5-10章习题答案

5-2. 有一水箱水面保持恒定（5m），箱壁上开一孔口，孔口直径d=10cm,（1）如果箱壁厚度为3mm，求通过孔口的流速和流量。（2）如箱壁厚度为40mm，求通过孔口的流速和流量。解：（1）薄壁孔口：Q??A2gH0 对薄壁孔口，?=0.6~0.62 ?Q?(0.6?0.62)???0.014QA??2?2*9.8*5?4.67?10?4?4.82?10m/s

?43通过孔口的流速v??v?(0.6?0.62)?2gH0 2*9.8*5?5.94?6.14m/s

（2）厚壁孔口?Q?0.82???0.0142?2*9.8*5?6.38?10m/s

?43通过孔口的流速v?0.82?2*9.8*5?8.12m/s

5-3．图示水箱用隔板分为左右两个水箱，隔板上开一直径d1?40mm的薄壁小孔口，水箱底接一直径d2?30mm的外管嘴，管嘴长l?0.1m，H1?3m。。（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）Q1?Q2时，H2恒定不变。

（2）l?0.1m?3~4d2为管嘴出流，d1为孔口出流。取?1?0.6

?1A12g?H1?H2???2A22g?H2?l? 0.6A1??2g?3?H2????0.82A2??2g?H2?0.1???

22223?H2?0.82A20.6A22122?H2?0.1??0.82?0.30.6?0.42244?H2?0.1??0.59?H2?0.1?

3?0.059?H2?1?0.59??1.59H2

H2?2.9411.59?1.85m

（3）Q1??A2g?H1?H2??0.6?

?4?0.04?22g?1.15?3.58?10?3m3s

1

5-7．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20C，μ=0.8，要求送风量为1m03s。问需要布置多少孔口？

??解??在通风工程中，对于多孔板送风，流量系数采用μ=0.8 Q1??A2g?p?0.8??4??(0.02)22?2001.2?4.586?10?3m3s

Q1?nQ n?Q1Q?14.586?10?3?218（个）

5-11. 如图孔板流量计，输送20℃空气，测量h=100mmH2O,??0.62,d=100mm,求Q。 解： Q??A2p0p1p2??43?0.62??0.1?22?0.1?9.8?101.23

h?0.197ms

5-15．两水池用虹吸管连通，上下游水位差H?2m，管长l1?3m,l2?5m,l3?4m，直

,弯头?1.5径d?200mm，上游水面至管顶高度h?1m，已知??0.026,?入口?10?，

?出口?1.0，求（a）虹吸管中的流量。（b）管中压强最低点的位置及其最大负压值。

??解??写上下游水面的能量方程，得 H??lv2d2g???v22g?v22g(?ld???)?2

v22g(0.02120.2?10?2?1.5?1)?15.2v22g

v22gv??H15.2?215.2?0.1315

2g?0.1315?1.6ms

?2Q?Av??4?0.2?1.6?5?102m3s

压强最低点在l2末端，则

2?l1?l2v2v?0?h??????(10?1.5)?

?2g?d2g2g?pcv2pc2?v8????1?(12.5?0.02)???(1?0.1315?13.3)??2.75m ?2g0.2???35-16．如图所给水泵抽水系统，管长，管径单位为米，流量Q?40?10?给于图中，??0.03。求（1）吸水管和压水管的S数（2）求水泵所需水头。

m3s，

??解??（1）S数

8(?S1?ld12???)48?(0.03?20?d1g8(?ld220.2524??0.25g260?3.2)?118s/m

25???)48?(0.03?S2??d2g2?0.7)250.2?2052s/m 24??0.2g?32（2）?h?S1Q?S2Q?2170(40?10)?3.5m

Z?17?3?20m

3

2H?Z??h?20?3.5?23.5m

35-20．有一简单并联管路如下图，总流量Q?80?10?3ms，??0.02，求各管段间的

流量及二节点间的水头损失。第一支路d1?200mm，第二支路d2?200mm，l1?600m，

l2?360m。

??解??1S?1S1?1S2 8?S1?2ld14?d1g8?ld24?8?0.02?600??0.2g25?3090

S2??d2g?1309010.041422?8?0.02?360??0.2g11860?125?1860

1SS??55.5?143?0.0182?0.0232?0.0414

?582

22节点间的水头损失h?SQ?582?0.08?3.72m

hS1hS23.7230903.721860?0.0350m3Q1??s

Q2???0.045m33s

校核Q1?Q2?0.08ms

4

5-22．如图所示管路，设其中的流量QA?0.6m3/s,??0.02,不计局部损失。其它已各条件如，求A、D二点间的水头损失。

??解??hAB??lv2d2g??lQ22d2gA??ld2g(0.62?4?0.02?2210000.6?2g(10.6)?4?0.6)220?43220.62g??7.67m2BC段的损失为hBC?SQ

1S?1S4?1S2?1S3

8?S2?2ld4?dgld4?8?0.02?1100??0.35?g?0.3524?344

8?S3?2?dgld4?8?0.02?800??0.35?g?0.3524?538

8?S4?2?dg114410.182?8?0.02?900??0.35?g?0.351538134411224?144

1S?????123.2?118.5?0.0833?0.0432?0.054?0.18

所以S?()?31

2hAB?31?0.6?11.15m

5

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