武大水力学习题恒定管流

1、第六章 恒定管流 1、并联管道中各支管的单位机械能损失相同，因而各支管水流的总机械能也应相等。 2、图示虹吸管中 B 点的压强小于大气压强。 3、恒定管流的总水头线沿流程下降，而测压管水头线沿流程可升可降。 4、在等直径圆管中一定发生均匀有压流动。 5、各并联支管的水头损失相同，所以其水力坡度也相同。 6、图示两个容器由两根直管相连， 两管的管径、 管长及糙率均相同， 所以通过的流量相等。 ( ) 7、设计管道时， 若选用的糙率大于实际的糙率， 则求得的管道直径偏小， 不能通过要求的设计流量。 8、图示 A、 B 两点间有两根并联管道 1 。设管 1 的沿程水头损失为 hf1 , 管 2 的沿

2、程水头 损失为 hf2 。则 hf1 与 hf2 的关系为 1)hf1 hf2 ； 2)hf1 hf2 3)hf1 = hf2 ； 4) 无法确定。 9、图示为坝身下部的三根泄水管 a 、 b、 c，其管径、管长、上下游水位差均相同，则流量最小的是 )。 2)b 管； 3)c 管； 4)无法确定。 1) a管； 10、在管道断面突然扩大处，测压管水头线沿程 ；在管道断面突然缩小处，测压管 水头线沿程 32 11、图示为一串联管段恒定流。各管段流量 qv1 、 qv2、 qv3 的关系为 各管段流速 v 1、v2、 v3 的关系为 12、对于有压管流出口为自由出流时，测压管水头线终点在 ；出口为

3、淹没出流时，若下游水池中流速 v2=0, 测压管水头线终点在 ，若 v20，测压管水头线应 下游水面。 13、定性绘出图示等直径短管道的总水头线和测压管水头线，并标明符号及负压区。 14、定性绘出图示水泵管道的总水头线和测压管水头线，标明有关的符号，并标出管中的M、N 两 点的压强 高度 pm/ g 及 pn/ g。 15、定性绘出图示短管道的总水头线和测压管水头线，并标明符号。 16、定性绘出图示短管道的总水头线和测压管水头线，并标明符号。 33 17、一水泵管道布置如图。 已知流量 qv=6 l /s ，l 1=3.5m，l 2=1.5m，l 3=2m，l 4=15m , l5=3m ,

4、Z=18m , 水泵最 大真空度 hv=6m，管径 d=75mm，沿程水头损失系数 =0.04 ，局部水头损失系数 1 =8, 2 = 3 = 4 =0.3 , 5 =1.0 。取动能修正系数为 1。 (1) 确定水泵允许安装高度 hs；(4.87m) (2) 计算水泵总扬程 H ; (20.19m) (3) 定性绘出水泵管道的总水头线和测压管水头线，并标明有关的符号。 18、图示管道的长度 L 15m，管径 d=0.1m，进口局部水头损失系数 1=0.5 ；转弯局部水头损失 系数 2= 1.1 。当 水头 H2.5m 时，通过管道的流量 qv=0.02m3/s ,求管道沿程水头损失系数 。

5、取动能修正系数为 1 。 (0.0257) 19、某输水管如图 所示。已知管径 d1=200 mm ， d2=100 mm 管长 L1=20 m , L2=10 m；沿程水头损 失系数 1= 0.02 ， 2=0.03 。各局部水头损失系数为：进口1=0.5 ，转弯 2=0.6 ，收缩 3=0.4 ( 对应于大管流速 )，阀门 4= 2.06 。管道水头 H=20m。试求： (1) 当阀门开启时，求通过输水管的流量qv； (0.0619m 3/s) (2) 定性绘出管道的总水头线和测压管水头线。 20、一水电站压力引水管道如图所示。 已知管长 L=90 m，管径 d=0.3 m，沿程水头损失系

6、数 =0.03 ， 进 口局 部水头损失系数 1=0.5 ，转弯局部水头损失系数2=0.3 。在距管道出口 l=30 m处设 一水银测压计，其液面差 h = 0.5m ，较低的水银液面至管轴的高度h=1.5 m 。 (1) 求此高度的流量 q v 及水头 H ；(0.415 m3/s;19.058m) (2) 定性绘出此高度的总水头线及测压管水头线。 34 21、用长度为 1 的两条平行管道由水池 A 向水池 B输水，如图所示。已知管径d2=2d1，两管的糙 率 n 相同。 忽 略局部水头损失。 求两管通过的流量比 qv1 / qv2。(按长管计算 ) (qv1 =(d1)3) qv2 d 2

7、 22、图示为一从水箱引水的水平直管。已知管径 d=20 cm，管长 L=40 m，局部水头损失系数：进 口 =0.5 ，阀门 =0.6 。当通过流量 qv=0.2 m3/s 时，在相距 l =10 m的 11及22断面间 装一水银压差计，其液面高差h=4 cm。求作用水头 H。(6.36m) 23、一直径沿程不变的输水管道， 连接两水池如图所示。 已知管道直径 d=300 mm，管道全长 L=90 m， 沿程 水头损失系数 =0.03. ，局部水头损失系数： 进口 =0.5 ，转弯 =0.3 ，出口 =1.0 。 出口中心在下游水面以下深 度 h2=2.3 m 。在距出口 l =30 m 处

8、有一水银测压计，其液面高差 h=0.5 m ，较低的水银液面至管轴的高度h=1.5 m 。试确定： (1) 通过高度的流量 qv；(2) 两水池的 3 水位差 Z。 (0.313m 3/s; 11.11m) 24、图示虹吸管上下游水位差H=5 m，水头损失从 1 点至 4 点为 10 v2 ，其中从 1 到 2 的水头 2g 2 损失为 5 v2 ，22 断面处测压管水面 55低于 22 断面形心 7m。求 2 2断面形心高于上游 52g 水面的高度 Z。 (4m) 35 25、一管路如图所示。管段 AB 与 BC 的长度、直径与材质相同，通过流量为qv0。若在 AB 段再 并联一段与 AB

9、完全相同的管段 (如图中虚线所示 ) ，且水头 H 保持不变，问并联后管道的总流量 qv 与原流量 qv0 之比为多 少？ (可按长管计算，设沿程水头损失系数在此过程中不变) d=200 mm，管长 AC=10 m，CE=15 m， A=0.5，B=D=0.9，E=1.8 ， =0.03 ，求： (1)通过虹吸管的恒定流流量 qv；(2) 上下游水位差 z。 ( 99 l/s; 3.97m ) 27、图示直径 400mm 的钢管 ( n=0.012) 将水池 A 的水引到水池 B 作恒定流动。已知管长 l =40 m ， qv=200 l/s ， 管道上有 90 弯头( =0.6)两个，阀门(

10、全开 =0.12)一个，进口( =0.5) ，出口( =1.0) 。求水池 A 与水池 B 的水面 高差 H。 ( 0.67m ) 28、如图所示用水泵从蓄水池中抽水，蓄水池中的水由自流管从河中引入，自流管管长l 1=20 m， 直径 d1=150 mm，吸水管管长 l 2=12 m，直径 d 2=150 mm，两管的沿程水头损失系数 =0.024 , 河的水面与水泵进口断面中点 高差 h=2.0 m，自流管的莲蓬头进口、出口入池、吸水管的莲蓬头进 口以及缓弯头的局部水头损失系数分别为1 =0.2 ，2=1，3=6，4=0.3，水泵的进口断面的 最大真空高度为 6.0 m ，求最大的抽水流量为

11、多少？( 0.0424m 3/s) 36 29、图示水银压差计装置， 管长 l= 75 cm，管径 d=2.5 cm，流速 v=3 m/s ，沿程水头损失系数=0.02 ， 进口局 部水头损失系数 =0.5 。计算水银液面高差 hp。 ( 7.65cm ) 30、某人工渠道以两孔断面为 4 4 m2 的钢筋混凝土方形涵洞穿越某河道。下游水位为 142 m，上 游水位为 146 m，糙率 n=0.014 ，进口局部水头损失系数 1=0.5 ，每一折角局部水头损失系数为 =0.25 。涵洞外流速可以不计 。试求：当两孔总流量为 178.8 m31、如图所示，活塞 A 受一恒定力 F 作用而左移，使

12、液体 问若针孔流量 qv=0.4 cm 3/s ，作用力 F 为多少? ( 不计大筒 /s 时，涵洞中最大压强的值。 ( 81.0 Kpa ) 从针孔直径 0.25 mm ，针长 1.5 m 3 ( =900 kg/m , =0.002 kg/(m.s) 内水头损失，且液流为层流 ) ( 14.5 N ) 32、图示的液体在直径 d=3 cm 的倾斜管中流动。密度 =917 kg/m3，动力粘度 =0.29 kg/(m.s) ， 现测得两断面压强分别为pB=180 kPa，pA=500 kPa。要求： (1) 判别流动方向； (2) 计算流量。 (液 3 流为层流 ) (A B;1.83m 3

13、/h) 37 33、有一钢筋混凝土输水管道，输水流量Q=550l/s ，管长 l =3000m，内径 d=600mm，糙率 n=0.013 ， 试求管道的流量模数、比阻及沿程水头损失。 (24.06m) 34、有一硬塑料输水管道，其沿程阻力系数可以表达为=0.25/Re 0.226 ，试推导出管道流量模数、 2 比阻及沿程水头损失的表达式。 ( S02 22 0.226 , k dRe0.113 g/2, hf 22Q2 L0.226 ) 0 g 2d2Re0.226 f g 2d 2Re0.226 35、一自来水管道，设计供水流量为Q=50l/s ，试按经济流速确定其经济管径。( 250mm

14、 ) 36、一水电站压力管道，设计流量为Q=30.0m3/s ，电站作用水头为 H=100m，试确定其经济管径。 (2.81m) 37、如题图所示的输水管道系统，管线经过起伏不平的地形区。假定管道可以看作长管，试绘制测 压管水头线，找出负压区及最大真空处。 38、有一串联管道如图，各管段的长度、管径、沿程阻力系数分别为：l 1=125m，l 2=75m， d1=150mm， d2=125mm，1=0.030，2=0.032，闸阀处的局部损失系数为 0.1 ，管道的设计输水流量为 Q=0.025m3/s 。 (1) 分析沿程水头损失和局部水头损失在总水头损失中所占比例， (2) 分别按长管和短管

15、计算作用水 头 H。 ( H 1=6.62m H2=6.94m ) 39、有一串联管道如图， 各管段的长度、 管径、 沿程阻力系数分别为： l 1=2m，l 2=1.5m，l 3=5m，d1=50mm， d2=100mm，d3=75mm，1=2=3=0.032, 闸阀处的局部损失系数为 0.1 ，折管处的局部损失系数为 0.5 ， 管道的设计输水流量为 Q=0.035m3/s 。试计算作用水头 H 并绘制总水头线和测压管水头线。 ( 52.72m ) 38 40、如图所示的倒虹吸管 ,管径 d=1m,管长 L=50m,上下游水头差 H=2.24m, 设倒虹吸管的沿程阻力系 数和局部阻力系数分别

16、为 : =0.02, 进=0.5, 弯=0.25, 出=1.0, 试求虹吸管通过的流量 . 3 ( 3m 3/s ) 41、有一虹吸管输水管道如图，虹吸管的长度、管径、粗糙系数分别为：l 1=13m， l 2=20m， l 3=15m， d=1.0m，n=0.014 ，进出口的局部损失系数分别为0.5 和 1.0 ，折管处的局部损失系数为 0.183 。(1) 当上下游水面差为 z=1.0m 时，虹吸管的输水流量为多少 ?(2) 当虹吸管中的最大允许真空值为 hv=7m 时，虹吸管的最大安装高度为多少？( Q=2m 3/s ,h s=6.12m ) 42、一管道系统如图，各管段的长度分别为：l

17、 1=300m， l 2=200m， l 3=400m，管径 d=300mm，沿程阻力 系数 =0.03 ，闸阀处的局部损失系数为 0.07 ，折管 A、 B处的局部损失系数分别为 0.3 、0.35 。已 知 z1=9.0m，z2=14.0m，pM=200kN/m，试计算流量并绘制总水头线和测压管水头线。( 0.128m3/s ) 39 43、有一长管道系统如题图， A、C两管上接水池，下接 B管， C管联有水泵。已知各管段的长度均 为 l =800m，各管段的直径均为 d=600mm，沿程阻力系数 =0.025 ，水池水面高程 z=100m，水泵扬程 33 Hm=10.0m，C管流速为 v

18、C=3.0m/s 。试计算各管段流量及 B管出口高程。 (Q A=0.50m3/s, QB=1.35m3/s, 3 QC=0.85m /s,Z B=55.9m ) 44、如题图所示的离心泵抽水管道系统， 已知抽水流量 Q=30l/s ，上下水池的水面高程分别为 z1=30m， z2=55m，吸水管长度 l 1=15m，管径 d1=200mm，压水管长度 l 2=200m ，管径 d2=150mm，各管段的沿程 阻力系数均为 0.038 ，各局部阻力系数分别为 阀=5.0 ， 90=1.0 ，闸=0.10 ，折=0.11 ，水泵最 大允许真空值为 7m。 (1) 确定水泵的最大安装高度； (2)

19、 计算水泵的扬程； (3) 绘制管道系统的总水 头线和测压管水头线。 ( Z p=5.65m H m=32.8m ) 45、在题图的水力发电管路系统中 , 管径为 1m,管长为 320m,管道粗糙系数为 0.015, 每个弯头局部 损失系数均为 0.25, 闸阀处局部损失系数为 0.45, 上下游水池液面差为 70m,流量为 2m3/s, 试求水轮 机的效率为 0.75 时, 水轮机的功率 . ( Nt =978KW ) 40 46、如题图所示，水池 A、B、 C由三个管段相连，已知各管段的管径为d1=d2=d3=300mm，管长 l 1=l 2=l 3=1500m。沿程阻力系数 =0.04 ，各水池水面高程分别为 zA=60m，zB=30m，zC=15m，( 1)判断 各管段的流向； (2)计算各管段的流量及水头损失。(Q 1=0.118m3/s, Q2=0.028m3/s, QC=0.090m3/s ) 47、有一并联管道， 由三支旧钢管组成， 各管段的长度、 管径分别为： l 1=1000m，l 2=600m，l 3=1500m， d1=d2=147mm， d3=198mm，三支管道的总流量为 Q=0.1m3/s 。试求三支管道的流量及水头损失。 333 (Q1=0.246m3/s, Q 2=0.0317m3/s, Q 3=0.0441m3/s