游水深H2。輸量300t/h。試計算原油中的聲速和最大水擊