工程流体力学-第七章习题

1、第七章 压力管路 孔口和管嘴出流习题课1. 上下游水池利用虹吸管吸水，虹吸管输水时管内水流的压力。上下游水池利用虹吸管吸水，虹吸管输水时管内水流的压力。A.均为正压；均为正压； B. 均为负压；均为负压；C. 部分为正压，部分为负压。部分为正压，部分为负压。2. 输水管的作用水头不变，若将中间某段改为与原管道直径相同输水管的作用水头不变，若将中间某段改为与原管道直径相同的两根管并联，则输水管的输水流量：的两根管并联，则输水管的输水流量：A. 保持不变；保持不变； B. 增大；增大； C.减小。减小。VAB12Q=Q1+Q2hfAB= hf1 =hf2QQQQQQQQgdlgdlgdlgpgpg

2、dlggpgdlggpgdlggpBABABABABBAA并联管路：）（）（）（由于作用水头相同不变）（管径不变，管长认为并联情况：【分析】单管情况：2121212222222222222223. 在正常条件下，作用水头在正常条件下，作用水头H, 直径直径d相等时，小孔口流量相等时，小孔口流量Q和圆和圆柱形外管嘴的流量柱形外管嘴的流量Qn的关系为的关系为A.QQn； B. QQn；C. Q=Qn。孔口出流。管嘴出流，条件下，和同一出流断面在同一作用水头页。【分析】教材第孔口管嘴gHAQAH22.602.801574. 圆柱形管嘴正常出流条件是：圆柱形管嘴正常出流条件是：mHdLDmHdLCmH

3、dLBmHdLA9,)43(.;9,)43(.;9,)43(.;9,)43(.0000【分析分析】教材教材158页。页。要保证圆柱形外管嘴的正常工作，必须满足两个条件：要保证圆柱形外管嘴的正常工作，必须满足两个条件：（1）最大真空度不能超过）最大真空度不能超过7m，H=7/0.74=9.5m;（2）L=(34)D。5. 两根完全相同的长管道，只是安装高度不同，两管的流量关系两根完全相同的长管道，只是安装高度不同，两管的流量关系为：为：不确定。.;.;.;.212121DQQCQQBQQA上、下游的液面差。力计算问题。本题属于淹没出流的水页。【分析】教材第HgHAQ21566. 如图，并联长管如

4、图，并联长管1、2两管的直径相同，沿程阻力系数相同，两管的直径相同，沿程阻力系数相同，长度长度L2=3L1，通过流量为：，通过流量为：。212121213.;73. 1.;5 . 1.;.QQDQQCQQBQQA【分析分析】hfAB= hf1 =hf2211112212222112173. 173. 1322QQllllgdlgdlhhff并联管路各支管的流量比为：各支管的流量比为：335322521151321:ldldldQQQ 支管越长、管径越小、阻力系数越大支管越长、管径越小、阻力系数越大流量越小；流量越小； 反之反之 流量越大。流量越大。 7. 如图，、两节点连接并联管段、，则、两节

5、如图，、两节点连接并联管段、，则、两节点间的水头损失为：点间的水头损失为：。3213221321.;.;.;.ffffABfffABfffABffffABhhhhDhhhChhhBhhhhA【分析分析】并联管路的特征。并联管路的特征。8. 长管并联管道各并联管段的：长管并联管道各并联管段的：水头损失相等；水力坡度相等；总能量损失相等；水头损失相等；水力坡度相等；总能量损失相等；通过流量相等。通过流量相等。nwQQQQDggdlLhi 2122422C3B2BAA1144错。）（）局部水头损失（）水头损失（错。总能量损失）（度不一定相等。一定相同，所以水力坡因并联管路各管长度不头损失。沿流程单位

6、管长上的水水力坡度错。）（都相等。流量，使各管水头损失因而能够自动调节各管然维持稳定，两点处的测压管水头必，。在稳定流动状况下，）选择（页。【分析】教材第减小；增大、不变、）增大；（减小、）（不变；减小、）都减小；（、）（变化为：，其他条件不变，流量现关小阀门、门全开时各管段流量并联管道（如图），阀321231231321321CBAK,. 9QQQDQQQQQQQQQQQQ21210211021221222000111210)(; 022212)(K1BBfaBfBKQhppppzzzhggpzggpzpBpQB；不变，）考察（，使上游压强下游阻力总流量阻力，）关小一支管阀门【分析】（212

7、131022122111021021101021112000,22210)();(; 022103AAAfAfBafQphggpggpAhQppppzzzhggpzggpz不变，上式左边考察；不变不变截面）考察（10. 将孔口改为同直径的外管嘴出流，其他条件不变，则出流流将孔口改为同直径的外管嘴出流，其他条件不变，则出流流量增大，这是由于：量增大，这是由于：阻力系数减小所致；流速系数增大所致；阻力系数减小所致；流速系数增大所致；作用水头增大所致。作用水头增大所致。所引起的损失水头。的液流阻力远大于加装管嘴所增加真空作用所产生的水头断面处压力为大气压。孔口的情况下产生真空度。压缩断面的压力小于大

8、气表示在管嘴出流时，收页。【分析】教材第真空Hhh4.70c-c74. 015811. 长管作用水头长管作用水头H保持不变，出口由自由出流改为淹没出流后保持不变，出口由自由出流改为淹没出流后，管路流量：，管路流量：减小；不变；增大；减小；不变；增大；D.不一定。不一定。自由出流自由出流 淹没出流淹没出流不变。不变保持不变。作用水头长管【分析】QgdlHgpzgdlgdlghggpzhggpzggpzff2)1 (H2)1 (2222222222222222222211112. 长管的水力计算常采用比阻公式长管的水力计算常采用比阻公式H=ALQ2,与比阻与比阻A有关的参有关的参数包括：数包括：。

9、、管道流量、管长管径、管道摩阻系数管长、管道摩阻系数管径、管道摩阻系数、管长管径QLdDLCdBLdA.;.;.;.有关。、与【分析】dAALQHgdlHhggpzggpzf22222222112)1 (221；）；（）；（）（的流量关系为：与管嘴后的出流流量为并将孔口改为同直径的当作用水头将为，作用水头下的出流量为某薄壁小孔在nnnnnQQQQQQQQQmQm00000CBA,47.13mHgHAQmHgHAQ482. 02)2(762. 02) 1 (；已知对于管嘴；已知对于孔口【分析】管嘴孔口不能确定。小于大气压；等于大气压；大于大气压最高处压强D.C.B.;A.13。时，求通过孔口的流

10、量，水箱水面压强为时，而，箱水面压强为）（。时，求通过孔口的流量水箱水面高程）（孔口的流量；水箱中无水时，求通过）（保持不变。，设上游水箱的高程为流量系数为水箱，的孔口流入水箱通过直径为】如图所示，水从【计算题mHBmHPaAmHBBmHBcmA2032000322132.601012121)/(1036. 22041. 112000, 0) 3()/(10155. 21)2()/(1072. 3) 1 (62. 04232102132210321020smQmgpHHmHHHPapABsmQmHHHsmQHHBdAgHAQAA水箱水面压力为水箱水面压力为当水箱无水时，当公式：解：根据淹没出流

11、流量局部损失很小）。这样排列的理由（弯管按大小顺序排列并说明这三种装置的出流的三种出流装置，请把内径均为的圆孔上，拟分别接上壁孔径为【分析题】如图，在侧Qdd。水头损失比管嘴大作用水头相同，但短管、水头要小得多。，但相对于增加的作用尽管存在弯管水头损失的作用水头大大增加，的竖直短管使最大是由于长度）解：（BABACCBAcQQQQQlQQQQ)2(1。孔口直径，不计流速水头时，求收缩系数，当流速系数孔口淹没出流的流量容器封闭，水面压强，容器开敞水面压强。水面高差，孔，水面恒定，两容器两容器有一薄壁圆形小、如图，】【计算题dsmQmkNpAmkNpBmHBA64. 07.90,/41.37;/1

12、 .98/03.490 . 2232221mHgppgQQddAQAAAQHgppgggpHgpBAmgpHBmmgpAcccccccBABA1 . 024442)156(112)1 (781. 910001005.4921081. 91000101 .981081. 91000101 .981221222333页参考流动方向液面具有能量：液面具有能量：【解】少至多少？因损坏停用，问流量减）若管段）求流量；（不计局部水头损失。的管段连接如图。沿程阻力系数，直径，长用直径高【计算题】两水池水面32103. 0,400300,40030025332121mmdmLLmLmddmH522282dlQ

13、dlhfslQslQslQQgdlQgdlQgdlQgdlHQQQhhhhhhH/160;/78;/23888881321535323525222525222515121321323121）对管道系统有【解】（slQQgdllhhHQQQ/187)(803255122121213；损坏）若管段（。图中所标注尺寸均为处的压强。大气压强为，管内截面可以忽略不计，试计算水流经管路的能量损失，管路直径没有变化，示的虹吸管做定态流动【计算题】水在如图所mmPa100133. 1554,43,3225kgJsmAQsmzhppzmzhpgzpgzff/81. 922222/43. 4/43. 420; 0)(00;1226611262524232265432626161161616162661211各截面流速不变据连续性方程由于管路直径不变，根简化后：；表压；间列伯努利方程和度【解】计算管内水的速kgJpzgEpzgEE/8 .130100010