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02gHAQ��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�5m��箱壁上开一孔口�孔口直径d=10mm。�1�如果箱壁厚度δ=3mm�求通过孔口的流速和流量。�2�如果箱壁厚度δ=40mm�求通过孔口的流速和流量。解��1�视作薄壁小孔口�97.0���62.0��smghv/6.92���得�smvAQ/1082.434������2�视作管嘴�82.0����smghv/12.82���得�smvAQ/1038.634�����3.一隔板将水箱分为A、B两格�隔板上有直径为d1=40mm的薄壁孔口�如题5-3图�B箱底部有一直径为d2=30mm的圆柱形管嘴�管嘴长l=0.1m�A箱水深H1=3m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���)(22111HHgA�)1.0(2222�HgA�查表得6.01���82.02���解得�mH85.12��3�解得�1Q3.58×10-3m3/s4.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μ与流速系数为2�����11����dl证�∵����gvdlgvgvH2222220��∴02gHv��其中�����11��dl5.某诱导器的静压箱上装有圆柱形管嘴�管径为4mm�长度l=100mm�λ=0.02�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707.011����������dl6.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30m/s。此时静压箱内应保持多少压强�空气密度为ρ=1.2kg/m3。解���pv��2�得2/08.1mkNp��7.某恒温室采用多孔板送风�风道中的静压为200Pa�孔口直径为20mm�空气温度为20℃�μ=0.8。要求通过风量为1m3/s。问需要布置多少孔口�解�Q=���pAn2�得4.218�n�所以需要219个8.水从A水箱通过直径为10cm的孔口流入B水箱�流量系数为0.62。设上游水箱的水面高程1H=3m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=2m时�求通过孔口的流量。�3�A箱水面压力为2000Pa�1H=3m时�而B水箱水面压力为0�2H=2m时�求通过孔口的流量。解��1�属孔口自由出流02gHAQ���10HH�得�smQ/037.03��2�属孔口淹没出流�02gHAQ���210HHH��3得�smQ/0216.03��3�02gHAQ���98072000210���HHH得�smQ/0236.03�9.室内空气温度为30℃�室外空气温度为20℃�在厂房上下部各开有8m2的窗口�两窗口的中心高程差为7m�窗口流量系数μ=0.64�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���2/744.237.0mNHgHP��������Q=A��内内��p2=12.96kg/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Lapvpvzzgp��������22))((22221121����因为p1=p2=pa,021��vv,所以HgpaL)(�����又由于21pppL�����根据气体孔口淹没出流的流量公式�QaaMgpgA���112��Q2M=gpgA���12�又由于连续性方程Q21MMQ�查得33/165.1,/205.1mkgmkga����4QMMMQQ��21=12.96kg/s10.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����������,,02222������11.如上题图孔板流量计�输送20℃空气�测量h=100mmH2O。μ=0.62�d=100mm�求Q。解�将数据代入上题公式得smQ/2.03�12.什么叫管路阻抗��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。13.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�2,1,2SQgppH����(如果冷却措施是开式则需加上h)14.某供热系统�原流量为0.005m3/s,总水头损失h=5mH2O,现在要把流量增加到0.0085m3/s,试问水泵应供给多大压头。解�211SQH�即2005.05��S∴525/102msS��mSQH45.140085.01022522�����15.两水池用虹吸管连通�上下游水位差H=2m�管长L��3m�L2�5m�L3�4m�直径5d=200mm�上游水面至管顶高度h=1m。已知λ�0.026,进口网ζ=10�弯头ζ=1.5�每个弯头��出口ζ�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=��dLLLgHdbc32102224����������=0.05m3/S方法二�gddLS42)(8�������又2SQH��解得smQ/05.03��2����)(1ZZhCv��HdLLLdLLbcbc)(221321021����������������=2.75m�1,5.1,100������bC�∴负压值为-2.93m16.如图水泵抽水系统�管长、管径单位为m�ζ给于图中�流量Q=40×10-3m3/s�λ=0.03。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=gddL41221118��������������=118.69s2/m52HS=gddL412432218���������������=2106.1s2/m5�2���hH�1HS+2HS�mQ56.232��其中mh20317�����3�略17.图为一水平安置的通风机�吸入管d1=200m�l1=10m�λ=0.02。压出管为直径不同的两段管段串联组成�d2=200mm�l2=50m�λ=0.02�l3=50m,λ=0.02。空气密度为ρ=1.2kg/m3�风量为Q=0.15m3/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0.16m3/s�风机总压变化多少��4�绘出全压线与静压线图。解�(1)4121118ddlSP����4222228ddlSP����432333)1(8ddlSP������PS�1PS�2PS3PS2QSpP�解得�Pap2500��2�铅直安装不会改变总压�因为同种气体位压等于零�3�PaQSpP28302��18.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SQ1��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=S319.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ζ��则1Q和2Q哪个大些�阻力1fh和2fh哪个大些�解��1�S121Q=S222Q�S与ζ有关因为21SS��故�1Q2Q。7�2�1fh=2fh20.有一简单并联管路如下图�总流量�=80×10-3m3/s�λ=0.02�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=200mm�L1=600m�第二支路2d=200mm�L2=360m。解�Q1:Q2=2S:1S�Q�S1�1S=gddL412118��=3104.8s2/m52S=5242222/9.18628msgddL���解得�774.0:21�QQsmQ/1045332���smQ/1035331���211QSH�mQS72.322��21.如上题�若使21QQ�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。22.如图所示管路�设其中的流量QA=0.6m3/s�λ=0.02�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�3375:1743:2185::1:1:1::454353252432432���LdLdLdSSSQQQAQQQQ���4325228.346msS�smQQA3218.03375174321852185����mQSH15.11222��并)(8555511251dLdLgS�����mQSH1325151����8∴mH15.241315.11���23.管段1的管径为20mm�管段2为25mm�l1为20m�l2为10m�1521�������025.0���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mm25�管段2的管径改为mm20�两管流量可接近。24.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25.三层供水管路�各管段的�值皆106s2/m5�层高均为5m。设a点的压力水头为20m�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�2120SQ��2�20�5+S2'Q+22SQ=5+S22232)(SQQQ���3�20�10+S2'Q+2S23Q联立�1��2��3�Q1�4.46×10-3m3/sQ2�2.41×10-3m3/sQ3�0.63×10-3m3/s26.如上题�若想得到相同的流量�在a点压力水头仍为20m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�27.水由水位相同的两贮水池�、�沿着�1=200��2=100m�d1=200m�d2=100m的两根管子流入L3=720m�d3=200m的总管�并注入水池水中。求��1�当H=16m�λ1=λ3=0.02�λ2=0.025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+QBS=gdL528��2321CAQSQSH��2322CBQSQSH��解得�smQC/1025.6033���(2)当流量减少一半2'''CBACQQQQ���gddlS432333'3)(8�����2''32'1CAQSQSH��2''32'2CBQSQSH��解得�256��28.水平布置的管系�A点的表压强Ap=280kN/m2�水流从�、�直接排入大气�AD管直径为0.4m�其它各管直径为0.3m�沿程阻力系数λ=0.02�忽略局部损失�确定Q1�Q2�Q3和表压强PC解�由题意得�2'2QSpAB��2'3QSpAD��2''2'2����������QSQSpAC�ABS=29.1363.020002.0852����g�ADS=342.324.020002.0852����g�ACS=1093.016002.0852����g�8.815.312002.082'�����gS�解得�smQ/47.03'1��smQ/4577.03'2��smQ/94.03'3�∴smQQQ/692.02348.04577.023''22�����smQQQ/174.12348.094.023''33�����smQQQ/866.13321���102''2���������QSpC�∴2/2.44mkNpC�29.环状管网流量计算�进行二次校