5-10章习题答案

1、5-2.有一水箱水面保持恒定5m,箱壁上开一孔口，孔口直径d=10cm, 1如果箱壁厚度为3mm，求通过孔口的流速和流量。2如箱壁厚度为40mm，求通过孔口的流速和流量。解：1薄壁孔口： Q A 2gH0对薄壁孔口，=0.60.62Q (0.6 : 0.62)0.0142-.2*9.8*54.6744310: 4.82 10 m /s通过孔口的流速v2gH。v (0.6 : 0.62)一 2*9.8*55.94: 6.14m/s2厚壁孔口Q0.82、西8546.38104 m3 /s通过孔口的流速v0.82 . 2*9.8*58.12m/s5-3.图示水箱用隔板分为左右两个水箱，隔板上开一直径

2、 箱底接一直径d230mm的外管嘴，管嘴长I 0.1m,条件H2不变的条件2 在恒定出流时，B箱中水深 为何值？40 mm的薄壁小孔口，水3 m。 1分析出流恒定性H2等于多少？ 3水箱流量Q1d1H1解 1 Q1 Q2时，H 2恒定不变。2 l 0.1m3 4d2为管嘴出流，d1为孔口出流。取1 0.61Ai , '2g H1 H 22A2 ，2g H 2<0.62a2 2g 3 H20.822A2 2gH2 0.10.10.620.340Z H2 O'0.59 H20.10.059 H2 1 0.591.59H2H22.9411.591.85m(3)A；2g H1 H

3、20.64。荷-芬吊35810 35-7.某恒温室采用多孔板送风，风道中的静压为200Pa，孔口直径为20mm,空气温度为200C，卩=0.8，要求送风量为问需要布置多少孔口？在通风工程中，对于多孔板送风，流量系数采用卩=0.8QiAJ2g0.8 二(O.O2)2J22004.586 10 3QinQ n Q1亍218 (个)4.586 10 35-11.如图孔板流量计，输送 20C空气，测量 h=100mmH20,0.62 ,d=100mm,求 Q。解:2：2 0.1 9.8 103P1 P2I0.197口：5-15 .两水池用虹吸管连通，上下游水位差H 2m，管长 l13m, l25m,

4、l3 4m，直0.026,入口 10,弯头 1.5 ,径d 200mm，上游水面至管顶高度 h 1m，出口 1.0，求a虹吸管中的流量。b管中压强最低点的位置及其最大负压值。解写上下游水面的能量方程，得l v2d 2g2 2訂2g(2 2v12v(0.0210 2 1.5 1)15.2-2g0.22gV2 H 22g15.2 15.20.13151.6v 2g 0.13151.6ms0.03。求1吸水管和压水管的 S数2求水泵所需水头。解 1 S数压强最低点在I2末端，那么2220 hPcVl1 l2 V(10 1.5) 2gd 2g2gPc12V (12.50.02 J(1 0.1315 1

5、3.3)2.75m2g0.2QAv4 oy5-16.如图所给水泵抽水系统，管长，管径单位为米，给于图中，流量Q 40 10 3 叹，S8(id1)820(0.030 253.2)118s2/m52d14g240.25gS28(丄d2)8260 (0.030.20.7)2052s2 / m24小d2 g2 0.24g2h SQ2S2Q22170(403、210 )3.5mZ 17 3 20mh 20 3.5 23.5m5-20 有一简单并联管路如下列图，总流量80 100.02，求各管段间的流量及二节点间的水头损失。第一支路d! 200mm , h 600m，第二支路d2 200mm ,l236

6、0m。1_ 1 1S 恳、S28丄d18 0.02 60020.25g3090S28丄d22d24g0.02 3602 0.2186030901.186055.510.01820.02320.0414431S 0.04142582节点间的水头损失hSQ2582 0.0823.72mQ1T 3.72 S1 30900.°350吆Q2頁糜O'045叹校核 Q1 Q20.0835-22如下图管路，设其中的流量Qa 0.6m Is, 0.02,不计局部损失。其它已各条件如，求A、D二点间的水头损失。d 2gl Q22gA2BC段的损失为SQ20.62丄d 2g(-0.62)20.02

7、10000.622g(：0.6)20 420.632g 27.67 m118 一 d8 0.02 11002d4g2 0.354 g 0.358丄d8 0.02 8002d4g2 0.354 g 0.358丄d8 0.02 9002d4g2 0.354 g 0.3511 1 1S2344S3538S4144、34412144538123.2118.50.0833 0.0432 0.0540.181所以S0.18)2312hcD0.02hADhAB解 h1 SQ2 HQ204.46 10 4108以二、三层楼分支点，分别写能量方程，设分支点水头为H1那么对二层H1SQ；Q2H1对三层H J 52

8、2S1Q3H1 52S1写上述分支点,a点的能量方程H H12S(Q2 Q3)H1 HS (Q2Q3)2上式代入H1 H)2 15EQ Q3)215S1(H15)22S,)2 21500 40.630 16 0.3645 亍 5.3m0.7 2g 2 0.740.75 2g 2hBc hcD7.67 11.15 5.3 24.12m5-25 .三层供水管路，各管段的S值均为，层高为5m。设a点的压力水头20m，求Q1、Q2、 Q3，并比拟三流量，得出结论来。Hi(H, 5)Hi(H, 5)15 Hi2H,535 3H,2HJ35435Hi(H,5)352(355Hj)24丿35235 5H,4

9、4(5H,)242H； 5H, (352350H,25H；)327H； 10H, 3520Hi 14mQiQ214108 3.7410 42.12 10 4 叹Q2 q36-2 :某体育馆的圆柱形送风口,d° 0.6m，风口距赛区为 60m，要求比赛区风速质求送风口的送风量应不超过多少解s nr0.6720aQ 602.52V20.23VaS 0.147d。量平均风速不得超过0.3 mS，0.6720.30.082.52 m所以，计算断面在主体段，a值为0.080.30.23v 0.08 60%0.1470.6V。10.63m sQ V0 - do 10.63 0.62 3m3/s4

10、4为1.5m的射流，限定轴心速度为2叹'.求喷嘴直径及风口流量。解采用圆形喷嘴a0.08DaS1.5-0.08 2.56.8(0.147)6.8(-0.147)d。d°d°d°d。0.14mSn0.6720.6720.070.588S 2.5，为主体段。a0.08Vm0.4820.48VaSVn0.082.500.147V00.147d°0.14V06.56 m sQ27 0do 6.560.14230.101m /s高出地面6-9 :5m处设一孔口 d06-3：岗位送风所设风口向下，距地面 4m。要求在工作区距地 1.5m高范围造成直径0.1m

11、，以2叹 速度向房间水平送风，送风温度t0100C，室内温度te 27 0C。试求距出口 3m处的V2、t2及弯曲轴心坐标。Tit2 2710 2727 t237_0.23 aSd。0.1470.230.08 30.1470.10.232.547t223.7oCHS320.35S2)9.8 273 10(273 27)22 (27 3 27)4.28m(0.51°0.1330.35 32)V_Vo0.23aS 0.147V22do0.230.08 3 0.1470.10.1819-12:有一收缩型喷嘴， 如图 9-2， p1=140kPa(abs), p2=100kPa(abs),

12、v1=80m/s, T1=293k, 求2-2断面的速度V2。解：v2较高，可做等熵处理：kP1k 1 12V122V13.5R293RTq£1P2k2T2P22R3.5*140*10V2k P2k 1 22V2k 1802RT23.5RT222v223p1140*10RT287*2931 (野P131.6649 kg/m100*10 31.309*2873 8021.66492245.5m/s3.5*9-13 :某一绝热气流的马赫数 试求滞止音速Co、当地音速解:1、kRT2、Coc(13、4、Po_p2323m / s(1323P)1.5249-15:空气在直径为道某断面处的静压

13、为1001(140266k100*10 31.3091产 1.66491.309kg/m32v22M=0.8，并其滞止压力p0=5*98100N/m 2,温度t°=20C ,c,气流速度v和气流绝对压强p各为多少？.1.4*287*293343m/s12)20.8kM2)厂0 4丄*0.8 2)2 1.062258.4m/s1.40 42(1 訂8)041.5245*981003.28*98100 N/1.52410.16cm的管道中流动，其质量流量是1kg/s,滞止温度为38 C,在管41360 N/m2，试求该断面处的马赫数、速度及滞止压强。k解：Q k 1PoQ 凹 RT。0R

14、To代入数据，得:即 312399.5又Q vAp1v214 2870.4144760311Av0.10162) v将2式代入得 312399.5即v22346.2V312399.50解得vQP21.441360 v0.4K (1)144760v123.4K (2)2346.2. 2346.22 4 312399.52346.2 2598.9123.4253RT253m / s30.488kg/m41360287*0.488295k'一 1.4*287*295344m/ s2593440.73k2)k 1Po (1 0.2*0.73 2)0.35 p 1.425p58955Pa10-1

15、 :弦长为3m的飞机机翼以 300km/h的速度，在温度为 20C，压强为1at(n)的静止空 气中飞行，用比例为20的模型在风洞中作实验，要求实现动力相似。(a)如果风洞中空气的温度、压强和飞行中的相同，风洞中空气的速度应当怎样？ (b)如果在可变密度的风洞中作实验，温度仍为20C，而压强为30at(n),那么速度应是怎样？ ( c)如果模型在水中实验，水温为20C，那么速度应是怎样？解:(a):由雷诺准那么相等VnlnnVml mm，且模型与原型的温度压强相等，即nm，可知Vn_I11也丄丄所以：VmVn20300 20 6000km/hVmInI20此时马赫数M>1，因此，动力相似不可能实现。由于温度不变，所以旦30(b) qE rt p RTPm动力粘滞系数是温度的单值函数，即卩不变Qmn由雷诺准那么相等可知:Vn_tm.vmm I n301201.53001.5200km/h(c) : 20C空气和水的运动粘滞系数分别为15.7*10-6m2/s 和 1.007*10-6m2/s，所以Vn_n 1 m15.710.78Vmm 1 n1.00720300Vm384km/h0.7810-7 :在风速为8叹 的条件下，在模型