流体力学公式及题目应用

1．空气容重＝１１．５3mN，Ｖ＝０．１５７scm2，求它的动力粘度。解；g，Ｖ＝p，则V=Vg=11.53mN157.0scm23807.9mkg=0.0183)(103spa2．一铅直闸门，如图，顶边水平，所在水深1h=1m，闸门高两米，宽b=1.5m，试用解析法及图解法求水压静力P的大小及作用点。解先用解析法求P。引用式p=Ahc,其中:水的容重=9.807kN/3m，ch=1h+2h=1+22=2m,A=bh=1.52=32m,代人式中得：p=9080723=58.84kN压力中心用Dy=2+25.121=2+61=2.17m各计算数值的符号在a图上。再用图解法求p。先绘水静压强分布图，如图b所示，然后引用式p=b,=21hhhh)(11=21)2(1hhh=219.8072(21+2)=39.23kN/m,b=1.5m,代入其式中得p=39.233101.5=58.84kND点即压力中心。3．在封闭水箱中，水深h=1.5m的A点上安装一压力表，其中心距A点Z=0.5m，压力表读数为4.92mkN，求水面相对压强及真空度。解：由图可知：AP=0P+VhAP=表P+VZ则0P=表P—V(h—Z)=4.9—9.809（1.5—0.5）=—4.9（2mkN）真P=∣0P∣=4.92mkN4．断面为300mm400mm的矩形风道，风量为2700hm3，求平均流速。如风道出口处断面收缩为150mm400mm，求该断面的平均流速。解：由Q=AV得V=AQ则1V=1AQ=36001040030027006=6.25（m/s）2V=2AQ36001040015027006=12.5（m/s）5.管路由不同直径的两管前后相连接所组成，小管直径Ad=0.2m，大管直径Bd=0.4m。水在管中流动时，A点压强AP=702mkN，B点压强BP=402mkN，B点流速BV=1m/s。试判断水在管中流动方向。并计算水流经两断面间的水头损失。解：由Q==AV得AV2Ad4=BV2Bd4则AV=2ABddBV=4BV=4m/s设以A为基准面，则可列：AP+AZ+gVA22=fBBhgVBZP22其中fh为A到B的水头损失。fh=BABABAZZgVVPP222=18.921475.9407022=2.83（m）由于fh0故水流方向为A→B6.用直径d=100mm的管道，输送流量为10Kg/s的水，如水温为5℃，试确定管内水的流态。如用这管道输送同样质量流量的石油，已知石油密度=850Kg/3m，运动黏度=1.142cm，试确定石油的流态。解：①5℃时水的运动黏度为水=1.5226m10/sA=2r=22d=205.0=22104m水Q=10Kg/s=sm1032水V=2232m104sm10AQ水=4m/s则管内的雷诺系数为水eR=水水dV=sm1052.1m1.0sm426=838102000故管内的水为紊流。②若为石油Q=10Kg/s=385010mKgKg/s=sm3851V=AQ=2104851(m/s)=sm85400则雷诺系数为石油eR=Vd=sm1014.1m1.0sm8540024=13142000故为层流。7.某单吸单级离心泵，Q=0.0735sm3，H=14.65m，用电机由皮带拖动，测得n=1420r/min，N=3.8Kw；后因改为电机直接联动，n增大为1450r/min，试求此时泵的工作参数为多少？解：由相似律可得3212121NNQQnn可得：2Q=121Qnn=0.0715sm32H=1221Hnn=15.28m13212NnnN=3.51Kw8.有一转速为1480r/min的水泵，理论流量Q=0.0833sm3，叶轮外径2D=360mm，叶轮出口有效面积A=0.0232m，叶片出口安装角2=30°，求作速度三角形，假设流体进入叶片前没有预旋运动，即1u=0。试计算此泵的理论压头TH。设涡流系数=0.77，理论压头TH为多少？解：圆角速度w=60148036.060dn=27.88m/s即T2==27.88m/s速度的径向分速度2r=AQ=23023.00833.0msm=3.62m/s-22r2r由速度三角形得=cos2222222rr=2362.3288.27262.3288.2722=21.62m/s则TH=)(11122TTTTg=TTg221=61.5mTH=TH=0.7761.5=47.4m9.某工厂由冷冻站输送冷冻水到空气调节室的蓄水池，采用一台单吸单级离心式水泵。在吸水扣测得流量为60L/s，泵前真空度计指示真空度为4m，吸水口径25cm。泵本身向外泄露流量约为吸水口流量的2%。泵出口的压力表读数为3.0Kgf/2cm，泵出口直径约为0.2m。压力表安装位置比真空计位置高0.3m，求泵的扬程。解：Mp=3.0Kgf/2cm=3000Kgf/2m9.807=294.0KpBH=4mZ’=0.3mQ=60L/s=0.06sm32=22.014.34)02.01(06.0=1.87m/s1=225.014.3406.0=1.23m/sH='22122ZgHpBM=3.0807.9223.187.14807.90.29422=30+4+0.101+0.3=34.4m