《水力学习题评讲》PPT课件.ppt

,，,5.l 水从A箱通过直径为10cm的薄壁孔口流入B水箱，流量 系数为0.62，设上游水箱中水面高程H1=3m保持不变。试 分别求：（1）A水箱敞开，B水箱中无水时；（2）A水箱 敞开，B水箱中的水深H2=2m时；（3）A水箱水面压强为 2kpa时，通过孔口的流量。,解：（1）此情况为薄壁孔口的自由出流，若v1为孔口前的渐变流断面平均流速，取v1=0，则,，则：作用水头，,（3）以孔口型心所在水平面为基准面， 选择渐变流过水断面1-1、2-2，写1-2的伯诺里方程，,5.3 有一直径 的圆形锐缘薄壁孔口，其中心在上游 水面下的深度 ，孔口前的来流流速 ， 孔口出流为全部完善收缩的自由出流，求孔口出流量Q。,5.6 两敞口水箱用一直径为d1=40mm的薄壁孔口连通，如图 所示。右侧水箱的底部接一直径为d2=30mm的圆柱形管嘴， 长l=0.1m，孔口的上游水深H1=3m，水流保持恒定，求管嘴 流量Q2和下游水深H2。,，,解：孔口出流和管嘴出流的流量系数分别为：,孔口出流和管嘴出流的流量公式：,其中,连续性方程,则有,代入数据解得：,时，有压涵管的管径。 解：以2-2断面为基准面，写出1-1，2-2之间的液体的伯诺里 方程，,解：本题属淹没出流。以下游液面2-2为基准，作用水头,流速系数可直接代公式,故流量,由式看出3-3断面为真空。其真空度为,从而可得真空值：Pv=P3=47.67 kPa.,又任取断面3-3，写13能量方程（以1-1断面为基准面）,5.15 用虹吸管自钻井输水至集水井如图所示。虹吸管长,已知选用钢管,管道进口、弯头及出口的局部,解：,以2-2断面为基准面，写出1-1、2-2间液体的伯努力方程：,解： 以水池水面为基准面 0-0，列断面0-0至水箱断面 2-2列能量方程，,扬程,有效功率,解：以1-1断面为基准面写出1-1与2-2之间液体的伯诺里方程：,5.20 用离心泵将湖水抽到水池，流量Q=0.2m3/s，湖面标高1= 85.0m，水池水面标高3= 105.0m，吸水管长l1=10m，水泵的允许真空值为4.5m，吸水管底阀局部水头损失系数e=2.5，90弯头局部阻力系数w=0.3，水泵入口前的渐变收缩段局部阻水系数=0.1，吸水管沿程阻力系数=0.022，压力管道采用铸铁管，其直径d2=400mm，长度l2=1000m，n=0.013，试确定：(1)吸水管的直径d1；(2)水泵的安装高程2 ； (3)带动水泵的动力机械功率。,解：(1)吸水管的直径,采用经济流速,选标准管径,(2)水泵的安装高程,安装高程是以水泵的允许真空值来控制的，令水泵轴中心线距湖面高差为hs，则2 = 1+ hs ，其中hs可按下式计算：,(3)带动水泵的动力机械功率：,式中：z为提水高度,为吸水管及压水管道中水头损失之和，吸水管按短管计算，压水管按长管计算。,（1）求,水泵轴中心高程,所以总的水头损失为,取,则动力机械功率为,（2）求,压水管的流量模数：,若将压水管按短管计算,则 为,（9.175m）,5.21 水池A和B的水位保持不变，用一直径变化的管道系统 相连接，图所示。管道直径d1=150mm，d2=225mm，管长 l1=6m，l2=15m，两水池水面高差为6m，两管道沿程阻力系 数0.04，试求通过管道的流量？并绘制总水头线及测压 管水头线。,解：求Q，设管径为d1的 管道断面平均流速为v1， 管径为d2的管道断面平均 流速为v2,选渐变流过水断面1-1、2-2，并取2-2断面为基准面0-0，写1-2 的伯诺里方程：,(二)绘制总水头线及测压管水头线：流速水头，,局部水头损失，,沿程水头损失，,5.23 一水泵向图示水平串联管路的B、C、D三处供水。 D点要求自由水头hz=10m，已知：流量 ；管径 d1=200mm，d2=150mm，d3=100mm，管长l1=500m， l2=400m，l3=300m，试求：水泵出口A点的压强水头,解:,采用舍维列夫公式,故比阻抗需要修正，查表得：,5.24 所示串联供水管路，各段管道尺寸见表，管道为正常铸铁管，n=0.0125。试求水塔高度H。,水塔高度为,二）按水力坡度法计算 由n=0.0125查表5-4得,解：查表5.3得到管径相应比阻， 依题意有：,依长管计算，（一）1、2两管的流量分配，1）计算,2）求,3）检验（1）流量,需要修正。查表5.4，利用线性插值可以求得,（2）流速,则：,以修正后的比阻重新计算：,1）检验“3”管及“4”管流速：,需要修正比阻,（二）求水塔高H,因为,查表5.4，利用线性插值，,5.26 在长为2l，直径为d的管路上，并联一根直径相同，长为l的支管(如图中虚线所示)。若水头H不变，求加并联管前后的流量比值(不计局部水头损失)。,解：1.加并联管前，按简单管的计算公式,式中Q0为并管前流量，所以,2. 加并联管后，有,所以各管阻抗相同,有,由于 与 串联，有,并管前后流量 与 之比为,即并管后流量增大26.5%。,补例：如图所示一管路系统，流体流向D点，D点要求