流体力学与流体机械习题参考答案

发布时间：

删掉的题目：1-14、2-6、2-9、2-11、2-17、3-10、3-19、4-5、4-13
《流体力学与流体机械之流体力学》
第一章流体及其物理性质
1-81.5m3的容器中装满了油。已知油的重量为12591N。求油的重度解:V島
和密度
856.5kg/m3
；g8394N/m
3
1-11面积A0.5m2的平板水平放在厚度
h10mm的油膜上。用F4.8N的水平
力拉它以U0.8m/s速度移动（图1-6）。若油的密度

856kg/m3。求油的动力
粘度和运动粘度。
解：*9如，
占0.倍番，
所以,
1-12重量G20N、面积A

/0.12/8561.410m/s
42
0.12m2的平板置于斜面上。其间充满粘度
0.65Pags的油液（图1-7）。当油液厚度h8mm时。问匀速下滑时平板的速
度是多少


6J1-7^1-12图
解：FGsin20o6.84N，
57Pacs
，



h

1-13直径d50mm
中润滑油的粘度因为U，所以u—
570.008
0.65
0.7m/s
50.1mm的轴承中转动（图1-8）。间隙950r/min时，求因油膜摩擦而附加的阻
的轴颈同心地在D
0.45Pags。当转速

力矩n
M。

解：将接触面沿圆柱展开,可得接触面的面积为:

AdL0.050.10.016m
接触面上的相对速度udd2n为：22602.49II1/S
D0.05mm接触面间的距离为：
2接触面之间的作用力：FA屯A—358.44N



dyu
则油膜的附加阻力矩
M8.9Ngm为：1-14直径为D的圆盘水平地放在厚度为h的油膜上O当驱动圆盘以转速时，试证明油的动力粘度与驱动力矩M的关系为:960hM2
nD4
证明:2nn6030，v
nr
30v2nr2
dr2
nr3dr
dA2rdr，dFdAh
—，dMdFr15h

15h23.2
D/2nrdrnD4
0
15h
960h

所以960hM
:2

nD4
第二章流体静力学
n旋转

2-5试求潜水员在海面以下50m处受到的压力。海面上为标准大气压，海水重度
9990N/m3。
5
5
解：PPah110999050610Pa
2-6开敞容器，盛装2i两种液体，如图2-27所示，求：①在下层液体中任-点的压力；②1和2两测压管中的液面哪个高些？哪个和容器内的液面同高？为什么？

痢2-27直2*西
解：①PPa102h2其中，h1为上层液体的深度，h2为下层液体中任一点距离分界面的距离。
②测压管1的液面高些，与容器的液面同高。
管1中的流体与容器中上层流体为同一种流体，并相互连通，根据等压面的性质，对于同一种流体并连通时，任一水平面为等压面，即管1中的液面与容器内的液面等高。
划交界面的延长线，并与管2相交，根据等压面的定义可知，这是一个等压面：p10
Q2
hih
1
2'
h
2-7如图2-28所示的双U形管，用来测定重度比水小的液体的密度。试用液柱高度差来确定位置液体的密度
。（管中的水是在标准大气压下，4oC的纯水）


解：巳水血h3）
Fa
水(hih2
h(hh3h2
12

将1）式代入2）式得:
水(hi
h2%h4h3h2
h-ih2h3h4
h3h2
h-ih2h3h4g
h3
h2
水
2-9某地大气压为101325N/m2。求：①绝对压力为
202650N/m2时的相对压力
78066N/m2时
及水柱高度；②相对压力为8m水柱时的绝对压力；③绝对压力为的真空度。
解：①P相202625101325101325N/m2，水hF相，所以，h10.34m
水h810
4
N/m2，所以，P
181325N/m

③真空度1013257806623259N/m2
2-10用两个U行管串联在一起去测量一个贮气罐中的气体的压力，示。已知h180cm，h270cm，h380cm，大气压为101325N/m2，
汞==1.333210
5
见图2-30所
N/m3，气柱重力可略去，求罐内气体的压力等于多少。


RH3Q副AID
解：P气所以：Pa所以：P气
汞A水h，Pa
汞h
h
汞3

7水
（hh2）
汞h3P气
(h汞1
水h2
Pa
h3
h水2
307637N/m
2
2-
闭容器连接，11两根水银测压管与盛有水的封如图2-31所示。已知hi60cm,
。
h225cm，ha30cm，试求下面测压管水银面距自由液面的深度

3«i-11
解：1~0
i~o
h水if"ah汞2
7水％
i~a
h汞3
所以：P0汞h2水^1|水h4Pa
汞
h汞3
(hhh
3
2水
l
所以：h4--
水
-128cm
2-
示。油层厚h130cm，油的重度
油
12封闭容器内盛有油和水，如图2-32所
=8370N/m3，另已知h250cm，h40cm，试求油面上的表压力。



81232
解：P0
油入
水hi?汞(hih2h,P045709N/m
2-14如图2-34所示，欲使活塞产生F7848N的推力，活塞左侧需引入多高压力pi的油？已知活塞直径di10cm，活塞杆直径d23cm，活塞和活塞杆的总摩擦力等于活塞总推力的10%，活塞右侧的表压力P29.81104N/m2.

R2-34^2-1+KI
解：[R-d12F2-(d12d；](110%7848N，解得：R9.98105N/m2
44
2-16如图2-36所示，无盖水箱盛水深度h1m，水箱宽度b1.5m，高H1.2m，若I3m，试求：①水箱的水保持不致溢出时的加速度a；②以此加速度运动时，水箱后板壁所受的总压力。

團2•站ft2-16®
aIHh
解：①blh(hHbl/2，h0.8m，
gI
0.13，a1.31m/s2


②由压力分布公式可得:PPo(aygz
在水箱后壁板，y2；将其带入上式并对水箱后壁板进行积分:
A
p
dAPodA
A
(a2
gzdA
PoA-(al2gzbdz
2hbPoA{al(Hhhg[(H
2
b2
PoA-bHal(H2Hh
22
吗？A(HPoAA[PoA[Po
(H
h]
h2h2]}
2h
2
2-17贮水小车沿倾角为的轨道向下做等加速运动，设加速度为所示。求水车内水面的倾角。

两边的大气压正好相抵，即:
H
PPcA
A10584N
a，如图2-37

解：在自由液面上建立直角坐标系，以水平方向为x轴，向右为正向，竖直方向为y轴，向上为正向。
作用在液体上的单位质量力为：Xacos
Ygasin
Z0
根据压强差平均微分方程式：dp(XdxYdyZdz
在液面上为大气压强，dp0，代入压强差平均微分方程式，可得:
acosdxgdyasindy0，


acos,tan
dxasing


acos
arctan
gasin

2-18尺寸为bcl的飞机汽油箱如图2-38所示，其中所装的汽油为邮箱油量的三分之一。试确定下面两种情况下飞机作水平等加速飞行时的加速度a各是多少？
1
*


▼
・丨

£A
2
Hri■
2r

1
一

238S2-180
i
4
l解：①blc/3hcl/2，所以，h'
2b/3，
a
-生，得:
gc3c

2b
3cg3
g
3.27m/s2②blc/3(cc/2lb/2，所以，c'
a
b
c/6，
gc/2c
选c

r2(Hh,，所以，h2(Hh1
400mm

2
a1.5g14.7m/s
2-19在一直径d300mm，高度H500mm的圆柱形容器中，注水至高度h1300mm，使容器绕垂直轴作等角速度旋转，如图2-39所示。
①试确定使水之自由液面正好达到容器边缘时的转速m②求抛物面顶端碰到容器底时的转速12解：①一r
n2，若此时容器停止旋转，水2
h，


1.5


acos

面高度h2将为若干?

22


z

计
h
'所以r'
H
石'所以'
212
1J2gh18.66rad/s，得n3^178.3r/minr'
-J2gH20.87rad/s，得nr
199.3r/min
容器中剩余水的体积为：
11r2H-r2Hr2h2，所以，h>-H，所以，h2250mm
22
第二章流体运动学
3-9直径D1.2m的水箱通过d30mm的小孔泄流。今测得水箱的液面在1s内下降了0.8mm。求泄流量Q和小孔处的平均速度v。
1
解：Q
D2h
1
1.220.81030.9L/s，
441
因为：Q一d2v，所以，v1.27m/s
4
3-10密度840kg/m3的重油沿d150mm的输油管流动。当质量流量
Qm50kg/h时，求体积流量Q和平均速度v。
Q2312
解：Q—5.9510m/h，因为：Qdv，所以，v3.367m/h
4
3-11大管d1接。若小管中的速
150mm和小管d2100mm之间用一变径接头连
度v3m/s，求流量Q和大管中的平均速度v1。
1
解：Q
4
d22v20.024m3/s，Q
14
d12v1，所以，y1.33m/s。
3-12已知某不可压缩平面流动中，Ux3x4y。uy应满足什么条件才能使流动连续？
Ux
解：要使流动连续，应当满足-
x

Uy0，3且，
xy

y
所以，Uy3-14
3yf(x
tx；Uy
ty。则
二元流动的速度分布为Ux
1，1的流线。

2当t1时，作出通过点(


Ux
解：（1）由连续性方程可知
x
由流函数的定义可知:
tt0，满足连续条件，流函数存在。y
Uxtx，—uytyx
d——dx
x
UydXUxdytydxtxdy0
所以，2txy
由无旋条件知:0，满足无旋条件，势函数存在。
由势函数的定义可知:
Uxtx，——Uytyy
d——dx——dy
xy

uxdxUydytxdxtydy
所以，2
x2
詳
（2）流函数UxdyUydx0，积分得：2txyc
因为，t1时，通过（1,1）点，所以，c2，此时的流线方程为xy13-15判断下列流动是否满足不可压缩流动的连续性条件。若满足，求出流函数。

Uxaxb；Uy
(1Ux(2；
xy
Uy2x

ayc（a，b，c均为常数）；



xy；


(3Uxy

2
；Uyx
ay
2
2
2
2y；


(4Ux
(4


ax
U
x
；
xy
Uxx

。xy
22
y


（1解:）




U
a:
>y
0,满足连续条件。Uxa，xy
xy

U
Uyayc，

b
y

数。
x
Uxax，

所以，

2axyby
cxA，A为常


(2
Ux
u
y
u
y
不满足连续条件。满足连续条件。
1
(3
Ux
u
y
Ux
u
y

c为常
数。(4
Ux
2
2x,
U
y
x2y,所以,
2
33y2xy
Ux
/22
2axy
2
u
y
2axy(xy
2
2\2
u
y
、
o,满足连续条件。

ay
UxUy
,
xy
c为常数
3-16在3-15题中，哪些流动是无旋的,
UxUyUx解:(1

yxy
Uuxaxb,ayy
xy
常
(xy
xy
~2
ax
2
，所以,
aln(x2
求其势函数。
丄，所以，无旋x
c,
-ax2bx-ay2cyA,A为22
y
(2x,Ux—，所以，有Uxx,
yxy旋。xuy
Uxuy,2x,—，所以，有(3

yxy旋。
x22、z22、「
Ux
丄，所以，无旋

4a(xy比a(xy丿22、2，22、2y(xyx

x(xy
ayaxaarctaaarctan?c,cUuxy2222，xyxxyyxy
为常数。
3-19不可压缩流动的流函数xy3x5y，求其势函数。
数。
u

(
(
解：—Uxx5,—Uyy3,


所以，一uxx5,一Uyy3
x
y
1
x25x1y23yc,c为常数。22
第四章流体动力学基础
4-3用图4-32所示的测压管测定水管中的点速，测压计中工作液的密度
g
800kg/m3。当读数h0.5m，hi0.4m，h?
0.2m时，求A、B两点的
流^速UA、UB。

®4-3S3
M
■n■
解：计算A点流速：
A点的全压对应的高度为hihx，静压对应的高度为h2hx，则A点的动压为出h1h2，uA,2g(rid1.98m/s
2g计算B点流速：
因A、B在同一过流断面上，测压管水头相同，
ZA
ZB
，但流速
不同，
U

2A
由速度形成的压差是
h(
g


2g
2g
0.1
'UB1.4m/s
4-4如图4-33利用一变截面管中水流产生的压力差，通过活塞操纵气体控制器。已知d115mm，d210mm，v14.5m/s，管段水平放置，活塞直径D20mm。忽略损失及活塞杆直径，求活塞受到之压力。


图札和E4-4图
1解：—
4
d；V2,
v210.125m/s
41132.8Pa
根据伯努利方程:PLJVL吃巴,PF2
2g—2g

所以：F(RP2—D212.92N
4
4-5如图4-34一垂直向上流动的水流，设流束截面保持圆形。已知喷嘴直径
dL25mm，喷嘴出口流速vL12m/s。问在高于喷嘴4m处，水流的直径为多少?忽略
损失。

22
解：对截面1-1和2-2列伯努利方程：呂h生
2g2gdlw
d；v2，d230.43mm
4
v28.1m/s

4
4-6如图4-35水沿渐缩管道垂直向上流动。已知d130cm，d220cm，表压力

Pi19.6N/cm2，P29.81N/cm2，h2m。若不计摩擦损失，试计算其流量。


fg435題UTS團
解：一d1v1d2v2,—
44

V
2g
2i
P2
Vh2g，
22
v16.2m/s,
Q
d12v10.4386m3/s411
4-8离心式风机借集流器从大气中吸取空气（如图4-37所示）。其测压装置为一从直径d20cm圆柱形管道上接出的、下端插入水槽中的玻璃管。若水在玻璃管中上升高度H25cm，求风机的吸风量Q。空气的密度1.29kg/m3。
图4-3?®1-fi图
解：P

pa
VA
2
Pg2g，
g2g，
VA0
v62.3m/sQ21.96m3/s
r
v

4-11密度1000kg/m3的水由直径15cm、高于基准面6m的A点，流至直径为75mm、高于基准面3m的B点。已知A点压力为103kPa,流速为3.6m/s。忽略损失，求B点压力。


解：对A、B两截面列伯努利方程:
PA
2VA
2g
hA
PB
2VB
h
2g
B


22
4
dAvA
dBvB，vB14.4m/s，PB35200Pa4
4-13水箱底部有一截面积为A小孔（图4-40），射流的截面积为A（X）。在小孔处x=0。通过不断注水使水箱中水深h保持常数。设水箱的横截面远比小孔大，求射流截面积随x的变化规律A（x）。

V02Vx2
x
解：
x,V°
2gh,Vx_2g(hx,A°V°AxVx,A(xA
.hhx
2g
2g
4-14一虹吸管直径100mm,各管段垂直距离如图4-41所示。不计水头损失，求解：对水平面和C截面列伯努利方程:旦H旦
V
2
2g

vC
.2gH9.39m/s,Q—d
vC0.0737m3/s
对水平面和A截面列伯努利方程:VAVC,
对水平面和B截面列伯努利方程:
PA
Pa
68600Pa
VBVC,
流



量和A、B点压力


PB3.534300Pa
4-20如图4-46离心式水泵借一内径d150mm的吸水管以Q60m3/h的流量从一敞口水槽中吸水，并将水送入压力水箱。设装在水泵与吸水管接头上的真空计指出负压值为40kPa,水头损失不计，试求水泵的吸水高度H。
图冷忧燉卜孔图
解：根据伯努利方程:
V22g
HS
PQd2v
，
4
，
HS3.96m
4-21如图4-47所示，密度为

830kg/m3的油水平射向直立的平板。已知
V020m/s，求支撑平板所需的力F
3^-47

«4-21图
解：根据动量定理：FQ（vv。）
-d2v2651.55N4
根据牛顿第三定律，F651.55N，方向水平向左。
100mm，d275mm，
4-24水流经一弯管流入大气，如图4-49所示。已知d!
V223m/s，水的重度为104N/m3，求弯管上受到的力（不计损失，不计重力）




解：建立坐标系，取水平向右方向为x轴正向，取竖直向上方向为y轴正向。
由连续性方程得：一dfw
44
d；v2w12.94m/s，Q
4
2
d；v20.1012m3/s
p1449555.8Pa

PoI,，对截面1和截面2列伯努利方程：P巴
2g根据动量定理:
在水平方向：FxR—d12P0—d；cos30°
44
Q(V2cos30oVi

Fx2377N
在竖直方向：FyP0訂脚

300

QV2Sin30o
Fy1387.6N
根据牛顿第三定律：弯管受的力FxFx2377N，Fy

Fy1387.6N，负
号表示方向沿y轴负方向。
F

;FX
2
F；
2752.4N,tan
K
1.7
第五章粘性流体流动及阻力
5-15粘度1.5104m2/s的油在直径d0.3m的管中被输送。求层流状态下的最大输油量Q。
vd
解：Re—2000，
vmax1m/s，Qmax
d2vmax0.071m'/s4
5-16重度8370N/m3、粘度0.15Pags的油在直径d0.25m的直管中流过3000m时的沿程损失为26.1m（油柱），求流量Q。解：假设流动是层流:
R"，hf
Re
Iv2
，v0.95m/s，d2g


Q
d2v0.046m3/s4
此时，Re
0.15
Ud0.950.25
1.583，流动属于层流，假设成立。
5-19温度t15oC的水在宽度b0.4m的矩形水槽中流动。当水深h=0.3m,速度v=10cm/s时，求此时的雷诺数。若水深不变，速度为多少时变为层流解：查表得，15oC水的运动粘度为：矩形水槽的水利直径为：d兰4bh0.48m
Re
要改变水的流态，必须使雷诺数

1.139106m2/s
2hb
vd
421422000
1200v2.8mm/s
840kg/m

5-20某输油管路长4000m，管径d=0.3m,输送2.5104m2/s、的原油。当流量Q240m3/h时，求油泵为克服沿程阻力所需增加的功率解:

VQ
°
94m/sRe
，
四
1131772000
，为层流,

Re
°
0565

hf
lv2d2g
35.344m，N
gQhf19.4kW
5-23重度为、粘度为的液体在倾角为的无限平板上靠重力向下流动，如
y(2hy
图5-39所示。假设流动为层流，液流厚度为h。试证明速度分布为：
sin2
证明：在层流中取一微元，高为dh，长为I，宽取单位宽度，则有微元体的重量为：GVldh1ldh
重力在运动方向的分力为：Gsinldhsin



切应力为：d
Q
dU
GsindA


sin
sin，

ddy
du
dudy2siny
2
d2usin
即:
积分得：
dy
G0
G

带入边界条件：y=h，
，
(hy
得:
sinhdu

sinysinh
dy



再积分得：u
sin

2
C
2


A
带入边界条件：
sin2

y0时，u0，C2
0
y(2hy
5-24如图5-40所示，两平行平板间充满粘度分别为
1
和2的两种互不相混的液
体，厚度分别为hi和h2。上板以匀速U运动，下板不动。若为层流，试证明切应力分布为:
—常数
h
122^1

证明:
第六章能量损失及管路计算
6-8一旧铸铁管长l=30m,管径d=0.3m。管中水流速度v=1.5m/s,水温t20°C试计算沿程损失。
解：根据谢维列夫公式：0.021/d°"


l2
0.03，hf-—
d2g
0.35m
6-9直径d=250mm的铸铁管。当量粗糙度

0.5mm。用它输送1.3106m2/s


的水。分别计算流动处于水力光滑区的最大输水量和阻力平方区时的最小流量。解：当流动处于水力光滑区时：Remax26.98(d
8/732778
vd
QRemax-ma^，Vmax0・17m/S，Qmax
4
d^ax8.34L/S当流动处于阻力平方区时：Remin4160(#0.854543002
3
QRe—竺，id
min
—max2.36m/S，Qmin
4
d—min0.12m/S6-
10某水管直径d=0.5m,0.5mm，水温15oC。分
别用公式法和查图法确定
流量分别为Qi0.005m3/s，Q20.1m3/s，Q32m3/s时的沿程阻力系数解：1t15oC时，1.139106m2/s公式法：Q1
0.005m/s，-!
0.025m/s
Re空11178，26.98(-8/772379.1，
4000Re26.98(d
8/7位于水里光滑管区。
0.00320.221Re.

0237
0.056
查图法：0.06
2公式法：Q20.1m3/s，—20.51m/sRe虫2.236105
，26.98(d
8/7
72379.1
4000Re26.98(d
8/7，位于水力光滑区。

0.00320.221Re.

0237
0.04
查图法：
0.03
3

3公式法：Q32m/s，—310.2m/s
Re
—3d

4.5106
，26.98(d
8/7

72379.1，4160(#0.858.2105

26.98(d
8/7
Re4160(^0.85，
位于第二过渡区。
19.35—1.142lg(dRe—，
0.025
查图法：0.025


。


6-14如图6-22所示，用一直径d=20mm、长l=0.5m的管段做沿程阻力实验。当



0.89106m2/s的水以Q1.2103m3/s通过时，两侧压管液面高差h=0.6m,
试计算。若流动处于阻力平方区，确定当量粗糙度。
0.032，流动处于阻力平方区
Q
A
3.82m/s，h
d
f
(1.142lg2，6-
已知吸水管d1

0.12mm
17泵送供水管如图6-25所示。225mm，h7m，10.025，
1
4;排水管d2200mm，h50m，10.028。Hc45m。设水泵的扬程H
4



与流量Q的关系为H652500Q2。不计其他局部损失，该管路每昼夜的供水
量是多少?
l2
解：由题意可得：H1」V-1_VL2
di2g4dfv
d；V2Q，解得:4
2
2
2gd22g
乙，HHe652500Q22g
2
V|0.045m/s，Q
4
d!w0.081m/s
3



所以，供水量=Q243600
6975m3
《流体力学与流体机械之流体机械》
第一章泵与风机的分类及工作原理
1-2泵与风机的基本特性参数有哪些？
解：泵的特性参数有：流量Q,扬程H，转速n,轴功率N，有效功率Na，效率

允许吸上真空度Hs。
风机的特性参数有：流量Q，全压P,转速n，轴功率N,有效功率Na，效率
1-3试述离心式水泵的工作原理。
解：以单级单吸离心式水泵为例说明其工作原理：单级单吸离心式水泵由叶轮、主轴、机壳等组成。当叶轮随主轴旋转时，叶片间的液体也随叶轮旋转而获得能量，从叶片之间的开口处甩出，进入机壳，通过出液口排出。叶片间液体被甩出后，叶轮中心部分的压力就要降低，当压力降低到能将外部液体吸入时，吸入的液体就能从轴向流入叶轮。叶轮连续旋转，就能连续输出有压液体。
第二章泵与风机的基本理论
2-6设有一离心水泵，叶轮的尺寸为：D,17.8cm，D238.1cm，b3.5cm，b21.9cm，
118
o
，220o。设叶轮的转速n=1450r/min，流体以径向流入叶轮，试计算其理论流
量QT和此时的理论扬程HT。解：u
60
QT
D1b1c1r0.086m.s，u2—28.926ms，
13.514ms，由190知，Sc1ru1tan14.39ms
60
c2r—QT3.78m.s，c2uu2c2rcot218.54m.s
D2b>HT
g
54.67m
2-7已知4-72-11No5型通风机的转速n=1452r/min，风量Q1.72m3/s，
D2500mm，D325mm，b2127mm，b176mm，230o，123o,Z=10,
排挤系数0.92。试求环流系数K和理论全压PT




解：由QT
D2n60
Q
QT
9.37ms,
D2b2
T
D1n60
24.67ms,
U2
37.96ms,Gr
D
10.4ms,
1b1
c1uu1“cot10.17ms,c2uu2c2rcot221.73m.s
由于47211No5型通风机是离心通风机
1
1Z1鱼cot2
c
1u
带入各值得K0.999,PTRKPT983.8pa
U2QUMGU984.8pa
2-8有一单级轴流式风机，转速为750r/min。在直径980mm处，风以速度
8.02m/s轴向进入叶轮，在出口以q8.96m/s的速度流出。求叶片进出口相

对速度角度的变化（2
1
）
解：由于风从轴向进入风机，因此：％0ms，sG8.02ms
U
詈3848ms，31善0^08
arctan1arctanO.20811.75o
所以1
在轴流式风机中GrC2r，c2u所以cot2

；c23c1r2
4ms，c2uuc2rcot2
uC2u
c
2r
4.3，所以2
arccot2
arccot4.313.1o

率N=99.8kW。若转速将为730r/min，气体密度均不变，试计算此时的全压、流量和功率。2


Pn
解：由题可
知：


Q
m
n
m
Nn
Pm
n
m
Qn
Nmnm

31
n1450
1.9863ooo
13.1n—11.75=1.43m730
3



所以：PmP.1.98632
QmQ1.9863NmN1.98633
1168.2Pa35795.2m3/h12.73kW
2-12试根据下列参数计算比转数。
(1单级单侧进风离心风机，Q14m3/s,H=600Pa,n=1000r/min。(2单级单入口水泵,(3单级双入口水泵,(4二段分级式水泵,
3
30m/min，H=25m，n=1450r/min。70m/min，H=20m，n=1450r/min。80L/s，H=122.4m，n=1480r/min。
1
1
3
解:(1对于离心风机:ns
Q2n
H34
1000
14^60-
1
34
173.56
1
(2对于单级单入口水泵:ns
3.65nQ，3----------------3.654
H
1
1450
囂
1
334
.73
(3对于单级双入口水泵:ns
3.65n(Q/2『
05832
3.6514503：427.29
20
1
1—
(4对于三级分段式水泵:ns

3.65nQp
3.651480
H/
0.082
4
3
3
(122.4/3
3434
94.65
第五章给排水系统
5-3为什么要在关闭闸阀的情况下启动和停止离心式水泵。
解：闸阀关闭时，泵的流量为零，从泵的功率特性曲线可以看出，零流量时泵所需功率最小，电动机的启动电流也最小，所以，关闭闸阀启动，可减小启动电流，减轻对电网的冲击。
水泵停止时，应先关闭排水闸阀，然后再停电机，这样做是为了阻止发生水击。5-11保证水泵正常工作的条件是什么？
解：1）泵的稳定工作条件，（0.9~0.95）H。Hc
2）泵的经济工作条件，M（0.85~0.9）max3）不发生气蚀的条件
5-17离心式水泵在转速2940r/min时的流量与扬程和效率的关系如表5-8所示，管网特性曲线方程为Hg200.078Q2（Q的单位为L/s，Hg的单位为m）。试



求工况点的流量和轴功率表5-8Q/Lgs-1/%H/m
0027
127.526.5
流量与扬程和效率的关系
352.625.0
562.422.9
76520.1
96316.7
115312.7
解：在工况点处HbHg,QbQg，所以，工况点的流量为5L/S
gQH1000100.00522.9有效功率Ne1.145kW
100010000.524
轴功率N丛11451.83kW
5-18一泵允许吸上真空度6m，水温15oC，吸水管中流速1m/s，吸水线上损失0.3m，试求实际允许的吸水高度。
解：查表，得：Pa10m，15时水的汽化压力为Pn1.7068kpa
p
n
L11


1.706

10
3


10009.81HS
10

0.174m



HS'

p±

Pn
0.24610100.1740.24

6.066m
1
Hx


HS


wx-6.0660.32g
2


1

20

5.716m
第六章通风系统
6-12某矿井负压Pst3800Pa，风量Q45m3/s，网路出口面积A8m2。试计算风阻R和比例系数b,并绘制R曲线。解：巳RQ2,所以R3800
452
1.877,bR2
1.88642A2
6-15某轴流风机扩散器进口面积F=2m2，扩散面积比n=2.5，损失比k0.32当Q50m3/s时，试计算装扩散器前、后风机的全压差和静压差解:nF2.5，所以，耳2・525m2



磐
k）Q
^（恙50240.8Pa0.32Pst
225

6-19集流器直径D=600mm,0.98今测得其真空（PaP1）
3

试计算流量Q。已知空气密度1.2kg/m
2v解：对集流器前后截面运用伯努利方程：旦PV

g2gg2g

Q2
°
3219a
^
=250mmH2。,
o

D2V117.89m3/s可得：V164.55m/s，所以：Q
1.15kg/m3,Q38m3/s6-20现场实测某工况下的结果是
N=94kW，转速n=950r/min。试将实测结果换算到标准状态（
额定转速（n2980r/min）下。
解：由相似定律可知:
Pn_（JL）2（料2,N一（丄）3（严）5
nDNnDmm2mmmm2m，PmD22

D2m）
,P=2100Pa,
1.2kg/m3）和
，
）
所以，Q

980

（）

）

7-5某单级空压机吸入自由空气量为
若n=1.25,使其最终压力提高到B消耗的理论
950
1.2（型）2
21002331.9P,9501.15
1.29803
94107.68kW（1.15
950
3839.2m3/s

第七章空气压缩设备
20m3/min，温度为20°C，压力为0.1MPa,0.4MPa（表压），求最终温度、最终容积及

功。
解：T2%（自〒
LTV
n10.25
P

352K,RV,PV2n，所以V211.5m3293（0.5
严
（）0.14022.5kJ1]




7-7某两级空压机，吸气温度为20°C，吸气量为4m3，由初压RO.IMPa，压缩到终压0.8MPa（表压），若n=1.3.试求最佳中间压力R和循环理论功。
Pn1
[（空）而1]1300kJ
解：巳、PP2
w
0.32MPa，Li—
n1P
7-
行程s=280mm，活塞杆径
8某单级双作用空压机，缸径D=360mm，活塞
10m/min。求空压机的排气

d=40mm，曲轴转速n=290r/min，空压机排气量Q



量系数。解：QT(2F所以：

fSn(—0.362
2
1016.4
0.61
7

004202829016.4m3/min
'


QQT
(1求势函数和流函数；
2-11某风机在转速为1450r/min时，全压P=4609Pa流量Q71100m3/h，轴功


流体力学与流体机械习题参考答案

推荐内容

相关推荐