工程流体力学 (袁恩熙 著) 石油工业出版社 课后答案

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1、第一章 流体及其其主要物物理性质质1-1. 轻柴油在在温度115C时相相对密度度为0.83，求求它的密密度和重重度。解：4C时 相相对密度度：所以，1-2. 甘油在温温度0C时密密度为11.266g/ccm3，求以以国际单单位表示示的密度度和重度度。 解：1-3. 水的体积积弹性系系数为11.966109N/mm2，问压压强改变变多少时时，它的的体积相相对压缩缩1？ 解：1-4. 容积4mm3的水，温温度不变变，当压压强增加加1055N/mm2时容积积减少110000cm33，求该该水的体体积压缩缩系数p和体体积弹性性系数EE。 解：1-5. 用2000L汽油油桶装相相对密度度为0.70的的汽

2、油，罐罐装时液液面上压压强为11个大气气压，封封闭后由由于温度度变化升升高了220C，此此时汽油油的蒸气气压为00.188大气压压。若汽汽油的膨膨胀系数数为0.00006C1，弹弹性系数数为1440000kg/cm22。试计计算由于于压力及及温度变变化所增增减的体体积？问问灌桶时时每桶最最多不超超过多少少公斤为为宜？ 解：EEEg11400009.88104Pap00.188at所以，从初始状状态积分分到最终终状态得得：另解：设设灌桶时时每桶最最多不超超过V升升，则（1大气气压11Kg/cm22）V1997.66升dVt2.441升dVp2.55210-33升G0.1977670001338K

3、gg13352.4N1-6. 石油相对对密度00.9，粘粘度288cP，求求运动粘粘度为多多少m22/s? 解：1-7. 相对密度度0.889的石石油，温温度200C时的的运动粘粘度为440cSSt，求求动力粘粘度为多多少？ 解：400cStt0.4Stt0.410-44m2/s0.410-4489003.5610-22 Paas1-8. 图示一平平板在油油面上作作水平运运动，已已知运动动速度uu=1mm/s，板板与固定定边界的的距离=1，油油的动力力粘度1.1477Pas，由平平板所带带动的油油层的运运动速度度呈直线线分布，求求作用在在平板单单位面积积上的粘粘性阻力力为多少少？ 解：1-9.

4、 如图所示示活塞油油缸，其其直径DD122cm，活活塞直径径d111.996cmm，活塞塞长度LL144cm，油油的0.65PP，当活活塞移动动速度为为0.55m/ss时，试试求拉回回活塞所所需的力力F=？解：AdL , 0.65PP0.0655 Paas , u00.5mm/s , y=(D-dd)/2245第二章 流体静力力学2-1. 如图所所示的UU形管中中装有水水银与水水，试求求：（1）AA、C两两点的绝绝对压力力及表压压各为多多少？（2）AA、B两两点的高高度差为为多少？解：ppA表h水0.33mH22O0.003att0.398000Paa29940PPapA绝pa+ pA表表（1

5、00+0.3）mmH2O1.003att100.398000Paa10009400PapC表hghhg+ pA表表0.113.6mHH2O+00.3mmH2O1.66mmH2O0.1166aat1.66698000Paa1662688PapC绝pa+ pC表表（110+11.666）mHH2O111.666 mHH2O 1.1666at11.6698000Paa11142668Paa30ccmH2O113.66h ccmH22Oh330/113.66cm=2.22cm题2-22 题22-3 2-2. 水银压力力计装置置如图。求管中心A处绝对压力及表压力？（设油品相对密度为0.9）解：pAA表1

6、1513.6110+3350.99cmHH2O2225.55cmHH2O00.22255aat22.20099104Pa pA绝pa+ pA表表（100+2.2555）mHH2O1.222555at12000999Pa2-3. 今有U形形管，内内装水和和四氯化化碳（CCCl44），如如图所示示。试求求四氯化化碳的相相对密度度。解：列等等压面方方程：30.66cmHH2O117.88cmHH2O+88.02-4. 图示水罐罐中气体体绝对压压强p11.5104Pa，高高度 H11m。当当时的大大气压强强相当于于7455mm水水银柱高高。试求求玻璃管管中水银银的上升升高度hh为多少少？解：绝对对压强

7、pp11.5104Pa题2-4 p1+Hpahghhghh744510-3313.698000-11.5 1004-9880019.9929104-1.5104-0.981047.4499104Pah7.4499104/(113.6698000)=0.556m2-5. 油罐内装装相对密密度0.8的油油品，下下有底水水，为测测定油深深及油面面上的压压力，装装置如图图所示的的U形管管水银压压力计，测测得各液液面位置置如图。试试确定油油面高度度H及液液面压力力p0。解：133.60.55-0.866mH2O6-1.666-0.4dd油HH（11.6-0.44）/dd油1.5mP066-1.6mHH2

8、O44.4mmH2O00.444at4.3312104Pa （表压压） 题题2-55图2-6. 油罐内装装相对密密度0.70的的汽油，为为测定油油面高度度，利用用连通器器原理，把把U形管管内装上上相对密密度为11.266的甘油油，一端端接通油油罐顶部部空间，一一端接压压气管。同同时，压压气管的的另一支支引入油油罐底以以上0.40mm处，压压气后，当当液面有有气逸出出时，根根据U形形管内油油面高差差h00.700m来推推算油罐罐内的油油深H为为多少？解：p甘油hp汽油（HH-0.4）H甘甘油h/汽油+00.4=1.2260.77/0.70+0.44=1.66mm2-7. 为测定油油品重度度，用如

9、如下装置置，经过过1管或或2管输输入气体体，直至至罐内油油面出现现气泡为为止。用用U形管管水银压压力计分分别量出出1管通通气时的的h1，及22管通气气时的h2。试根根据1、22两管的的沉没深深度H11和H2以及h1和h2，推求求油品重重度的表表达式。解：2-8. 如图所示示热水锅锅炉，hh2500mm，问问锅炉内内液面在在何处？（要求求作图表表示不必必计算）液液面上蒸蒸汽压力力为多少少？右侧侧两管的的液面差差h1应为多多少？解： CDp0hgh213.6980005010-33pa66664PPap0hgh2水h1题288图 题题299图 题210图图2-9. 图示两水水管以UU形压力力计相连

10、连，A、BB两点高高差1mm，U形形管内装装水银，若若读数hh0.50mm，求AA、B两两点的压压差为多多少？解：HAAHB1h11-0.500.550m2-10. 欲测输油油管上AA、B两两点的压压差，使使用U形形管压差差计，内内装水银银，若读读数h3600mm，油油的相对对密度00.788，则ppApB？解：2-11. 为测水管管上微小小压差，使使用倒UU形管，上上部充以以相对密密度0.92的的油，若若h1125mmm，求求pApB？解：2-12. 图示为校校正压力力表的压压挤机，密密闭室内内油的容容积V3000cmm3，圆柱柱塞直径径d100mm，柱柱的螺距距t22mm，摇摇柄半径径r1

11、150mmm，求求获得2250大大气压时时所需的的手摇轮轮的转数数？（根根据油的的压缩性性找出体体积平衡衡关系，pp4.7510-110Paa-1）解： 2-13. 用水银测测压计测测量容器器中的压压力，测测得水银银柱高差差为h，如如图所示示。若将将测压管管下移到到虚线位位置，左左侧水银银面下降降z，如如果容器器内压力力不变，问问水银柱柱高差hh是否改改变？改改变多少少？若容容器内是是空气，重重度a111.882N/m3，结果果又如何何？解：p+水zHgh h=pp+水(z+z)/Hgh= h-h=p+水(z+z)-p-水z/Hg=(水/Hg) z=z/13.60.0073553z所以，水水银

12、柱高高度差hh变大。若容器中中是空气气a111.822N/mm3p=HHghh=pp/Hg 与z无无关，hh不变2-14. 利用装有有液体并并与物体体一起运运动的UU形管量量测物体体的加速速度，如如图所示示。U形形管直径径很小，LL300cm，hh5ccm。求求物体加加速度aa为多少少？解：自由由液面方方程：其中，xx1115cmm，x22115cmm，zss1zzs2hh5ccmzs1zs22aa（x22x1）/ggaggh/LL=9.80.005/00.3=1.663m/s22-15. 盛水容器器，试求求其中深深度H1m处处的液体体压力。（1） 容器以66m/ss2的匀加加速度垂垂直上升升

13、时；（2） 容器以66m/ss2的匀加加速度垂垂直下降降时；（3） 自由下落落时；（4） 容器以115m/s2的匀加加速度下下降时；解：如图图建立直直角坐标标系，则则在dpp(Xdxx+Yddy+ZZdz)中有：X0，YY0，ZZgga所以，ddp -(gg+a) ddz积分上式式：p -(g+aa) z+CC代入边界界条件：z00时，pp0（表表压） 得C0所以：pp -(g+a) z ，令zHH 得：p(g+a) H（1） 容器以66m/ss2的匀加加速度垂垂直上升升时：aa6mm/s22p(gg+a)H（99.8+6）1000011158000Paa0.16aat（2） 容器以66m/s

14、s2的匀加加速度垂垂直下降降时：aa66m/ss2p(gg+a)H（99.86）100001338000Pa0.0039aat（3）自自由下落落时：aa99.8 m/ss2p(gg+a)H（99.8-9.88）10000100（4）容容器以115m/s2的匀加加速度下下降时：a15 m/ss2p(gg+a)H（99.815）10001-5200Pa0.053at2-16. 在一直径径D3300mmm、高高H5500mmm的圆圆柱形容容器中注注入水至至高度hh13000mmm，然后后使容器器绕其垂垂直轴旋旋转。试试决定能能使水的的自由液液面到达达容器上上部边缘缘时的转转数n11。当转数超超过n1

15、1时，水水开始溢溢出容器器边缘，而而抛物面面的顶端端将向底底部接近近。试求求能使抛抛物面顶顶端碰到到容器底底时的转转数n22，在容容器静止止后水面面高度hh2将为多多少？解：自由由液面方方程：注：抛物物体的体体积是同同底同高高圆柱体体体积的的一半 附证明：抛物体体的体积积是同底底同高圆圆柱体体体积的一一半2-17. 木制提升升式闸板板，宽度度B11.5mm，水深深H11.5mm，闸板板与导槽槽间的摩摩擦系数数为0.7，求求提升闸闸板需力力多少？解：2-18. 图示油罐罐发油装装置，将将直径dd的圆管管伸进罐罐内，端端部切成成45角，用用盖板盖盖住，盖盖板可绕绕管端上上面的铰铰链旋转转，借助助绳

16、系上上提来开开启。若若油深HH5mm，圆管管直径dd6000mmm，油品品相对密密度0.85，不不计盖板板重及铰铰链的摩摩擦力，求求提升此此盖板所所需的力力的大小小。（提提示：盖盖板为椭椭圆形，要要先算出出长轴22b和短短轴2aa，就可可算出盖盖板面积积Aab）解：由题题意 对轴求矩矩：2-19. 25m33卧式圆圆筒形油油罐，长长4.115m，内内径2.54mm，油品品相对密密度0.70，油油面高度度在顶部部以上00.200m，求求端部圆圆面积上上所受的的液体总总压力的的大小和和压力中中心位置置？解：2-20. 10000m3半地下下罐，所所装油品品相对密密度为00.8，油油面上压压力0.0

17、8大大气压。钢钢板的容容许应力力为1.17661088Pa，求求最下圈圈钢板所所需厚度度？（提提示：参参考工程程力学薄薄壁筒计计算原理理）解：2-21. 某处装置置一安全全闸门，门门宽B为0.6米，门门高H为1.0米。距距底0.4米处处装有闸闸门横轴轴，闸门门可绕轴轴旋转。问问门前水水深h为若干干时，闸闸门即可可自行开开放？（不不计各处处的摩擦擦力）解：法一一：hhD 00.4 mh 11.333 m法二：由题意：P1（0.3ee1）P2（0.2 + e2）解得：hh1.333m2-222. 图示两两个半圆圆球形壳壳，以螺螺钉相连连接。下下半球固固定于地地面，其其底部接接以测压压管，球球内装满

18、满水，测测压管内内水面高高出球顶顶1m，球球直径22m，试试求螺钉钉所受的的总张力力。解：螺钉钉所受的的总张力力等于上上半球所所受到的的静水压压力F2-23. 卧式油罐罐直径22.2mm，长99.6mm，油面面高出顶顶部0.2m。密密闭时，油油面蒸汽汽压力为为3688mm水水银柱，油油品相对对密度00.722，求AAA及BBB断面面处的拉拉力？解：3668mmmHg50004.88mmHH2O69511.1mmmOiil6.995mOOilAA断断面：BB断断面：2-24. 在盛有汽汽油的容容器的底底上有一一直径dd2200mm的的圆阀，该该阀用绳绳系于直直径d111000mmm的圆柱柱形浮子

19、子上。设设浮子及及圆阀的的总质量量m1100gg，汽油油相对密密度0.75，绳绳长Z1500mm，问问圆阀将将在油面面高度HH为多少少时开启启？解：由题题：临界状态态 即 H0.1174mm2-25. 图示水泵泵吸水管管内的圆圆球形吸吸入阀，管管内液面面高H115mm，管外外液面高高H2=2m。实心心钢球直直径D=1550毫米米，材料料相对密密度8.5，安安装在一一个直径径d=1000mmm的阀座座上。问问吸水管管内ABB液面上上需有多多大的真真空度时时，才能能将球阀阀升起？（提示示：先分分清球阀阀在垂直直方向上上受哪些些力的作作用，再再根据压压力体去去解）解：由题题意：PPG，设真空度为h压

20、力体叠叠加后只只剩V柱()和 V球(),产生生的向上上压力PP上向下的力力为球阀阀自重GGP上GG时，阀阀门可启启动，相相等为临临界状态态（p0h4.559104Pa）2-26. 玻璃制比比重计，管管下端小小球中装装有弹丸丸，管外外径2.0cmm，小球球体积VV0100cm33；比重重计的重重量m25gg，汽油油相对密密度为00.700。求比比重计淹淹没在汽汽油中的的深度hh？解：2.59.880.79.88（100+3.1422h/44）h8.2cmm2-27. 一木排由由直径2250毫毫米，长长10米米的圆木木结成。用用以输送送10000牛顿顿的重物物通过河河道。设设木头的的相对密密度为0

21、0.8，过过河时圆圆木顶面面与水面面平齐。问问至少需需要圆木木多少根根？解：至少少需要圆圆木x根根所以，至至少111根。第三章 流体运动动学与动动力学基基础3-1 已知知流场的的速度分分布为(1) 属几元流流动？(2) 求（x，yy，z）（1，22，3）点点的加速速度。解：（11）属二二元流动动。（2）3-2 已知平平面流动动的速度度分布规规律为解：流线微分分方程：代入得：3-3 用直径径2000mm的的管子输输送相对对密度00.7的的汽油，使使流速不不超过11.2mm/s，问问每小时时最多输输送多少少吨？解：3-4 油管输输送相对对密度00.8的的煤油，设设计输送送量为550t/h，限限制流

22、速速不超过过0.88m/ss，需多多大管径径？解：3-5 一离心心泵吸入入管直径径1500mm，排排出管直直径1000mmm，若限限制吸入入管流速速不超过过0.77m/ss，求流流量及排排出管流流速各为为多少？解：113-6 自水箱箱接出一一个水龙龙头，龙龙头前有有压力表表。当龙龙头关闭闭时，压压力表读读数为00.8大气气压；当当龙头开开启时，压压力表读读数降为为0.66大气压压。如果果管子直直径为112毫米米，问此此时的流流量为多多少?8mH2O解：p000.8att8mmH2O2对111、22列伯伯努利方方程:23-7 水从井井A利用用虹吸管管引到井井B中，设设已知体体积流量量Q=1100

23、米米/时，HH1=3米米，Z=6米，不不计虹吸吸管中的的水头损损失，试试求虹吸吸管的管管径d及上端端管中的的负压值值p。3解：列列1、22的伯努努利方程程：21列1、33的伯努努利方程程：另解：列列2、33的伯努努利方程程：3-8为为测管路路轴线处处的流速速，装置置如图所所示的测测速管。左左管接于于水管壁壁，量出出不受流流速影响响的动压压强；右右管为990弯管，量量出受流流速影响响的总压压强。把把两管连连于U形形管水银银压差计计上。若若h=2000毫米米，求管管轴处的的流速?Z2解：Z1注：3-9 相对密密度为00.855的柴油油，由容容器A经经管路压压送到容容器B。容容器A中中液面的的表压力

24、力为3.6大气气压，容容器B中中液面的的表压力力为0.3大气气压。两两容器液液面差为为20米米。试求求从容器器A输送送到容器器B的水水头损失失?解：列AA、B两两液面的的伯努利利方程：213-100 为测测量输油油管内流流量，安安装了圆圆锥式流流量计。若若油的相相对密度度为0.8，管管线直径径D=1100毫毫米，喉喉道直径径d=550毫米米，水银银压差计计读数21h=440厘米米。流量量系数00.9，问问每小时时流量为为若干吨吨?解：3-111为了在在直径DD1660mmm的管线线上自动动掺入另另一种油油品，安安装了如如下装置置：自锥锥管喉道道处引出出一个小小支管通通入油池池内。若若压力表表读

25、数22.4aat，喉喉道直径径d440mmm，T管管流量QQ300L/ss，油品品相对密密度0.9，欲欲掺入的的油品相相对密度度为0.8，油油池油面面距喉道道高度HH1.5m，如如果掺入入油量为为原输送送量的110%，B管管水头损损失设为为0.55m油柱柱，试决决定B管管直径以以多大为为宜？解： 列列111、22的伯伯努利方方程：代入伯努努利方程程：列333、44的伯伯努利方方程：3-122 图示示水箱在在水深HH3mm处接一一水平管管线。管管线由两两种直径径串联已知：HH3m，d120mmm，d210mmm，L1L210mm，hw10.66mH22O，hw21mHH2O求： Q；i1，i2；

26、 绘制制水头线线解：对对00、22两液面面列伯努努利方程程：粗管段段：细管段：3-133 图示示输水管管路d1d2d3，若忽忽略管件件处的局局部阻力力，试绘绘制其总总水头线线和测压压管水头头线的示示意图。3-144 用880KWW的水泵泵抽水，泵泵的效率率为900%，管径径为300cm，全全管路的的水头损损失为11m，吸吸水管水水头损失失为0.2m，试试求抽水水量、管管内流速速及泵前前真空表表的读数数。解：泵的扬程程：H=z2-z1+h1-2=229+hhw=300mH22O对111、22两液面面列伯努努利方程程：3-155 图示示一管路路系统，欲欲维持其其出口流流速为220m/s，问问需多少

27、少功率的的水泵？设全管管路的水水头损失失为2mm，泵的的效率为为80%，若压压水管路路的水头头损失为为1.77m，则则压力表表上的读读数为多多少？解：泵的扬程程：H=z2-z1+hw+=200+2+=422.411m对111、33两液面面列伯努努利方程程：另：对333、222两液面面列伯努努利方程程：3-166 图示示离心泵泵以200m3/h的的流量将将相对密密度0.8的油油品从地地下罐送送到山上上洞库油油罐。地地下罐油油面压力力0.22大气压压，洞库库油罐油油面压力力0.33大气压压。设泵泵的效率率0.88，电动动机的效效率0.9，两两罐液面面差H40mm，全管管路水头头损失设设为5mm，求

28、泵泵及电动动机的额额定功率率（即输输入功率率）应为为多少？解：对111、222两液面面列伯努努利方程程：23-177 用88kW的的水泵抽抽水，泵泵的效率率为900%，管管径3000mmm，全管管路水头头损失设设为3mm水柱，吸吸入管线线的水头头损失设设为0.8m水水柱。求求抽水量量、管内内流速及及泵前真真空度？（提示示：因流流量是未未知数，能能量方程程将为一一元三次次方程，可可用试算算法求解解）23解：由111、222两液面面列伯努努利方程程得：11对111、3两液面面列伯努努利方程程：3-188 输油油管上水水平900转弯处处，设固固定支座座。所输输油品相相对密度度为0.8，管管径3000

29、mmm，通过过流量1100LL/s，断断面1处处压力22.233大气压压，断面面2处压压力2.11大大气压。求求支座受受压力大大小和方方向？解：Q1000L/ss0.1m33/sAV11AVV2x方向动动量方程程：y方向动动量方程程：3-199 水流流经过660渐细弯弯头ABB，已知知A处管管径DAA0.5m，BB处管径径DB0.25mm，通过过的流量量为0.1m33/s，BB处压力力pB1.8大气气压。设设弯头在在同一水水平面上上，摩擦擦力不计计，求弯弯头所受受推力为为多少牛牛顿？解：对A、BB列伯努努利方程程：由动量方方程：x：y：3-200 消防防队员利利用消火火唧筒熄熄灭火焰焰，消火火

30、唧筒口口径d1cmm，水龙龙带端部部口径DD5ccm，从从消火唧唧筒射出出的流速速V220m/s，求求消防队队员用手手握住消消火唧筒筒所需的的力R（设设唧筒水水头损失失为1mm水柱）？解：对111、22列伯伯努利方方程：动量方程程：消防队员员所需力力为3881N，方方向向左左。3-211 嵌入入支座的的一段输输水管，如如图所示示，其直直径由DD1.5m变变化为DD21mm，当支支座前压压力p4大大气压，流流量Q1.88 m33/s，试试确定渐渐缩段中中支座所所承受的的轴向力力？解：对111、22列伯伯努利方方程：由动量方方程：支座所承承受的轴轴向力为为3844KN，方方向向右右。3-233 水

31、射射流以119.88m/ss的速度度从直径径d1100mmm的喷喷口射出出，冲击击一固定定的对称称叶片，叶叶片的转转角1335，求射射流对叶叶片的冲冲击力。解：第四章 流体阻力力和水头头损失4-1 用直径径1000mm的的管路输输送相对对密度00.855的柴油油，在温温度200C时，其其运动粘粘度为66.7ccSt，欲欲保持层层流，问问平均流流速不能能超过多多少？最最大输送送量为多多少t/h？解： 层流：Recc200004-3 用管路路输送相相对密度度0.99，粘度度45ccP的原原油，维维持平均均流速不不超过11m/ss，若保保持在层层流状态态下输送送，则管管径最大大不应超超过多少少？解：

32、4-4 相对密密度0.88的的柴油，沿沿内径1100mmm的管管路输送送，流量量1.666L/s。求求临界状状态时柴柴油应有有的粘度度为多少少？解：4-5 研究轴轴承润滑滑的问题题中，有有关的物物理参数数为：轴轴的正应应力p，摩摩擦力RR，轴径径D，轴轴承长ll，轴与与轴承间间的间隙隙，润滑滑剂粘度度，转数数n。试试用因次次分析方方法确定定它们之之间的无无因次关关系式。解：（11） （22）取 p，D，nn 作为为基本物物理量p=MLL-1T-2，R=MLTT-2，DD=L，l=L，= L，= MLL-1T-1，n= T-11，（3） 即4-6 研究流流体绕流流与流向向垂直放放置的横横卧圆柱柱

33、体所受受的阻力力T时，涉涉及的物物理参数数为：流流体的流流速U、流流体的粘粘度、密度度、圆柱柱直径DD、圆柱柱长度及及圆柱表表面粗糙糙度。试用用因次分分析方法法中的定理确确定各物物理量间间的无因因次关系系式。并并证明TT=CDDAU2 (其其中：AA=D，称称迎流面面积)，写写出阻力力系数CCD的函数数表达式式。解：（11）（2）选选基本物物理量，V，DDU= LLT-11，= MLL-1T-1，= MLL-3，D=L，l=L，= L，T=MMLT-2M：1x1 x11L：-11-33x1+ y1+ z1y11T：-11-yy1z11同理得：，所以，令 则 4-7 假定定气体中中的声速速C依赖

34、赖于密度度、压强强p和粘粘度。试用用雷利量量纲分析析方法求求声速CC的表达达式。 (C=)解：CkxpyzC= LLT-11，= MLL-3，p=MLLT-22 ，= MLL-1T-1 ，LT-1=k ML-3xMLTT-2y MLL-1T-1z4-8 蓖麻麻油相对对密度为为0.9969，动动力粘度度为4884mPPas，流流经直径径为755mm的的管道时时，平均均流速为为5m/s。今今用空气气进行模模拟试验验，气体体管道直直径为550mmm，空气气的运动动粘度为为0.115cmm2/s，气气流速度度为多少少，才能能保持动动力相似似？ (00.2225m/s)解：由题题意，欲欲保持动动力相似似

35、，应维维持雷诺诺数相等等Vm00.2225m/s4-9 油船船吃水面面积为4400mm2，航速速5m/s，船船长500m。在在水中进进行模型型实验时时，模型型吃水面面积为11m2。忽略略表面张张力及粘粘性力的的影响，只只考虑重重力的影影响，与与保持原原型及模模型中的的弗汝德德数相等等，试求求模型长长度及模模型航速速大小。 (长长度：22.5mm，航速速：1.12mm/s)解： 几何相相似：Frn=Frmm , 4-100 充分分发展了了的粘性性流体层层流，沿沿平板下下流时，厚厚度为常数数，且，重重力加速速度g。求求证其流速速分布关关系式为为：证：NaavieerSStokkes方方程：由题意：

36、Xgg，Y0，ZZ0；uyuuz0，uuxu；不可压稳稳定流：则NSS方程简简化为：由连续性性方程：得则NSS方程进进一步简简化为：积分：再积分：边界条件件：y0时，uu0 C220 y时， C1gg即 所以 4-111 管径径4000mm，测测得层流流状态下下管轴心心处最大大流速为为4m/s，求求断面平平均流速速。此平平均流速速相当于于半径为为多少处处的实际际流速？解：； 4-122 求证半径为为a的圆圆管中粘粘性液体体层流状状态时，管管中摩阻阻应力极极大值为为。（为液体体粘度，V为平均流速）证：圆管管层流 4-133 用长长度5kkm，直直径3000mmm的钢管管，输送送相对密密度0.9的

37、重重油，重重量流量量2000t/hh。求油油温从tt1100C（1255St）变变到t22400C（21.5Stt）时，水水头损失失降低的的百分数数。解：t1110C时：t2440C时：4-155 管内内紊流时时的流速速分布规规律可写写为指数数形式其中umm为最大大流速，RR为管道道半径，uu和r为为任一点点所对应应的流速速和半径径。求平平均流速速与最大大流速之之比。解：设 ，则则 所以， 4-177 相对对密度00.8的的石油以以流量550L/s沿直直径为1150mmm的管管线流动动，石油油的运动动粘度为为10ccSt，试试求每公公里管线线上的压压降（设设地形平平坦，不不计高程程差）。若管线

38、全全程长110kmm，终点点比起点点高200m，终终点压强强为1大大气压，则则起点应应具备的的压头为为多少?解：（11）（2）所以，每每公里压压降：44.7105Pa，起点压压头：44.866106Pa4-188 相对对密度00.866的柴油油，运动动粘度00.3SSt，沿沿直径2250mmm的管管路输送送，全长长20kkm，起起点压强强17.6大气气压，终终点压强强1大气气压，不不计高差差，求流流量。提示：因流量量未知，需需采用试试算法。可可先假定定水力摩摩阻系数数0.03，求求出流速速后，再再验算流流态。解：试算算法Q0.006m33/s 长管： 假设 0.03则 ，水力光光滑区即 4-1

39、99 为测测量水力力摩阻系系数，在直直径3005mmm，长550kmm的输油油管线上上进行现现场试验验。输送送的油品品为相对对密度00.822的煤油油，每昼昼夜输送送量55500tt，管线线终点标标高为227m，起起点标高高为522m，油油泵保持持在155大气压压，终点点压强为为2大气气压。油油的运动动粘度为为2.55cStt。试根根据实验验结果计计算水力力摩阻系系数值。并与与按经验验公式计计算的结结果进行行对比。（设设管子绝绝对粗糙糙度0.15mmm）解：经验公式式：实验结果果：4-233 自地地下罐经经离心泵泵向油库库输油流流程如图图。管线线直径2200mmm，吸吸入段总总长200m，地地

40、下罐液液面至泵泵中心高高差4mm。油品品相对密密度0.75，运运动粘度度4cSSt。（1）若若设计输输送量为为1088t/hh，那么么吸入段段的总水水头损失失应为多多少米油油柱？（包包括沿程程水头损损失和局局部水头头损失）（2）泵泵前真空空表读数数应为多多少？（3）如如果泵出出口压强强为7.25大大气压（表表压），泵泵的效率率为800%，则则泵的额额定功率率（轴功功率）应应为多少少？1-带保保险活门门出口；2弯弯头（RR3dd）；33闸阀阀；4透明明油品过过滤器；5真真空表；6压压力表解：（11）（2）对对000、55列伯伯努利方方程：（3）对对666、55列伯伯努利方方程：第五章 压力管路路

41、的水力力计算5-1 直径2257mmm的长长管线，总总长500km，起起点高程程45mm，终点点高程884m，输输送相对对密度00.888的原油油，运动动粘度00.2776Stt，设计计输量为为2000t/hh，求水水力坡降降和总压压降。解：由伯努利利方程：5-2 沿直径径2000mm，长长3kmm的无缝缝钢管（0.2mm）输送相对密度0.9的原油。若输量为90t/h，其平均运动粘度在冬季为1.09St，夏季为0.42St。试求沿程损失各为多少米油柱？解：冬季：层层流233.622m夏季：紊紊流水力力光滑区区23.5366m5-3 在直径径2577mm管管线中输输送相对对密度00.8的的煤油，

42、其其运动粘粘度为11.2ccSt。管管长500km，地地形平缓缓，不计计高差，设设计水力力坡降为为5，终点点压强11.5aat，管管线绝对对粗糙度度0.15mmm。试求求应用多多大管径径？解：第二二类问题题：混合合摩擦区区泵压：pp12.1106Pa排量：QQ0.055565mm3/s5-4 长输管管线，设设计水力力坡降99.5，输送送相对密密度0.9、运运动粘度度1.1125SSt的油油品，设设计输送送量为440t/h。试试求应用用多大管管径？解：第三三类问题题：层流流D0.1577m5-5 原油沿沿直径3305mmm，长长89kkm的管管线输送送，由于于一年内内温度的的升降，油油的粘度度由

43、0.2P变变为0.4P，而而相对密密度由00.8993变为为0.9900。设不计高高差，沿沿输油管管内压降降保持550att，输送送过程全全部在水水力光滑滑区内。试试计算流流量增减减的百分分数。解：Q111.1Q22流量减少少数为110%5-6 图示一一串联管管路，管管径、管管长、沿沿程水力力摩阻系系数和流流量分别别标于图图中，试试按长管管计算所所需的水水头H为为多少？解：5-7 图示一一输水管管路，总总流量QQ1000L/s，各各段管径径、长度度及程水水力摩阻阻系数分分别标于于图中，试试确定流流量Q11、Q2及ABB间的水水头损失失为多少少？解：又 （22）由（1）、（22）得Q100.04

44、446mm3/s44.6L/s Q220.005544m3/s55.4L/s5-8 图示一一管路系系统，CCD管中中的水由由A、BB两水池池联合供供应。已已知L115000m，LL05000m，LL23000m，dd10.2m，dd00.25mm，10.0299，20.0266，00.0255，Q001000L/s。求求Q1、Q2及d2解：按长长管计算算 AD伯努努利方程程：BD伯伯努利方方程：d2=00.2442m5-166 用实实验方法法测得从从直径dd100mm的的圆孔出出流时，流流出容积积的水所所需时间间为322.8ss，作用用水头为为2m，收收缩断面面直径ddc88mm。试试确定收收

45、缩系数数、流速速系数、流流量系数数和局部部阻力系系数的大大小。解：收缩缩系数又5-177 在dd1200mm的的圆孔形形外管嘴嘴上，加加接一个个直径dd2300mm、长长80mmm的管管嘴，使使液体充充满管口口泄出。试试比较加加接第二二管嘴前前后流量量的变化化。解：5-188 水从从固定液液面的水水箱，通通过直径径d00.033m的圆圆柱形外外管嘴流流出。已已知管嘴嘴内的真真空度为为1.55m水柱柱，求管管嘴出流流的流量量。解：5-199 储水水槽顶部部通大气气，如图图所示。在在水槽的的铅直侧侧壁上有有面积相相同的两两个圆形形小孔口口A及BB，位于于距底部部不同高高度上。孔孔口A为为薄壁孔孔口

46、，孔孔口B为为圆边孔孔口，其其水面高高H0100m。问：1）通通过A、BB两孔口口流量相相同时，HH1与H2应成何何种关系系？2）如果果由于锈锈蚀，使使槽壁形形成一个个直径dd0.00115m的的小孔CC，C距距槽底HH35mm。求一一昼夜内内通过CC的漏水水量。解：(11)当QAQB时(2) 5-200 水沿沿T管流流入容器器A，流流经线型型管嘴流流入容器器B，再再经圆柱柱形管嘴嘴流入容容器C，最最后经底底部圆柱柱形管嘴嘴流到大大气中。已已知d110.0088m，dd20.0100m，dd30.0066m。当当H11.2mm，h0.0025mm时，求求经过此此系统的的流量和和水位差差h1与h2。解：查表表得由题：QQQ11Q2Q3所以，经经过此系系统的流流量：QQ=Q31.113510-44 m3/s由（1）式式：由（2）式式：