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流体力学习题.doc

上传人:xrp****65 文档编号:5658618 上传时间:2024-11-15 格式:DOC 页数:63 大小:3.18MB
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资源描述

1、第三章三、计算题及解析1 一车间要求将水以的流量送入某设备中,若选取平均流速为,试计算所需管子的尺寸。若在原水管上再接出一根的支管,如图3-4所示,以便将水流量的一半改送至另在解 质量流速式中,查得水的密度代入上式,得查无缝钢管规格表,可选取的无缝钢管,其中代表管外径,代表管壁厚度。于是管内实际平均流速为:若在原水管上再接出一根的支管,使支管内质量流量则将代入得:2 如图3-5所示,有一盛水的开口容器以加速度沿与水平面成夹角的斜面向上运动,试求容器中水面的倾角。解 由液体平衡微分方程 在液面上为大气压, 将以上关系代入平衡微分方程,得 所以3 如图3-6所示盛水U型管,静止时,两支管水面距离管

2、口均为,当U型管绕轴以等角速度旋转时,求保持液体不溢出管口的最大角速度。解 由液体质量守恒知,管液体上升高度与管液体下降高度应相等,且两者液面同在一等压面上,满足等压面方程:液体不溢出,要求以分别代入等压面方程得:所以4 如图3-7(a)所示的一个圆锥体绕其铅直中心轴等速旋转,锥体与固定壁的间距为,全部被润滑油充满,当旋转角速度,锥体底部半径,高时,求:作用于圆锥的阻力矩。解 取微元体如图3-7(b),微元面积:切应力:阻力:阻力矩:5 如图3-8所示,平板AB斜置,上部油深,下部水深,求:单位宽度上的静压力及其作用点D。解 合力作用点:对B点取矩:6 如图3-9所示,烟囱直径,通过烟气流量,

3、烟气密度,空气密度,烟囱的压强损失,为了保证进口断面的负压不小于,试计算烟囱的最小高度。 (设进口断面处的烟气速度)解 以进口为1-1断面,出口处为2-2断面,过1-1形心的水平面为基准面,列气体能量方程: (a)由题意 又代入(a)式,有所以 其中代入得(烟囱的最小高度)7 已知:图3-10为洒水器示意图。臂长,喷水器面积,喷口偏转角。水从中心转轴底部流入,总流量,从两喷口流出。喷管角速度。求:(1)管内水流相对速度; (2)管口水流绝对速度。解 取包围喷管,并与喷管一起旋转的控制体,如图3-10中虚线所示。对站在控制体上的观察者而言,水以速度沿两支喷管做定常直线流动,有水为不可压缩流体,且

4、,由两臂对称方程,上式化为管内相对速度为喷口的牵连速度为 由喷口的速度矢量合成 , 绝对速度为8 毕托测速管结构如图3-11所示,由粗细两根同轴管子组成,细管(直径约)前端开口(O点),粗管(直径约)在距前端适当长距离处的侧壁上开数个小孔(B点),在孔后足够长距离处两管弯成柄状,两管的压强被引入U形测压计中。测量时管轴线需沿来流方向放置。已知:流体密度为,U形管内液体密度为,液位差读书为。求:来流速度与这些参数的关系式。解 设流动符合无黏性不可压缩定常流动条件,从毕托管正前方的A点沿断点O至侧壁孔B是一条流线AOB(常称为零流线)。设A点的速度为,压强为,沿流线AO伯努利方程为 (a)在管端点

5、O,流体速度降至零,称为驻点(或滞止点),被称为驻点压强,U形管右支管测到的为驻点压强。由于,由(a)式得 (b)上式中称为动压强,指流体质元的动能全部转化为压强势能时应具有的压强。(b)式表明驻点压强为静压强和动压强之和,故又称为总压强。由(b)式动压强可表示为 (c)对流线上A,B两点,忽略其高度差,伯努利方程可表示为因,故,U形管左支管测到的为当地静压强。U形管内静力学关系是 (d)由(c)式、(d)式可得 (e) (f)实体流体有黏性,实际速度比(f)式略小,应加以修正: (g)K称为毕托管系数,由标定测定后确定。9 文丘里管是一段先收缩后扩张的变截面直道管,如图3-12所示。管截面面

6、积变化引起流速改变,从而导致压强改变。通过测量不同截面上的压强差,利用沿总流的伯努利方程计算管内流量,是用于定长流动的常用流量计。按图中所示条件,求管内流量Q。解 设流动符合不可压缩流体定常流动条件,忽略黏性。取大小直圆管的截面为、,平均速度为、,流体密度为,由沿总流量的伯努利方程式,设 (a)移项可得 (b)由于、截面上为缓变流,截面上的压强分布规律与U形管内禁止流体一样,分别可得 (c) (d)设u形管内液体的密度为,液位差为。由于3,5位于等压面上,由压强公式可得及将上两式代入(d)式可得 (e)将(c)式、(e)式代入(b)式,整理后可得 (f)由连续性方程代入(f)式,整理后可得大管

7、的平均速度为 (g)上式中 (h)称为流速系数,文丘里管的流量公式为 (i)10 已知:收缩喷管如图3-13所示,底面积,Q=0.02,进出口流速为,现设喷管前半部向下弯曲,偏转角。求:喷管所受的力F。解 建立图示坐标系和包围喷管内流体的控制体。沿管轴列伯努利方程,忽略重力因 设力F如图所示,则流体控制体上喷管受合外力为-F。由一维定常流动动量方程式上式中,i为x方向单位矢,动量方程得x方向分量式为y方向分量式为讨论:从上述结果可看到当弯曲喷管受力中压强合力占主要部分,流体加速造成的动量变化引起的力只占次要部分。当角改变时,压强合力保持不变,仅动量变化引起的力发生变化,且占的比例较小。如在中动

8、量变化占的比例在为零。在时最大为。11 已知:一股由喷管流出的自由射流沿水平方向冲入固定导流片水平入口,如图3-14所示。水流截面积,速度。设水流沿导流片偏转一角度流出,忽略质量力和黏性影响。求:射流对固定导流片的冲击力F与的关系。解 建立如图所示坐标系和控制系,按一维流动处理,设出口速度为,由伯努利方程:因,故;由不可压缩条件,质量流量为设F如图示,控制体所受的合外力为-F,由动量方程式 讨论:本题中水流对到流片的冲击力完全由出入口动量变化决定。随着角增大,冲击力逐渐增大,方向从轴负方向逐渐转到轴正向。12 已知:一车厢以的速度做直线匀速运动,一般由固定喷管流出的自由射流沿车厢前进方向冲入固

9、结于车厢上的导流片,如图3-15所示。水流截面积,速度,水流沿导流片偏转一角度后流出,忽略质量力和黏性影响。求:射流对运动导流片的冲击力的关系。解 取固结于车厢的运动控制体和运动坐标系如图示,冲击力如图3-15所示。按一维流动处理,在坐标系中入口和出口的速度分别为。由伯努利方程:因,故,由不可压缩条件,质量流量为作用在控制体上的外力为,由动量方程式13 已知:斜喷口的洒水器如图3-16所示,臂长,喷管截面积为,喷口倾斜角(轴线与圆周切线夹角)。水从中心轴底部流入,流量为,不计管内流动阻力,流量均分至每个喷管。求:(1)若没有机械摩擦转矩,洒水器的旋转角速度; (2)当实际转速达时的转矩及轴功率

10、。解 取包含整个洒水器的圆柱形固定控制器CV如图中虚线所示,厚度大于喷管直径。喷管在控制体内转动时,每一瞬时的流动时不定常的,但每转一周的平均值是不变的,因此从平均的意义上是定常的。k为洒水器旋转角速度矢量正向的单位矢,在洒水器匀速旋转时,沿喷口圆周的微元动量矩为常数,由此可得虽然喷口的绝对位置随时间变化,但当匀速旋转时,不同位置上的动量矩流量在方程中迁移项中的作用是相同的,因此仍然可把本例作为具有二个一维出口的定常流动处理。喷口绝对速度,牵连速度和相对速度关系如图所示。绝对速度切向分量为 (a)牵连速度为;相对速度由连续性方程决定每根管的质量流量为 设,因入口处,则讨论:计算结果表明即使无摩

11、擦转矩时洒水器的转速仍是有限值,且与喷管内相对速度成正比,与臂长成反比。角速度与喷口偏转角为余弦关系,当时,(无力矩),当(直弯喷口)时,最大。本例中: 当时则负号表示方向与方向相反。按轴功率的定义14 咋直径为的输油管中,石油的流速为,试求在串联的直径为的输油管中的流速及质量流量,已知石油的相对密度为0.85。解 由不可压缩性流体连续性方程:,所求流速和质量流量分别为答:。15 图3-17所示一连有多个管道的水箱,管道1、2为进水管,3、4为出水管。,若管1、2、3的流速均为,试求通过管4的流量和流速。提示:按具有多个出入口的连续性方程求解。解 取包围水箱的控制体CV。水为不可压缩流体。由具

12、有多个出入口的控制面连续性方程本题中为 答:16 为测量水管中的流速,在管壁和轴线上安装U型管测压计如图3-18所示。水管直径d=50cm,U型管内液体密度1=800Kg/m,液位差为h=30cm,试求轴线上的速度v。解: 沿轴线列伯努利方程,O点位驻点 =p+v2, v=2(-p)/1/2 (a)设u型管中左、右液面2、3,左液面离管壁距离为b,由静力学关系轴心压强为 p= 代入(a)式可得 答:。17集流器通过离心式风机从大气中吸取空气,在d=200mm的流通管壁上接单管测压计到一水槽内,如图3-19所示。若水面上升高度为h=250慢慢,试求集流器中空气流量q,空气密度为。提示:取无穷远处

13、为参考点;集流器壁测压管口的压强为负压强。解 气体由大气中流入管道。大气中的流动也是气流的一部分,但它的压强只有在距喇叭口相当远,流速接近零处,才等于零,此处取为1-1断面。2-2断面应该选取在接有测压管的地方,因为这是压强已知,和大气压由联系的断面。250mm 等于2450 。取1-1、2-2断面列出能量方程: 答:Q=1.93 。18 图3-20所示一虹吸管将贮水池A的水吸出,流入下方的贮水池B。虹吸管直径为6.8cm,A池水面离管口垂直距离为H=3m,虹吸管最高处C点与A池的垂直距离为h=3m,不计流动损失,石球:(1)虹吸管中的体积流量Q();(2)最高处C的压强();(3)若将虹吸管

14、出口延伸至B池中,试讨论管内流量应由什么因素决定?以上计算对已知条件是否有限制?提示:将虹吸管出口延伸至池水中后,取两池的水面为参考位置列伯努利非常;限制条件可以考虑保证管内流动连续的条件。解:(1)对1,2截面列伯努利方程 由 (2)对2,3截面列伯努利方程 由,得 (3)当虹吸管伸入B池水中后管内流量由两池液位差决定;限制条件是 答: 。19 如图3-21所示,由高位槽内料液向塔内加料,高位槽和塔内的压力均为大气压,要求料液在管内以0.5m/s的速度流动。设料液在管内压头损失为1.2m(不包括出口压头损失),试求高位槽的液面应该比塔入口高出多少米?解:取出口高度的0-0为基准面,高位槽的液

15、面为1-1截面,因要求计算高位槽的液面比塔入口高出多少米,所以把1-1截面选在此可以直接算出所求的高度x,同时在此液面的及均为已知值。2-2截面选在管出口处。在1-1及2-2截面间列伯努利方程: 式中(表压)高位槽截面与管截面相差很大,故高位槽截面的流速与管内流速相比,其值很小,即(表压),将上述各项数值代入。则 计算结果表明,动能项数值很小,流体位能的降低主要用于客服管路阻力。20 有多个入口的密封贮水容器如图3-22所示,各出入口的流量与平均速度分别为试求使该容器保持静止所需加的力F。提示:取包围贮水器的控制体,所求之力F为作用在控制体上的合外力,用具有多个出入口的动量方程求解。解:取包围

16、贮水器的控制体CV,建立y轴垂直向上的坐标系oxy由动量方程x方向分量式为:因 Y方向分量式为 = 130.1N答:。21如图3-23所示,直径为的管道在支承水平面上分支为的两支管,A-A断面压强为70kPa,管道流量Q=,两支管流量相等。求(1)不计水头损失,求支墩所受的水平推力。(2)若水头损失为支管流速水头5倍,求支墩所受水平推力。不考虑螺栓连接的作用。解:(1)在总管上,过流断面上的平均流速 在两支管过流断面上的平均速度 列出理想流体从A-A到B-B断面的伯努利方程: 式中: 因此得取去封闭的控制体如图3-23所示,建立xoy坐标。设三通管对控制面内流体作用力F。根据动量定理得则 支墩

17、所受的水平推力为3.26kN,方向与F相反。(2)若水头损失为支管流速的5倍,需要考虑由水头损失的伯努利方程。列出流体从A-A到B-B断面的伯努利方程: 式中 ,其他与(1)相同。则 因此代入动量定理公式,解得 F=5.25KN22图3-24所示一90转角收缩弯管,水从直径为=15cm的大管流入弯管,流速为,压强为,流入直径为的水管,试求为保持弯管静止的;力F.提示:取包围弯曲的控制体,作用在控制体上的外合力除所求之力F之外,还应包括两端的压强合力。解:由不可压缩流体连续性方程.可得 由伯努利方程(忽略重力),可得 取包围喷管的控制体CV,由一维流动动量方程 (包含压强影响)X方向动量方程为

18、Y方向动量方程为 答:。23 20的空气在直径为80mm的水平管流过。现在管路中接一文丘里管,如图3-25所示。文丘里管的上游接一水银U形管压差计,直径为20mm的喉颈处接一细管,其下部插入水槽中。空气流过文丘里管的能量损失可忽略不计。当U形管压差计读数R=25mm、h=0.5m时,试求此时空气的流量为若干。当地大气压强为。解:文丘里管上游测压口的压强为 (表压) 喉颈处的压强为 (表压)空气流经截面与的压强变化为 故可按不可压缩气体来处理。两截面间的空气平均密度为 在截面与之间列伯努利方程式,以管道中心作基准水平面。能量损失可忽略,即。据此,伯努利方程式可写为 式中所以 简化得 据连续性方程

19、 得 以式(b)代入式(a),即解得 空气的流量为 24 如图3-26所示,一块尖缘导流板垂直插入一厚度为h的平面水流柱中,将一部分水流引到板上,另一部分水流折射角为的自由射流。与阻挡部分占水柱厚度h的比例k()有关,忽略重力和黏性力影响,试求(1)与k的关系;(2)射流对单位宽度导流板的作用力F。提示:取包围三支射流的控制体,利用连续性方程及y方向的动量方程求解与k的关系;利用x方向的动量方程求解导流板对射流的反作用力。解:沿流线的伯努利方程: 因 取包围三股水流的控制体CV,自由射流和板上流柱厚度分别为 和连续性方程为 已知 ,则,响应的流量为 , 由y方向动量方程 可得 由x方向动量方程

20、 可得 答:。25 如图3-27所示,一股厚度为d=2cm的平面水流以v=10m/s冲击到对称弯曲的二维导流片上,流出导流片时速度与水平夹角为试求下面两种情况射流对单位宽度导流片的作用力和:(1)导流片固定(u=0);(2)导流片以u=5m/s速度后退。提示:(1)先建立固定控制体(包围三支射流)和坐标系,(2)将坐标系固结在导流片上一起运动,用相对速度求解。答:。26 图3-28为一球形反射镜,外径为D=15cm。一股圆柱形水流打到反射镜中心,并沿球面流出圆周线外缘,出口速度与水平线夹角。水流直径d=5cm,速度v=45m/s。试求(1)球面周线上的水层厚度;(2)当反射镜固定时射流的作用力

21、F;(3)当反射镜以速度v=10m/s后退时,射流作用力。提示(1)由反射镜周线流量与射流流量守恒计算球面出口水层厚度; (2)用水平方向的动量方程求镜面非水流的反作用力(); (3)用相对速度计算反射镜后退时对水流的作用()。解:取包围入射流和出射流的控制体及入流方向为x轴的坐标系。由伯努利方程知处流速度等于如流速度。(1) 由连续性方程 (2) 设作用力沿X轴方向(由对称性垂直方向合力为零),由X方向动量方程 (3) 按匀速运动控制体动量方程 答:.27 设管路中有一段水平(xoy平面内)放置的变管径弯管,如图3-29所示,已知流量Q=,过流断面1-1上的流速分布为形心处相对压强 ,管径;

22、过流断面2-2上的流速分布为,管径,若不计能量损失,试求过流断面形心处相对压强。(注:动能修正系数不等于1.0)解:列1-1、2-2断面总流伯努利方程 代入式(a) 得 n= 28下部水箱重224N,其中盛水量897kg,如果此箱放在秤台上,受如图3-30所示的恒定流作用。问秤的读数式多少?解:对于水从上、下水箱底孔中出流速度,由托里切利定律可得 流量而流入下水箱时的速度,由伯努利方程 式中 则 设封闭的控制面如图3-30所示。设下水箱中受到重力为G,设水箱对其作用力为F,并建立坐标轴X由动量定理 得 即 故秤的读数=水箱自重+流体对水箱的作用力=224+2097=2321N。29 在稳定流动

23、系统中,水连续从粗管流入细管。粗管内径,细管内径 ,当流量为时,求粗管内和细管内水的速度? 解:根据式 根据不可压缩流体的连续性方程 由此 第四章1 用直径的管道,输送流量为10kg/s的水,如水温为5,试确定的管内水的流态。如用这管道输送同样质量流量的石油,已知石油密度,运动黏度,试确定石油的流态。解 当流体为5的水时:查得:所以管内流动为湍流。当流体为石油时:所以管内流动为层流。2 设圆管直径,管长,输送石油的流量,运动黏度,求沿程水头损失。解 判别流态所以管内流动为层流。所以:3 已知:用直径为20cm,长3000m的旧无缝钢管,疏松密度为900的原油,质量流量为90。设原油的运动黏度在

24、冬天为1.092,夏天为。求:冬天和夏天的沿程损失。解 计算冬天 层流夏天 紊流 冬天 (油柱) 夏天 查旧无缝钢管有效粗糙度查莫迪图 (油柱)4 已知:用直径为10cm,长400m的旧无缝钢管输送相对密度为0.9,运动粘度为的油,测得全长压强降。求:管内流量Q。解 ,查莫迪图完全粗糙区的,设由达西公式查莫迪图,重新计算速度再查莫迪图得5 已知:长400m的旧无缝钢管输送相对密度0.9,运动粘度为的油,要求在压强降时达到流量求:管径d应选多大。解:速度与管径的关系为由达西公式用迭代法设由查图得,查莫迪图得取。6 已知:用截面为的矩形光滑管内输送标准状态的空气,管长为400m,流量为(设,)求:

25、沿程损失和压强降。解 矩形管的水力直径为平均速度为水力直径雷诺数按光滑管在莫迪图中差得,沿程损失为 压强降为 7 已知:黏性不可压缩流体从小直径圆管定常地流入一突然扩大的大直径圆管,小管与大管的平均速度分别为(图4-13)求局部损失因子。解 取图示虚线所示控制体CV,由连续性方程 (a)实验证明,在死水区(拐角分离区)的压强由动量方程 (b)由伯努利方程 8 已知:图4-14所示上下两个贮水池由直径,长的铁管连接中间连有球形阀一个(全开时),弯管两个(每个),为保证管中流量,试求两贮水池的水位差。解 管内平均速度为 管内流动损失由两部分组成:局部损失和沿程损失。局部损失除阀门和弯头损失外,还有

26、入口和出口损失 沿程损失为由莫迪图确定。设 查莫迪图可得对两贮水池液面1和2列伯努利方程的第一种推广形式,由式 对液面,由上式可得 讨论:计算结果表明本例管内局部损失与沿程损失大小相当,都要考虑在内。9 已知:一混凝土矩形渠道,底宽,水深,长,通过水的流量,流动处于湍流完全粗糙区,曼宁粗糙系数。求该渠道的沿程水头损失。解 应用谢齐公式 (a) (b)本例中 由(b)式 10 20水以的平均速度流过内径的圆管,试求1m长的管子壁上所受到的流体摩擦力大小。解 首先确定流型。查表得20水的物性为:,于是 可见属层流流动,则 1m长管子所受的总的摩擦力11 如图4-15所受,水箱中的水通过垂直管道向大

27、气流出,设水箱水深为h,管道直径d,长度,沿程阻力系数,局部阻力系数。试求:(1)在什么条件下流量不随管长而变? (2)什么条件下流量随管长的增大而增加? (3)什么条件下流量随管长的加大而减小?解 (1) 流量不随管长而变,即 (2) 流量Q随管长加大而减小,即 (3)流量Q随管长加大而减小,即 12 如图4-16所示,锅炉省煤器的进口断面负压水柱,出口断面负压水柱,两断面高差,烟气密度,炉外空气密度,试求省煤器的压强损失。解 13 如图4-17所示的圆形、正方形、矩形管道,断面积相等均为A,水流以相同的水力坡度流动时,试求:(1)边壁上切应力之比;(2) 当沿程阻力系数相等时,流量之比。解

28、 (1) 圆形 正方形 矩形 (2) 14 如图4-18所示,油管直径,流量,油的运动粘度,油的密度,水银的密度试求:(1)判别流态;(2)在长度2m的管段两端,水银压差计数读书值。解 (1) 流态为层流(2) 15 如图4-19所示,一高位槽中液面高度为H,高位槽下接一管路。在管路上2、3、4处各界两个垂直细管,一个是直的,用来测静压;一个有弯头,用来测动压头与静压头之和,因为流体流到弯头前时,速度变为零,动能全部转化为静压能,使得静压头增大为。假设流体是理想的,高位槽液面高度一直保持不变,2点处直的细管内液柱高度如图所示;2、3处为等径管。试定性画出其余各细管内的液柱高度。解 如图4-19

29、(a)所示,选取控制面1-1面、2-2面、3-3面和4-4面。对1-1面和2-2面间的控制体而言,根据理想流体的伯努利方程得: 式中(表压),(取为基准面),于是,上式变为: (a)这就是2点处有弯头的细管中的液柱高度,见图4-19(b),其中比左边垂直高出的部分代表动压头大小。同理,对1-1面和3-3面间的控制体有: (b)可见,3点处有弯头的细管中的液柱高度也与槽中液面等高,又因为2、3处等径,故,而,故由式(a)、式(b)对比可知,静压头高度见图4-19。在1-1面和4-4面间列努利方程有: (c)可见,4点处有弯头的细管中的液柱高度也与槽中液面等高。又,对比式(c)、式(b)可见: 1

30、6 油在管中以的速度流动,油的密度,水银压差计测得,试求(1)油在管中的流态,(2)油的运动黏度?(3)若保持相同的平均流速反向流动,压差计的读书有何变化?解 列出断面1-1和2-2的能量方程: 假定流动时层流状态: 故假定成立。 又 逆向流动时: 其中:则 又 则故压差计的读数不变,但升高方向相反。17 如图4-21,矩形风道的断面尺寸为。风道内空气的温度为45,流量为,风道壁面材料的当量槽度,今用酒精微压计量测风道水平段AB两点的压差,微压计读数,已知,酒精的密度,试求风道的沿程阻力系数。解 当量直径45空气的密度 速度: 列出A-A,B-B能量方程 其中: 则 第五章1 如图5-7所示,

31、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.设上游水箱的高程保持不变。(1) B水箱中无水时,求通过孔口的流量。(2) B水箱水面高程时,求通过孔口的流量。(3) A箱水面压强为2000Pa,时,而B水箱水面压强为0,时,求通过孔口的流量。解:根据淹没出流流量公式: (1) 当B无水时: (2) 当B水位高为 时: (3) 当B水面压力为0,且A水面压力为时, 2 如图5-8所示管路中输送气体,采用U形管差压计测量压强差为h的液体。试推导通过孔板的流量公式。若孔板流量计输送20空气,测量, =0.62,d=100mm求Q。解 建立孔板前后断面能量方程: 令 若孔板流量计输

32、送20空气,代入数据: 3已知:图5-9所示一大的敞口贮水箱,侧壁下部开一小孔,孔与液面垂直距离h(淹深)保持常数(水位不变),孔口面积为A。求(1)小孔出流速度v;(2)流量Q。解 (1)设流动符合无粘性不可压缩定常流动条件。从自由液面上任取一点至小孔画一流线。列伯努利方程 (a)液面速度取为0,液面和孔口均为大气压强 (表压) ,由(a)式可得 (b)解析(b)式也适用于平行于液面的狭缝出流,形式上与初速度为零的自由落体运动一样,这是不考虑流体黏性的结果,液面上流体质元具有的位能全部转化为小孔出流的动能。(2)在孔口,由于两侧流体的流动惯性,流线不平行,形成缩颈效应。设缩颈处的截面积为,与

33、孔口截面积A之比称为收缩系数: (c)小孔出流流量应为 (d)上式中的h应取液面至小孔中心的垂直距离。收缩系数与孔口边缘状况有关,如图所示分别为锐角边 =0.61,内伸管锐角边 =0.5和流线型圆弧边1.0(没有收缩)。 (e)上式中 称为流量修正系数,。解析:以上先按无粘性流体计算理论值,而实际流体具有黏性,工程计算中常用实验的方法做黏性修正。方法是在孔口因微团碰撞和摩擦均有能量损失,实际孔口出流速度应小于(b)式,流量小于(d)式,均应乘上修正系数k1,由实验测量确定。(b)、(d)、(e)式均只适用于小孔情况(孔口直径),以小孔中心的淹深计算平均速度;对大孔口( )应考虑速度不均匀分布的影响。4 图5-10水箱侧壁同一竖线上开2相同的孔口,上孔距水面为a,下孔距地面为c,两孔流速系数相等。试求两水股在地面相遇的条件。解 孔口出流流速 流速射程 流速落地时间 流速射程 对上孔口 对下孔口 相遇时 即

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