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《冶金傳輸原理-動量傳輸-第3章試題庫》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、第3章流體動力學(xué)【題3-1】在生產(chǎn)過程中常用設(shè)備位置的高度差來使流體以一定的流速或流量流動，如水塔、高位槽或虹吸等。這類計算可歸納為已知高度差求流速或流量；或者求出欲達到某一流量須保持若干高度差。如圖3-1所示，水槽液面至管道出U的垂直距離保持在6.2m，水管全長330m,管徑為如果此流動系統(tǒng)中壓頭損失為6mH20，試求管路中每分鐘可達到的流量。解取水槽液面為1一1截面，水流出口為2—2截面，取水平基準面通過水管中心。列出1一1截面至2—2截面之間的伯努利方程式為4+1+4=i+A+z2+，＜2^gp2ggp-因為水平基準而通過截面2—2,所以Z2=0，z1=6
2、.2m。液面因為水流出口均與大氣相通，故A=p2=l大氣壓。因截面1一1比2—2要大的多，所以可近似認為％=0。己知/Av=6mH2O,將這些數(shù)值代入得6.2=4+6,解出u2=^/0.2x2g=1.98m/s于是水的流量Q=u,x-d2=.9Sx-x0.0922=0.013m31s=0.79m3/min244【題3-2】采用如圖3-2所示的集流器測量離心風(fēng)機的流量。己知風(fēng)機吸入管道的直徑d=350mm,插入水槽中的玻璃管內(nèi)水升高h=100mm，空三的密度/?二1.2知/m3，水的密度為p=1000^/，不考慮損失，求空氣的流量。o圖3-2題3-2不意圖解取吸
3、水玻璃管處為過流斷面1一1，在吸入U前的一定距離，空氣為受干擾處，取過流斷面0—0，其空氣壓力為大氣壓，空氣流速近似為0，v0^Oo取管軸線為基準線，且/^_,=0,則列出0—0和1一1兩個緩變流斷面之間的能量方程為0+1+0=0+-^+1SP8PPi=Pa-Pghf所以v,=2gPa~Pl=2g=2^/z^-=(2x9.807x0.1x=40.43m3/5SPSPVPV1-2qv=v,-d2=40.42x-x0.352=3.89m3/sv144【題3-3】如圖3-3所示，求單位寬度二維槽道內(nèi)水的流量，忽略能量損失。2m0.8n12圖3-3題3-3示意圖解選
4、擇槽道底面為基準面,確定兩漸變流斷面為1一1和2-2o因為漸變流斷面上各點的(Z+I)為常數(shù)，所以可選斷面上任一點表示P8Z和p值，力計算方面，選水面上一點，則斷面1—1處/?,=(),a=2m和斷面2—2處p2=0,z2=0.8m。忽略能量損失=0，列能量方程220+2.0+-^=0+0.8+-^+02g2g由連續(xù)方程(2x1)%=(0.8xl)v2解得v,=2.12m/5,v2=5.29ml=0.229m,=1.429m2g2g流量為qv==2x1x2.12=4.24m3/5【題3-4】某工廠自高位水池引出一條供水管路AB,如圖3-4所示。已知流量2=0.0
5、4m3管徑￡＞=16cm;壓力表讀數(shù)久=5.N/cm2?，高度H=18m。問水流在管路AB中損失了若干水尖？圖3-4題3-4不意圖解：（略）【題3-5】假設(shè)存一不可壓縮流體三維流動，其速度分布規(guī)律為w=3（x+y3），v=4＞，+z2，vv=x+＞，+2z。試分析該流動是否連續(xù)？解根據(jù)式（3.27）么色一=2dxdydz所以^+3v+3vv=9/0dxdydz故此流動不連續(xù)。不滿足連續(xù)性方程的流動是不存在的?！绢}3-6】右一不可壓縮流體平面流動，其速度分布規(guī)律u=x2siny,v=2xcosy。試分析該流動是否連續(xù)？解根據(jù)式（3.29）—=2%sin=-2%s
6、inydxdy所以
7、+
8、=2xsiny-2xsiny=0故此流動是連續(xù)的?！绢}3-7】右一輸水管道，如圖3-5所示。水自截面1一1流向截面2—2。測得1一1截面的水流平均流速v,己知＜=0.5m,=lzn,試求截面2-2處的平均流速^為多少？解：v2=0.5(m/s)【題3-8】有一貯水裝置如圖3-6所示，貯水池足夠大，當閥門關(guān)閉時，壓強計讀數(shù)為2.8個大氣壓強。而當將閥門全開，水從管中流出時，壓強計讀數(shù)是0.6個大氣壓強，試求當水管直徑d=12cm時，通過出門的體積流量qv,（不計流動損失）。關(guān)閉時，壓強計讀數(shù)為2.8個大氣壓強。而當將閥門全開，水從管中流出時
9、，壓強計讀數(shù)是0.6個大氣壓強，試求當水管直徑d=12cm時，通過出門的體積流量qv,（不計流動損失）。解當閥門全開時列1一1、2—2截面的伯努利方程當閥門關(guān)閉時，根據(jù)壓強計的讀數(shù)，應(yīng)用流體凈力學(xué)基本方程求Pa+PgH=Pa+2?込pa則^1^:^X98060=pg9806-代入到上式v2==12x9.806x("28-Q’6x98()6^j=20.78(^/5)I)I9806J所以管內(nèi)流量rrqv=-d、=0.785x0.122x20.78=0.235(m3/5)【題3-9】如圖3-7所示的虹吸管中，己知徑D=18mm，如不計損失，問S處的壓強應(yīng)為多大時此
10、管X）*能吸水？此時管內(nèi)
