03流体流动习题答案VIP专享VIP免费

1 7 . 流 体 通 过 圆 管 端 流 流 动 时 ， 管 截 面 的 速 度 分 布 可 按 下 面 经 验 公 式 来 表示 ：17max()ryuuR， 式 中y 为 某 点 与 壁 面 的 距 离 ， 即y=R-r。 试 求 其 平 均 速 度u与 最 大 速 度 umax 的 比 值 。 解：在 距 离 管 中 心 r 处 取 一 厚 为 dr 的 流 体 薄 层 ，并 定 义 此 处 流 体 的 速 度 为ru ， 则 流 体 通 过 此 环 隙 的 体 积 流 量2SrrdVu dAru dr 1/7max00(2)(2)()RRSrRrVr u drrudrR 那 么 1/7max21/7021()RSVuuRrr drARR (1) 令 Rrt 那 么 drdt  当 0r 时 ， tR; 当 rR时 ，0t  有 1822151/7777049()181201177RRRRrt dtR (2) 代 入 (1)式 ， max492120uu 于 是 max/49 / 600.817(0.82)u u 1 8 . 一 定 量 的 液 体 在 圆 形 直 管 内 作 层 流 流 动 。 若 管 长 及 液 体 物 性 不 变 ， 而 管径 减 至 原 有 的 1/2， 问 因 流 动 阻 力 而 产 生 的 能 量 损 失 为 原 来 的 若 干 倍 ? 解：流 量 不 变 ，SVuA  当'2dd 时 ，'4uu 根 据 哈 根 ~泊 谩 叶 公 式 ， 有 232flupd 当'4uu，'2dd 时 2232432'1616( )2ffl uluppdd 1 9 . 内 截 面 为 1000 mm×1200 mm的 矩 形 烟 囱 的 高 度 为 30 m。 平 均 摩 尔 质 量 为30 kg/kmol、平 均 温度 为 400℃的 烟 道气自下 而 上流 动 。 烟 囱 下 端 维持49 Pa的 真空 度 。在烟囱高度 范围内大气的密度 可视为定值，大气温度 为20℃，地面处的大气压强为101.33× 103 Pa。流体流经烟囱时的摩擦系数可取为0.05，试求烟道气的流量为若干(kg/h)? 解：这是 B.E 对压缩流体的应用 1101330490101281pPa 31.205/kg m空气＝(20 C 空 气) 201013301.2059.8 30100975ppghPa 121101281 100975100%100%0.3%20%101281ppp 可应用柏努利方程 400 C 时，烟道气的密度 3312()(101281 100975)300 100.542/22 8.314673mpp Mkg mRT 在烟囱的进出口之间列...