流体力学 - 丁祖荣 - 上册 - - - 习题解析

内容发布更新时间 : 2024/11/8 11:46:25星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

(2)由Ne数相等

FmF? 22?V2l2?mVmlm?V2l21.20430222?(1500N)()()()?1830N F?Fm22?mVmlm1.292600.874BP5.6.4 风扇直径为d1 = 0.2 m的轴流式风机,转速为n1=2000 r/min,流量为Q1 =20 m3/s。

对一动力相似的风机,若风扇直径为d2= 0.4 m,转速为n 2 = 1500 r/min,流量Q2应为多大?

提示:参考BP5.2.9 题。在几何相似的条件下,由质量能头系数CH相等,可得流量系

数Q /ωd 3相等。

答:Q2 =120 m3/s

解:按BP5.2.9的分析,当不考虑粘度和表面粗糙度影响时,风机的功率系数为

?WQls??f(,) CW?353?ndndd 当CW?1?CW?2时,两种风机动力相似,应有

Q1Q2 ?33n1d1n2d2 Q2?Q1(n2d2315000.43()?(20m3/s)()?120m3/s n1d120000.2BP5.6.5 为了研究原型阀门的性能,在实验室里用模型阀门作实验。设原型管道(阀门出

入口)直径为d =1.8 m,流量为Q =20 m3/s,模型管道直径为dm= 0.3m,试求(1)模型管道中流量Q m,(2)若测得模型阀门的压差为Δpm=20 kPa,原型中压差应为多大?(设两者水的特性参数相同)。 提示:(1)保证Re数相等;(2)保证Eu数相等。 答:Qm= 3.33 m3/s,Δp = 0.56 kPa 解:(1)为保证动力相似,应保证主Π数Re数相等

Vmdm?m?Vd?

Vmd?md?? Vdm?dm22QmdmVmdmdd?2?2?m QddVddm Qm?dm0.3Q?(20m3/s)?3.33m3/s d1.8 (2)由Eu数相等

?p?pm ?2?V2?mVmdm2?V20.32??p()?(20kPa)()?0.56kPa ?p??pmm2?mVmd1.8BP5.6.6 在一定的范围内圆柱绕流的后部会发生卡门涡衔现象,从圆柱上下交替释放的涡

旋的频率f与流速V,圆柱直径d, 流体密度ρ和粘度μ有关。若在ρ和μ保持相

同的两个流场中圆柱直径比d1 / d2 =3,试求(1)为保证动力相似的流速比V1/V2;

(2)释放涡旋的频率比f1/f2。 提示:(1)保证Re数相等;(2)保证St数相等。 答:V1/ V2= 1/3,f1 / f2 =1/9 解:由BP5.2.3得f = f (Re, S t ) (1 ) 由主Π数Re数相等

V?d?d1?1V1d1?2V2d2,1?221?2? ?V2?1d1?2d13?1?21 (2)由St数相等

f1d1fdfdV111?22, 1?21??? V1V2f2d1V2339

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