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中国石油大学工程流体力学课后习题答案

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中国⽯油⼤学⼯程流体⼒学课后习题答案

第⼀章 流体及其主要物理性质1-1.

轻柴油在温度15oC 时相对密度为0.83,求它的密度和重度。解:4oC 时

所以,3

3/8134980083.083.0/830100083.083.0mN m kg =?===?==⽔⽔γγρρ1-2.

⽢油在温度0oC 时密度为1.26g/cm3,求以国际单位表⽰的密度和重度。

333/123488.91260/1260/26.1m Ng m kg cm g =?==?==ργρ 1-3.

⽔的体积弹性系数为1.96×109N/m 2,问压强改变多少时,它的体积相对压缩1%?

MPa Pa E E VVVV p p

6.191096.101.07=?==?==β 1-4.

容积4m 3的⽔,温度不变,当压强增加105N/m 2时容积减少1000cm 3,求该⽔的体积压缩系数βp 和体积弹性系数E 。解:1956105.210

4101000---?=?--=??-=Pa p V V p β Pa E p104105.21

1===

-β 1-5. ⽤200L 汽油桶装相对密度为0.70的汽油,罐装时液⾯上压强为1个⼤⽓压,封闭后由于温度变化升⾼了20oC ,此时汽油的蒸⽓压为0.18⼤⽓压。若汽油的膨胀系数为0.0006oC -1,弹性系数为14000kg/cm 2。试计算由于压⼒及温度变化所增减的体积?问灌桶时每桶最多不超过多少公⽄为宜?解:E =E ’·g =14000×9.8×104PaΔp =0.18atdp pV

dT T V dV ??+??=00V TV

T V V T T ββ==

00V p V p V V p p ββ-=-= 所以,dp V dT V dp pV

dT T V dV p T 00ββ-=??+??= 从初始状态积分到最终状态得:L

L L V p p E V T T V V dpV dT V dV T p pp T T T V

V 4.21057.24.2200108.914000108.918.020*******.0)(1)(34400000000≈?-=-??=---=--=-?βββ即

()kg V V M 32.13810004

.220010007.0=-?=-=ρ

另解:设灌桶时每桶最多不超过V 升,则200=++p t dV dV V

V dt V dV t t 2000061.0?=??=β

V dp V dV p p 18.0140001-=??-=β(1⼤⽓压=1Kg/cm 2) V =197.6升 dV t =2.41升 dV p =2.52×10-3升G =0.1976×700=138Kg =1352.4N1-6.

⽯油相对密度0.9,粘度28cP ,求运动粘度为多少m 2/s?

()c S t St s m 3131.0/101.310009.01028253==?=??==--ρµν 1-7.

相对密度0.的⽯油,温度20oC 时的运动粘度为40cSt ,求动⼒粘度为多少?解:.0==⽔ρρ

d ν=40cSt =0.4St =0.4×10-4

m 2/s µ=νρ=0.4×10-4×0=3.56×10-2 Pa ·s 1-8.

图⽰⼀平板在油⾯上作⽔平运动,已知运动速度u=1m/s ,板与固定边界的距离δ=1,油的动⼒粘度µ=1.147Pa ·s ,由平板所带动的油层的运动速度呈直线分布,求作⽤在平板单位⾯积上的粘性阻⼒为多少?解:233/10147.110

11147.1m N dy du ?=??==-µτ 1-9.

如图所⽰活塞油缸,其直径D =12cm ,活塞直径d =11.96cm ,活塞长度L =14cm ,油的µ=0.65P ,当活塞移动速度为0.5m/s 时,试求拉回活塞所需的⼒F=?

解:A =πdL , µ=0.65P =0.065 Pa ·s , Δu =0.5m/s , Δy=(D-d)/2()N dy du AF 55.82

1096.11125.010141096.1114.3065.0222=?-==---µ第⼆章 流体静⼒学

2-1. 如图所⽰的U 形管中装有⽔银与⽔,试求:

(1)A 、C 两点的绝对压⼒及表压各为多少? (2)A 、B 两点的⾼度差为多少?解:① p A 表=γh ⽔=0.3mH 2O =0.03at =0.3×9800Pa =2940Pap A 绝=p a + p A 表=(10+0.3)mH 2O =1.03at =10.3×9800Pa=100940Pap C 表=γhg

h hg + p A 表=0.1×13.6m H 2O+0.3mH 2O =1.66mH 2O =0.166at=1.66×9800Pa =16268Pa

p C 绝=p a + p C 表=(10+1.66)mH 2O =11.66 mH 2O =1.166at =11.66×9800Pa =114268Pa ② 30c mH 2O =13.6h cmH2O ?h =30/13.6cm=2.2cm

题2-2 题2-32-2.

⽔银压⼒计装置如图。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:p A 表=15×13.6-10+35×0.9cm H 2O =225.5cmH 2O =0.2255at =2.2099×104Pa

p A 绝=p a + p A 表=(10+2.255)mH 2O =1.2255at =120099Pa2-3.

今有U 形管,内装⽔和四氯化碳(CCl 4),如图所⽰。试求四氯化碳的相对密度。 解:列等压⾯⽅程:30.6cmH 2O =17.8cmH 2O+8.0×4ccl d 6.188

.176.304=-=ccl d 2-4.

图⽰⽔罐中⽓体绝对压强p 1=1.5×104Pa ,⾼度 H =1m 。当时的⼤⽓压强相当于745mm ⽔银柱⾼。试求玻璃管中⽔银的上升⾼度h 为多少? 解:绝对压强p 1=1.5×104Pap 1+γH =p a -γhghγhg

h =745×10-3×13.6×9800-1.5× 104

-9800×1 =9.929×104-1.5×104-0.98×104=7.449×104Pah =7.449×104/(13.6×9800)=0.56m题2-4

2-5. 油罐内装相对密度0.8的油品,下有底⽔,为测定油深及油⾯上的压⼒,装置如图所⽰的U 形管⽔银压⼒计,测得各液⾯位置如图。试确定油⾯⾼度H 及液⾯压⼒p 0。 解:13.6×0.5-0.8=6mH 2O6-1.6=6-0.4-d 油H H =(1.6-0.4)/d 油=1.5m

P 0=6-1.6mH 2O =4.4mH 2O =0.44at =4.312×104Pa (表压) 题2-5图

2-6. 油罐内装相对密度0.70的汽油,为测定油⾯⾼度,利⽤连通器原理,把U 形管内装上相对密度为1.26的⽢油,⼀端接通油罐顶部空间,⼀端接压⽓管。同时,压⽓管的另⼀⽀引⼊油罐底以上0.40m 处,压⽓后,当液⾯有⽓逸出时,根据U 形管内油⾯⾼差h=0.70m 来推算油罐内的油深H 为多少?

解:p -γ⽢油Δh =p -γ汽油(H-0.4)H =γ⽢油Δh/γ汽油

+0.4=1.26×0.7/0.70+0.4=1.66m2-7.

为测定油品重度,⽤如下装置,经过1管或2管输⼊⽓体,直⾄罐内油⾯出现⽓泡为⽌。⽤U 形管⽔银压⼒计分别量出1管通⽓时的Δh 1,及2管通⽓时的Δh 2。试根据1、2两管的沉没深度H 1和H 2以及Δh 1和Δh 2,推求油品重度的表达式。

解:=?=??-=?--=?-2021

012022210111H h H h H p h p H p h p Hg Hg Hg Hg γγγγγγγγ()()()2

121021021H H h h H H h h Hg Hg -?-?=?-=?-?γγγγ2-8.

如图所⽰热⽔锅炉,h 2=50mm ,问锅炉内液⾯在何处?(要求作图表⽰不必计算)液⾯上蒸汽压⼒为多少?右侧两管的液⾯差h1应为多少?解:① C —D② p 0=γhg

h 2 =13.6×9800×50×10-3p a =66Pa③ p 0=γhgh 2=γ⽔h 1

mm m h h Hg 68068.010506.13321==??==-⽔⽔⽔γγγγ

题2-8图 题2-9图 题2-10图2-9.

图⽰两⽔管以U 形压⼒计相连,A 、B 两点⾼差1m ,U 形管内装⽔银,若读数h =0.50m ,求A 、

B 两点的压差为多少? 解:H A -H B =1-h =1-0.50=0.50m

()at Pa h H p h H H p p h H p H p Hg BA Hg B A A B Hg A A B B 73.0715405.098006.135.09800==??+?=+?=?+-=-?++=+γγγγγγγ⽔⽔⽔⽔

2-10. 欲测输上A 、B 两点的压差,使⽤U 形管压差计,内装⽔银,若读数h =360mm ,油的相对密度0.78,则p A -p B =? 解:()()atPa h

h h h p p h h h p p h h p h p Hg B A A B Hg B A Hg B B A A 46.096.4522810360980078.06.1378.06.133==-=?-?=?-?=---?=-??+-=--⽔⽔油油油油γγγγγγγγγ

2-11. 为测⽔管上微⼩压差,使⽤倒U 形管,上部充以相对密

度0.92的油,若h =125mm ,求p A -p B =? 解:()Pah h h p p h

h p h p B A D B A 9810125980008.092.013C ===⽔油⽔油⽔⽔--?-?=-?--=-γγγγγγ2-12. 图⽰为校正压⼒表的压挤机,密闭室内油的容积V =300cm 3,圆柱塞直径d =10mm ,柱的螺

距t =2mm ,摇柄半径r =150mm ,求获得250⼤⽓压时所需的⼿摇轮的转数?(根据油的压缩性找出体积平衡关系,p =4.75×10-10Pa -1)

解:圈

2324.2201.014.3102108.9250103001075.44442346200210

≈===

=---D t p V n pV D ntp p πββπ

2-13. ⽤⽔银测压计测量容器中的压⼒,测得⽔银柱⾼差为h ,如图

所⽰。若将测压管下移到虚线位置,左侧⽔银⾯下降z ,如果容器内压⼒不变,问⽔银柱⾼差h 是否改变?改变多少?若容器内是空⽓,重度γa =11.82N/m 3,结果⼜如何? 解:p +γ⽔z =γ

Hg h ? h`=[p+γ⽔

(z+Δz)]/γHgΔh= h`-h=[p+γ⽔(z+Δz)-p-γ⽔z ]/γHg=(γ⽔/γHg ) Δz

=Δz /13.6≈0.07353Δz

所以,⽔银柱⾼度差h 变⼤。 若容器中是空⽓γa =11.82N/m 3 p=γHg h ?h=p/γHg

与z ⽆关,h 不变

2-14. 利⽤装有液体并与物体⼀起运动的U 形管量测物体的加速度,

如图所⽰。U 形管直径很⼩,L =30cm ,h =5cm 。求物体加速度a 为多少?

解:⾃由液⾯⽅程:x gaz s -=

-=-=2211x g az x g

a z s s 其中,x 1=-15cm ,x 2=-15cm ,z s1-z s2=h =5cm z s1-z s2=-a (x 2-x 1)/g ?a =gh/L=9.8×0.05/0.3=1.63m/s 2

2-15. 盛⽔容器,试求其中深度H =1m 处的液体压⼒。

(1) 容器以6m/s 2的匀加速度垂直上升时; (2) 容器以6m/s 2的匀加速度垂直下降时; (3) ⾃由下落时;(4) 容器以15m/s 2的匀加速度下降时;

解:如图建⽴直⾓坐标系,则在dp =ρ(Xdx+Ydy+Zdz )中有:

X =0,Y =0,Z =-g -a 所以,dp = -(g+a) ρdz 积分上式:p = -(g+a) ρz+C

代⼊边界条件:z =0时,p =0(表压) 得C =0 所以:p = -(g+a) ρz ,令-z =H 得:p =(g +a ) ρH (1) 容器以6m/s 2的匀加速度垂直上升时:a =6m/s 2

p =(g +a )ρH =(9.8+6)×1000×1=15800Pa =0.16at(2) 容器以6m/s 2的匀加速度垂直下降时:a =-6m/s 2p =(g +a )ρH =(9.8-6)×1000×1=3800Pa =0.039at(3)⾃由下落时:a =-9.8 m/s 2p =(g +a )ρH =(9.8-9.8)×1000×1=0

(4)容器以15m/s 2的匀加速度下降时:a =-15 m/s 2p =(g +a )ρH =(9.8-15)×1000×1=-5200Pa =0.053at2-16. 在⼀直径D =300mm 、⾼H =500mm 的圆柱形容器

中注⼊⽔⾄⾼度h 1=300mm ,然后使容器绕其垂直轴旋转。试决定能使⽔的⾃由液⾯到达容器上部边缘时的转数n 1。当转数超过n 1时,⽔开始溢出容器边缘,⽽抛物⾯的顶端将向底部接近。试求能使抛物⾯顶端碰到容器底时的转数n 2,在容器静⽌后⽔⾯⾼度h 2将为多少?解:⾃由液⾯⽅程:gr z s 222ω=

注:抛物体的体积是同底同⾼圆柱体体积的⼀半 gR R g R V 422142222πωπω=?=抛

① ()12122h H R V h R V H R -=?=-πππ抛抛()()11112421244n Rh H g h H R gR πωππω=-=-=()

()min /34.178/97.21015014.3103005008.93311r s r Rh H g n =-?=-=

--π ② 2/2H R V π=抛 ()min /4.199/323.31015014.32105008.922423322422r s r RgH n H R g

R n =====--ππππ③mm H h 250250022===

附证明:抛物体的体积是同底同⾼圆柱体体积的⼀半 gR R g R V 422142222πωπω=?=抛

======= = ==

g r g r r z r V V gr r gdr r gdr g r r g

r d r dz r V r r r z z 2221442224022********

02042322202220200

πωωπππωπωπωωπωππ柱柱抛

2-17. ⽊制提升式闸板,宽度B =1.5m ,⽔深H =1.5m ,

闸板与导槽间的摩擦系数为0.7,求提升闸板需⼒多少? 解:N BH H A p N c 5.165375.1980021

23=??===⽔

γ N N f T 25.115765.165377.0=?=?=

2-18. 图⽰油罐发油装置,将直径d 的圆管伸进罐内,端部切成

45o⾓,⽤盖板盖住,盖板可绕管端上⾯的铰链旋转,借助绳系上提来开启。若油深H =5m ,圆管直径d =600mm ,油品相对密度0.85,不计盖板重及铰链的摩擦⼒,求提升此盖板所需的⼒的⼤⼩。(提⽰:盖板为椭圆形,要先算出长轴2b 和短轴2a ,就可算出盖板⾯积A =πab )解:由题意 d b d a 22,

2== 43b a J c π=

24.06.02

226.014.3m ab A =

==π N HA P 166604.059800=??==δγ对轴求矩:

Td d T b T y y b P C D =??

==-+2222245sin 2)( m H H y C 07.752245sin =?===()()KN N T m

d d A y J y y c c c D 8687.117.118686.000318.06.0221666000318.04.007.723.03.044.007.7222433==+==?= ??==-ππ

2-19. 25m 3卧式圆筒形油罐,长4.15m ,内径2.54m ,油品相对密度

0.70,油⾯⾼度在顶部以上0.20m ,求端部圆⾯积上所受的液体总压⼒的⼤⼩和压⼒中⼼位置? 解:N D y A p P c c 5.51071454.214.3254.22.098007.0422=??

+??=?=?=πδγ⽔()m DD Ay J e c c274.0427.12.024=?+==ππ

m e y y c D 744.1274.047.1=+=+=

2-20. 1000m 3半地下罐,所装油品相对密度为0.8,油⾯上压⼒0.08⼤⽓压。钢板的容许应⼒为σ=1.176108Pa ,求最下圈钢板所需厚度?(提⽰:参考⼯程⼒学薄壁筒计算原理)

解:m D V H HD V 5161000444222=??===

πππ m D P e m N H p P 0032.010

176.1216

470402/47040598008.0980008.082

==?=∴=??+?=?=σγ油

2-21. 某处装置⼀安全闸门,门宽B 为0.6⽶,门⾼H

为1.0⽶。距底0.4⽶处装有闸门横轴,闸门可绕轴旋转。问门前⽔深h 为若⼲时,闸门即可⾃⾏开放?(不计各处的摩擦⼒) 解:法⼀:h -h D> 0.4 m()BH h BH h A

h J h h c c c D 5.0125.03-+-=+=h > 1.33 m法⼆:

()()7.035286.06.07.0980011111-=??-?=?=?=h h BH y A p P c c γ ()()7.023524.06.02.0980022222-=??-?=?=?=h h BH y A p P c cγ

()()7.003.06.06.07.0126.06.031111-=??-?==h h A y J e c c ()()2.0304.04.06.02.0124.06.03

2222-=??-?==h h A y J e c c 由题意:P 1·(0.3-e 1)≥ P 2·(0.2 + e 2) 解得:h ≥ 1.33m2-22. 图⽰两个半圆球形壳,以螺钉相连接。下半球固定于地⾯,其底部接

以测压管,球内装满⽔,测压管内⽔⾯⾼出球顶1m ,球直径2m ,试求螺钉所受的总张⼒。解:螺钉所受的总张⼒等于上半球所受到的静⽔压⼒F()N

R R h D V F 3.41029114.332)11(4214.398003243232=??

-+??=??

-+=ππγγ=压⼒体

2-23. 卧式油罐直径2.2m ,长9.6m ,油⾯⾼出顶部0.2m 。密闭时,油⾯蒸汽压⼒为368mm ⽔银柱,油品相对密度0.72,求AA 及BB 断⾯处的拉⼒?

解:368mmHg →5004.8mmH 2O →6951.1mmOil →6.95mOil A -A 断⾯:N

L D DLH V P AA 321.11007562.2414.3211.115.72.26.9980072.0421980072.02=??

-+????=?

-??=πγ=压⼒体油B -B 断⾯:

()()m A y J e N HL H A p P c c c c c BB 049.06.92.21.115.72.26.9121

44.12294376.92.215.71.1980072.03=??+??===??+??===油γ

2-24. 在盛有汽油的容器的底上有⼀直径d 2=20mm 的圆阀,该阀

⽤绳系于直径d 1=100mm 的圆柱形浮⼦上。设浮⼦及圆阀的总质量m =100g ,汽油相对密度0.75,绳长Z =150mm ,问圆阀将在油⾯⾼度H 为多少时开启? 解:由题:P G F +≥浮 临界状态 P G F +=浮2o P HA V F o γγ==排浮()()()()m

d d z d d d mg H zd H mg dd Hd H

mg z H d 174.015625.00177.002.01.015.01.002.01.0980075.014.38.91.04444442222

22221212221212221222

1=+=-?+-=-+-=+=-?+=-?πδγπδγπδγπδγπδγ即 H ≥0.174m

2-25. 图⽰⽔泵吸⽔管内的圆球形吸⼊阀,管内液⾯⾼H 1=5m ,管外液⾯⾼H 2=2m 。实⼼钢球直径

D=150毫⽶,材料相对密度8.5,安装在⼀个直径d=100mm 的阀座上。问吸⽔管内AB 液⾯上需有多⼤的真空度时,才能将球阀升起?(提⽰:先分清球阀在垂直⽅向上受哪些⼒的作⽤,再根据压⼒体去解)

解:由题意:P>G ,设真空度为h

压⼒体叠加后只剩V 柱(↓)和 V 球(↑),产⽣的向上压⼒P 上[]h H H d D P --212346πγγπ⽔⽔上-=

向下的⼒为球阀⾃重G球=γπ63D G

P 上≥G 时,阀门可启动,相等为临界状态o mH h 269.4=

(p 0=-γh =-4.59×104Pa )

2-26. 玻璃制⽐重计,管下端⼩球中装有弹丸,管外径2.0cm ,⼩球体

积V 0=10cm 3;⽐重计的重量m =25g ,汽油相对密度为0.70。求⽐重计淹没在汽油中的深度h ? 解:G F =浮

+=h d V mg 4102

πδγγ=排汽 2.5×9.8=0.7×9.8×(10+3.14×22×h/4)h =8.2cm

2-27. ⼀⽊排由直径250毫⽶,长10⽶的圆⽊结成。⽤以输送1000⽜顿的重物通过河道。设⽊头的相对密度为0.8,过河时圆⽊顶⾯与⽔⾯平齐。问⾄少需要圆⽊多少根?

解:⾄少需要圆⽊x 根G F ≥浮()4

.101025.014.398002.04000010000100004

22==+=?x x V x

V x L D =-⽊⽊γγγπγ所以,⾄少11根。

第三章 流体运动学与动⼒学基础3-1 已知流场的速度分布为k xy j y i xy u +-=3231

(1) 属⼏元流动?(2)

求(x ,y ,z )=(1,2,3)点的加速度。

解:(1)属⼆元流动。 (2)xy u y u xy u z y x =-==,31,3233.5316

31023104322≈==?+?-?+=??+??+??+??=xy xy xy y y xy z u u y u u x u u t u a x z x y x x x x()67.10332

31031005232≈==+-?-+=+++=

y y y xy z u u y u u x u u t u a yzy yy xy y 33.53

16320310332≈==?+?-?+=??+??+??+??=xy xy x y y xy z u u y u u x u u t u a z z z y z x z z3-2 已知平⾯流动的速度分布规律为()()j y x xB i y x y B u 222222+++=ππ

解:()()22222,2yx xB u yx yB u y x +=+=ππ

代⼊得:()()222

222y x x B dy y x y B dx +=+ππ

C y x ydy xdx x

dy y dx =-?=-?=220 3-3 ⽤直径200mm 的管⼦输送相对密度0.7的汽油,使流速不超过1.2m/s ,问每⼩时最多输送多少吨?解:h t s kg VA Q M /95.94/376.262.0414

.32.110007.02==??

===ρρ 3-4 输送相对密度0.8的煤油,设计输送量为50t/h ,流速不超过0.8m/s ,需多⼤管径? 解:VM d A VA Q M ρπρρ====42

mm m V M d 166166.08.010008.014.33600/10005044====

πρ 3-5 ⼀离⼼泵吸⼊管直径150mm ,排出管直径100mm ,若吸⼊管流速不超过0.7m/s ,求流量及排出管流速各为多少?解:s m VA Q /0124.0415.014.37.032=??

== s m V d d A A V V /575.17.015.122

=???? ??=??? =吸排吸排

吸吸排= 3-6 ⾃⽔箱接出⼀个⽔龙头,龙头前有压⼒表。当龙头关闭时,压⼒表读数为0.8⼤⽓压;当龙头开启时,压⼒表读数降为0.6⼤⽓压。如果管⼦直径为12毫⽶,问此时的流量为多少? 解: p 0=0.8at =8mH 2O对1-1、2-2列伯努利⽅程:

()sm A V Q sm g V g V /1008.74

012.014.326.6/26.668229800980006.00008342222

2-?=??===-=++=++

3-7 ⽔从井A 利⽤虹吸管引到井B 中,设已知体积流量Q=100⽶/时,H 1=3⽶,Z=6⽶,不计虹吸管中的⽔头损失,试求虹吸管的管径d 及上端管中的负压值p 。 解:① 列1、2的伯努利⽅程:mm

m V Q d d V Q s m gH V gV H 68068.067.714.33600

/100444/67.738.9222000022212221==??====??==++=++ππ

② 列1、3的伯努利⽅程:()()KPa Pa g V H z p gV p

H z 8.58108.58698002200032121-=?-=?-= +--=+

+-=++γγ

另解:列2、3的伯努利⽅程:1122123at

KPa Pa z p gV pz g

V 6.08.58108.58698002200322=-=?-=?-=-=++=++γγ

3-8 为测管路轴线处的流速,装置如图所⽰的测速管。左管接于⽔管壁,量出不受流速影响的动压

强;右管为90°弯管,量出受流速影响的总压强。把两管连于U 形管⽔银压差计上。若⊿h=200毫⽶,求管轴处的流速?

注:?

=--=?+-h z z z p h z p Hg 212211γγγ

3-9 相对密度为0.85的柴油,由容器A 经管路压送到容器B 。容器A 中液⾯的表压⼒为3.6⼤⽓压,容器B 中液⾯的表压⼒为0.3⼤⽓压。两容器液⾯差为20⽶。试求从容器A 输送到容器B 的⽔头损失?解:列A 、B 两液⾯的伯努利⽅程:()m

p p h h p p BA B wA BwA BA

8.18209800

85.0980003.06.320020000000=-??-=--=+++=++--油油油γγγ

3-10 为测量输内流量,安装了圆锥式流量计。若油的相对密度为0.8,管线直径D=100毫⽶,喉道直径d=50毫⽶,⽔银压差计读数

⊿h=40厘⽶。流量系数0.9,问每⼩时流量为若⼲吨? 解:γαpgA Q

=2Z 1Z 22211()ht h t skg h g

d Q M Hg /57/10003600

8256.15/8256.154.09800

8.098008.06.138.92405.014.39.010008.0242

2=?=

=-?=?-==油油γγγπραρ

3-11 为了在直径D =160mm 的管线上⾃动掺⼊另⼀种油品,安装了如下装置:⾃锥管喉道处引出⼀个

⼩⽀管通⼊油池内。若压⼒表读数2.4at ,喉道直径d =40mm ,T 管流量Q =30L/s ,油品相对密度0.9,欲掺⼊的油品相对密度为0.8,油池油⾯距喉道⾼度H =1.5m ,如果掺⼊油量为原输送量的10%,B 管⽔头损失设为0.5m 油柱,试决定B 管直径以多⼤为宜? 解: 列1-1、2-2的伯努利⽅程:g

V p g V p 22222211

+=+γγ s m s L A V A V Q /03.0/3032211====222

1020096.0416.014.34m D A =?==π222

2001256.04

04.014.34m d A =?==π

s m A Q V s m A Q V /.23001256.003.0/493.1020096.003.02211======

代⼊伯努利⽅程:at

Pa g V V p g

V V p p 21.037.206268.92

.23493.198009.0980004.22222222112

22112-=-=?-??+?=-+=???? ?-+=γγγ列3-

3、4-4的伯努利⽅程:mV Q d s

m V d V A Q Q s m h p H g V p p h gV p H B BB wB wB

033.0517.314.3003.044/003.04

%10/517.3366.125.05.198008.037.206268.92220004234241244242414=??========

--?= ---==+++=++ππγγ 3-12 图⽰⽔箱在⽔深H =3m 处接⼀⽔平管线。管线由两种直径串联

已知:H =3m ,d 1=20mm ,d 2=10mm ,L 1=L 2=10m ,h w1=0.6mH 2O ,h w2=1mH 2O 求:① Q ;② i 1,i 2;③ 绘制⽔头线 解:① 对0-0、2-2两液⾯列伯努利⽅程:)(2g V 00002122w w h h H ++++=++m h h H w w 4.1)6.01(3)(2gV 212

2=+-=+-= s m V /24.52=s m V A Q /10112.4401.014.324.534222-?=??==② 粗管段:06.0106.0111===

L h i w 细管段:1.0101222===L h i w ③ s m V dd /31.124.52010V 22212

1=???? ??=??? = m gV 09.022

1= 3-13 图⽰输⽔管路d 1意图。

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