流体流动试题集及参考答案

内容发布更新时间 : 2025/7/5 3:35:40星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

***答案***

P＝P＋ｈρ水ｇ

P＝（P＋ρｇH）＋ｈρ水ｇ 又P＝P＋Hρｇ

∴（P＋Hρｇ）＋ｈρ水ｇ ＝（P＋ｈρ水ｇ）＋Hρｇ Hρ＋ｈρ水＝Hρ＋ｈρ水 ρ＝ρ-ρ水（ｈ－ｈ）/H ＝1.29-1000×（0.115－0.1）/20 ＝0.54kg.m。

8.（14分）

水从蓄水箱，经过一水管流出，如附图所示。假如，Z＝12m，Z＝Z＝6.5m，d＝20 mm，d＝10mm， 水流经d管段的阻力损失为2m HO，流经d管段的阻力损失为1mHO，求：（1）管嘴出口处的流速ｕ；（2）接近管口2－2截面处的流速ｕ及压强P；

***答案***

（1）列1－1与3－3截面柏努利方程式 Z＋P/ρｇ＋ｕ/2ｇ

＝Z＋P/ρｇ＋ｕ/2ｇ＋ｈ ｕ＝0，P＝P＝0（表压） ∴12－6.5＝ｕ/2ｇ＋（2＋1）

解得 ｕ＝√（2.5×2×9.81）＝7 m.s （2）ｕ＝ｕ（d/d）＝7×（10/20） ＝1.75m.s

由1－1与2－2截面列柏努利方程式可得

P/ρｇ＝（Z－Z）－ｕ/2ｇ－ｈ ＝（12－6.5）－1.75/（2×9.81）－2 ＝3.344 m水柱（表压） ∴ P＝3.344×1000×9.81＝32804Pａ

9.（10分）

密度为1000kg.m，粘度为1cp的水，以5m.h的流量在φ51×3mm 的水平管道内流过, 在管路上某处流体静压强为1.5kgf.cm(表压)，若管路的局部阻力可略去不计，问距该处100m下游处流体静压强为多少Pa? (Re=3×10-1×10时, λ=0.3164/Re)

***答案***

u=V/(πd/4)=5/(3600×π×0.045/4)=0.874m.s Re=duρ/μ=0.045×0.874×1000/(1×10)=39375 λ=0.3164/Re=0.3164/78750=0.0225 由柏式： Z=Z u=u ∴p/ρ=p/ρ+ λ(l/d)(u/2) p=p-λ(l/d)(ρu/2)

=2.5×9.81×10-0.00225×(100/0.045)×(0.874/2)×1000 =1.28×10N.m(表压)

10.（12分）

用泵自贮油池向高位槽输送矿物油，流量为38.4T.h,高位槽中液面比油池中液面高30m,管路总长(包括阀门及管件的当量长度) 430m,进出口阻力不计。管径为φ108×4mm,若油在输送温度下的比重为0.96,粘度为3430cp,求泵所需的实际功率,设泵的效率η=50%。

***答案***

对贮油池液面至高位槽液面列柏努利方程： He=△Z+λ[(l+Σle )/d](u/2g)

△Z=30m l+Σle =430m d=108-2×4=100mm=0.1m u=Vs/0.785d

=38400/(3600×0.785×0.1×960) =1.415m.s

Re=duρ/μ=0.1×1.415×960/3430×10 =3