第四章习题答案
选择题(单选题)
4.1等直径水管,A-A为过流断面,B-B为水平面,1、2、3、4为面上各点,各点的流动参数有以下关系:(c)
A1B432BA
(a)p1=p2;(b)p3=p4;(c)z1+
pp1pp=z2+2;(d)z3+3=z4+4。 ?g?g?g?gp?v24.2伯努利方程中z++表示:(a)
?g2g(a)单位重量流体具有的机械能;(b)单位质量流体具有的机械能;(c)单位体积流体具有的机械能;(d)通过过流断面流体的总机械能。
4.3水平放置的渐扩管,如忽略水头损失,断面形心点的压强,有以下关系:(c)
12p11(a)p1>p2;(b)p1=p2;(c)p1 p22 4.4黏性流体总水头线沿程的变化是:(a) (a)沿程下降;(b)沿程上升;(c)保持水平;(d)前三种情况都有可能。 4.5黏性流体测压管水头线的沿程变化是:(d) (a)沿程下降;(b)沿程上升;(c)保持水平;(d)前三种情况都有可能。 4.6平面流动具有流函数的条件是:(d) 无黏性流体;(b)无旋流动;(c)具有速度势;(d)满足连续性。 dB=0.4m,4.7一变直径的管段AB,直径dA=0.2m,高差?h=1.5m,今测得pA=30kN/m,pB=40kN/m2, B处断面平均流速vB=1.5m/s.。试判断水在管中的流动方向。 2B×Δh×A 解: 以过A的水平面为基准面,则A、B点单位重量断面平均总机械能为: 2pA?AvA30?1031.0?1.52?0.4?HA?zA???0??????4.89(m) ?g2g1000?9.8072?9.807?0.2?42pB?BvB40?1031.0?1.52HB?zB???1.5???5.69(m) ?g2g1000?9.8072?9.807∴水流从B点向A点流动。 答:水流从B点向A点流动。 4.8利用皮托管原理,测量水管中的点速度v。如读值?h=60mm,求该点流速。 汞uΔh水 解: u?2??p??2g??Hg????h??2?9.807?12.6?60?10?3?3.85(m/s) 答:该点流速u?3.85m/s。 4.9水管直径50mm,末端阀门关闭时,压力表读值为21kN/m。阀门打开后读值降至5.5kN/m,如不计水头损失,求通过的流量。 22 p21?103解:(1)水箱水位 H?z??0??2.14(m) ?g1000?9.807pv2(2)阀门开启后,从水箱液面到仪表处列伯努利方程,可得:H? ??g2g??p?5.5?103?∴v?2g?H???5.57(m/s) ??2?9.807??2.14??g?1000?9.807???Q?vA?5.57???0.0524?0.011(m3/s) 答:通过的流量Q?0.011m3/s。 4.10水在变直径竖管中流动,已知粗管直径d1=300mm,流速v1=6m/s。为使两断面的压力表读值相同,试求细管直径(水头损失不计)。 d13md2 解: 以过下压力表处的水平面为基准面,列伯努利方程如下: 2p1?1v12p2?2v2z1???z2???hw1?2 ?g2g?g2g∵hw1?2?0,z1?3m,z2?0 取?1??2,当p1?p2时,有: 2v2?2gz1?v12?2?9.807?3?62?94.842 v2?9.74(m/s) 由连续性方程 v2A2?v1A1 ∴d2?d1v16?300??235.5(mm) v29.74答:细管直径为235.5mm。 4.11为了测量石油管道的流量,安装文丘里流量计,管道直径d1=200mm,流量计喉管直径 d2=100mm,石油密度?=850kg/m3,流量计流量系数?=0.95。现测得水银压差计读书 hp=150mm,问此时管中流量Q是多少。 d1d2hp 解: Q??K????Hg??油? ?1??hp??d12其中:??0.95;K?4?2g4??0.22?4?2?9.8074?0.0359 ?d1????1?d2?hp?0.15(m) ?0.2????1?0.1???Hg?Q??K????1??hp??K?油???Hg?水? ??????1??hp?水油?1000???0.95?0.0359??13.6??1??0.15 850???0.0511575(m3/s) ?51.2(l/s) 答:此时管中流量Q?51.2l/s。 4.12水箱中的水从一扩散短管流到大气中,直径d1=100mm,该处绝对压强p1=0.5大气压,直径d2=150mm,试求水头H,水头损失忽略不计。