冶金傳輸原理-動(dòng)量傳輸-第章 試題庫

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1、第3章流體動(dòng)力學(xué)【題3-1】在生產(chǎn)過程中常用設(shè)備位置的高度差來使流體以一定的流速或流量流動(dòng)，如水塔、高位槽或虹吸等。這類計(jì)算可歸納為已知高度差求流速或流量；或者求出欲達(dá)到某一流量須保持若干高度差。如圖3-1所示，水槽液面至管道出口的垂直距離保持在6.2m,水管全長330m,管徑為如果此流動(dòng)系統(tǒng)中壓頭損失為，試求管路中每分鐘可達(dá)到的流量。圖3-1題3-1示意圖解取水槽液面為1—1截面，水流出口為2—2截面，取水平基準(zhǔn)面通過水管中心。列出1—1截面至2—2截面之間的伯努利方程式為因?yàn)樗交鶞?zhǔn)面通過截面2—2，所以。液面因?yàn)樗鞒隹诰c大氣相通

2、，故大氣壓。因截面1—1比2—2要大的多，所以可近似認(rèn)為。已知，將這些數(shù)值代入得，解出于是水的流量【題3-2】采用如圖3-2所示的集流器測(cè)量離心風(fēng)機(jī)的流量。已知風(fēng)機(jī)吸入管道的直徑d=350mm,插入水槽中的玻璃管內(nèi)水升高h(yuǎn)=100mm,空氣的密度水的密度為不考慮損失，求空氣的流量。圖3-2題3-2示意圖解取吸水玻璃管處為過流斷面1—1，在吸入口前的一定距離，空氣為受干擾處，取過流斷面0—0，其空氣壓力為大氣壓，空氣流速近似為0，。取管軸線為基準(zhǔn)線，且，則列出0—0和1—1兩個(gè)緩變流斷面之間的能量方程為而，所以【題3-3】如圖3-3所示，求

3、單位寬度二維槽道內(nèi)水的流量，忽略能量損失。圖3-3題3-3示意圖解選擇槽道底面為基準(zhǔn)面，確定兩漸變流斷面為1—1和2—2。因?yàn)闈u變流斷面上各點(diǎn)的為常數(shù)，所以可選斷面上任一點(diǎn)表示z和p值，為計(jì)算方面，選水面上一點(diǎn)，則斷面1—1處和斷面2—2處。忽略能量損失，列能量方程由連續(xù)方程解得流量為【題3-4】某工廠自高位水池引出一條供水管路AB，如圖3-4所示。已知流量管徑壓力表讀數(shù)高度。問水流在管路AB中損失了若干水頭？圖3-4題3-4示意圖解:(略)【題3-5】假設(shè)有一不可壓縮流體三維流動(dòng)，其速度分布規(guī)律為。試分析該流動(dòng)是否連續(xù)？解根據(jù)式（3.2

4、7）所以故此流動(dòng)不連續(xù)。不滿足連續(xù)性方程的流動(dòng)是不存在的?！绢}3-6】有一不可壓縮流體平面流動(dòng)，其速度分布規(guī)律。試分析該流動(dòng)是否連續(xù)？解根據(jù)式（3.29）所以故此流動(dòng)是連續(xù)的。【題3-7】有一輸水管道，如圖3-5所示。水自截面1—1流向截面2—2。測(cè)得1—1截面的水流平均流速已知試求截面2—2處的平均流速為多少？圖3-5輸水管道解：【題3-8】有一貯水裝置如圖3-6所示，貯水池足夠大，當(dāng)閥門關(guān)閉時(shí)，壓強(qiáng)計(jì)讀數(shù)為2.8個(gè)大氣壓強(qiáng)。而當(dāng)將閥門全開，水從管中流出時(shí)，壓強(qiáng)計(jì)讀數(shù)是0.6個(gè)大氣壓強(qiáng)，試求當(dāng)水管直徑d=12cm時(shí)，通過出口的體積流量q

5、v,（不計(jì)流動(dòng)損失）。圖3-6題3-8示意圖解當(dāng)閥門全開時(shí)列1—1、2—2截面的伯努利方程當(dāng)閥門關(guān)閉時(shí)，根據(jù)壓強(qiáng)計(jì)的讀數(shù)，應(yīng)用流體凈力學(xué)基本方程求出H值。則代入到上式所以管內(nèi)流量【題3-9】如圖3-7所示的虹吸管中，已知管徑如不計(jì)損失，問S處的壓強(qiáng)應(yīng)為多大時(shí)此管才能吸水？此時(shí)管內(nèi)流速及流量Q各為若干？（注意：管B端并未接觸水面或探入水中）圖3-7題3-9示意圖解：略【題3-10】水流通過如圖3-6所示管路流入大氣，已知：U形測(cè)壓管中水銀柱高差管徑管嘴出口直徑不計(jì)管中水頭損失，試求管中流量。圖3-8題3-10示意圖解首先計(jì)算1—1斷面管路中

6、心的壓強(qiáng)。因?yàn)锳—B為等壓面，列等壓面方程得則列1—1和2—2斷面的伯努利方程由連續(xù)性方程將已知數(shù)據(jù)代入上式，得管中流量【題3-11】圖3-7所示為測(cè)量風(fēng)機(jī)流量常用的集流管試驗(yàn)裝置示意圖。已知其內(nèi)徑D=0.32m,空氣重度由裝在管壁下邊的U形測(cè)壓管（內(nèi)裝水）測(cè)得。問此風(fēng)機(jī)的風(fēng)量Q為若干？（可忽略能量損失）圖3-9題3-11示意圖解選水平基準(zhǔn)面0—0，過風(fēng)斷面1—1及2—2如圖所示。并假定單位質(zhì)量流體自A點(diǎn)流到B點(diǎn)，。（為水的重度9800N/m3,pa為環(huán)境氣壓）。自過風(fēng)斷面1—1到2—2（由A到B點(diǎn)）列出流體的總流伯努利方程為因?yàn)橛纱说霉?/p>

7、風(fēng)量【3-12】下圖為一離心水泵吸水管路裝置，已知抽水量吸入管管徑水泵產(chǎn)生的真空度為水柱，吸水管路全部水頭損失水柱，試確定離心水泵機(jī)抽水至水池液面的極限高度已知水的重度。題3-12示意圖解：【3-13】已知在圓柱坐標(biāo)下的連續(xù)性方程為，試判斷下列平面流場(chǎng)是否連續(xù)？解：將其代入連續(xù)方程，得：，滿足連續(xù)方程，所以流場(chǎng)連續(xù)。【3-14】從換熱器兩條管道輸送空氣至爐子的燃燒器，管道橫斷面尺寸均為400mm×600mm，設(shè)在溫度為400℃時(shí)通向燃燒器的空氣量為8000kg/h，試求管道中空氣的平均流速。（在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下空氣的密度為1.293kg/m3，

8、400℃時(shí)空氣的密度為0.524kg/m3）解：按一維總流可壓縮穩(wěn)定流處理。答：管道中空氣的平均流速為6.2m/s。【3-15】不可壓縮流體個(gè)流場(chǎng)的速度分布如下，試判斷流動(dòng)是否存在（連續(xù)）。（