工程流体力学习题课(二)第三章.pptVIP

工程流体力学,主讲：王霞,EngineeringFluidMechanics,第三章流体运动学与动力学基础,章节结构,第三章流体运动学与动力学基础,例1：有一喷水装置如图示。已知h10.3m，h21.0m，h32.5m，求喷水出口流速，及水流喷射高度h（不计水头损失）。,第三章流体运动学与动力学基础,解：以33断面为基准面，列11、33两断面的能量方程：,以22断面为基准面，列22、44两断面的能量方程：,所以，,第三章流体运动学与动力学基础,例2：U形水银压差计连接于直角弯管，已知：d1300mm，d2=100mm，管中流量Q100L/s时，试问：压差计读数h等于多少？（不计水头损失）,第三章流体运动学与动力学基础,解：以00断面为基准面，列11、22两断面的能量方程：,又,由等压面aa得压强关系：,第三章流体运动学与动力学基础,则,所以,第三章流体运动学与动力学基础,例4：图示为一抽水装置，利用喷射水流在吼道断面上造成的负压，可将M容器中的积水抽出。已知：H、b、h（不计损失），求：吼道有效断面面积A1与喷嘴出口断面面积A2之间应满足什么样的条件能使抽水装置开始工作？,第三章流体运动学与动力学基础,解：以11为基准面，列00、11断面的能量方程：,以00为基准面，列11、22断面的能量方程：,要使抽水机工作：,则：,第三章流体运动学与动力学基础,又因为：,所以：,第三章流体运动学与动力学基础,3-2已知平面流动的速度分布规律为，式中B为常数，求流线方程。,第三章流体运动学与动力学基础,3-2已知平面流动的速度分布规律为，式中B为常数，求流线方程。,解：,流线微分方程：,代入得：,第三章流体运动学与动力学基础,3-11：为了在直径D160mm的管线上自动掺入另一种油品，安装了如下装置：自锥管喉道处引出一个小支管通入油池内。若压力表读数2.4at，喉道直径d40mm，T管流量Q30L/s，油品相对密度0.9，欲掺入的油品相对密度为0.8，油池油面距喉道高度H1.5m，如果掺入油量为原输送量的10%，B管水头损失设为0.5m油柱，试决定B管直径以多大为宜？,第三章流体运动学与动力学基础,解：列11、22的伯努利方程：,第三章流体运动学与动力学基础,代入伯努利方程：,列33、44的伯努利方程：,第三章流体运动学与动力学基础,3-14：用80KW的水泵抽水，泵的效率为90%，管径为30cm，全管路的水头损失为1m，吸水管水头损失为0.2m，试求抽水量、管内流速及泵前真空表的读数。,第三章流体运动学与动力学基础,解：,泵的扬程：H=z2-z1+h1-2=29+hw=30mH2O,对11、22两液面列伯努利方程：,第三章流体运动学与动力学基础,3-16：图示离心泵以20m3/h的流量将相对密度0.8的油品从地下罐送到山上洞库油罐。地下罐油面压力0.2大气压，洞库油罐油面压力0.3大气压。设泵的效率0.8，电动机的效率0.9，两罐液面差H40m，全管路水头损失设为5m，求泵及电动机的额定功率（即输入功率）应为多少？,第三章流体运动学与动力学基础,解：对11、22两液面列伯努利方程：,第三章流体运动学与动力学基础,3-17：用8kW的水泵抽水，泵的效率为90%，管径300mm，全管路水头损失设为3m水柱，吸入管线的水头损失设为0.8m水柱。求抽水量、管内流速及泵前真空度？（提示：因流量是未知数，能量方程将为一元三次方程，可用试算法求解）,第三章流体运动学与动力学基础,解：,由11、22两液面列伯努利方程得：,第三章流体运动学与动力学基础,对11、3两液面列伯努利方程：,第三章流体运动学与动力学基础,3-18输油管上水平90转弯处，设固定支座。所输油品相对密度为0.8，管径300mm，通过流量100L/s，断面1处压力2.23大气压，断面2处压力2.11大气压。求支座受压力大小和方向？,第三章流体运动学与动力学基础,解：Q100L/s0.1m3/sAV1AV2,x方向动量方程：,第三章流体运动学与动力学基础,y方向动量方程：,第三章流体运动学与动力学基础,3-19：水流经过60渐细弯头AB，已知A处管径DA0.5m，B处管径DB0.25m通过的流量为0.1m3/s，B处压力pB1.8大气压。设弯头在同一水平面上，摩擦力不计，求弯头所受推力为多少牛顿？,vw,例,第三章流体运动学与动力学基础,解：,对A、B列伯努利方程：,第三章流体运动学与动力学基础,由动量方程：,x：,y：,第三章流体运动学与动力学基础,3-23：水射流以19.8m/s的速度从直径d100mm的喷口射出，冲击一固定的对称叶片，叶片的转角135，求射流对叶片的冲击力。,第三章流体运动学与动力学基础,解：,第三章流体运动学与动力学基础,例3.,例3：水从立管下端泄出，立管直径为d50mm，射流冲击一水平放置的半径R150mm的圆盘，若水层离开盘边的厚度1mm，求流量Q及汞比压计的读数h。水头损失不计。,第三章流体运动学与动力学基础,分析：11：p1（0），V1（？），z1（）22：p2（0），V2（？），z2（）33：p3（？），V3（0），z3（）（驻点）每点都有一个未知数，可对任何两点列方程。,第三章流体运动学与动力学基础,解：以圆盘为基准面，列11、22两断面的能量方程：,（1）,列11