计算水力学--第四章(3)
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第四章 理想流体动力学和平面势流答案4-1 设有一理想流体的恒定有压管流,如图所示。
已知管径1212d d =,212d D =,过流断面1-1处压强p 1>大气压强p a 。
试按大致比例定性绘出过流断面1-1、2-2间的总水头线和测压管水头线。
解:总水头线、测压管水头线,分别如图中实线、虚线所示。
4-2 设用一附有液体压差计的皮托管测定某风管中的空气流速,如图所示。
已知压差计的读数h =150mmH 2O ,空气的密度ρa =1.20kg/m 3,水的密度ρ =1000kg/m 3。
若不计能量损失,即皮托管校正系数c =1,试求空气流速u 0。
解:由伯努利方程得2002s a a p u p g g gρρ+= 00a 2()s p p u g gρ-=(1) 式中s p 为驻点压强。
由压差计得 0s p gh p ρ+=0s p p gh ρ-= (2)联立解(1)(2)两式得0a a 10002229.80.15m/s 49.5m/s 1.2gh h u gg g ρρρρ===⨯⨯⨯= 4-3 设用一装有液体(密度ρs =820kg/m 3)的压差计测定宽渠道水流中A 点和B 点的流速,如图所示。
已知h 1 =1m ,h 2 =0.6m ,不计能量损失,试求A 点流速u A 和B 点流速u B 。
水的密度ρ =1000kg/m 3。
解:(1)1229.81m/s 4.427m/s A u gh ==⨯⨯= (2)由伯努利方程可得22A AA u p h g gρ+= (1)22B BB u p h g gρ+= (2)式中A h 、A p 和B h 、B p 分别为A 点和B 点处的水深和驻点压强。
由(1)、(2)式可得2222A B A BA B p p u u h h g g gρ-=+-- (3) 由压差计得,22ρρρρ--++=A A s B B p gh gh gh gh p ,所以220.82A BA B p p h h h h gρ-=+-- (4) 由(3)式、(4)式得2222 4.427(10.82)0.6(10.82)0.8922229.8B A u u h g g =--=--=⨯ 29.80.892m/s 4.18m/s B u =⨯⨯=。