资源描述
1 孔口管嘴管路流动 1 . 图中穿孔板上各孔眼的大小形状相同问每个孔口的出流量是否相同 解由 02 gHAQ 与深度无关所以每个孔口的出流量相同 2 . 有一水箱水面保持恒定5 m 箱壁上开一孔口孔口直径 d=1 0 mm 。1 如果箱壁厚度 =3mm 求通过孔口的流速和流量。2 如果箱壁厚度=40mm 求通过孔口的流速和流量。 解 1 视作薄壁小孔口 9 7.0 6 2.0 smghv /6.92 得 smv AQ /1 08 2.4 34 2 视作管嘴 8 2.0 smghv /1 2.82 得 smv AQ /1 03 8.6 34 3 . 一 隔 板 将 水 箱 分 为 A 、B 两 格 隔 板 上 有 直 径 为 d1=4 0 mm 的 薄 壁 孔 口 如 题 5- 3 图B 箱底部有一直径为d2=3 0 mm 的圆柱形管嘴管嘴长l =0 . 1 m A 箱水深H1=3 m 恒定不 变。 1 分析出流恒定性条件H2 不变的条件。 2 在恒定出流时B 箱中水深H2 等于多少 3 水箱流量Q1 为何值 解 1 当Q1=Q2 时 出流恒定 2 因为Q1=Q2 )(2 2111 HHgA )1.0(2 222 HgA 查表得 6.01 8 2.02 解得 mH 8 5.12 3 解得 1Q 3 . 5 8 1 0-3 m3/ s 4 . 证 明容 器壁上 装一 段短 管 如图 所示 经过 短管出 流 时 的 流 量 系 数 与 流 速 系 数 为 2 1 1 d l 证 gvdlgvgvH 222 2220 02 gHv 其中 1 1 dl 5 . 某诱导器的静压箱上装有圆柱形管嘴管径为 4 mm 长度l =1 0 0 mm =0 . 0 2 从管嘴入 口到出口的局部阻力系数 5.0 求管嘴的流速系数和流量系数见上题图。 解由题得 7 0 7.0 1 1 d l 6 . 如上题当管嘴外空气压强为当地大气压强时要求管嘴出流流速为 3 0 m/ s 。此时静压箱 内应保持多少压强空气密度为 =1 . 2 kg/ m3 。 解 pv 2 得 2/0 8.1 mkNp 7 . 某恒温室采用多孔板送风风道中的静压为2 0 0 Pa 孔口直径为 20 mm 空气温度为 2 0 =0 . 8 。要求通过风量为 1 m3/ s 。问需要布置多少孔口 解Q= pAn 2 得 4.2 1 8n 所以需要2 1 9 个 8 . 水从A 水箱通过直径为 1 0 c m 的孔口流入B 水箱流量系数为 0. 6 2 。设上游水箱的水面高 程 1H =3 m 保持不变。 1 B 水箱中无水时求通过孔口的流量。 2 B 水箱水面高程 2H =2 m 时求通过孔口的流量。 3 A 箱水面压力为 2 0 00 Pa 1H =3 m 时而 B 水箱水面 压力为 0 2H =2 m 时求通过孔口的流量。 解 1 属孔口自由出流 02 gHAQ 10 HH 得 smQ /0 3 7.0 3 2 属孔口淹没出流 02 gHAQ 210 HHH 3 得 smQ /0 2 1 6.0 3 3 02 gHAQ 9 8 0 72 0 0 0210 HHH 得 smQ /0 2 3 6.0 3 9 . 室内空气温度为 3 0 室外空气温度为 2 0 在厂房上下部各开有 8 m2 的窗口两窗口 的中心高程差为 7 m 窗口流量系数 =0 . 6 4 气流在自然压头作用下流动求车间自然通风 换气量质量流量。 解 2/7 4 4.23 7.0 mNHgHP Q= A内 内p2 =1 2 . 9 6 kg/ s 方法二 分别令上下部窗口外渐变流断面 2 和断面 1 根据气体能量方程得 La pvpvzzgp 22) ( 22 2 21 121 因为 p1=p 2 =p a , 021 vv , 所以 Hgp aL )( 又由于 21 pppL 根据气体孔口淹没出流的流量公式 Q aaM g pgA 11 2 Q 2M = gpgA 12 又由于连续性方程 Q 21 MM Q 查得 33 /1 6 5.1,/2 0 5.1 mk gmk ga 4 Q MMM QQ 21 =1 2 . 9 6 kg/ s 1 0 . 如图示管路中输送气体采用 U 形差压计测量压强差为h 米液体。试推导通过孔板的流 量公式。 解 ghP , 是 U 形压差计液体容重 为气体容重 hgAhgAgpgAgHAQ ,0 2222 11 . 如上题图孔板流量计输送 2 0 空气测量h =1 0 0mmH2 O 。 =0 . 6 2 d=1 0 0 mm 求Q 。 解将数据代入上题公式得 smQ /2.0 3 1 2 . 什么叫管路阻抗又称为综合阻力数为什么有两种表示在什么情况下S 与管中流 量无关仅决定于管道的尺寸及构造 解阻抗反映管路上沿程阻力和局部阻力情况。 HS 用在液体管路 PS 用在气体管路。在紊 流粗糙区时S 与管中流量无关因为 此时与 v 以及流体状态无关 仅决定于管道的尺 寸和构造。 1 3 . 供热系统的凝结水箱回水系统如图。试写出水泵应具有的作用水头表达式。 解 2,1,2 SQg ppH ( 如果 冷却措 施是 开 式则需加上 h) 1 4 . 某供热系统原流量为 0 . 0 0 5 m3/ s , 总水头损 失h=5 mH 2 O, 现在要把流量增加到0 . 0 0 8 5 m3/ s , 试问水泵应供给多大压头。 解 211 SQH 即 20 0 5.05 S 525 /1 02 msS mSQH 4 5.1 40 0 8 5.01 02 2522 1 5 . 两水 池用 虹吸 管连通 上 下游 水位 差 H=2 m 管长 L 3 m L2 5 m L3 4 m 直 径 5 d =2 0 0 mm 上游水面至管顶高度h =1 m 。已知 0 . 0 2 6 , 进口网 =1 0 弯头 =1 . 5每个弯头 出口 1 . 0 求 1 虹吸管中的流量 2 管中压强最低点的位置及其最大负压值。 解 1 方法一 Q= d LLL gHd bc 3210 2 2 24 =0 . 0 5 m3/ S 方法二 gd d L S 42 )(8 又 2SQH 解得 smQ /0 5.0 3 2 )( 1ZZh Cv H d LLL d LL bc bc )(2 21 3210 21 =2 . 7 5 m 1,5.1,1 0 0 bC 负压值为- 2 . 9 3 m 1 6 . 如图水泵抽水系统管长、管径单位为 m 给于图中流量 Q=4 0 1 0-3m3/ s =0 . 0 3 。 求 1 吸水管及压水管的S 数。 2 求水泵所需水头。 3 绘制总水头线。 6 解 1 1HS = gdd L 412 21118 =11 8 . 6 9 s2 / m5 2HS = gdd L 412 4322 18 =2 1 0 6 . 1 s2 / m5 2 hH 1HS + 2HS mQ 5 6.2 32 其中 mh 2 031 7 3 略 1 7 . 图为一水平安置的通风机吸入管d1=2 0 0 m l 1=1 0 m =0 . 0 2 。压出管为直径不同的两段 管段串联组成d2=2 0 0 mm l 2=5 0 m =0 . 0 2 l 3=5 0m , =0 . 0 2 。空气密度为 =1 . 2 kg/ m3 风量为Q=0 . 1 5 m3/ s 不计局部阻力。试计算 1 风机应产生的总压强为多少 2 如风机与管道铅直安装但管路情况不变风机的总压有无变化 3 如果流量提高到 0 . 1 6 m3/ s 风机总压变化多少 4 绘出全压线与静压线图。 解( 1) 412 1 1 1 8 d d l SP 422 2 2 2 8 d d l SP 432 3 3 3 )1(8 d d l SP PS 1PS 2PS 3PS 2QSp P 解得 Pap 2 5 0 0 2 铅直安装不会改变总压因为同种气体位压等于零 3 PaQSp P 2 8 3 02 1 8 . 并联管路中各支管的流量分配遵循什么原理如果要得到各支管中流量相等该如何 设计管路 解并联管路 SQ 1 如果要得到各支管流量相等必须各支管 S 相等 应设计成 S1=S2=S3 1 9 . 有 两 长 度 尺 寸 相 同 的 支 管 并 联 如 果 在 支 管 2 中 加 一 个 调 节 阀 阻 力 系 数 为 则 1Q 和 2Q 哪个大些阻力 1fh 和 2fh 哪个大些 解 1 S1 21Q =S2 22Q S 与 有关 因为 21 SS 故 1Q 2Q 。 7 2 1fh = 2fh 2 0 . 有一简单并联管路如下图总流量=8 0 1 0-3m3/ s =0 . 0 2 求各管段之间的流量及两节 点之间的水头损失。第一支路 1d =2 0 0 mm L1 =6 0 0 m 第二支路 2d =2 0 0 mm L2 =3 6 0 m 。 解Q1: Q2= 2S : 1S Q S1 1S = gd dL 412 118 =3 1 0 4 . 8 s2 / m5 2S = 52422 22 /9.1 8 6 28 msgd dL 解得 7 7 4.0: 21 QQ smQ /1 04 5 332 smQ /1 03 5 331 211 QSH mQS 7 2.322 2 1 . 如上题若使 21 QQ 如何改变第二支路 解 2d 减小或加调节阀等增加阻力的措施。 2 2 . 如图所示管路设其中的流量QA=0 . 6 m3/ s =0 . 0 2 不计局部损失其它已知条件如图 求 A 、D 两点间的水头损失。 解 3 3 7 5:1 7 4 3:2 1 8 5:1:1:1: 454353252432432 LdLdLdSSSQQQ AQQQQ 432 522 8.3 4 6 msS smQQ A 32 1 8.03 3 7 51 7 4 32 1 8 5 2 1 8 5 mQSH 1 5.1 1222 并 )(8 555511251 dLdLgS mQSH 1 325151 8 mH 1 5.2 41 31 5.1 1 2 3 . 管段1 的管径为20 mm 管段2 为2 5 mm l 1 为2 0 m l 2 为1 0 m 1 521 0 2 5.0 流量分配有何变化 解这样 1Q 更小 2Q 更大所以应将管段 1 的 管径改为 mm2 5 管段 2 的管径改为 mm2 0 两 管流量可接近。 2 4 . 已知某枝状管网的 Q1 、Q2 、Q3 若在支管 2 的末端再加一段管子如图中所示。问Q1 和Q2 、 Q3 各有何变化 解由于总阻抗加大 2SQH 使总流量 1Q 减小 由于H 不变 3Q 减小所以 2Q 减小 2 5 . 三层供水管路各管段的值皆 1 06s2/ m5 层高均为 5 m 。设 a 点的压力水头为 2 0 m 求 Q1 、Q2 、Q3 并比较三流量得出结论来。忽 略a 处流速水头 解 32 QQQ 3211 QQQQQQ 1 212 0 SQ 2 2 0 5+S 2Q + 22SQ =5 +S 22232 )( SQQQ 3 2 0 1 0+S 2Q +2S 23Q 联立1 2 3 Q1 4 . 4 6 1 0-3m3/ s Q2 2 . 4 1 1 0-3 m3/ s Q 3 0 . 6 3 1 0-3 m3/ s 2 6 . 如上题若想得到相同的流量在a 点压力水头仍为 2 0 m 时应如何改造管网 解加大底层阻力如加阀门减小管径。减小上层阻力如加大管径 2 7 . 水由水位相同的两贮水池、沿着1=2 0 0 2=1 0 0 m d1=2 0 0 m d2=1 0 0 m 的两根管 子流入 L3=7 2 0 m d3=2 0 0 m 的总管并注入水池水中。求 1 当 H=1 6 m 1 = 3 =0 . 0 2 2 =0 . 0 2 5 时排入 C 中的总流量不计阀门损失 2 若要流量减少一半阀门的阻力系数为多少 9 解 1 Qc=QA+QB S= gdL528 2321 CA QSQSH 2322 CB QSQSH 解得 smQC /1 02 5.6 0 33 ( 2 ) 当流量减少一半 2 CBAC QQQQ gd d l S 432 3 33 3 )(8 2321 CA QSQSH 2322 CB QSQSH 解得 2 5 6 2 8 . 水平布置的管系A 点的表压强 Ap =2 8 0 kN/ m2 水流从、直接排入大气AD 管直 径为 0 . 4 m 其它各管直径为 0 . 3 m 沿程阻力系数 =0 . 0 2 忽略局部损失确定Q1 Q 2 Q3 和表压强PC 解由题意得 22QSp AB 23QSp AD 22 2 QSQSp AC ABS = 2 9.1 3 63.0 2 0 00 2.08 52 g ADS = 3 4 2.3 24.0 2 0 00 2.08 52 g ACS = 1 0 93.0 1 6 00 2.08 52 g 8.8 15.31 2 00 2.08 2 gS 解得 smQ /4 7.0 31 smQ /4 5 7 7.0 32 smQ /9 4.0 33 smQQQ /6 9 2.02 3 4 8.04 5 7 7.02 322 smQQQ /1 7 4.12 3 4 8.09 4.02 333 smQQQ /8 6 6.1 3321 10 2 2 QSpC 2/2.4 4 mk NpC 2 9 . 环状管网流量计算进行二次校正计算。 解第一次校正计算 环 路 管 段 假定流量 Qi Si hi hi / Qi Q 管段校正流 量 校正后的流量 Qi 校正后的hi 1 AB +0 . 1 5 5 9 . 7 6 +1 . 3 3 4 6 8 . 8 9 7 - 0 . 0 0 1 4 - 0 . 0 0 1 4 0 . 1 4 8 6 1 . 3 1 9 6 BD +0 . 1 0 9 8 . 2 1 +0 . 9 8 2 1 9 . 8 2 1 - 0 . 0 0 1 4 0 . 0 9 8 6 0 . 9 5 4 8 DC - 0 . 0 1 1 9 6 . 4 2 - 0 . 0 1 9 6 1 . 9 6 0 - 0 . 0 0 1 4 - 0 . 0 1 7 5 - 0 . 0 2 8 9 - 0 . 1 6 4 1 CA - 0 . 1 5 9 8 . 2 1 - 2 . 2 0 9 7 1 4 . 7 3 1 - 0 . 0 0 1 4 - 0 . 1 5 1 4 - 2 . 2 5 1 2 0 . 0 8 7 4 3 5 . 4 1 0 - 0 . 1 4 0 9 环 路 管 段 假定流量Qi Si hi hi / Qi Q 管段校正流 量 校正后的流量 Qi 校正后的hi 2 CD +0 . 0 1 1 9 6 . 4 2 +0 . 0 1 9 6 1 . 9 6 0 0 . 0 1 7 5 +0 . 0 1 7 5 +0 . 0 0 1 4 0 . 0 2 8 9 0 . 1 6 4 1 DF +0 . 0 4 3 6 4 . 4 2 +0 . 5 8 3 0 1 4 . 5 7 5 +0 . 0 1 7 5 0 . 0 5 7 5 1 . 2 0 4 9 FE - 0 . 0 3 9 11 . 0 5 - 0 . 8 1 9 9 2 7 . 3 3 0 +0 . 0 1 7 5 - 0 . 0 1 2 5 - 0 . 1 4 2 4 EC - 0 . 0 8 3 6 4 . 4 2 - 2 . 3 3 2 3 2 9 . 1 5 4 +0 . 0 1 7 5 - 0 . 0 6 2 5 - 1 . 4 2 3 5 - 2 . 5 4 9 6 7 3 . 0 1 9 - 0 . 1 9 6 9 11 第二次校正计算 环路 管段 假定流 量 iQ i S 不 变 2iQSh ii ii Qh / Q 管段校正流量 校正后 流量 iQ AB 0 . 1 4 8 6 5 9 . 7 6 1 . 3 1 9 6 8 . 8 8 0 0 . 0 0 1 8 0 . 0 0 1 8 0 . 1 5 0 4 BD 0 . 0 9 8 6 9 8 . 2 1 0 . 9 5 4 8 9 . 6 8 4 0 . 0 0 1 8 0 . 1 0 0 4 DC - 0 . 0 2 8 9 1 9 6 . 4 2 - 0 . 1 6 4 1 5 . 6 7 8 0 . 0 0 1 8 - 0 . 0 0 1 6 - 0 . 0 2 8 7 CA - 0 . 1 5 1 4 9 8 . 2 1 - 2 . 2 5 1 2 1 4 . 8 6 9 0 . 0 0 1 8 - 0 . 1 4 9 6 共计 - 0 . 1 4 0 9 3 9 . 111 CD 0 . 0 2 8 9 1 9 6 . 4 2 0 . 1 6 4 1 5 . 6 7 8 0 . 0 0 1 6 - 0 . 0 0 1 8 0 . 0 0 1 6 0 . 0 2 8 7 DF 0 . 0 5 7 5 3 6 4 . 4 2 1 . 2 0 4 9 2 0 . 9 5 5 0 . 0 0 1 6 0 . 0 5 9 1 FE - 0 . 0 1 2 5 9 11 . 0 5 - 0 . 1 4 2 4 11 . 3 9 2 0 . 0 0 1 6 - 0 . 0 1 0 9 EC - 0 . 0 6 2 5 3 6 4 . 4 2 - 1 . 4 2 3 5 2 2 . 7 7 6 0 . 0 0 1 6 - 0 . 0 6 0 9 共计 - 0 . 1 9 6 9 6 0 . 8 0 1
展开阅读全文