水力学习题及答案212..

1、第一章绪论1/101-1 已知某水流流速分布为u 0.72y1/10， u 的单位为m/s ， y为距壁面的距离，单位为 m。（ 1） 求 y=0.1 、 0.5、 1.0m 处的流速梯度；（ 2） 若水的运动粘滞系数0.1010cm2 /s，计算相应的切应力。解： （ 1） du 0.721 y 9/100.072 y 9/10dy10则 y=0.1 处的流速梯度为：du 0.072 0.1 9/100.572dy y 0.1du9/10y=0.5 处的流速梯度为：0.072 0.5 9/100.134dy y 0.5y=1.0m 处的流速梯度为：dudy y 1.09/100.072 1.

2、0 9/10 0.0722）切应力du du 998.2 0.01010 10 4 du 10.082 10 4 dudy dydydy则 y=0.1 处的切应力为：du10.082 10 4y 0.1dy5.77 10 4Pay 0.1duy=0.5 处的切应力为：10.082 10 4 du 1.35 10 4 Pay 0.5dy y 0.5y=1.0 处的切应力为：y 1.010.082 10 4 du 0.726 10 4 Pady y 1.011-3 容器内盛有液体，求下述不同情况时该液体所受单位质量力？（1 ）容器静止时；（ 2）容器以等加速度g 垂直向上运动；（ 3）容器以等加速

3、度g 垂直向下运动。解： （ 1）容器静止时液体所受质量力只有重力三个方向单位质量力分别为：fxfy0 fzg （ z轴垂向向上为正）（ 2）容器以等加速度g 垂直向上运动时，液体所受质量力有重力和惯性力，其中惯性力和物体运动的加速度方向相反，三个方向单位质量力分别为：fxfy0 fzg （ g） 2g （ z 轴垂向向上为正）（ 3） 容器以等加速度g 垂直向下运动时液体所受质量力有重力和惯性力，其中惯性力和物体运动的加速度方向相反，三个方向单位质量力分别为：fxfy0 fz g g 0（ z轴垂向向上为正）1-4 根据牛顿内摩擦定律，推导动力粘滞系数和运动粘滞系数的量纲。解：根据牛顿内摩擦

4、定律知T Adudy可得动力粘滞系数TAdu /dy其量纲为T ML/T2A du/dyL2L/TMLT运动粘滞系数量纲为M / LTL2T 1M / L31-6 一底面积为40× 45cm 2的矩形平板，质量为5kg，沿涂有润滑油的斜面向下作等速运动，斜面倾角 =22.62o，如图所示。已知平板运动速度u=1m/s，油层厚1mm，由平板所带动的油层的运动速度是直线分布。试求润滑油的动力粘滞系数。题 1-6 图解：如图平板所受作用力包括：重力G、斜面的支撑力N、摩擦力T由受力平衡得：T Gsin 5 9.8 sin 22.6218.85NT A 可得.0.1047 N s/m 2dy

5、Adu 0.40 0.451 3dy1 10第二章 流体静力学2-1 一封闭水箱自由面上气体压强p0=25kN/m 2， h1 =5m， h2 2m。求 A、 B 两点的静水压强。题 2-1 图pAp0gh125 1031039.8 5 74kN /m2332pBpAg(h1 h2) 74 103 103 9.8 (5 2)44.6kN /m22-3 如图所示为一复式水银测压计，已知12.3m，21.2m ，32.5m ，41.4m ，53.5m 。试求水箱液面上的绝对压强p0？题 2-3 图解：已知断面1 上作用着大气压，因此可以从点1 开始，通过等压面，并应用流体静2-3-5 ) 可 得

6、p2p1H g( 12) ，p3p2 g( 32)p4p3 H g( 34 ) ，又 p0 p5p4g( 54) 。联立求得p0p1 H g( 12) g( 32) Hg( 34)g( 54) 。p098kN/m 2 13.6103kg/m39.8m/s2 (2.3m1.2m) 1 103kg/m39.8m/s2 (2.5m 1.2m) 13.6 103kg/m3 9.8m/s2 (2.5m 1.4m) 1 103kg/m3 9.8m/s2 (3.5m 1.4m) 2357.9kN/m 22-4 某压差计如图所示，已知HA=H B=1m， H=0.5m。求：pA pB。题 2-4 图解：由图可

7、知，面为等压面，根据压强公式可得pAghA p1p2H g h ，p2 pAghAH g h同时， p3 pBghB由于水银柱和水柱之间为空气，密度可忽略不计，则p2 p3 ，得pAghA H g h pBghB将已知数代入公式，得pApB H g hg(hA hB)33233213.6 103kg/m3 9.8m/s2 0.5m 1 103 kg/m 3 9.8m/s 2 (1m 1m)247.04kN/m 22-6 盛同一种液体的两容器，用两根 U 形差压计连接。上部差压计A内盛密度为A的液体，液面高差为hA；下部差压计内盛密度为B 的液体，液面高差为hB 。求容器内液体的密度(用 A，

8、B ， hA， hB 表示) 。7如图，1 1 为等压面，根据压强公式可得g(x y1 y2)g(y3 hA)g(y1 y3)AghA化简可得gx ( A)ghA2 2，可得gx ( B )ghB2)联立式(1)和式(2)可得：BhBAhAhAhB2-7 画出下列图中各标有文字的受压面上的静水压强分布图(f)17题 2-7 图 ( ( f)中左端水面下加，并取掉r )2-8 画出下列图中各标有文字曲面上的压力体图，并标出垂直压力的方向。题 2-8 图 (请排两行，各4 个)2-9 水闸两侧都受水的作用，左侧水深3m、 右侧水深2m。 试求作用在单位宽度闸门上静水总压力的大小及作用点位置(用图解

9、法和解析法分别求解)。解： ( 1)图解法： 绘出静水压强分布图，如图：压强分布图的面积：11g(h1h2) 右侧水体对水闸的静水总压力为：P2 b 2 1103 9.8 22 19.6kNgh2 (h1h2)103 9.8(3 2)21039.8 2 (3 2) 24.5kN/m作用于单宽上的静水总压力P b1 24.524.5kN压力中心的位置：设P 距底部距离为e左侧水体对水闸的静水总压力为：P1 b 1 1 1 103 9.8 32 44.1kN112根据合力矩分力矩之和可得：Pe P1e1 P2 e232e (44.119.6)/24.5 1.27m332)解析法：h32hc11.5

10、mA1 bh1 1 3 3mh222hc21.0mA2 bh2 1 2 2mc2 223P1ghc1A1103 9.8 1.5 3 44.1kN3P2ghc2A2 103 9.8 1.0 2 19.6kN作用于水闸上的静水总压力：P P1P2 44.1 19.6 24.5kNI11 32求压力中心位置：ld1 lc1 c1 1.5 122.0md1 c1lc1A11.5 312ll ld 2 lc21 222 122.33m22PldP1l d1P2l d2ld （44.1 2.0 19.6 2.33）/24.5 1.73m=1m，测压管读数2-12 两水池隔墙上装一半球形堵头，如图。已知：球

11、形堵头半径h=200mm。求：（ 1）水位差 H； （ 2）半球形堵头的总压力的大小和方向。解： （ 1 ）如图 1-1 为一等压面p1gh2p1'g(h1h) H ghg(h1 h)H gh gh2, H h2 h1HHHh (13.6 1) 200 2520mm 2.52m( 2)水平分力：铅垂投影面面积：AxR2 3.14 12 3.14 m2投影面形心的淹没深度：hc左l， hc右l HPxghc右 Axghc左 Axg HAx 1000 9.8 2.52 3. 14 77.5kN 方向：水平向左3）铅垂分力：因左右两侧压力体相互抵消，Pz04）总压力：P Px 77.5kN

12、方向：水平向左2-14 圆弧门如图所示。门长2m。 （ 1） 求作用于闸门的水平总压力及其作用线位置。（ 2）求垂直总压力及其作用线方向。解： （ 1 ）水平分力：铅垂投影面面积：Ax br 2 2 4m2投影面形心的淹没深度：hch r 3 2 4m22Pxghc Ax 1000 9.8 4 4 156.8kN 方向：水平向右22)铅直分力：压力体如图，压力体体积V bAACDE 23 2218.28m3ACDE4PzgV 1000 9.8 18.28 179.1kN 方向：铅垂向上3)总压力：PPx2 Pz2156.82 179.12238.04kN4）作用力方向合力指向曲面，其作用线与水

13、平向夹角：arctan zarctan（. ） 48.8Px156.82-16 如图所示，涵洞进口设圆形平板闸门，其直径d=1m，闸门与水平面成60o倾角并铰接于B 点，闸门中心点位于水下4m，门重 G=980N。当门后无水时，求启门力T（不计摩擦力）。解：闸门中心的淹没深度h 4mc1闸门所受静水总压力PghcA 1000 9.8 412 30.77kN作用点距水面的距离l1hcr 41 4.12m1 sin60 sin 602d(8l1 5d)ld l18(2l1 d)1 (8 4.12 5 1)4.124.63m8 (2 4.12 1)根据力矩平恒：P(lD l1 ) G d cos T

14、min d cos2d1P(lD l1) G d cos 30.77 (4.63 4.12) 0.98 1 cos60Tmin2231.87kNd cos1 cos60启门力应大于31.87kN 。2-17 为校核图中所示混凝土重力坝的稳定性，对于下游无水和有水两种情况，分别计算作用于单位长度坝体上水平水压力和铅直水压力。解： ( 1 )下游无水情况：水平分力：铅垂投影面面积：Ax bh1 1 26 26m2投影面形心的淹没深度：hh1 26 13mc22Pxghc Ax 1000 9.8 13 26 3312.4kN 方向：水平向右铅直分力：压力体如图，压力体体积V bAACDE1 26 1

15、8 4 88m3ACDE2PzgV 1000 9.8 88 862.4kN 方向：铅垂向下总压力：PPx2 Pz23312.42 862.4 2 3422.8kN作用力方向合力指向曲面，其作用线与水平向夹角：arctan Pz Px862.4arctan( ) 14.63312.42)下游有水情况：水平分力：上游受压面：铅垂投影面面积：Ax bh1 1 26 26m2投影面形心的淹没深度：hc h1 26 13mc22Px1ghcAx 1000 9.8 13 26 3312.4kN 方向：水平向右下游受压面：铅垂投影面面积：Ax bh2 1 6 6m2投影面形心的淹没深度：h26hc3mc22

16、Px2ghcAx 1000 9.8 3 6 176.4kN 方向：水平向左总的水平分力：Px Px1Px2 3312.4 176.4 3136.kN 方向水平向右铅直分力：左侧压力体如图，压力体体积V bAACDE1 26 18 4 88m3ACDE2Pz1gV 1000 9.8 88 862.4kN 方向：铅垂向下右侧压力体如图，压力体体积V bABFG1 1 6126 9m3218 6Pz2gV 1000 9.8 9 88.2kN 方向：铅垂向下总铅直分力：PzPz1 Pz2862.4 88.2950.6kN 方向：铅垂向下总压力：P Px2Pz231362 950.6 23276.9kN

17、作用力方向合力指向曲面，其作用线与水平向夹角：arctan Pz arctan(950.6) 16.9Px3136第三章 流体运动学3.2 试检验下述不可压缩流体的运动是否存在？22（ 1） ux 2x y, uy 2y z, uz 4（x y）z xy（ 2） ux yzt, uy xzt, uz xyt解：代入连续性方程22（2x2 y） （2y2 z） 4（x y）z xy（ 1 ）4x 4y 4（x y） 0 ，符合连xyz续条件，运动存在。（ 2）（ yzt） （xzt） xyt 0 ，符合连续条件，运动存在。xyz3.5 如图铅直放置的有压管道，已知d1=200mm， d2=100

18、mm， 断面 1-1 处的流速v 1=1m/s。求（1）输水流量Q； （ 2）断面 2-2 处的平均流速v2； （ 3）若此管水平放置，输水流量Q 及a 中若水自下而上流动，Q 及v2 是否会发生变断面 2-2 处的速度v2 是否发生变化？（4）图化？解： （ 1 ）输水流量Q v1 A1v1 d12 10.220.0314m3 /s Q1 114 142）断面 2-2 处的平均流速：根据连续性方程v1 A1v2 A222v1A1v1d110.2v2224m/sA2d220.123）若此管水平放置，输水流量Q 及断面 2-2 处的速度v2 不会发生变化。4）若水自下而上流动，Q 及 v2不会发

19、生变化。第四章 流体动力学4-1 在一管路上测得过流断面1-1 的测压管高度p ）假设水流从断面1-1 流向断面2-2以 0-0 为基准面，列断面1-1 和断面 为 1.5m，过流面积A1 为 0.05m2；g2过流断面2-2 的面积A2为 0.02m2；两断面间水头损失h 为 0.5 v1 ；管中流量Q 为 20l/s；2gz1 为 2.5m， z2为 2.0m。试求断面2-2 的测压管高度p2 。 （提示：注意流动方向）g37解：首先求出断面Q 0.02A10.05Q 0.02 1.0m/s0.4m/s ， v2A20.022-2 间总流能量方程：2p1 a1v1z2g 2g2p2 a2v

20、2 hwg 2g令 121.02.5 1.5 0.52 2g2.0p2 12p20.5g 2g0.522gp21.954mg1 ）假设水流从断面2-2 流向断面1-1以 0-0 为基准面，列断面2-2 和断面 1-1 间总流能量方程：z22p2 a2v2 zg 2g2p1 a1v1g 2ghwp2120 520522.0p22.5 1.5.0.5.2g2gg 2g1.962mg4-2 如图所示，从水面保持恒定不变的水池中引出一管路，水流在管路末端流入大气，管路由三段直径不等的管道组成，其过水面积分别是A1=0.05m2， A 2=0.03m 3， A3=0.04m2，若水池容积很大，行近流速可

21、以忽略（v0 0） ，当不计管路的水头损失时，试求：（ 1）出口流速v3 及流量Q； （ 2）绘出管路的测压管水头线及总水头线。题 4-2 图解： （ 1）以管路中心为基准面，列出断面0-0断面3-3 的能量方程22p0 a0v0p3 a3v3z0z3hwg2gg2g0v002g（z p g） 等于常数，可选断面上任一点来计算。为方便，断面 0-0 选水面上一点，该点相对压强为零，即p00 ，流速水头25 0 0 0 0 v3 可得：v32 9.8 5 10m/s2g3流量 Q v3A3 10 0.04 0.4m3/s2）根据连续性方程可得v1QA10.4 8m/s0.052 v12g823.

22、2m2 9.8Q 0.4v213.3m /sA20.032 v22g1 3.328.9m2 9.82H1 z1 p11 5m，11g 2gH 2 H3 H 1 5m 。各断面测压管水头：H P1 H 115 3.2 1.8m2g管路的总水头线和测压管水头线如图：H P2 H2H P3 H3v225 8.93.9m2g2v3v35 5 0m2g4-7 为将水库中水引至堤外灌溉，安装了一根直径d 为 15cm 的虹吸管（如图），当不计水头损失时，问通过虹吸管的流量Q 为多少？在虹吸管顶部s 点处的压强为多少？题 4-7 图解： （ 1 ）选择水库水面为断面1-1，虹吸管出口为断面2-2，以断面2-

23、2 为基准面，列断面1-1 和 2-2 的能量方程：由题可知：错误！ 未找到引用源。， 由于断面1-1 处的速度较小可以忽略，故流速水头误！未找到引用源。，不计水头损失错误！未找到引用源。，令 错误！未找到引用源。， 代入能量方程：解得虹吸管出流流速错误！未找到引用源。出流量：错误！未找到引用源。（ 2）以s点所在管轴线平面为断面3-3，以断面2-2 为基准面，列断面3-3 和 2-2 的能量方程：由题可知：错误！未找到引用源。， 错误！未找到引用源。，令 错误！未找到引用源。代入能量方程：得虹吸管顶端s 点压强：24-9 如图所示分叉管路，已知断面1-1 处的过水断面积A10.1m2，高程z

24、1 75m ，流速v1 3m/s，压强p1 98KN /m2； 2-2 断面处A2 0.05m2， z2 72m， 3-3 断面 处 A3 0.08m2， z3 60m， p3 196KN /m2， 1-1 断面至 2-2 和 3-3断面的水头损失分 别为 3m 和 5m，试求：2-2 断面和 3-3 断面处的流速v2和v3；2-2 断面处的压强p2。题 4-9 图解：z1 p11v12 z3 p3g 2ggv23v3hw1 32g式中，z1 75m, v1 3m/ s， p1 98KN / m2，即p ）列断面1-1 和断面 3-3 间的能量方程： 10m ； z3 60m ，g1 3 5m

25、 ；取动能修正系数13 1 ，33p3 196KN / m2，即p3 20m；水头损失hwgw代入能量方程，得：223v75 1060 20 v3 52g2g解得 3-3 断面处的流速v3 3m/ s32A30.08m ， v33m/ s，代入连续Q1Q2Q3 ，即A1v1A2v2A3v3式中，A1 0.1m2 ， v1 3m/ s； A2 0.05m2性方程，解得2-2 断面处的流速v2A1v1A3v3A20.1 3 0.08 31.2m/s0.052）列断面1-1 和断面 2-2 间的能量方程：z1p11g2221vg1z2pg222vg2hw12式中，z175m, v13m/ s， p1

26、 98KN /m2，即 p1 10m； z2g72m ， v2 1.2m/s；水头损失hw1 2 3m；取动能修正系数12 12275 10 372p21.232gg 2g解得 2-2 断面处的压强p2 101.82KN /m24-10 如图所示为嵌入支座内的一段输水管。管径d1=1.5m， d2=1m，支座前断面的相对压强p1=400kN/m 2，管中通过流量Q 1.8m3/s。若不计水头损失，试求支座所受的轴向力？题 4-10 图解：由连续性方程可知：1-1 断面平均流速v1QA10.1d12 41.83.14 1.52 41.02m/s2-2 断面平均流速v2A20.12d2 41.83

27、.14 12 42.29m/s0-0 基准面，列断面1-1 和 2-2 间的能量方程：为方便计算，取管轴线上点为计算点，错误！未找到引用源。；令 错误！未找到引用源。 ；解得 2-2 断面处的压强p2397.898KN / m2选取断面1-1 、 2-2 和管壁所围区域为隔离体，列断面1-1 和 2-2 的动量方程：P1RxP2Q2v21v1取动量修正系数1212RxQ v2 v1p1A1p2A21 1.8 (2.29 1.02) 397.8981 4001.5244391.864kN支座所受轴向力为391.864kN ，方向水平向右。4-13 一四通叉管（如图），其轴线均位于同一水平面，两端

28、输入流量Q1 0.2m3 / s，3Q30.1m / s，相应断面动水压强p1=20kPa， p3=15 kPa，两侧叉管直接喷入大气，已知各管直径d1 =0.3m， d3=0.2m， d2=0.15m，30 。试求交叉处水流对管壁的作用力。题 4-13 图解：解：1）求管中的流速Q1Q10.2v1122.83m/ s1 A1d A1 4 3.14 0.32 4Q3 v3A3Q32d3 40.1 23.18m/s3.14 0.22 4Q1 Q3 2Q2，Q2 0.2 0.1 0.15m3/s2Q2Q20.15v2 v4228.49m /sA2d22 4 3.14 0.152 4（ 2）取控制体

29、如图，作用在控制体上的外力有： 各断面的动水压力：22 d13.14 0.32P11.413kNp120144d323.14 0.22P3p33150.471kN由于两侧叉管直接喷入大气，P2 P4 0岔管对水流的反作用力R，其分力分别为Rx和 Ry。重力。因岔管管的轴线位于水平面内，重力不予考虑。（ 3）列动量方程：x 方向：P1P3RxQ22v2cosQ44v4 cos（Q11v1Q33v3） ，取动量修正系数12341 ，则Rx P1 P3 2 Q2v2 cos( Q1v1Q3v3)1.413 0.471 2 0.15 8.49 cos30 (0.2 2.83 0.1 3.18)1.10

30、6kNy 方向：RyQ2 2v2 sinQ4 4v4 sin0管壁对水流的总作用力R Rx 1.106kN ，方向向右。交叉处水流对管壁的作用力为1.106kN，方向向左。4-14 一平板闸门宽b 为2m，当通过流量Q 为 8m3/s 时闸前水深h 为 4m，闸孔后收缩断面水深hC为0.5m，求作用于平板闸门上的动水总压力（不计摩擦力）。解：取闸门前符合渐变流条件的断面为断面1-1 ，取断面1-1 和 c-c 间流体为隔离体，控制体上水平作用力如图所示。断面1-1 平均流速：错误！未找到引用源。断面c-c 平均流速：错误！未找到引用源。断面 1-1 的动水压力：错误！未找到引用源。断面 c-c

31、 的动水压力：错误！未找到引用源。列控制体水平方向的动量方程：取动量修正系数错误！未找到引用源。代入动量方程得：作用于平板闸门上的动水总压力为98.35kN，方向向右。第五章 流动阻力和能量损失5-1. 圆管直径d 10mm，管中水流流速v 0.2m/ s，水温 T 100C ， （ 1）试判别其液流型态； （ 2）若流速与水温不变，管径改变为30mm，管中水流型态又如何？（3）若流速与水温不变，管流由层流转变为紊流时，管直径为多大？解： （ 1 ）已知水温T 100C ，查表得水的运动粘滞系数0.01304cm2 / s，求得水流雷诺数为vd 20 1Re v1533.7 20000.013

32、04因此，水流为层流。（2）管径改变为30mmvd20 3Revd20 34601.2 2000 因此，水流为紊流。0.013043）选取临界雷诺数Rek 2000 ，计算管径Rek dv2000 0.0130413.04mm2043流速与水温不变，管流由层流转变为紊流时，管直径为13.04mm。5-5 有一管道，已知： 半径r015cm,层流时水力坡度J 0.15， 紊流时水力坡度J 0.2 ，试求：1 ）管壁处的切应力0； （ 2）离管轴r 10cm处的切应力？解：1 ）由式（5-13）可得：层流运动：紊流运动：层流运动0 r 110.25 10 73.5N/m215r102紊流运动014

33、798N /m155-10.有一旧的生锈铸铁管路，直径d 300mm ，长度 l 200m ，流量 Q 0.25m3 /s取0.6mm，水温T 100C ，试分别用公式法和查图法求沿程水头损失hf ？解：已知水温T 100 C ，查表得水的运动粘滞系数2 0.01304cm2 / sQ管中流速vA0.2522d2/4 3.14 0.32/43.54m/s1 ）公式法:管中雷诺数Re vd3.54 0.38.1 10520000.01304 10 4为紊流。现在再判别属于哪个区域：假设黏性底层厚度0.60.080132.8d0Re7.49 6=0.02332.8 3050.00801cm 0.0

34、801mm8.1 1050.023g r0 J 1 9.8 15 0.15 0.11025kN /m222gr0 J1 9.8 15 0.2 0.147kN / m2225-14 ）得故管壁属于粗糙区，可应用尼库拉兹公式求1d2 2lg(3.7d)1 20.023,与假设吻合300 22lg(3.7300.60)沿程水头损失h fl v2d 2g200 3.5420.023.9.8m0.3 2g（2） 查图法0.6d 30050.002,Re 8.1 105查莫迪图，得0.024，与公式法基本吻合沿程水头损失h fl v2200 3.542v 0.024.10.23md 2g0.3 2g5-1

35、3. 油在管路中以v=1m/s 的速度流动，油的密度3920kg /m ， l 3m ,d=25mm,水银压差计测得h=9cm, 试求： （ 1 ）油在管路中的流态；的平均流速反向流动，压差计的读数有何变化？2）油的运动粘滞系数；（ 3）若以相同习题 5-13p2g2 v222v2 hw1 22g3-3 平面为等压面可得p1油 g(l h) p2H gh， 可得解： （ 1 ）如图，选取符合渐变流条件的断面1-1 和断面 2-2 。以断面2-2 为基准面，列1-1断面和 2-2 断面的能量方程。2p11v1z1z2g 2g其中：z1l ；z20 ； 1-1 断面和 2-2 断面的平均流速相同，

36、v1 v2 v ；p1p2H gh 油 g(l h) 13.6 9.8 0.09 0.92 9.8 (3 0.09)1.76m油 g油 g0.92 9.82d 2g水头损失只有沿程水头损失，hw1 2 h f l v代入能量方程：3 1.763 v20.0252g1 24 0025 2g求得沿程水头损失系数为1.24 0.025 2g 0.2033.6464假设为层流状态，雷诺数Re316 2000, 为层流。0.203.（ 2）油的运动粘滞系数vd 1 0.025 7.91 10 5m2/sRe 316.（ 3）若以相同的平均流速反向流动，以断面2-2 为基准面，列1-1 断面和 2-2 断

37、面的能量方程。z22p22v2g 2gz12p11v1g 2ghw1 2可求得p2 p1z1 z2 hw1 2 3 1.24 4.24m油g假设压差计左侧比右侧高出h，由等压面可得p1油 g（l h ） p2 H gh可求得 hp2p1油g4.24 31 13.6 / 0.920.09m若以相同的平均流速反向流动，压差计右侧会比佐侧高出5-15. 如图所示的实验装置，用来测定管路的沿程阻力系数0.09m。和当量粗糙度。已知管径d 200mm，管长 l 10m，水温 T 200C ，测得流量Q 0.15m3 / s，水银压差计读数 h 0.1m，试求： （ 1）沿程阻力系数；（ 2）管壁的当量粗

38、糙度？习题 5-1501 126解：管路沿程阻力h 0.1 12.6 1.26m 水柱1Q 0.15管道平均流速v.4.78m/s23.14 0.22/4d4hf1.26沿程阻力系数f.0.022l v210 4.782d 2g 0.2 2gvd 4 78 0 2管路雷诺数Re vd 4.78 0.29.52 1051.004 10 6查莫迪图可得/d 0.0016可得，可得当量粗糙度为0.32mm。5-16. 如图所示A、 B、 C三个水箱，由两段钢管相连接，经过调节使管中产生恒定流动，已知：A、 C 箱水面差H 10m ， l1 50m , , l2 40m, d1 250mm, d2 2

39、00mm,0.25弯 0.25, 设流动在粗糙区，用0.11 计算，管壁0.2mm ，试求： （ 1）管d解：先求两段钢管的沿程阻力系数：Q ； （ 2） h1 ,h2的值？习题 5-160.250.11 d10.110.250.22500.01850.110.250.22000.01962 2 为基准面，列1-1 断面和 2-2 断面的能量方程，2p11v01z1z21g 2g 22p22v02hg2gw1 2能量方程为：z1h1 ，z20，p1gp20，g1-1 断面和 2-2 断面流速与管中流速相比可忽略不计，1v0212g2v0202gh1hw1 2211 d1 2gl1 v12( 0 wanse)v1(0.01852g500.25v1v10.5 0.25 1) 15.45 12g2g3-3 为基准面，列2-2 断面和 3-3 断面的能量方程22p21v02p32v03z2z3hg2gg2gw2 3能量方程为：z2 h2， z30 ， p2g2-2 断面和 3-3断面流速与管中流速相比可忽略不计，h2hw2 3l22 v2d2 2gp30， g21v022g22v0202g2()v2( 0 se)2g40(0.01960.5 1)22v25.42 v22g 2g22v1d1 v2 d244H h1 h2 10m可得，流量Q 0.