工程流体力学课后习题答案13.pdf

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1、第一章流体及其主要物理性质1-1.轻柴油在温度15C时相对密度为0.8 3,求它的密度和重度。P/.=ooo版/加3 r%解：4时水,相对密度：d=2=Ly 水=9800N/m P水-7 水p=0.83p/k=0.83x1000=830g/m3所以，37=0.83/水=0.83x9800=8134N/31-2.甘油在温度0C时密度为1.26g/cn?,求以国际单位表示的密度和重度。解：lg/cm3=10001g/m3,=咫p -1.26g/cm3-1260kg/m=y=pg=1260 x9.8=12348JV/M31-3.水的体积弹性系数为1.96X 109N/m2,问压强改变多少时，它的体积

2、相对压缩1%?1 HV/V解：E=(Pa)0,=-Pp dp=竺/=0 O IE=1.96x107P。=l9.6MPa4 V1-4.容积4mli的水，温度不变，当压强增加lON/m?时容积减少lOOOcn?,求该水的体积压缩系数P p和体积弹性系数Eo二 1000 x10：解：B=-=2.5 X 10-9 pa-P Ap 105瓦-2.5x10-9=4xl()8 尸q1-5.用200L汽油桶装相对密度为0.70的汽油，罐装时液面上压强为1个大气压，封闭后由于温度变化升高了 20,此时汽油的蒸气压为0.18大气压。解:若汽油的膨胀系数为0.0006压力及温度变化所增减的体积？宜？E=E，g=14

3、000X 9.8 X 10P a p=0.18atJIZd Vd V JdV=dT H-dpdT dp弹性系数为14000kg/cm2。试计算由于间灌桶时每桶最多不超过多少公斤为=0乂4dp dp所 以,噂d T d P =0 M d T-d p从初始状态积分到最终状态得：f仇K dT-f PM,dp%J p o 即 V-Va PT(T-T.W.-p-Eccccz”0.18x9.8xl04=0.0006 x 20 x 200-x 20014000 x 9.8 xlO4=2.47,-2.57x10-3/2.4LA/=z?(r-AK)=0.7x1000 x 2喘 酒=138.32彷另解：设灌桶时每

4、桶最多不超过V 升，则V+dV,+dVp=200dVt=p,-V-dt=0.0006 lx 20KdVp=-pp-V dp=-x O.V (1 大气压=lKg/cn?)1-6.P=197.6 升d匕=2.41升dVp=2.52X 10-3 升G=0.1976 X 700=138Kg=1352.4N石油相对密度0.9,粘度28cP,求运动粘度为多少n?/s?解:cP-10-2 P-mPa-s=10 3 Pa sIPOAPa-s1-7.v=28x10=3.lx l(r 机*/s(=0.3IS/=3IcS/)p 0.9x1000 相对密度0.89的石油，温度20C时的运动粘度为40cSt,求动力粘度

5、为多少？解:4=2 =0.89P水v=40cSt=0.4St=0.4X10 m7sU =V P =0.4X10 X890=3.56Xl()2pa s1-8.图示一平板在油面上作水平运动，已知运动速度u=lm/s,板与固定边界的距离6=1,油的动力粘度u=l.147P as,由平板所带动的油层的运动速度呈直线分布，求作用在平板单位面积上的粘性阻力为多少？解：r=/=1.147 x=1.147xlO3A/w2dy 1x10-31-9.如图所示活塞油缸，其直径D=12cm,活塞直径d=11.96cm,活塞长度L=14cm,油的“=0.6 5 P,当活塞移动速度为0.5m/s时，试求拉回活塞所需的力F

6、=?解：A=n dL,u=0.65P =0.065 P a s,A u=0.5m/s,A y=(D-d)/2F=好 担=0.065x3.14xll.96xIO-2 xl4x W2 x-=8.55Ndy(12-11.96)x10/2第二章流体静力学2-1.如图所示的U 形管中装有水银与水，试求：(1)A、C 两点的绝对压力及表压各为多少？(2)A、B 两点的高度差为多少？解：PA&=Yh 水=0.3mH20=0.03at=0.3X9800Pa=2940PaPA绝=p，+PMh=30/l3.6cm=2.2cm2-2.水银压力计装置如图。求管中心A 处绝对压力及表压力？(设油品相对密度为0.9)解：

7、P A表=15X 13.6-10+35X0.9cmH2O=225.5cmH2O=0.2255at=2.2099X 104PaPAi&=Pa+PA表=(10+2.255)mH2O=1.2255at=120099Pa2-3.今有U 形管，内装水和四氯化碳(CC1Q，如图所示。试求四氯化碳的相对密度。解：列等压面方程：30.6cmH2O=17.8cmH2O+8.0X d。/n d。*=私 二 一.=1笈2-4.图示水罐中气体绝对压强0 =L5X l()4pa,高度H=lm。当时的大气压强相当于745mm水银柱高。试求玻璃管中水银的上升高度为多少？解：绝对压强pi=1.5X 10P ap+Y H=pa

8、-Y hghY b*h=745X 10 3义 13.6X9800-1.5X 104-9800Xl=9.929X 10-1.5X10-0.98X 1O=7.449X 10P ah=7.449X107(13.6X9800)=0.56m2-5.油罐内装相对密度0.8的油品，下有底水，为测定油深及油面上的压力，装置如图所示的U形管水银压力计，测得各液面位置如图。试确定油面高度H及液面压力po.解：13.6 X 0.5-0.8=6 m H2O6 T.6=6-0.4 d (m HH=(1.6-0.4)/d ith=l.5m题2-5图P 0=6-L 6 m H2O=4.4 m H2O=0.4 4 a t=4

9、.3 12 X 10 P a （表压）2-6.油罐内装相对密度0.7 0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1.2 6的甘油，一端接通油罐顶部空间，一端接压气管。同时，压气管的另一支引入油罐底以上0.4 0 m处，压气后，当液面有气逸出时，根据U形管内油面高差h=0.7 0 m来推算油罐内的油深H为多少？H=丫|Ah/Y i r t+0.4=1.2 6 X 0.7/0.7 0+0.4=1.6 6 m2-7.为测定油品重度，用如下装置，经过1管或2管输入气体，直至罐内油面出现气泡为止。用U形管水银压力计分别量出1管通气时的%,及2管通气时的A h2。试根据1、2两管的

10、沉没深度H i和H 2以及A hi和A h2)推求油品重度的表达式。解.P=Pi -7。外=,柱 防=7。1P i-Mh =p2-7。”2 rHg2 =为凡人(M 一2)=7O(I-2)n/o 2)2-8.如图所示热水锅炉，h2 =50mm,问锅炉内液面在何处？(要求作图表示不必计算)液面上蒸汽压力为多少？右侧两管的液面差E应为多少？解：CDP()=丫 卜 2=13.6X9800X50X 103/?a=6664P apo=Y油2=Y水hi九,=-vH-s-h=-1-3-.6-/*-x-5-0-x-l0-3=0.68m=680mm2-9.图示两水管以U 形压力计相连,A、B 两点高差lm,U形管

11、内装水银，若读数h=0.50m,求 A、B 两点的压差为多少？解：HA-HB=1 -h=l-0.50=0.50mpB+/水H B=p”+y 水H*H g h =PB-P，=/水(Hl /)+rHghPBA=y+yHh=9800 x 0.5+13.6 x 9800 x0.5=71540PQ=0.73。，2-1 0.欲测输油管上A、B 两点的压差，使用U 形管压差计，内装水银，若读数h=360mm,油的相对密度0.7 8,则p,LP B=?解：PA /油=PB-/汕 2+丫心卜=PPB=丫内-7油 儿)PA-PB YngM-y油Ah=13.6/水 M-0.787水 M=(13.6-0.78)x98

12、00 x 360 x1 O-3=45228.96A?=0.46a/2-1 1.为测水管上微小压差，使用倒U 形管，上部充以相对密度 0.92 的油，若 h=125mm,求 PAPB=?解：PA _%，C=PB 水 人。一 了 油PA PB=Y h .油 -092卜水 A。=0.08 x 9800 xl25x 10-3=98P o2-1 2.图示为校正压力表的压挤机，密闭室内油的容积P=300cm3,圆柱塞直径d=10mm,柱的螺距t=2m m,摇柄半径r=150mm,求获得250大气压时所需的手摇轮的转数？（根据油的压缩性找出体积平衡关系，p=4.75X10-10P a-）解：7rD2 门”、

13、/=4 匕）?pV Q pt7rD24 x 4.7 5 x 1 0 一。3 0 0 x 心 *2 5 0 x 9.8 x 砂2 x 1 0-3 *3.1 4 x 0.0 1 22-1 3.用水银测压计测量容器中的压力，测得水银柱高差为h,如图所示。若将测压管下移到虚线位置，左侧水银面下降z,如果容器内压力不变，问水银柱高差h是否改变？改变多少？若容器内是空气，重度Y a=1 1.8 2 N/m 3,结果又如何？解：2+丫 水2=丫|泼=h=p+丫 水(z+z)/丫 即 h=h-h=p+Y 水(z+z)-p-Y 水 z/Y H g=(Y */Y Hg)z=A z/1 3.6 0.0 7 3 5

14、3 A z所以，水银柱高度差h变大。若容器中是空气丫,=I L 8 2 N/m3P=Y H gh=h=p/Y H g 与 z 无关，h 不变2-1 4.=2 2.2 4 2 3圈位，利用装有液体并与物体一起运动的U形管量测物体的加速度，如图所示。U形管直2-1 5.径很小，L=3 0 cm,h=5 c m。求物体加速度a为多少？Zsi-zS2=-a（X 2x i）/g=a=gh/L=9.8 X0.0 5/0.3=1.6 3 m/s2盛水容器，试求其中深度H=l m处的液体压力。(1)容器以6 m/s2的匀加速度垂直上升时;(2)容器以6 m/s 2的匀加速度垂直下降时;(3)自由下落时；(4)

15、容器以15m/s 2 的匀加速度下降时；解：如图建立直角坐标系，则在班=p(W K?y 以中有:X=0,Y=0,Z=-g a所以，d p=-(g+a)pd z积分上式：p-(g+a)pz+C代入边界条件：z=0 时，p=0(表 压)得 C=0所以：p=-(g+a)pz,令一z=H 得：p=(g+a)p(1)容 器 以 的 匀 加 速 度 垂 直 上 升 时：a=6 m/s2p=(g+a)pH=(9.8+6)X 1000X 1 =158 00Pa=0.16 at(2)容器以6 m/s 2 的匀加速度垂直下降时：a=-6 m/s2p=(g+a)pH=(9.8-6)X 1000X l =3 8 00

16、Pa=0.03 9 at(3)自由下落时：a=-9.8 m/s2p=(g+a)pH=C 9.8-9.8)X 1000X 1=0(4)容器以15m/s 2 的匀加速度下降时：a=-15m/s2p=(g+a)pH=(9.8-15)X 1000X l=-52 00Pa=0.053 at2-16.在一直径D=3 00m m、高 H=5 0 0 m m 的圆柱形容器中注入水至高度h i=3 00m m,然后使容器绕其垂直轴旋转。试决定能使水的自由液面到达容器上部边缘时的转数由。当转数超过山时，水开始溢出容器边缘，而抛物面的顶端将向底部接近。试求能使抛物面顶端碰到容器底时的转数n 2,在容器静止后水面高度

17、h 2 将为多少？2 2解：自由液面方程：Zs=-2 g注：抛物体的体积是同底同高圆柱体体积的一半 联=,超 成 2=竺 药抛 2 2 g 4 g 位=成 n 嗫,=成 2(_ 4)mm 一 幻=2 町4 gR巧7rR79.8X(5OO-3OO)X1Q-33.14 x 150 x 10-32.9 7/s =17 8.3 4 r/m i n V地=成2H/2万(2%7,)2 内 52 H Jg/2 J9.8 x 500 x 10-3/24 g 2 z 7 iR 3.14 x 150 x 107=3.3 2 3/7 5=19 9.4 r/m i ng,H 500.。2 =250mmmdz=7trd

18、1 a)2R2 门，TTOTR附证明：抛物体的体积是同底同高圆柱体体积的一半-TTR7cd rydrTC8.r402 4_ 7ta)rQg404g2 2 22 2。2 兀 心 0 Z0=矶 F-一2g2-1 7.木制提升式闸板，宽度B=1.5m,水深H=1.5m,闸板与导槽间的摩擦系数为0.7,求提升闸板需力多少？解：N=p,N=g B =；x9800 xl.53=16537.5NT=/N=0.7 x 16537.5=11576.25N2-1 8.图示油罐发油装置，将直径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钱链旋转，借助绳系上提来开启。若油深H=5 m,圆管直径d

19、=600mm,油品相对密度0.85,不计盖板重及钱链的摩擦力，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 a,就可算出盖板面积A=JT ab）解：由 题 意 a=,b=d 4=2 2 4,L C 1 4 0.6 5/2 八 /八4 2A=兀ab=3.14x x x 0.6=0.4w2 2P=yHA=9800 x5x 0.43=166607V对轴求矩：V2P(b+yD-yc)=T-2b-sin 45=T-2 x-d x-=Tdyc =J2H V2 x 5=7.07/M.c sin 45%一九7.07 x 0.47.07 x 0.4O.OO3 18 m2-19.16

20、 6 6 0 x x 0.6+0.003 18I 2T=-人=118 6 8.7 7 V =1.8 6 8 7 K N0.62 5 m 3卧式圆筒形油罐，长4.1 5 m,内径2.5 4 m,油品相对密度0.7 0,油面高度在顶部以上0.2 0 m,求端部圆面积上所受的液体总压力的大小和压力中心位置？解：力2 (,5 4、3 14 x?542P=Pc,A=如水匕.丝=0.7 x 9 8 0 0 x 0.2 +x j =5 1 0 7 1.5 N4I 2 y 4初)4i=-阴-=0.2 7 4加 (0.2 +1.2 7)X yD=+e =1 .4 7 +0.2 7 4 =1.7 4 4 7 7

21、72-2 0.l O O O n?半地下罐，所装油品相对密度为0.8,油面上压力0.0 8大气压。钢板的容许应力为a=1.1 7 6 1 0 8 P a,求最下圈钢板所需厚度？（提示：参考工程力学薄壁筒计算原7理解：V-47 4 x 1 0 0 07iD2 乃 X16?P=p油咨=0.0 8 x 9 8 0 0 +0.8 x 9 8 0 0 x 5 =4 7 0 4 0 N/?2P D2 c r4 7 0 4 0 x 1 62 x l.l 7 6 x l 08=0.0 0 3 2/7?2-2 1.某处装置一安全闸门，门宽B为0.6米，门高H为1.0米。距底0.4米处装有闸门横轴，闸门可绕轴旋转

22、。问门前水深h为若干时，闸门即可自行开放？（不计各处的摩擦力）解：法一：h/?n 0.4 mBH、hD=hc+=。-0.5+彳-D c h,A(h-0.5)BHh 1.33 m法二：R=pcl-A,=9800 x(/；-0.7)x 0.6 x 0.6=3528(/7-0.7)P2=Pc2,A2 =况2 -B H2 =9800 x(0.2)x 0.6 x 0.4=2352(-0.7)0.6X0S,；J”.一。31 yctAt(-0.7)x 0.6 x 0.6(/-0.7)0.6x0.43,_ 4 _ 12 一 0。42 yC2A2 (A-o.2)x 0.6x04 3(/-0.2)由题意：Pi (

23、0.3e/)2 尸 2*(0.2+62)解得：h 2 1.33m2-22.解:2-23.图示两个半圆球形壳，以螺钉相连接。下半球固定于地面，其底部接以测压管，球内装满水，测压管内水面高出球顶1m,球直径2 m,试求螺钉所受的总张力。螺钉所受的总张力等于上半球所受到的静水压力F_jrj2 2厂=犷 压 力 体=丁(+火)一 耳 成33 14x22 2,=9800 x(l+l)-x3.14xl3=41029.3N4 3卧式油罐直径2.2m,长9.6m,油面高出顶部0.2m。密闭时，油面蒸汽压力为368mm水银柱，油品相对密度0.72,求 AA及 BB断面处的拉力？解：368mmHgf 5004.8

24、mmH20f 6951.ImmOi 1-6.95m0ilA-A 断面：i ri 一2，*=7油心力体=0 72、9800、D L H-L1 3 14=0.72x9800 x9.6x2.2x 7.15+1.l-x x 2.2 =1100756.3212 4B-B 断面:PBB=p,.Z=7 油,包=0.72x9800 x(1.l+7.15)*2.2x9.6=1229437.44Nx 9.6x2.2312ycAc-(7.15 4-1.1)x2.2x9.60.0497772-2 4.在盛有汽油的容器的底上有一直径d2=20mm的圆阀，该阀用绳系于直径5 =100mm的圆柱形浮子上。设浮子及圆阀的总质

25、量m=100g,汽油相对密度0.75,绳长Z=150mm,问圆阀将在油面高度H 为多少时开启？解：由题：FG+P临界状态F G +P汽 浮=7居 p=yH4Sy 1）-（-z）=mg+623y H?（d：-d；）=mg+3汨z4mg d；z _ 4x04x9.8 0.12xQ.15吟(d；二或)+d；_ 或 _3.14x 0.75 x9800 x(0.12-0.022)+0.12-0.022=0.0177+0.15625=0.174w即 H 2 0.174m2-2 5.图示水泵吸水管内的圆球形吸入阀，管内液面高H 1=5m,管外液面高H2=2m。实心钢球直径D=150毫米，材料相对密度8.5,

26、安装在一个直径d=100mm的阀座上。问吸水管内AB液面上需有多大的真空度时，才能将球阀升起？（提示：先分清球阀在垂直方向上受哪些力的作用，再根据压力体去解）解：由题意：P G,设真空度为压力体叠加后只剩V柱（I）和V球（t）,产生的向上压力P上眉尸唱/水一7水 苧 囹-凡-同向下的力为球阀自重GGW67球P上，G时，阀门可启动，相等为临界状态h=4.69加“2。(0=-Y h=-4.5 9 X 1 04P a)2-2 6.玻璃制比重计，管下端小球中装有弹丸，管外径2.0 c m,小球体积V()=10c m 3；比重计的重量m=2 5 g,汽油相对密度为0.70。求比重计淹没在汽油中的深度h?

27、解：Fn=G(7td2 J加g=7 汽 匕 10+-AI 4 J2.5X 9.8=0.7X 9.8X (10+3.14X 22X h/4)h=8.2c m2-27.一木排由直径250毫米，长1 0米的圆木结成。用以输送1000牛顿的重物通过河道。设木头的相对密度为0.8,过河时圆木顶面与水面平齐。问至少需要圆木多少根？解：至少需要圆木x根产 浮N G/羊兀D?工=10000+/木 修 工(厂/木卜,x=io o o o40000X-z0.2X9800X3.14X0.252 X10所以，至少11根。10.43-1第三章已知流场的速度分布为流体运动学与动力学基础u xy2l-y3J+xyk解:(1

28、)属几元流动？求(x,y,z)=属二元流动。(1,2,3)点的加速度。3-2(2)%2 1，=-3肛=肛dii.dii dur-+ur-+w-+lldt x dx y dydux dz0+xy2-y2 y3,2xy+xy0=xy4=-y 5.33du duv du duv 1 3(-+、.-+-+w_-=04-xy-0 y-I-ydt x dx y dy z dz 3 Q,du7 +丫 M +u M +z dt x dx y dy-duzdz已知平面流动的速度分布规律为c 2 1 3 八 2 3。+孙 y-y x+xy-O=-xy3210.67316=5.333u=B y-In(x2+y2)1

29、+解:Bx2乃 8 +/)，B yB xA万 苗+力，In(%2+y2)流线微分方程:dx dy代人得：一2兀 x2+y2办B x2万(2+y2)dx dy,_ 2 2 小=xax-yay=0=x-y=Cy x用直径200mm的管子输送相对密度0.7的汽油，使流速不超过1.2 m/s,问每小时最多输送多少吨？解:3 14、M =pQ=pVA=0.7 xlOOO x 1.2 x p x 0.22=26.376像/s=94.95 油管输送相对密度0.8的煤油，设计输送量为5 0 t/h,限制流速不超过0.8m/s,需多大管径？解:M-pQ=pVA=AM4pV解:3-6解:解:d=4M_pVn4x5

30、0 x1000/3600 八”“-=().100/77=1 oomm3.14x0.8x1000 x0.8一离心泵吸入管直径150m m,排出管直径100m m,若限制吸入管流速不超过0.7m/s,求流量及排出管流速各为多少？0 =以=0.7x 工吃015:=o.o 124加3 /5“吸J 吸排d 排2x 0.7=157 5m/s自水箱接出一个水龙头，龙头前有压力表。当龙头关闭时，压力表读数为0.8大气压；当龙头开启时，压力表读数降为0.6大气压。如果管子直径为12毫米，问此时的流量为多少？p o=O.8a t=8m H jO对 1 1、22 列伯努利方程:o n 0.6x 98000 V-98

31、00 2gV2=J 2g(8-6)=6.26m/sQ =V2A=6.26X3-14X-012=7.08 X 1()7 加3 /s水从井A 利用虹吸管引到井B 中，设已知体积流量Q=1 0 0 米/时，=3 米，Z=6 米，不计虹吸管中的水头损失，试求虹吸管的管径d 及上端管中的负压值p。列 1、2的伯努利方程：V2H,+0 +0 =0 +0 +32 g匕=12gHi=V 2 x 9.8 x 3 =7.67 m/sQ=%Q2 4d -叫4x 1 0 0/3 6。=0 0 6 8 M=6 8 曲3.1 4x 7.6 7 列 1、3的伯努利方程：/P尸O+O+O=(z-J+上+/2 g(P =Y(z

32、-Hj4-2 g J-9 8 0 0 x 6 =-5 8.8 x 1 03 P a=-58.SKP a另解：列 2、3的伯努利方程:o+o+J +K+t2g/2g3-8解:p=-yz=-9800 x 6=-58.8 x 1。3&=一 58.8KP =0.6at为测管路轴线处的流速，装置如图所示的测速管。左管接于水管壁，量出不受流速影响的动压强；右管为9 0 弯管，量出受流速影响的总压强。把两管连于U形管水银压差计 o 若/h=200毫米，求管轴处的流速？2u=PPo2g yu-3M2x9.8x(13.6-1)x9800巫“03加s9800注：P l F+/公=2 2 _ 2Zj-z2=3-9解

33、:相对密度为0.85的柴油，由容器A经管路压送到容器B o容器A中液面的表压力为3.6大气压，容器B 中液面的表压力为0.3 大气压。两容器液面差为20米。试求从容器A输送到容器B的水头损失？列 A、B两液面的伯努利方程：0+&+0=20+&+0+%Y/油 y油KA-B仁做一2。=包6-。抄9陋_20=18防7油0.85x98003-10为测量输油管内流量，安装了圆锥式流量计。若油的相对密度为0.8,管线直径D=100毫米，喉道直径d=50毫米，水银压差计读数/h=40厘米。流量系数0.9,问每小时流量为若干吨？二解：Q=a442g日iM=pQ=J 2g7空7 7型M3 14x0 O520.8

34、xl000 x0.9x-x J2x9.8x(13.6-0.8)x98000.8x980015.8256奴/s15.8256x3600,一-t/h=57/A10003-11为了在直径D=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。若压力表读数2.4 a t,喉道直径d=40mm,T 管流量Q=30L/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H=l.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？解：列 11、2 2 的伯努利方程：0 +匕2 p%7 2g/2gQ=VAX=

35、V2A2=3OL/S=O.O3m3/S4,2由 3.14x0.162 2-=-=0.020096m4 4成2 3.14x0.042 2=-=0.001256加-匕44=Q_.4_Q_一40.030.0200961.493加/s=23.89加/s0.001256代入伯努利方程:p2=y匕 2片-r-=-P-i-+-7、一2g1 4932-23 892=2.4 x 98000+0.9 x 9800 x 2x9.8-20626.37P 47=-0.2列 3-3,4-4 的伯努利方程:0+0+0=+包+%+。八2g夕4=必仙一片/小9.8 一 1.5问=厮=3.517血 s7rd202=10%2)=A

36、BV,=年 匕=0.003%3/S18427 _ I 4x0,003-V 3.14x3.517=0.033加3-1 2 图示水箱在水深H=3m处接一水平管线。管线由两种直径串联已知:H=3 m,4=2 0mm,dlOmm,L=L2=10m,hw=0.6mH2O,hw2=lmH2O求：Q；i,z2；绘制水头线解：对 00、22 两液面列伯努利方程：+0+0=0+0+&+(%+%)2gV2U =+仄2)=3 一(1 +o.6)=1.4m2gV2=5.24/%/s0 =4%=5.24X314；0 0L=4112X10-43/5粗管段：“组=0.061 LI 10细管段：，,=h=工1=0.1L2 1

37、0 M 匕=(4)义 5.24=1.31m/s3-1 3 图示输水管路dd2Vd3,若忽略管件处的局部阻力，试绘制其总水头线和测压管水头线的示意图。3-14用 80KW的水泵抽水，泵的效率为90临管径为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。解：泵=N屈泵=80 x 0.9=72K/泵的扬程：H=z2-zi+h,.2=29+hw=30mH2ON Q yQ H n Q =W=72x10009800 x30=0.245m3 IsV 4。4x0.245一 前 3.14*0.32=3.47 ml s对 1 1、22 两液面列伯努利方程:p V

38、20 +0 +0 =2 +幺+0.2/2 gV2(3 472)p=Y-2-0.2=-9 8 0 0 x 2.2+I 2 g)I 2 x 9.8 J=一 2 7 5 8 0.45 Pa =2 7.5 8 KP。3-1 5 图示一管路系统，欲维持其出口流速为2 0 m/s,问需多少功率的水泵？设全管路的水头损失为2m,泵的效率为80%,若压水管路的水头损失为L 7m,则压力表上的读数为多少？解：Q =V2A220X3.14X0.0 1 L5 7X1 0,W/54一V2 202泵的扬程：H=Z2-Zi+hwH =20+2d-=42.41m2g 2x 9.8%泵=yQ H=9800 x l.57x 1

39、0-3 x 42.41=652.52%轴=也=815.65%轴 狈 0.8对 11、3 一 3 两液面列伯努利方程：D V20+0+0+”=1 +&+，+%7 2ga匕=(；)x 20=5m/sV1p=y H-hI 2g=9800 x 42.41-1-522x 9.8-0.3=390358.4Pa =39 Q KP a另：对 33、22 两液面列伯努利方程:0+=19+y 2g y 2g+儿3.2o n20+=19+0+-+1.7Y 2g 2g(202-52)p =9800 x -+19+1.7=390360尸 a =390K为2x 9.83-16图示离心泵以20m 7h 的流量将相对密度0.

40、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H=40m,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？解：对 11、22 两液面列伯努利方程:0+旦+0+=40+立+0+3 2To Yo P-,-P i p,=2 _Z=4X9.8X1 04+980 0 X -=38985 5。.2g 2 x 9.8&7由动量方程：PlM-P2A2-R=PQ 您2-匕)R=p -p2A2-pQ（y2-V 3 1 4 x 1 52 3 1 4 x 12=4 x 980 0 0 x /-389

41、85 5 x -1 0 0 0 x 1.8x（2.3-1）=383993.82 5 N（一）支座所承受的轴向力为384 K N,方向向右。3-2 3水射流以1 9.8m/s 的速度从直径d=1 0 0 m m 的喷口射出,冲击一固定的对称叶片,叶片的转角a=1 35,求射流对叶片的冲击力。府解，：Q八 -VT Z A，=-1-9-.-8-X-3-.-1-4-X-0-.-1-2=0N.1 5 5 4 37M 33/5piAl-p2A2-R =pQ（V2-Vl）R=X?2 o%（l-c o s a）=1 0 0 0 x 0.1 5 5 4 3x l 9.8x（l-c o s l 35）=5 2 5 3.6 4 5 N