武汉大学水力学教材答案第六章

1、精品资料第六章恒定管流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。E3、4、5、6、()()()()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。在等直径圆管中一定发生均匀有压流动。各并联支管的水头损失相同，所以其水力坡度也相同。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和2。设管1的沿程水头损失为hfi,管2的沿程水头损失为hf2则hfi与hf2的

2、关系为可修改(2)hf1<hf2(3)hf1=hf2;(4)无法确定。(1)hf1>hf2;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(3) c管；(4)无法确定。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V1、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v2，0,测压管水头线应下游水面。13、定性绘出图示等直径短管道

3、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Pm/ g 及 pn/ p g。M、N两点的压强高度li水黄二方天“压力管JX压力管中可不计局部I一暧水管水头损失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。17、一水泵管道布置如图。已知流量qv=6l/s,11=3.5m,l2=1.5m,l3=2m,l4=15m,l5=3m,Z=18m,水泵最大真空度hv=6m,管径d=75mm,沿程水头损失系数入=0.04,局部水头损失系数W1=8,七2

4、=W3=七4=0.3,£5=1.0o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七1=0.5;转弯局部水头损失系数七2=1.1。当水头H=2.5m时，通过管道的流量qv=0.02m3/s,求管道沿程水头损失系数入。取动能修正系数为1。(0.0257)19、某输水管如图所示。已知管径di=200mm,d2=100mm管长L1=20m,L2=10m;沿程水头损失系数入1=0.02,入2=0.0

5、3。各局部水头损失系数为：进口七1=0.5,转弯七2=0.6,收缩3=0.4(对应于大管流速)，阀门U=2.06o管道水头H=20mo试求：当阀门开启时，求通过输水管的流量qv;(0.0619m3/s)(2)定性绘出管道的总水头线和测压管水头线。iL7小卜三一7：:1L.如IF沌20、一水电站压力引水管道如图所示。已知管长L=90m,管径d=0.3m,沿程水头损失系数入=0.03,进口局部水头损失系数E1=0.5,转弯局部水头损失系数£2=0.3。在距管道出口l=30m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=1.5m。(1)求此高度的流量qv及水头H;(

6、0.415m3/s;19.058m)(2)定性绘出此高度的总水头线及测压管水头线。A向水池B输水，如图所示。21、用长度为1的两条平行管道由水池22、图示为一从水箱引水的水平直管。qv1 / qv2。(按长管计算)已知管径d2=2d1,两管的糙率n相同。忽qv1d1 g(v1=()3)qv2d2已知管径d=20 cm ,管长 L=40 m ,局部水头损失系数：进口 £=0.5 ,£=0.6 。当通过流量 qv=0.2 m 3/s时，在相距 l = 10 m的11及2 2断面间装一水银压差计，其液面阀门(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

7、道直径d=300 mm ,管道全长L=90 m ,沿程 水头损失系数 入=0.03.,局部水头损失系数： 进口七=0.5 ,转弯 七=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 处有一水银测压计，其液面高差4卜=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)两水池的水位差 Z。(0.313m 3/s; 11.11m)产-C2224、图小虹吸管上下游水位差H=5m，水头损失从1点至4点为101，其中从1到2的水头损失为5V22断面处测压管水面55低于22断面形心7m。求22断面形心

8、高于上游水面的高度Z。（4m）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？(1.265 )（可按长管计算，设沿程水头损失系数在此过程中不变）26、如图所示虹吸装置，管径d=200mm,管长AC=10m,CE=15m,Ea=0.5,HB=HD=0.9,He=1.8,Zo(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=40m,qv=200l/s,管道上有90&#

9、176;弯头（W=0.6）两个，阀门（全开£=0.12）一个，进口屋=0.5）,出口屋=1.0）o求水池A与水池B的水面高差Ho（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l1=20m,直径d1=150mm,吸水管管长l2=12m,直径d2=150mm,两管的沿程水头损失系数入=0.024,河的水面与水泵进口断面中点高差h=2.0m,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七1=0.2,E2=1,E3=6,七4=0.3,水泵的进口断面的最大真空高度为6.0m,求最大的抽水流量为多少？（0.042

10、4m3/s）29、图示水银压差计装置，管长l=75cm,管径d=2.5cm,流速v=3m/s,沿程水头损失系数=0.02,进口局部水头损失系数E=0.5o计算水银液面高差hpo(7.65cm)LII-1M"F"h30、某人工渠道以两孔断面为4X4m2的钢筋混凝土方形涵洞穿越某河道。下游水位为142m,上游水位为146m,糙率n=0.014,进口局部水头损失系数E1=0.5,每一折角局部水头损失系数为E=0.25o涵洞外流速可以不计。试求：当两孔总流量为178.8m3/s时，涵洞中最大压强的值。(81.0Kpa)31、如图所示，活塞A受一恒定力F作用而左移，使液体(p=900

11、kg/m3,g=0.002kg/(m.s)从针孔直径0.25mm,针长1.5m。问若针孔流量qv=0.4cm3/s，作用力F为多少？(不计大筒内水头损失，且液流为层流)(14.5N)32、图示的液体在直径d=3cm的倾斜管中流动。密度p=917kg/m3,动力粘度g=0.29kg/(m.s)，现测得两断面压强分别为pB=180kPa,pA=500kPao要求：(1)判别流动方向；(2)计算流量。(液流为层流)(AB;1.83m3/h)I二”JI息.一IH33、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

12、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人=0.25/Re 0.226 ,试推导出管道流量模数、比阻及沿程水头损失的表达式(So 2 2 0.226，kdRe0.113g /2 , hf一2)g 2d2Reg 2d2Re35、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 )36、一水电站压力管道，设计流量为Q=30.0m 3/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

13、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：1i=125m,l2=75m,d1=150mm,d2=125mm入1=0.030,入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）分别按长管和短管计算作用水头Ho（H1=6.62mH2=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：l1=2m,l2=1.5m,k=5m,d1=50mm,d2=100mm,d3=75mm,入1=入2=入3=0.032,闸阀处的局部损失系数为0.1,折管处的局部损失

14、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）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为：入=0.02,(进=0.5,(弯=0.25,(出=1.0,试求虹吸管通过的流量.(3m3/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：|i=13m,|2=20m,|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

15、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=2m3/s,hs=6.12m)42、一管道系统如图，各管段的长度分别为：l1=300m,l2=200m,l3=400m,管径d=300mm,沿程阻力系数入=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)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=6

16、00mm,沿程阻力系数入=0.025,水池水面高程z=100m,水泵扬程Hm=10.0m,C管流速为vc=3.0m/s。试计算各管段流量及B管出口高程。(QA=0.50m3/s,QB=1.35m3/s,Qc=0.85m3/s,Zb=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吸水管长度l1=15m ,管径d1 =200mm ,压水管长度l2=200m,上下水池的水面高程分别为Z1 =30m , Z2=55m ,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

17、真空值为7m。（1）确定水泵的最大安装高度；（2）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。（Zp=5.65mHm=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.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11=12=13=1500m<沿程阻力系数入=0.04,各水池水面高程分别为ZA=60m,ZB=30m,zo

18、=15m,（1）判断各管段的流向；（2）计算各管段的流量及水头损失。（Q1=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：11=1000m,12=600m,13=1500md1=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（Q1=0.246m3/s,Q2=0.0317m3/s,Q3=0.0441m3/s）48、在6-5-1所示的沿程均匀泄流管道中，进口总流量为Q,出口过境流量为Qt,单位长度沿程泄流量为q,全管长1的沿程泄流总量为Qn=q1o假设水流处于层流区，试推导沿程均匀泄流沿程水头损失的表达式。(hf128 (Qt Qn 2) d49、如题图所示，水塔向B、C、D三点供水，已知流量Qb=151/s,Qc=Qd=101/s，管径dAB=199mm,dBc=149mm:dcD=99mm,管长1ab=400m,1bc=300m,lcD=250m。水塔地面高程Zm=20m,供水点D处地面高程ZD=15m,要求供水点D处具有h=15m的自