一元流体动力学基础
1.直径为150mm的给水管道,输水量为,试求断面平均流速。
解:由流量公式 注意:
得:
2.断面为300mm×400mm的矩形风道,风量为2700m3/h,求平均流速.如风道出口处断面收缩为150mm×400mm,求该断面的平均流速
解:由流量公式 得:
由连续性方程知 得:
3.水从水箱流经直径d1=10cm,d2=5cm,d3=2.5cm的管道流入大气中. 当出口流速10m/ 时,求(1)容积流量及质量流量;(2)及管段的流速
解:(1)由
质量流量
(2)3 d由连续性方程:
得:
4.设计输水量为的给水管道,流速限制在∽之间。试确定管道直径,根据所选直径求流速。直径应是的倍数。
解: 将∽代入得∽
∵直径是的倍数,所以取
代入 得
5.圆形风道,流量是10000m 3/h,,流速不超过20 m/s。试设计直径,根据所定直径求流速。
直径规定为50 mm的倍数。
解: 将代入得: 取
代入 得:
6.在直径为d圆形风道断面上,用下法选定五个点,以测局部风速。设想用和管轴同心但不同半径的圆周,将全部断面分为中间是圆,其他是圆环的五个面积相等的部分。测点即位于等分此部分面积的圆周上,这样测得的流速代表相应断面的平均流速。(1)试计算各测点到管心的距离,表为直径的倍数。(2)若各点流速为,空气密度为,求质量流量。
解:(1)由题设得测点到管心的距离依次为……
∵ ∴ f
同理
(2)
7.某蒸汽管干管的始端蒸汽流速为25 m/s,密度为2.62 kg/ m3.干管前段直径为50 mm,接出直径40 mm支管后,干管后段直径改为45 mm。如果支管末端密度降为2.30 kg/m,干管后段末端密度降为2.24 kg/m,但两管质量流量相同,求两管终端流速。
解:由题意可得
得:
8.空气流速由超音速过渡到亚超音速时,要经过冲击波。如果在冲击波前,风道中流速为660 m/s,密度为1 kg/m。冲击波后速度降至250 m/s。求冲击波后的密度。
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