流体力学课后答案补充（部分） 中国电力出版社概要 -(2)

qV??4d2v?7.319615?10?5 m3/s

5-11 在管径d?100mm、管长L?300m的圆管中流动着t?10℃的水，其雷诺数Re?8?104。试求当管内壁为??0.15mm的均匀沙粒的人工粗糙管时，其沿程能量损失。

解：d/??666.667

26.98?d/??87?d/???45537?Re?23080.85?580174

故在湍流粗糙管过渡区

??1.42??d???lg?Re???????2 ?0.023783黏度 ??1.308?10?3Pa·s

Re??1.0464m/s ?d平均速度 v?沿程损失

Lv2hf???3.9832mH2O

d2g

5-28 在分支管道系统中，已知L1?1000m，d1?1m，?1?0.0002m，z1?5m；

L2?600m，d2?0.5m，?2?0.0001m，z2?30m；L3?800m，d3?0.6m，

?3?0.0005m，z3?25m；??1?10?6m2/s。水泵的特性数据为，当流量qV为0、

1m3/s、2m3/s、3m3/s时，对应的压头Hp为42m、40m、35m、25m，试求分支管道中的流量qV1、qV2、qV3。

解：相对粗糙度?1/d1?0.0002，?2/d2?0.0002，?3/d3?0.00083。

71213拟合水泵特性曲线Hp?42?qV?qV?qV

623v水泵吸入端静水头hs?z1?1

2g水泵压出端静水头hp?hs?Hp 设节点静压头hj

2v节点总压头hjT?hj?1

2g各段压头损失 hf1?hp?hj hf2?hjT?z2 hf3?hjT?z3

28LqLv2hf????2V5

d2g?gd4qhf?2gd5 v?V?qV??d28?LRe?vd22hfdg ?L? 查λ

检验节点处的连续性。 试取水泵流量qV1?1.5m3/s

qV1 v1 hs Hp hp Re1 λ1 hf1 hj hjT hf2 λ2 v2 Re2 qV2 hf3 λ3 v3 Re3 1.5 1.90986 4.814 38 42.814 1.90986E6 0.0142 2.641 40.173 40.359 10.359 0.015 3.35968 1.67984E6 15.359 0.019 3.44834 2.06901E6 0.0143 0.67562 0.0192 1.56 1.98625 4.799 37.698 42.497 1.98625E6 0.0142 2.856 39.641 39.842 9.842 0.0143 0.65855 14.842 0.0192 1.59 2.02445 4.871 37.541 42.412 2.02445E6 0.0142 2.967 39.445 39.654 9.654 0.0143 0.65223 14.654 0.0192 qV3 qV2+qV3

0.96991 1.646 0.95344 1.612 0.94738 1.600 5-29 由两个环路组成的简单管网，已知L1?1000m，d1?0.5m，

?1?0.00005m；L2?1000m，d2?0.4m，?2?0.00004m；L3?100m，d3?0.4m，

L4?1000m，d4?0.5m，?4?0.00005m；?3?0.00004m；L5?1000m，d5?0.3m，m；管网进口A和出口B处水的流量为1m3/s。忽略局部损失，并?5?0.000042假定全部流动处于湍流粗糙区，试求经各管道的流量。

解：相对粗糙度?1/d1??2/d2??3/d3??4/d4?0.0001，?5/d5?0.00014。

沿程损失系数?1??2??3??4?0.012，?5?0.013。 试取流量值，且满足 qV1?qV2?1m3/s

qV1?qV3?qV4 qV2?qV3?qV5

8?L22 q??qVV25?gd计算各管道损失 hf?其中?1?31.74，?2?96.86，?3?9.69，?4?31.74，?5?442.2。 检验每个环路是否满足 hf1?hf2?hf3

hf5?hf4?hf3

不满足则修正流量。

qV1 qV2 qV3 qV4 qV5 hf1 hf2 hf3 hf4 hf5

0.6 0.4 0.1 0.7 0.3 11.426 15.498 0.097 15.553 39.798 0.65 0.35 0.15 0.8 0.2 13.410 11.865 0.218 20.314 17.688 0.64 0.36 0.15 0.79 0.21 13.001 12.553 0.218 19.809 19.501

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