解:以油池液面为基准,定为1-1截面,泵吸油处为2-2截面泵吸油口液体流速:
V2 =4 q/лd2=4×150×10-3/(л×602×10-6) =53.1m/min=0.89m/s
Re= V2d/?=0.89×60×10-3/(34×10-6)=1570.6<2320 故油在管中为层流流动。 λ=75/Re l=h
所以 沿程压力损失为ΔPλ=λ×(l/d)× ρ×V22/2
=(75/1570.6)×(h/0.6)×(900×0.892/2) =28.4h
局部压力损失为ΔPξ=ξ×ρ×V22/2=0.2×900×0.892/2=71.3Pa 所以 所有压力损失为ΔP=ΔPλ +ΔPξ+ ΔP口 所以Pb= Pa-P泵 =ρgh +ρV22 /2+ ΔP?0.04 MPa 带入数字 解得H?2.36m
1-13 图示水平放置的固定导板,将直径d=0.1m,而速度为V=20m/s的射流转过90度角,求导板作用于液体的合力大小和方向(??1000kg/m3)
??解:设导板对射流的作用力为F,,由动量方程得:
???????F??g(v2?v1)
其中,v1,v2大小均为v,方向相差90度,由图示
v?2v1 方向与v1成135度.
2d F??g2v1?2?v2?()2?2?1000?20?3.14?0.052?4440N
2??其方向与水平方向v1成135度
1-15有 一管径不等的串联管道,大管内径为20mm,小管内径为10mm,流过粘度为30?10?3pa?s的液体,流量为q=20L/min,液体的密度?=900kg/m3,问液流在两流通截面上的平均流速及雷诺数。 解:
1?10?220?q60大管径: 平均流速:V1???1.06m/s1A1?(20?10?3)24V1d11.06?20?10?3 雷诺数: Re1???636?30?10?3/900 ?21?1020?q60小管径: 平均流速:V2???4.24m/s1A2?(10?10?3)24V2d24.24?10?10?3 雷诺数:Re2???1272?30?10?3/9001-16运动粘度?=40×10-6m2/s的油液通过水平管道,油液密度ρ=900kg/m3,管道内径d=10mm,l=5m,进口压力P1=4.0MPa, 问流速为3 m/s时,出口压力P2为多少?
解:由于油在水平管道中流动,此管道为等径直管,所以产生沿程压力损失: ΔPλ=?×(l/d)× ρ×v /2 其中?=75/ Re Re=vd/? =75ρ?l v/ 2d2
=75×900×40×10-6×5×3/(2×10×10-3×10×10-3) =0.2025 MPa
所以P2=P1-ΔPλ=4-0.2025=3.80MPa
1-17 试求如图所示两并联管的流量各为多少?已知总流量q=25L/min,d1?50mm,d2?100mm,l1?30mm,l2?50mm,假设沿程压力损失系数
?1?0.04,?2?0.03,则并联管路中的总压力损失等于多少? 解:设两并联管中的流量是q1,q2,,则有q?q1?q2,
由于两管并联,即有两管管端的压力差相等,即两管的压力损失相等 则:?p?1??p?2
l1?v12l2?v22??1??2
2d12d230v1250v220.04??0.03?24v12?15v22
2?502?100q1A1v1d12v1115???2???0.2 q2A2v2d2v2424q?q1?q2 ?q1?4.2L/min,q2?20.8L/min
?v1?q14.2?60/1000??0.128m3/s A11??502?10?3430?v12?p?1?0.04??19.6pa ?350?2?10?p??p?1??p?2=19.6pa
1-19圆柱形滑阀如图所示:已知阀芯直径d=2cm,进口液压p1=9.8pa,出口液 压p2?0.9Mpa油液的密度??900kg/m3,通过阀口时的流量系数
Cd?0.65,阀口开度x=0.2cm,求流过阀口的流量。
解:当阀的开口较小时,可看作薄壁小孔,阀口的流量截面积: A0??dx 流过阀口的流量:
2?p2(p1?p2)q?CdA0??Cd?dx?2?(9.8?0.9)
900?0.65???2?10?2?0.2?10?2?0.0115m3/s1-20图示柱塞直径d=19.9mm,缸套直径D=20mm,长l=70mm,柱塞在力F=40N作用下向下运动,并将油液从隙缝中挤出,若柱塞与缸套同心,油液的运动粘度μ=0.784×10-3Pa.s,问柱塞下落0.1 m所需的时间。 解:此问题为缝隙流动问题,且为环形缝隙 所以有q0=лdh3Δp/12μl+лdhu0/2