《流体力学》哈尔滨佛学院复习题

1第1章绪论11若某种牌号的汽油的重度为7000N/M3，求它的密度。解由得，G3270N/M149KG/9812已知水的密度9970KG/M3，运动黏度0893106M2/S，求它的动力黏度。解得，V6470KG/30/S810PAS13一块可动平板与另一块不动平板同时浸在某种液体中，它们之间的距离为05MM，可动板若以025M/S的速度移动，为了维持这个速度需要单位面积上的作用力为2N/M2，求这两块平板间流体的动力黏度。解假设板间流体中的速度分布是线性的，则板间流体的速度梯度可计算为13DU025SY由牛顿切应力定律，可得两块平板间流体的动力黏度为3D410PASYU14上下两个平行的圆盘，直径均为D，间隙厚度为，间隙中的液体动力黏度系数为，若下盘固定不动，上盘以角速度旋转，求所需力矩T的表达式。题14图解圆盘不同半径处线速度不同，速度梯度不同，摩擦力也不同，但在微小面积上可视为常量。在半径R处，取增量DR，微面积，则微面积DA上的摩擦力DF为DURFA2Z由DF可求DA上的摩擦矩DT3TRR积分上式则有D2D4320DTR215如下图所示，水流在平板上运动，靠近板壁附近的流速呈抛物线形分布，E点为抛物线端点，E点处，水的运动黏度10106M2/S，试求0，2，4CM处的DYUY切应力。（提示先设流速分布，利用给定的条件确定待定常数CBYA2A、B、C）题15图解以D点为原点建立坐标系，设流速分布，由已知条件得CBYAU2C0,A625,B50则2U65Y0由切应力公式得DU1250YYY0CM时，；Y2CM时，；Y4CM时，2150N/M22N/M3016某流体在圆筒形容器中。当压强为2106N/M2时，体积为995CM2；当压强为1106N/M2时，体积为1000CM2。求此流体的压缩系数。K解由得V01DVKLIP638163622109510M50PA95MN/17当压强增量为50000N/M2时，某种液体的密度增长为002，求此液体的体积弹性模数。解由体积弹性模数公式得V01PDPLIKV8P50N/M5PAYED004M1M/S4第2章流体静力学21一潜水员在水下15M处工作，问潜水员在该处所受的压强是多少解由得，PH32510KG/M98/S15470PA22一盛水封闭容器，容器内液面压强PO80KN/M2。液面上有无真空存在若有，求出真空值。解，即存在真空5APA50PAP真空值21VP23如图，用U型水银测压计测量水容器中某点压强，已知H16CM，H24CM，求A点的压强。解选择水和水银的分界面作为等压面得122AAPHP故A点压强为52140PAA24如图示两容器底部连通，顶部空气互相隔绝，并装有压力表，P1245KPA，P2245KPA，试求两容器中水面的高差H。解由得，1H31225A10M0KG/98/SP25水压机是由两个尺寸不同而彼此连通的，以及置于缸筒内的一对活塞组成，缸内充满水或油，如图示已知大小活塞的面积分别为A2，A1，若忽略两活塞的质量及其与圆筒摩阻的影响，当小活塞加力F1时，求大活塞所产生的力F2。解由得，12PA2A题23图题24图题25图26如图示高H1M的容器中，上半装油下半装水，油上部真空表读数P14500PA，水下部压力表读数P24500PA，试求油的密度。解由题意可得，1ABSP2ABSPHG5解得3ABS2KG/M786GHP27用两个水银测压计连接到水管中心线上，左边测压计中交界面在中心A点之下的距离为Z，其水银柱高度为H。右边测压计中交界面在中心A点之下的距离为ZZ，其水银柱高为HH。（1）试求H与Z的关系。（2）如果令水银的相对密度为136，Z136CM时，求H是多少题26图题27图解（1）分别取左边测压计中交界面为等压面得，1A2AA1AHPZPH解得H与Z的关系为1（2）当Z136CM时，CM012ZH28给出如图所示A、B面的压强分布图。（A）（B）（C）题28图解629如图示一铅直矩形平板AB如图2所示，板宽为15米，板高H20米，板顶水深H11米，求板所受的总压力的大小及力的作用点。题29图题210图解将坐标原点放在水面与直板延长线的交点，水平向右为OX轴，竖直向下为OY轴，建立直角坐标系OXY，在Y方向上H处取宽度为DH的矩形，作用力DF为HAFD51D在Y方向上积分得总压力F为N108525142111HHH总压力的作用点为M67DD1FHHHV210如图示为一侧有水的倾斜安装的均质矩形闸门，其宽度B2M，倾斜角，60铰链中心O位于水面以上C1M，水深H3M，求闸门开启时所需铅直向上的提升力T，设闸门重力G0196105N。解建立坐标系OXY，原点在O点，OX垂直于闸门斜向下，OY沿闸门斜向下，浸在水中的闸门上的作用力（不计大气压力）为C2SIN60HBFA设压力中心为D到OX轴的距离为，则有DZ30C212SIN60SINSIN602SISIN603SIBHHJHCHZZA当闸门转动时，F与G产生的合力矩与提升力T产生的力矩相等，则有22TAN60SIIN603SITAN60TCHBCHCG则T大小为2255/9813/190631NSI2SI2H7211如图示，一水库闸门，闸门自重W2500N，宽B3M，闸门与支撑间的摩擦系数03，当水深H15M时，问提升闸门所需的力T为多少解将Z轴取在闸门上，竖直向下，原点为水面与闸门的交汇点液面下深度处微面积DA上的微液作用DF为HHB闸门上的总作用力为200/HFBH由力平衡解得59145NTW212在水深2M的水池下部有一个宽为1M，高为H1M的正方形闸门OA，其转轴在O点处，试问在A点处需加多大的水平推力F，才能封闭闸门题211图题212图解将Y轴取在闸门上，竖直向下，原点为水面与闸门延长线的交汇点液面下深度HY处微面积DA上的微液作用DF为HB闸门上的总作用力为223HF设压力中心为D到原点的距离为，则有DY0221DD156M3/HHYF由得DY0467N1DYFH213如图示，A和B是同样的圆柱形闸门，半径R2M，水深HR2M，不同的是图（A）中水在左侧，而图（B）中水在右侧，求作用在闸门AB上的静水总压力P的大小和方向（闸门长度（垂直于纸面）按1M计算）。（A）（B）题213图8214如图示，为一储水设备，在C点测得绝对压强为P19600N/M2，H2M，R1M，求半球曲面AB的垂直分力。题214图解由题意得，解得2ABHPSFG210573NABHRFPP215一挡水坝如图示，坝前水深8M，坝后水深2M，求作用在每米坝长上总压力的大小和方向。解竖直方向段41016D82FH方向段602C4SIN03A方向段832I8IH各作用力如图所示，1232COS0S10INI4FF作用在每米坝长上总压力的大小和方向为，53210NF235216挡水弧形闸门如图示，闸前水深H18M,半径R85M，圆心角450，门宽B5M。求作用在弧形门上总压力的大小和方向。18MR题215图题216图解压力中心距液面为9，曲面面积295815MCZ28534M4RAB总作用力F在X，Z向的分力、为XFZXX6CDSIN5910NAAZZZ12/4A总压力为，与X轴的夹角为26X3890NFARCTN254ZXF217盛有水的开口圆桶形容器，以角速度绕垂直轴O作等速旋转。当露出桶底时，应为若干（如图示中符号说明坐标原点设在筒底中心处。圆筒未转动时，筒内水面高度为H。当容器绕轴旋转时，其中心处液面降至HO，贴壁液面上升至H高度。容器直径为D。）HDOH0H题217图解由回转抛物体的体积恰好是高度为H的圆柱体体积之半得22RRHG所以12GHR10第3章流体运动学31已知流体的速度分布为；，求T1时过（0,0）点的流线及T0YU1X时位于（0,0）点的质点轨迹。解（1）将，带入流线微分方程得YU1XTYXDUTYX1DT被看成常数，则积分上式得CT2T1时过（0,0）点的流线为0YX（2）将，带入迹线微分方程得YU1XTTUYXDTYD1解这个微分方程得迹的参数方程，1CTX2CTY将时刻，点（0,0）代入可得积分常数，。0T012带入上式并消去T可得迹线方程为YX32给出流速场为，求空间点（3,0,2）在T12265UYTITJK时的加速度。解根据加速度的定义可知DDUXYZATTTTTUZYUX，26X102XUY25ZA在向分速度如下ZY,TXYTYXTUZYXT2106D22XXXX11222YD610YYYYXZUUUAXYTXYTTT0DZZYZXZZTTT1时，点（3,0,2）的加速度为81AIJ33已知流场的速度为，式中K为常数。试求通过KXU2YZU4Z（1，0，1）点的流线方程。解将，带入流线微分方程得KXU2YZ4ZZYXDU即KZYKX4D2DKZY4D2K被看成常数，则积分上式得，将点（1，0，1）代入得2CYZ0,12C于是流线方程为210XZY34已知流场的速度为，试确定TTO时通过（XO,YO）点的流线方ATUXXU2Y程。A为常数。解将，带入流线微分方程得TU1X2YYXDUAT21DT被看成常数，则积分上式得CYX2TTO时通过（XO,YO）点，得00TC于是流线方程为2211XATYXY35试证明下列不可压缩流体运动中，哪些满足连续方程，哪些不满足连续方程（1），。KYUX0ZU（2），。2X2YXZ12（3）（是不为零的常数），。RKU/R0U（4），（是不为零的常数）。0R/K解根据连续方程得定义，对于不可压缩流体CONST，在直角坐标系中当时，满足连续方程0ZYXUDIVU（1）因，满足0ZYXU（2）因，满足022ZYXYXYX在圆柱坐标系中当时，满足连续方程1ZRRUU（3）因，满足02ZRRRKU（4）因，满足0RR36三元不可压缩流场中，已知，且已知32XZYUYZXU处，试求流场中的表达式。0ZZUZ解由不可压缩流场中连续方程得0ZYXDZUZU2积分得，由处得C0CZXUZ20Z所以流场中的表达式为Z2XUZ37二元流场中已知圆周方向的分速度为，试求径向分速度与合速度SIN2RCURU。0U解对于平面二维流场，连续方程为，代入解方程0ZU01RR38三元不可压缩流场中，且已知处，52X32YZUZ0ZU试求流场中的表达式，并检验是否无旋ZU13解由连续方程得0ZYXUZ2ZDUXY积分得，由处得C02ZUZCZ所以流场中的表达式为Z2ZUXY由于，YX12XZY12UYXZ10U可见该流体运动是有旋的39已知二元流场的速度势为2X（1）试求，并检验是否满足连续条件和无旋条件。XUY（2）求流函数。解（1），2X2YUY由于，满足连续方程；由于，无旋YX0UYXZ10U（2）；2XY2YUX积分式得D2FXF将式对X求偏导，并令其等于，即，可以判定FX0,FXCYU2YFXY即流函数为2XC310不可压缩流场的流函数为XY5（1）证明流动有势，并求速度势函数。（2）求（1，1）点的速度。解，5XUY5YUYX（1）由于，无旋即有势YZ10214，5XU5YUY由于DDXZZUYXUDD对上式作不定积分得速度势函数2XY5XYC（2）（1，1）点的速度为，15XU1Y311已知，试求此流场中在，点处的线变2XYU21X2Y率、角变率和角转速。解由，2X2YX1Y线变率为，X4UY24UX角变率为Y2XZ11132422Y角转速为27YZXXU312已知圆管过流断面上的速度分布为，为管轴处最大流速，120MAXRUMAXU为圆管半径，为某点距管轴的径距。试求断面平均速度。0RR解断面平均速度02430MAXMAX20MAXDDRARRUUUABCD122331ABCDQQQQQ0题313图题314图313管路AB在B点分为两支，已知45CM，30CM，20CM，15CM，ADBCDD152M/S，4M/S，试求，。AVCBVD解由公式得CONSTQAU，得ABV245M/SABBVD，得ACD2109M/SACACDDVDV314送风管的断面面积为50CM50CM，求通过A,B,C,D四个送风口向室内输送空气。已知送风口断面面积为40CM40CM，气体平均速度为5M/S，试求通过送风管过流断面11、22、33的流速和流量。解由于A,B,C,D四个送风口完全相同，则014ABCDQQ流断面11、22、33的流量分别为，1034BCDQ2012CD30D由，得四个送风口的流速为24AV8M/SV由得，断面11流速1211296/SAV由得，断面22流速1212AVV1224/V断面33流速231M/SA16第4章流体动力学基础41重度OIL882KN/M3的重油，沿直径D150MM输油管路流动，现测得其重量流量QG490KN/H，问它的体积流量QV及平均流速V各为若干解体积流量,3390KN/H56M/H82GV平均流速2211087/S36/44VD42如图所示，水流过长直圆管的A、B两断面，A处的压头比B处大45M，试问1水的流动方向2水头损失设流动不可压，一维定常流，H50M。（压头为P/）FH解（1）假定流体从A到B，伯努利方程221FPUUZZHGG流动不可压缩，一维定常流，则12FH水头损失，则表明流体的流动是从B到A12125M0FPHZ（2）水头损失5MF43水银压差计连接在水平放置的汾丘里流量计上，如图。今测得其中水银高差H80MM,已知D10厘米，D5厘米，汾丘里流量计的流量系数098。问水通过流量计的实际流量为若干题42图题43图解由文丘流量计流量公式得211DGHQAU23221110M/S4DDGHDQA其中，2222116G17实际流量为30637205M/S98Q44某一压力水管安有带水银比压计的毕托管，比压计水银面高差H2CM，求A点的流速UA。解A点的流速2113698022M/SAUGH45设用一附有水银压差计的文丘里管测定倾斜管内水流的流量。已知D1010M，D2005M，压差计读数H004M，文丘里管流量系数098，试求流量Q。解流量321101425M/SDGQUH汞1D22H汞D1题44图题45图题46图46一水射流流量L/S，以速度M/S，冲击一固定叶片，折射45O，试60VQ50V求水作用于叶片的力。解建立直角坐标系OXY，OX轴水平向右，OY轴竖直向上平板对水流的作用力00COSINXVVYFQ则水流对平板的作用力为01COS876NI213XXVYYQ47消防队员将水龙头喷嘴转至某一角度使水股由最高点降落时射到楼墙上A点，该点高出地平面H26M，喷嘴出口比地面高H15M，喷嘴出口流速V025M/S，忽略空气阻力，试求喷嘴出口距边墙的最大水平距离X（即水平距离OC）。解喷嘴出口速度在竖直方向的分速度为10SINV水流到达最高点的时间为01SIVTG水平距离X为22000COINSICSVTG当时，X取最大值45MAX3151848流体从长的狭缝流出，冲击一斜放的光滑平板，如图所示，试求流量分配及作用在平板上的力。（按理想流体计），不计水流重力，已知V0，A0，。题47图题48图解建立直角坐标系OXY，OX轴沿光滑平板斜向上，OY轴垂直于平板斜向左上列质量守恒方程，即0102VAV012A同时，取00，11和22截面间的控制体，列方向的动量守恒方程（因忽略摩擦力，X所以）0XF120COSXMMQQ即2VV通过式和可得到，10ACOS120A对控制体，列方向的动量守恒方程Y0SINYMFQV即作用在平板上的力为20IV49如图所示,虹吸管将A池中的水输入B池,已知管长,直径MLL5,321,两池的水面高差,最大超高,进口阻力系数EN10，出口阻力MD75HH81系数EX10，转弯的阻力系数B02，沿程阻力系数0025，求流量Q及管道C点的真空度。题49图解取A池液面为位置水头零位，对面11、22列BERNOULLI方程（）2201PUPLUENHGGD0U取B端为位置水头零位，对面22、33列BERNOULLI方程22220BEXLHHG联立解得，27356PAP58M/SU19流量23014M/S4DQAUC点的真空度为73560PA410水流通过水平变截面直角弯管，已知进口DA25CM，PA180KPA，QA012M3S，出口DB20CM，求水流对弯管壁的作用力。不计水头损失。解进口端流速为，245M/SAAU进口端流速为238/BBD列BERNOULLI方程，得21APUGG2175KPAP水流对弯管壁的作用力的分力12092N38AABBFQV所以水流对弯管壁的作用力为2175题411图411流量M3/S的水流过的收缩弯管水平放置，弯管进口直径015VQ45，压力，弯管出口直径。设流动定常，无摩擦，D105M241MNPD20M求水流对弯管壁的作用力解建立直角坐标系OXY，OX轴水平向右，OY轴竖直向上，10764/SQVA23057/SQVA对面11、22列BERNOULLI方程，得221PVGG235618PAP水流对弯管壁X、Y方向的作用力分别为201212COS764NIN02XYFPAQVV水流对弯管壁的作用力为79XY412射流冲击一叶片如图所示，已知D10CM,求当叶片021135,/SMV固定不动时，叶片所受到的冲击力为多少10分题412图解建立直角坐标系OXY，OX轴水平向右，OY轴竖直向上，并取进口与出口之间的部分为控制体对于射流冲击问题，忽略阻力损失和重力影响意味着射流和折转流各断面处流速相等，即。021V射流的质量流量为2004MVDQV因叶片对称，则由控制体Y方向上动量守恒方程，并考虑到质量守恒方程可得1020SINSIMMVQ即120Q假设叶片对水的作用力大小FX，方向沿X轴负方向，再建立控制体X方向上的动量守恒方程式可得120COSCOSMMMVVQV整理可得，X方向水对叶片的冲击力FX为220001COS444XDDD21COS597NV21第5章圆管层流和缝隙流51管道直径D100MM，输送水的流量为10KG/S，如水温为50C，试确定管内水流的流态。如用这管道输送同样质量的石油，已知石油的密度850KG/M3，运动粘性系数114CM2/S，试确定石油的流态。解50C时，水的运动粘性系数152106M2/S，24QUD水的雷诺数RE为4REUDQV，紊流62310KG/S8401315M/S1M石油，层流423/SRE620/S85UDV52有一梯形断面的排水沟，底宽B70CM，断面的边坡为115，当水深H40CM，断面平均流速U50CM/S，水温100C，试判别此时的水流形态。如果水深和水温都保持不变，问断面平均流速减到多少才是层流HB115题52图解100C时，水的运动粘性系数131106M2/S水力直径为472604/7C157AD，层流和紊流都可能存在6205M/SRE9813/UV230RE180水流为层流时，故RE0D625CM/S47VUD53设圆管直径D200MM，管长L1000M，输送石油流量Q40L/S，运动粘度16CM2/S，试求沿程损失HF。解沿程损失为22276381975REFLUVLGGD54在长度L10000M，直径D300MM的管路中输送重度为931KN/M3的重油，其重量流量Q23716KN/H，运动粘性系数25CM2/S，判断其流态并求其沿程阻力损失。22解雷诺数，流速，REUDV241M/SQD所以，层流344760/1203594D沿程阻力损失为217MRE398FLUHG55润滑油在圆管中作层流运动，已知管径D1CM，管长L5M，流量Q80CM3/S，沿程损失HF30M油柱，试求油的运动粘度。解由于流速为，沿程损失24QUD2FVLHUG故2442150M/S38FFHGVLL56阻尼活塞直径D20MM，在F40N的正压力作用下运动，活塞与缸体的间隙为01MM，缸体长L70MM，油液粘度008PAS，试求活塞下降的速度。解压力差为24N17385PA0/PS由同心环形缝隙流流量公式390M/S6DHQPL，所以1UAQ84219301/4UADFLPO0P1,D1DO题56图题57图57直径DO30MM的圆盘，其中心有一直径D15MM的小孔，圆盘与平板的间距为1MM，由小孔注入9000KG/M3，015PAS，P109105PA的液压油，求通过间隙的流量Q，并求出压力沿半径的变化规律。解此题为平行圆盘缝隙径向流中的放射流动问题，根据流量公式得306LNHPRR23335430140190176M/S6LN6LNPQDD由，带入时得，3RC02DRP5210C即55LPAP58如图所示的强制润滑的轴承，轴径12CM，轴向载荷F5104N，中央凹部的直径是4CM，若用油泵通入Q01103M3/S的油液时，泵供油压力应为多大轴和轴承之间的间隙应是多少（设98102PAS）。解由，轴向载荷20P220013LNYRRFRPH得泵供油压力为470122LN51/980PA6RR由得306LNPQR323737610981LN60186MRP所以轴和轴承之间的间隙为M59直径D25MM的油缸中有长度L150MM的柱塞，两端作用的压力差为196KN/M2，油液的动力粘度0147PAS，求缝隙中的泄漏量（1）柱塞有4个A3MM,B15MM的沟槽时；（2）没有沟槽，但柱塞和缸壁间的环形通道面积与上述4个沟槽的总面积相同时。LABDF题58图题59图510当圆盘转数N400RMIN时，试确定圆盘的摩擦力矩M，已知腔体间隙H05MM，油的粘度为007PAS，圆盘尺寸为D20MM，D110MM。设流体只随圆盘作圆周运动。解在R处取增量，则DR2D2URFARYHH2432DDRTRFH所以234208NMDDDDRH511图示的滑动轴承工作原理图，动力粘度014PAS的润滑油，从压力为PO16105PA的主管径LO08M，DO6MM的输油管流向轴承中部的环形油槽，油槽宽度B10MM，轴承长度L120MM，轴径D90MM，轴承内径D902MM。假定输油管及缝隙中均为层流，忽略轴的影响，试确定下述两种情况下的泄漏量。（1）轴承与轴颈同心；（2）相对偏心距E05。题510图题511图解设环形缝隙进出口地压力分别为P1和P2，且P20，主管径为圆管，由圆管流量公式得主管径流量44011812DQPLL（1）由同心环形缝隙流流量公式得缝隙流量33212616/DDDHQPPLLB由得，代入流量公式得125740PA73210M/SQ（2）偏心率，偏心环形缝隙流的流量公式得缝隙流量05332221215616/DDDHQPPLLB由得，代入流量公式得125140PA7390M/SQ512液体粘度为，密度为，在重力作用下沿一斜板流动。斜板与水平面的倾角为，宽度无限大，液层厚度H，流动是恒定的，并平行于板面，不计流体和空气间的摩擦，试推导液层内的速度分布，并导出板面的切应力和平均流速计算式。25题512图解建立直角坐标系OXY，OX轴垂直于斜板向上，OY轴沿斜板向下已知沿斜面流动恒定，可知，即在X方向上，重力分量粘性摩擦力0XF在Y处，取微元体，则1SINDGYCUY212IU液膜两侧分别与固壁和大气接触，其边界条件可表述为，0D0YYHYHUU代入上式得积分常数，于是得板面流动的切应力和速度分布为20C1SINGH，SINYGH2UY平均流速为201SIND3MG26第6章圆管紊流和孔嘴流61有一水管，直径为305MM，绝对粗糙度为06MM，水温为10C，设分别通过流量为60LS和250LS，并巳知当流量为250LS时，水力坡度水力坡度I等于液流落差H与路途或水平距离之比，即。为0046，试分别判别两者的流态和LLIHL流区。解10C时，水的运动粘性系数131106M2/S，相对粗糙度为0619735D（1）流量为60LS时，雷诺数，312608/S5/4U1902UDREV紊流光滑管区（2）流量为250LS时，雷诺数，322M/S0/276EV紊流粗糙管过渡区62设有两条材料不同而直径均为L00MM的水管，一为钢管当量粗糙度为046MM，另一为旧生铁管当量粗糙度为075MM，两条水管各通过流量为20LS。试分别求两管系数的沿程阻力并判别流区。解取10C的水为研究对象，水的运动粘性系数131106M2/S水的流速，得雷诺数322015M/S4QUD/1946UDREV对钢管，查图，（III），沿程阻力61102803FH对生铁管，查图，（IV），沿程阻力075D419MF63有一圆管，直径为40MM，长5M，当量粗糙度04MM，水温为20C，问当分别通过流量为005LS，02LS和60LS时，沿程水头损失各是多少解20C时，水的运动粘性系数1106M2/S，相对粗糙度为04D（1）流量为005LS时，3122051/S4QUD/16UREV层流，沿程水头损失为640REL4UHG（2）流量为02LS时，322016M/S4QUD/2640UDREV紊流，沿程水头损失为0253164RE2257LUHDG27（3）流量为60LS时，322601478M/S4QUD/53210UDREV紊流，沿程水头损失为03935LUHG64一矩形风道，断面为1200MM600MM，通过45C的空气，风量为42000M3H风道壁面材料的当量绝对粗糙度01MM，在L12M长的管段中，用倾斜30的装有酒精的微压计测得斜管中读数75MM，酒精密度860KGM3，求风道的沿程阻力系数。并与用莫迪图查得值进行比较。解空气的动力粘性系数181105PAS，空气密度为1297KG/M3风道当量直径，流速412068ADE162/SQUA由伯努利方程，解得2221PULGDEG205GHDEL，用莫迪图查得5930UDER1058DE165有一圆管，直径为100MM，当量粗糙度为20MM，若测得2M长的管段中的水头降落为03M，水温为10C。问此时是光滑管还是完全粗糙管假如管内流动属于光滑管，问水头损失可减至多少66如图所示从一平水箱中引出一条长50M，直径为100MM的管道，在管中间安装一个闸阀处于半开，局部阻力系数为25。当水头H40M时，已知其沿程阻力系数为0025，试求此时的流量，井绘出水管的总水头线和测压管水头线。解进口损失系数为05，所以由得，2220505ULUGDG流速25M/SU流量为3017/SQA水管的总水头线和测压管水头线为67有一如图所示的水平突然扩大管路，已知直径D15CM，直径D210CM，管中水流量Q002M3S。试求U形水银压差计中的压差读数H。题66图题67图解U形水银压差计两口之间伯努利方程为28221PUPUGG局部阻力系数，流速，219A109M/SQA25M/SQA由得，210PUG2121GHU所以2157MH68流速由V1变到V2的突然扩大管路，如分为两次扩大如图所示，中间流速V取何值时，局部阻力损失最小，此时局部阻力损失为多少井与一次扩大时比较。解由于，12A所以22222111VVVVVHGGGGG，令，得212DVD0HV12此时局部阻力损失最小，222114VHGG一次扩大时，2222111AVH所以为两次扩大局部阻力损失较小。69如图所示，某管直径为200MM，流量为60LS，该管原有一个90C的折角，今欲减少其水头损失，拟换为两个45的折角，或换为一个90的缓弯转弯半径R为1M。问后两者与原折角相比，各减少局部水头损失若干哪个减少得最多题68图题69图解管中流速，局部水头损失分别为3226019M/S/4/QUD122490SIN7SIN0183UHGG29，22224455096SIN07SIN067MUUHGG，321312H132058H所以一个90的缓弯减少局部水头损失较多。610为测定90弯管的局部水头损失系数值，可采用如图所示的装置。巳知AB段管长为10M，管径为50MM，在阻力平方区情况下，沿程阻力系数为003。今通过流量为274LS，管中水流处于阻力平方区，测得1、2两侧压管的水面高差H为629CM。试求弯管的局部水头损失系数。解列伯努利方程221PULUGDG其中流速32274095M/S/QUD弯管的局部水头损失系数为22035GPLGLHUDU611有一梯形断面渠道，已知底宽B10M，均匀流水深H3M，边坡系数M1，土壤的粗糙系数N0020，通过的流量Q36M3S。试求1KM渠道长度上的沿程阻力损失HF。解水力直径，流速4984M1062AD36092/SQUA20C时，水的运动粘性系数1106M2/S，雷诺数6684RE7101DV粗糙系数N0020，查表得沿程阻力损失为05所以沿程阻力损失为227FLULHDG题610图题612图612水池中引出一根具有三段不同直径的水管，如图所示，已知直径D50MM，D200MM，L100M，H12M，局部阻力系数进05，阀50，沿程阻力系数003，求管中通过的流量和流态（水的运动粘度00101CM2/S）。解管径突扩时，管径突缩时22119ADD0430设水在粗管中的流速为，则在细管中的流速为2U16U由解得22222115438705904LLUHGGDGDG，所以流量764M/SU23410M/SUQA细管中雷诺数为，紊流416075REUDV粗管中雷诺数为，紊流22130D613测定一90弯头的局部阻力系数如图所示，在A、B两断面接测压管，已知管路直径D50MM，AB段管长L10M，流量Q274L/S，沿程阻力系数003，测压管水头差H0629M，求弯头的局部阻力系数值。（同610）614一薄壁圆形孔口恒定射流，孔口直径D10MM，水头H2M，垂直收缩系数063，流量系数062，求泄流量Q。解由于是恒定射流，所以243D051M/S4CAGHG615如图所示，用隔板将水流分成上、下两部分水体，已知小孔口直径D20CM，V1V20,上下游水位差H25M，求泄流量Q。题613图题615图解泄流量213D06260M/S4DQCAGHG616如图所示，蓄水池长L10M，宽B5M，在薄壁外开一D40CM的小孔，孔中心处的水头为30M。求水面降至孔口中心处所需的时间。解由于泄空口直径较大，取流量系数CD072200D1DD14476S24HHAZBLTZHCGGG617水经容器侧壁上的薄壁小孔口自由出流。已知小孔中心到水面的高度，M孔口直径，容器中水面上的相对压强，若取流速系数，流CM5PA150P980量系数。试求孔口收缩断面上的流速及流量。62031题616图题617图解流速，5C1020982463M/SPUGH流量2350616/S4CQA618如图所示，泄水池侧壁孔口处外加一管嘴，作用水头H4M，通过的流量为5M3S，确定管嘴的直径D。解由得2208084PDGHG4937MQD619如图所示，油槽车的油槽长为L，直径为D，油槽底部设卸油孔，孔口面积为A，流量系数为。试求该车充满后所需的卸空时间。题618图题619图解高度为Z处长方形断面面积ZA22224DLXLRDZ根据已有公式20001D1DD22HHHAZZTZGGAG32332024DLLZAGAG33第7章管路计算71如图所示，一水平布置的串联管道将水池中的水注人大气中，管道为钢管，已知D175MM，L124M；D250MM，L215M，求水头为35M时的过流量。题71图题72图72铸铁并联管路如图所示，已知D1D2200MM，L1L3500M；D2150MM，L2250M，求A、B间的水头损失及各管的流量。题73图题74图73如图所示，长串联管路AC、CB与串联管路AD、DB并联，已知总流量Q0015M3S，管道为钢管，管径DACDAD50MM，DCBDDBL00MM，管长LACLAD10M，LCBLDB5M，求A、B间的水头损失。74一枝状管网如图所示，知点5较水塔地面高2M，其他供水点与水塔地面标高相同，各点要求自由水头H0为8M，管长L12200M，L23350M，L14300M，L45200M，L01400M，管道采用铸铁管，试设计水塔高度。题75图题76图75如下图所示,虹吸管将A池中的水输入B池,已知管长,直径MLL5,321,两池的水面高差,最大超高,进口阻力系数EN10，出口阻力MD75MH2H81系数EX10，转弯的阻力系数B02，沿程阻力系数0025，求流量Q及管道C点的真34空度。76离心式水泵的吸水管路如图所示。已知D100MM，L8M，沿程阻力系数0025，Q20L/S，泵进口处最大允许真空度为PV686KPA。此管路中有滤水网一个，局部阻力系数网45，90圆弯头两个，弯01。问允许安装高度HS为若干解列水面与泵进口伯努利方程，2222450AAVSPULUUHGDGG2257VSPULHGD由于，所以3215M/S/QA22574MVSLHD77有一台水泵以Q240M3/H的流量输送50的水至水位高度为24M的水箱中去，如图所示。吸水管全长为15M，沿程阻力系数0025，有两个90弯头，弯1015，排水管全长62M，沿程阻力系数0025，有两个45弯头。弯201，吸、排水管的管径均为D263MM。试求1水泵进口处的真空度。2、水泵的输出功率。题77图78有一铸铁输水管，上游端接蓄水池，管末端装阀门控制流量，管长L500M，管径D150MM，管壁厚15MM，管中流速V03MS，由于管中出现事故，要求在05S内阀门关闭完毕，求此时产生的水击压强。解压力波在铸铁管中传播速度，1304M/SEEDCE027SLTC，直接水击，水击压强为05TT091MPAPU79同78题，设关闭阀门的时间为2S，求此时的水击压强。解，间接水击，水击