4水动力学的基本原理

本文格式为Word版，下载可任意编辑——4水动力学的基本原理第四章水动力学的根本原理14水动力学的根本原理水动力学的根本原理41如下图水流通过由两段等截面及一段变截面组成的管道假设上游水位保持不变试问1当阀门如下图水流通过由两段等截面及一段变截面组成的管道假设上游水位保持不变试问1当阀门T开度确定各段管中是恒定流还是非恒定流各段管中为平匀流还是非平匀流2当阀门开度确定各段管中是恒定流还是非恒定流各段管中为平匀流还是非平匀流2当阀门T逐步关闭这时管中为恒定流还是非恒定流3在恒定流处境下当判别第段管中是渐变流还是急变流时与管长有无关系逐步关闭这时管中为恒定流还是非恒定流3在恒定流处境下当判别第段管中是渐变流还是急变流时与管长有无关系答1阀门开度确定时段管中均为恒定流段管中为平匀流段管中为非平匀流2阀门逐步关闭这时管中均为非恒定流3恒定流处境下段管中流态与管长有关管很长时为渐变流42在立面图上有一管路在立面图上有一管路AB两点高差两点高差z1mA处直径处直径dA025m压强压强pA784Ncm2B处直径处直径dB05m压强压强pB49Ncm2断面平均流速断面平均流速vB12ms试求管中水流方向试求管中水流方向解以A点所在的平面为基准面zA0mzBz1m由连续性方程AvAd24Bvd2B4可得22BBABA22AABBAABB0512ms1248ms02522dvvvdpvpvHzHzgg4242784104849101201310m09800298980029822AAABBAABABpavpavHHzz2g2g管中水流由A流向B43图示为一从水箱引水的水平直管已知管径图示为一从水箱引水的水平直管已知管径d20cm管长管长L40m局部水头损失系数进口局部水头损失系数进口105阀门阀门206当流量当流量Q02m3s在相距在相距l10m的的11及及22断面间装一水银压差计其液面高差断面间装一水银压差计其液面高差h4cm求作用水头求作用水头HH题41图阀门QzBA第四章水动力学的根本原理2解管中流速22026369ms02502502vAd进口水头损失22116369051035m2298fvhg阀门水头损失22226369061242m2298fvhg11和22断面间水头损失12m121261260040504mpphhh管道的水力坡度1205040050410hJl所需水头221263691035124200504406363m2298ffvHhhJLg44如下图为一装有文丘里管的管路已知管径如下图为一装有文丘里管的管路已知管径d115cm文丘里管喉部直径文丘里管喉部直径d210cm水银差压计高差水银差压计高差h20cm实测管中流量实测管中流量Q60Ls试求文丘里流量计的流量系数试求文丘里流量计的流量系数解由文丘里管计算公式得QKh其中360Ls006msQ102126252mmhh2442201529800388015411010dgKdd2114006097400388252QKh45如下图小孔口射流孔口距某墙顶的水平距离如下图小孔口射流孔口距某墙顶的水平距离l4m铅直距离铅直距离s2m假设不计射流经过小孔的水头损失试求射流恰好从墙顶越过的最小水池水深假设不计射流经过小孔的水头损失试求射流恰好从墙顶越过的最小水池水深minH解以00为基准面如下图对1122断面写能量方程那么221122222pvpvHsgg1由2211220022vppvvvHHsvgHsg1min1以00为基准面如下图对11和孔口收缩断面33断面列能量方程略去收缩断面到孔H题43图h12ld1d2Qh题44图第四章水动力学的根本原理3口的距离那么223331113122pvpvHsgg1s由已知条件23311330022vppvHvgHg11水舌从孔口抛出后可认为水舌作初速度为32vgH的作平抛运动那么22222111222422xgHtxxxtzgtggHHgHzgt将2m4mzsx代入上式那么2222min4402m4442xzHxlHzs46某自来水厂用管径某自来水厂用管径d05m的水管将河道中水引进集水井假设水流从河中经水管至集水井的总水头损失的水管将河道中水引进集水井假设水流从河中经水管至集水井的总水头损失262wvhg其中已包括出口突然扩大水头损失其中已包括出口突然扩大水头损失122vg河水位与井水位高差河水位与井水位高差H2m时试求通过管道的流量时试求通过管道的流量Q解以井水面00为基准面对11和22两断面列能量方程那么由221122221212022022pvpvHhggvvppvvhHgg1221066982256ms33gHgHv2623052560502ms4QvA01题45图0l22vHs133xz1H001122题46图集水井第四章水动力学的根本原理447图示为一水泵抽水流量图示为一水泵抽水流量Q20Ls吸水管直径吸水管直径d20cm长度长度l5m水泵内允许真空值为水泵内允许真空值为65m水柱沿程水头损失系数水柱沿程水头损失系数002弯头局部水头损失系数弯头局部水头损失系数103底阀局部水头损失系底阀局部水头损失系数数252试计算水泵的安装高度试计算水泵的安装高度sh取动能校正系数为取动能校正系数为1解由已知条件可得管道中的流速为240020637ms02QvA以水池水平面为基准面对11和22两断面列能量方程那么2s221222s25063703520020217m2022980637650217626m2298vvpvhhglvhdgpvhhg048如下图为一水轮机的圆锥形尾水管已知如下图为一水轮机的圆锥形尾水管已知AA断面的直径断面的直径Ad06m流速流速vA6msBB断面的直径断面的直径Bd09m图中图中10mz由由A到到B的水头损失的水头损失ABwh01522Avg试求试求1当当z5m时时AA断面处的真空度断面处的真空度2当当AA断面处的允许真空度为断面处的允许真空度为5m水柱高度时水柱高度时AA断面的最高位置断面的最高位置maxz解以BB为基准面写A和B两断面能量方程那么22AAABBABABBpvpvzzh2g2g已知Az6mBA0m6mszvAB1022ABAAB06044462667ms09dvvvd22AAB01560150276m98vh2g2将已知数据代入到能量方程那么1当zA5m时22ABBAAB22266760027622610363183702766198mBAppvvzzhzgg2g2g6即当zA5m时AA断面真空度为6198m2当A5mp时题47图hs1122v12QAABB题48图zz00第四章水动力学的根本原理522BBAAAAmaxBAB222667601027651103630276518373802mBpvpvzzzhz2g2g2g2g49如下图的射流泵其工作原理是借工作室中管嘴高速射流产生真空将外部水池中的水吸进工作室然后再由射流带进入水管已知如下图的射流泵其工作原理是借工作室中管嘴高速射流产生真空将外部水池中的水吸进工作室然后再由射流带进入水管已知H2mh1m1d3d10cm2d7cm假设不计水头损失认为吸管中吸入的流量很小可疏忽不计试求假设不计水头损失认为吸管中吸入的流量很小可疏忽不计试求1射流泵供给的流量射流泵供给的流量Q2工作室中工作室中22断面处的真空度断面处的真空度2vh解1以00为基准面列11和33断面的能量方程不计水头损失那么22331122pvpvHhhgg31将00ppv131代入上式那么232vHg32233322982626ms6260100492ms44vgHvdQ2以00为基准面列11和22断面的能量方程不计水头损失那么221122222pvpvHhhgg1其中p1012101v0那么222pvHhg2由33和22断面间连续方程并认为从吸管中吸入的流量0Q那么22322344ddQvv223232106261278ms7dvvd2222127821533m2298533mvpvHhgh2410有一如下图的水泵装置已知水泵的功率有一如下图的水泵装置已知水泵的功率N28kw流量流量Q100m3h效率效率70管路系统的总水头损失管路系统的总水头损失wh22m试求出口水池的水位高程试求出口水池的水位高程2工作室Hhd1d2paQ00113322题49