流体力学习题答案.docx

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1、【1-15OOcm3的某种液体，在天平上称得其质量为0.453kg,试求其密度和相对密度。【解】液体的密度相对密度6=2=09061,=0.906pwI-OxlO3【12体积为5m3的水,在温度不变的条件下，当压强从98000Pa增加到4.9IO5Pa时，体积减少ILo求水的压缩系数和弹性系数。【解】由压缩系数公式1-3温度为20,流量为60m3h的水流入加热器，如果水的体积膨胀系数f0.00055K,问加热到80后从加热器中流出时的体积流量变为多少？【解】根据膨胀系数那么1-4用200升汽油桶装相对密度0.70的汽油。罐装时液面上压强为98000Pao封闭后由于温度变化升高了20C,此时汽油

2、的蒸汽压力为17640Pao假设汽油的膨胀系数为0.0006K，弹性系数为13.72xl()6pa,(1)试计算由于压力温度变化所增加的体积，(2)间灌装时汽油的体积最多不应超过桶体积的百分之多少？【解】(1)由4=-半=!可得，由于压力改变而减少的体积为VdpE由于温度变化而增加的体积，可由W=dVl=lVdT=0.0006200X20=2.40L(2)因为AV；?Vz,相比之下可以忽略由压力变化引起的体积改变，那么由V+V=200LV11得=98.8%200+,dT1+0.0006x201-5图中表示浮在油面上的平板，其水平运动速度为M=lms,J=IOmm,油品的粘度4=0.98()7P

3、as,求作用在平板单位面积上的阻力。【解】根据牛顿内摩擦定律那么汇=幺=0.9807X=98.07Nm20.01习题1-6图1-6半径为R圆管中的流速分布为式中C为常数。试求管中的切应力r与r的关系。【解】根据牛顿内摩擦定律那么丁=-c(y-&)=cdrR-R-2-1容器中装有水和空气，求A、B、C和。各点的表压力？【解】空气各点压力相同，与空气接触的液面压力即为空气的压力，另外相互连通的同种液体同一高度压力相同，即等压面PMA=Pg(%+%)Pmb=PMA一g(+4+4)=-PgkPMC=PMB=-Pgh2PMD=PMC-Pg(%+为)=-Pg(Ih+2%)2-2如下图的U形管中装有水银与水

4、，试求:(1)4、C两点的绝对压力及表压力各为多少？(2)求A、8两点的高度差力？【解】pa=1.01325105Pa,Pw=IxlO3KgZm3,4=13.6xl0gm3得Pi=PU+PgQ3(1)=101325+10009.80.3=104265PaPMA=Agx3=10009.803=2940Pa(2)选取U形管中水银的最低液面为等压面，那么得力=”=Ir丝=2.2CmPH13.62-3在一密闭容器内装有水及油，密度分别为pw及P。，油层高度为品，容器底部装有水银液柱压力计，读数为R,水银面与液面的高度差为2,试导出容器上方空间的压力P与读数R的关系式。【解】选取压力计中水银最低液面为等

5、压面，那么得P=PHgR-4g%一以也+R一九)题2-2图2-4油罐内装有相对密度为0.7的汽油，为测定油面高度，利用连通器原理，把U形管内装上相对密度为1.26的甘油，一端接通油Hr顶部空间，一端接压气管。同时，压力管的另一支引入油罐底以上的0.4m处，压气后，当液面有气逸出时，根据U形管内油面高度差h=0.1m来计算油罐内的油深H=?【解】选取U形管中甘油最低液面为等压面，由气体各点压力相等，可知油罐底以上0.4m处的油压即为压力管中气体压力，即犯口P+4hcx126x0.7.、以得H=-+0.4=+0.4=1.66mPo72-5图示两水管以U形压力计相连，A、B两点高差lm,U形管内装有

6、水银，假设读数Zi=0.5m,求A、8两点的压力差为多少？【解】选取U形管内水银最低液面为等压面，设8点到水银最高液面的垂直高度为羽那么得PB-PA=Pw8+(Ph-Pw)gM你的书稿：该处公式先前提一下！2-6图示油罐发油装置，将直径为d的圆管伸进罐内，端部切成45。角，用盖板盖住，盖板可绕管端上面的较链旋转，借助绳系上来开启。油深W=5m,圆管直径占600mm,油品相对密度0.85,不计盖板重力及钱链的摩擦力，求提升此盖板所需的力的大小？(提示：盖板为椭圆形，要先算出长轴2b和短轴2小就可算出盖板面积A=ab)。【解】分析如图，a=-,b=旦22以盖板上的钱链为支点，根据力矩平衡,即拉力和

7、液体总压力对较链的力矩平衡，以及切角成45。可知其中可得T=-=166432x431=11955.4Nd0.6题2-7图2-7图示一个平安闸门，宽为06m,高为LOm。距底边0.4m处装有闸门转轴，使之仅可以绕转轴顺时针方向旋转。不计各处的摩擦力，问门前水深h为多深时，闸门即可自行翻开？【解】分析如下图，由公式外-汽=4可知，水深入越大，那么形心和总压力的作用点间距离越小，即。点上移。当。点刚好位于转轴时，闸门刚好平衡，即-yc=0.1m。那么由B=0.6m,H=Im,可知得=1.33m【2-8】有一压力贮油箱（见图），其宽度（垂直于纸面方向）b=2m,箱内油层厚=1.9m,密度po=8OOk

8、gm3,油层下有积水,厚度/2=04m,箱底有一U型水银压差计，所测之值如下图，试求作用在半径R=Im的圆柱面48上的总压力（大小和方向）。【解】分析如下图，先需确定自由液面，选取水银压差计最低液面为等压面，那么PB=PHgX5-POgX1.9+PWgX1.0=136009.80.5-8009.81.9-10009.8=41944（Pa）由Ps不为零可知等效自由液面的高度曲面水平受力曲面垂直受力那么P=依+乃=917282+96196.82=132.92kN2-9一个直径2m,长5m的圆柱体放置在图示的斜坡上。求圆柱体所受的水平力和浮力。【解】分析如下图，因为斜坡的倾斜角为60,故经D点过圆心

9、的直径与自由液面交于F点。BC段和8段水平方向的投影面积相同，力方向相反，相互抵消，故圆柱体所受的水平力圆柱体所受的浮力分别画出尸-A段和4。段曲面的压力体，虚实抵消，那么2-10图示一个直径f=2m,长L=Im的圆柱体，其左半边为油和水，油和水的深度均为Imo油的密度为=800kgm3,求圆柱体所受水平力和浮力。【解】因为左半边为不同液体，故分别来分析AB段和BC段曲面的受力情况。（I）AB曲面受力RPXl=PogkAI=p0g5*山=8009.80.5ll=3.92kN0.8xIO,应改为800(2) BC曲面受力首先确定自由液面，由油水界面的压力可确定等效自由液面高度那么那么，圆柱体受力

10、pZ=pZ2-pZi=15.533-1.686=13.847kN(方向向上)2-11图示一个直径为1.2m的钢球安装在一直径为Im的阀座上，管内外水面的高度如下图。试求球体所受到的浮力。【解】分析如下图，将整个钢球曲面分段。首先考虑阀座上面的液体对曲面的作用力，即分别画出。功和c-d段曲面的压力体；再考虑阀座下面液体对曲面的作用力，即画出b-c段曲面的压力体；最后压力体虚实抵消，图中实压力体V2(+)为一圆柱体，其底面直径为阀座直径LOm,虚压力体(一)为钢球体体积，那么2-12图示一盛水的密闭容器，中间用隔板将其分隔为上下两局部。隔板中有一直径d=25cm的圆孔，并用一个直径D=50cm质量

11、M=139kg的圆球堵塞。设容器顶部压力表读数PM=5000Pa,求测压管中水面高X大于假设干时，圆球即被总压力向上顶开？【解】分析如下图，由于液面不是自由液面，需招液面压力转化为该液体的等效高度小,确定等效自由液面。然后将整个钢球曲面分段,分别考虑受力。首先考虑隔板上面的液体对曲面的作用力,即分别画出a-d、a-b和c-d段曲面的压力体；再考虑隔板下面液体对曲面的作用力，即画出b-c段曲面的压力体；最后压力体虚实抵消，图中虚压力体()为一球体和圆柱体体积之和，其中圆柱体底面直径为隔板圆孔直径。根据受力分析可知，当X值等于某一值时，圆球所受的浮力和重力相同，当X大于该值是圆球即被顶开，由受力平

12、衡可确定这一临界值。那么3-1流场的速度分布为(1)属几元流动？(2)求(XJ,z)=3,1,2)点的加速度?【解】(1)由流场的速度分布可知流动属三元流动。(2)由加速度公式得故过(3,1,2)点的加速度其矢量形式为：=27i+9j+64k大小片=70。3-2流场速度分布为=x2,uy-yrf产z2,试求(XJ,z)=(2,4,8)点的迁移加速度？【解】由流场的迁移加速度%=2丁得ay=2y3a.=2zi故(2,4,8)点的迁移加速度矢量形式：=16i128j+1024k,大小=1032.【3-3】有一段收缩管如图。尸8ms,2=2ms,=1.5mo试求2点的迁移加速度。【解】因为是一段收缩

13、管，其流动方向为从2点所在断面流到1点所在断面。由流场的迁移加速度r+,u,ux-W98-2,1其中：i=-i-=4slxI1.5那么2点的迁移加速度为【3-4】某一平面流动的速度分量为a=-4)，,Uy=Axo求流线方程。【解】由流线微分方程将速度分量代入流线微分方程并简化，得整理，得两边积分，解得流线方程可见流线为一簇同心圆，当C取不同值时，即为不同的流线。【3-5】平面流动的速度为=O77i+二一J,式中8为常数。求流线方程。【解】平面流动的速度分量代入流线微分方程简化得变形得两边积分可解得流线方程可见流线为一簇双曲线，C取不同值时即为不同的流线。3-6用直径20Omm的管输送相对密度为

14、0.7的汽油，使流速不超过1.2ms,问每秒最多输送多少kg?【解】由质量流量公式【37】截面为30OmmX40Omm的矩形孔道，风量为2700n?/h,求平均流速。如风道出口处截面收缩为150mmx4()0mm,求该处断面平均流速。【解】由平均流速公式得如风道出口处截面收缩为150mmx400mm,那么【3-8】流场的速度分布为必=y+z,v=z+x,u:=x+yf判断流场流动是否有旋？【解】由旋转角速度可知S=%i+cyj+Alnx/,那么(1)速度分量旋转角速度可知co=%i+yj+160mm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。假设压力表读数

15、为2.3xl()5Pa,吼道直径d=40mm,T管流量Q=30Ls,油品的相对密度为0.9。欲掺入的油品的相对密度为08,油池油面距喉道高度H=I5m,如果掺入油量约为原输量的10%左右，B管水头损失设为0.5m,试确定B管的管径。【解】列Ij和22断面的伯努利方程，那么0+旦+止=0+旦+里Rg2gPlg2g其中：vi= 1.493msQ_4x0.031n23.140.162-TlD4得p1=p=2.3x105+-493-223-900=-25719Pa列4-4自由液面和3-3断面的伯努利方程，以4-4自由液面为基准面，那么其中：P3=P2那么解得dft=0.028mo【4-6一变直径的管段

16、48,直径A=O.2m,=0.4m,高差AA=LOm,用压力表测得PA=70kPa,w=40kPa,用流量计测得流量Q=OZn?-试判断水在管段中流动的方向。【解】列A点和B点所在断面的伯努利方程其中Q _ 4x0.29TE=6.37ms那么M 8=2二生+匕二一MPg 2g里-1你的书稿：此处1.59错了！70103-40ltf6.372=11000x9.82故流动方向为A-A及4-7泄水管路如附图所示，直径Ji=125mm,由二100mm,=75mm,汞比压力计读数AF=175mm,不计阻力，求流量和压力表读数。【解】设22断面中心点到压力计中水银最高液面的距离为X,列1-1、22断面的伯

17、努利方程，以过22断面中心点的水平面为基准面，那么那么选取压力计中水银最低液面为等压面，得Ti及.=12.6力一=12.6x0.175-Pg又由连续性方程可知v1J12=彩片=匕片将上两式代入伯努利方程中，可得v2=8.556ms,匕=15.21Ims,Q=0.067s列压力表所在断面和出口断面的伯努利方程可得压力表度数P(W=100015,21128,5562=79.085kPa4-8如下图，敞开水池中的水沿变截面管路排出的质量流量a,=14kgs,假设J=100mm,d2=75mm,=50mm,不计损失，求所需的水头H，以及第二段管段中央M点的压力，并绘制测压管水头线。【解】列和33断面的

18、伯努利方程，那么其中得H=7.34=2.6m你的书稿中：2g29.8缺少g列M点所在断面2-2和3-3断面的伯努利方程，那么4-9由断面为0.2?和OJm2的两根管子组成的水平输水管系从水箱流入大气中：（1）假设不计损失，求断面流速Vi及V2;绘总水头线及测压管水头线；求进口4点的压力。（2）计入损失：第一段的水头损失为流速水头的4倍，第二段为3倍，求断面流速也及v2;绘制总水头线及测压管水头线；根据所绘制水头线求各管段中间点的压力。【解】（1）列自由液面和管子出口断面的伯努利方程,那么得v2=y2gH=29.84=8.854ms又由An=A2V2得斗=4.427ms列A点所在断面和管子出口断

19、面的伯努利方程，那么ZeiVov8.8544.427,八八八CCCCC,c得PI=_2P=1OOO=29.398kPa（2）列自由液面和管子出口断面的伯努利方程，那么由AW=4%得v2=3.96ms、v1=1.98ms细管段中点的压力为：（gx3x）o=x号1000=11.76kPa粗管段中点的压力为：（2（+支）夕=（23.962+虎-）100O=33.32kPa22【4-10】用735xl(Pw的水泵抽水，泵的效率为90%,管径为0.3m,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。【解】列两自由液面的伯努利方程，那么得/7=3Om又由N采=P

20、gQH=N轴得列最低自由液面和真空表所在断面的伯努利方程，那么得p=-(2.2+pg=-(2.2+)X9800=-26.632kP2g29.8K题4-10图故真空表的读数为26.632kPa04-11图示一管路系统，欲维持其出口流速为20ms,问水泵的功率为多少？设全管路的水头损失为2m,泵的效率为80%,压水管路的水头损失为1.7m,那么压力表上的读数为假设干？解】列自由液面和出口断面的伯努利方程，有0+0+0+H=20+0+工+22g202得H=22+=42.41m29.8N.PgV1冗D；H又由N轴=j=-列压力表所在断面和出口断面的伯努利方程，那么其中：=乌V1=，20=5msD10.

21、022v2-v2202-52得pM=(20.7+；2)Pg=(20.7+298)X9800=39036kpa4-12图示离心泵以20m的流量将相对密度为0.8的油品从地下罐送到山上洞库油罐。地下油罐油面压力为2xl04pa,洞库油罐油面压力为3xl()4pa0设泵的效率为0.8,电动机效率为0.9,两罐液面差为40m,全管路水头损失设为5m。求泵及电动机的额定功率1即输入功率)应为假设干？40题4-12图【解】列两油罐液面的伯努利方程，那么得H=45+上二2PoS=45+3x104-21040.8x1000x9.8=46.28m那么_2.527.ti9=2.8kW【4-13】输油管线上水平90

22、。转变处，设固定支座。所输油品3=0.8,管径d=300mm,通过流量=100Ls,断面1处压力为2.23105Pa,断面2处压力为2.1IxlO5Pao求支座受压力的大小和方向。【解】选取I-I和2-2断面及管壁围成的空间为控制体，建立如下图坐标系，设弯管处管壁对流体的力为R。列X方向动量方程其中：那么列），方向动量方程其中：那么支座受压力尸的大小为21.84kN,方向与R方向相反。【4-14水流经过60。渐细弯头A8,A处管径M=0.5m,8处管径办=025m,通过的流量为0.1m3s,8处压力p8=l8xl（）5Pa设弯头在同一水平面上摩擦力不计，求弯头所受推力。【解】选取A和B断面及管

23、壁围成的空间为控制体，建立如下图坐标系。列A断面和B断面的伯努利方程，得（因弯头为水平放置，即Z=Z2=0）其中：V.=-=-=0.5lmsa11-d-3.14x0.524A4vb=:=2.04ms那么-d;,-3.14O.25244列X方向动量方程可知，与设的方向相反。列y方向动量方程那么尸=-R=-8844.152+3O968.O32=-32206.2N【4-15】消防队员利用消火唧筒熄灭火焰，消火唧筒出口直径d=lcm,入口直径O=5cm,从消火唧筒射出的流速v=20nVso求消防队员手握住消火唧筒所需要的力？（设唧筒水头损失为Im）【解】选取消火唧筒的出口断面和入口断面与管壁围成的空间

24、为控制体，建立如下图坐标系。列1/和22断面的伯努利方程其中：V=v14y=20=08ms1 -D20.052得Pl=21P+pg=2巴。引1000+9800=209.48X103Pa列X方向的动量方程R=Pl-pQ(v2-vl)得=411.1-10000.8-3.140.052(20-0.8)4=381N4-16嵌入支座的一段输水管，如下图，其直径由f）=0.15m变化为f2=01m。当支座前端管内压力p=4xlO5Pa,流量=0.018m,求该管段中支座所受的轴向力。【解】取1-k22断面及管壁围成的空间为控制体，建立如下图坐标系。歹IJl-I和2-2断面的伯努利方程求得其中：V1=1.0

25、2msQ_0.0181-D;-3.140.152414列X方向即轴向动量方程R=P1P1+p0(v-v2)那么=7065-3123.5+10000.018(1.02-2.29)=3918.64N该管段中支座所受的轴向力4-17水射流以19.8ms的速度从直径d=0.1m的喷口射出，冲击一个固定的对称叶片，叶片的转角q=135。，求射流对叶片的冲击力。假设叶片以12ms的速度后退,而喷口仍固定不动，冲击力将为多大？【解】建立如下图坐标系，选取如下图控制体(1)列X方向的动量方程其中Q=2Qj=；万、那么射流对叶片的冲击力T=一尸=-5254N01J幻(2)假设叶片以12ms的速度后退，因坐J2!

26、例,J标系建立在叶片上，故水流撞击叶片前的速度为j1y0v=19.8-12=7.8ms,代入上式得1MF=pv2Xd2(1+cos45o)B题4-17图=10007.823.140.12(l+:y-)19.8改=815N为7.8!射流对叶片的冲击力丁=-F=-815N05-1试用量纲分析法分析自由落体在重力影响下降落距离S的公式为s=kgF,假设S和物体质量?、重力加速度g和时间，有关。【解】应用瑞利法(1)分析物理现象，假定(2)写出量纲方程或(3)利用量纲和谐原理确定上式中的指数解得回代到物理方程中得52检查以下各综合数是否为无量纲数：陛当&上方；生也；庐乌。NPdApC”。2P丫/pC【

27、解】(1)展开量纲公式陛g=户7与=L2T-2J为有量纲数；ypLLMLr(2)展开量纲公式【舞kiF=5为有量纲数;(3)展开量纲公式-vi=产：吗，=r7r为有量纲数；Jp2L,T2T21(4)展开量纲公式性丝RLM-L=PLm(5)展开量纲公式旧凯鬲?刊为无量纲数。【5-3】假设泵的输出功率是液体密度p,重力加速度g,流量。和扬程”的函数，试用量纲分析法建立其关系。【解】利用瑞利法，取比重尸年(1)分析物理现象，假定(2)写出量纲方程或(3)利用量纲和谐原理确定上式中的指数解得回代到物理方程中得【5-4】假设理想液体通过小孔的流量Q与小孔的直径d,液体密度P以及压差2有关，用量纲分析法建

28、立理想液体的流量表达式。【解】利用瑞利法(1)分析物理现象，假定(2)写出量纲方程或(3)利用量纲和谐原理确定上式中的指数解得回代到物理方程中得【5-5】有一直径为。的圆盘，漂浮在密度为P的液池中，圆盘正好沉于深度为“的池底，用量纲分析法建立液体作用于圆盘面上的总压力P的表达式。【解】利用兀定理(1)分析物理现象(2)选取”、g、P为根木量，它们的量纲公式为HIiTqMq,g=L1T-2M0,p=U3T0Ml其量纲指数的行列式为所以这三个根本物理量的量纲是独立的，可以作为根本量纲。(3)写出5-3=2个无量纲兀项PD7l=7,加=THagbipc2Ha2gb2pc2(4)根据量纲和谐原理，可确

29、定各九项的指数，那么PD%=-，n、=Mgp-H(5)无量纲关系式可写为或F总压力P=FiAr-HgpD2=F2ApgHD2=kpsHD2Hlj211R5-6用一直径为20Cm圆管，输送。=4Xl(r5n的油品，流量为12LZs。假设在实验室内用5cm直径的圆管作模型试验，假设采用(1)20的水，(2),)=17X10Q112s的空气，那么模型流量为多少时才能满足粘滞力的相似？【解】依题意有ReP=Rem，或(1)查表可知20的水的运动粘度为1.007X106m2s,由此可得(2)假设为空气，那么5-7一长为3m的模型船以2ms的速度在淡水中拖曳时，测得的阻力为50N,试求(1)假设原型船长4

30、5m,以多大的速度行驶才能与模型船动力相似。(2)当原型船以(1)中求得的速度在海中航行时，所需的拖曳力为多少？(海水密度为淡水的1.025倍。该流动雷诺数很大，不需考虑粘滞力相似，仅考虑重力相似。)【解】欲保持重力相似应维持弗劳德数相等，即即-gp/p8mrn=7.75ms所以有Vp = %qj=2(2)由同名力相似可知oI2V24527752那么有FD=Fin匕；=501.025X,=173.15kNPmLnVmX2【6-1】用直径为100mm的管路输送相对密度为0.85的柴油，在温度20时，其运动粘度为6.710-6m2s,(1)欲保持层流，问平均流速不能超过多少？(2)最大输送量为多少

31、？【解】欲保持层流需ReW2000,即那么2000e(Wx65x100134itvs2d(2)Qllax=J2vmaxpp=3.140.120.1340.851000=0.0009ts!6-2用管路输送相对密度为0.9,粘度为0.045Pa-s的原油，维持平均速度不超过InVs,假设保持在层流的状态下输送，那么管径不能超过多少？【解】欲保持层流需ReW2000,即=5105m2sj2000200051051那么d=OJmax1【63】相对密度为0.88的柴油,沿内径0.1m的管路输送,流量为1.66L/s。求临界状态时柴油应有的粘度为假设干？【解】根据临界状态时即=4x1.66x0.88=2O

32、oOd3.140.1得=9.3xl(3pas6-4用直径Z)=O.Im管道，输送流量为10L/s的水，如水温为5。(1)试确定管内水的流态。(2)如果该管输送同样质量流量的石油，石油的密度=850kg?,运动粘滞系数为1.1410-4m2s,试确定石油的流态。【解】查表(P9)得水在温度为5时的运动粘度为l519xl(T6m2s.根据条件可知故为紊流。(2)因该管输送同样质量流量的石油，其体积流量为41l,_vD4Q,40.012一“.乂口土那么Re=1341为层流。D3.140.11.14x106-5沿直径为200mm的管道输送润滑油，流量9000kgh,润滑油的密度p=900kgm运动粘滞

33、系数冬季为LIXIo-m%,夏季为3.55x10-、?,试判断冬夏两季润滑油在管路中的流动状态。【解】由雷诺数可知冬季= 161为层流。vd_4Q4x9000d36009003.140.2l.l10,夏季= 498为层流。vdtQ4x9000d36009003.140.23.55103【6-6】管径0.4m,测得层流状态下管轴心处最大速度为4ms,(1)求断面平均流速？(2)此平均流速相当于半径为假设干处的实际流速？【解】(1)由圆管层流速度分布公式平均流速为最大流速的一半，可知2令“=4(1-二)=2可得R6-7运动粘度为410-5m2s的流体沿直径d=001m的管线以v=4ms的速度流动，

34、求每米管长上的沿程损失。【解】雷诺数Revd 40.01 4105IOOo为层流那么【6-8】水管直径d=025m,长度=300m,绝对粗糙度C=O.25mm。设流量Q=95Ls,运动粘度为IXlO-611As,求沿程水头损失。【解】雷诺数相对粗糙度/=0.001查莫迪图(P2o)得/1=0.02【6-9相对密度0.8的石油以流量50Ls沿直径为150mm,绝对粗糙度C=O.25mm的管线流动，石油的运动粘度为lxl(T6m2s,m试求每km管线上的压降(设地形平坦，不计高差)。(2)假设管线全程长10km,终点比起点高20cm,终点压强为98000Pa,那么起点应具备的压头为假设干？【解】(

35、1)雷诺数相对粗糙度e=zVd=0.25150=0.0017查莫迪图(P2o)得；1=0.023每km管线上的压降(2)列起点和终点的伯努利方程【6-10】如下图，某设备需润滑油的流量为Q=0.4cm3s,油从高位油箱经J=6mm,=5m管道供应。设输油管道终端为大气，油的运动粘度为L5xl04m2s,(1)求沿程损失是多少？(2)油箱液面高为应为多少？【解】(1)雷诺数4Q4x0.4xlOFCU“在白、玄Re=0.566为层流d3.140.0061.510h=0.0826/1里=0.0826XX=0.961mzd50.566(6x10-3)5(2)列输油管道终端和自由液面的伯努利方程【6-1

36、1】为了测量沿程阻力系数，在直径0.305m、长20Okm的输油管道上进行现场实验。输送的油品为相对密度0.82的煤油，每昼夜输送量为5500t,管道终点的标高为27m,起点的标高为152m。起点压强保持在4.9MPa,终点压强为02MPa油的运动粘滞系数为2.5xl0-6m%。(1)试根据实验结果计算沿程阻力系数7值。(2)并将实验结果与按经验公式所计算的结果进行比照。(设绝对粗糙度=0.15mm)【解】U)根据实验结果计算沿程阻力系数，列起点和终点的伯努利方程式Q1I%=0.0826/1*得丸=hld5709.87 0.3055/= 00190082z。.皎.(2)按经验公式计算(表62,

37、P120)雷诺数因2000Re59.7/8z7=l60054为水力光滑.那么沿程阻力系数为6-12相对密度为1.2、粘度为L73mPas的盐水，以6.95Ls的流量流过内径为0.08m的铁管，其沿程阻力系数A=0.042o管路中有一90。弯头，其局部阻力系数=0.13o试确定此弯头的局部水头损失及相当长度。【解】(1)由局部水头损失公式(2)相当长度2I2令hf=%,p=1.308X106s查表63(P|23),R6=40的90。弯头的局部阻力系数6=0.35。雷诺数Re =里=9= d4 0.00653.140.11.308106= 6.33 XIO4相对粗糙度e=2Ad=2x0.15x10

38、-3/O/=3io-3因2000VReV59.7/尹L那么那么Q2IV2H=hf+jj=0.08264亍+(0.5+2o+l.O)-0.00652=0.08260.02(Hx)的1(M)+2035+10)0.253.140.120.1529.8=0.775m果6-151如下图有一定位压力水箱，其中封闭水箱液面上的表压强/7=0.118MPa,水由其中流出，并沿着由三个不同直径的管路所组成的管路流到开口容器中。H=lm,72=3m,管路截面积AI=L5A3,2=2A3,A3=0.002m2o试确定水的流量Q。【解】设第三段管路的速度为力，由连续性方程可知V2=0.5V3，V=0.67V3四处局部阻力系数依次为列两液面的伯努利方程，因管路较短，仅考虑局部水头，那么