流体力学试卷、习题及答案

流体力学与叶栅理论课程考试试题

一、选择题〔每题1分，共10分〕

1、在括号内填上“外表力〃或“质量力〃：

摩擦力()；重力();

离心力()；浮力();

压力()o

2、判断以下表达是否正确(对者画J错者画X)：

(a)基准面可以任意选取。()

(b)流体在程度圆管内流动，假如流量增大一倍而其它条件不变的话，沿程

阻力也将增大一倍。()

(c)因为并联管路中各并联支路的水力损失相等，所以其能量损失乜一定相

等。()

(d)定常流动时，流线与迹线重合。()

(e)沿程阻力系数入的大小只取决于流体的流动状态。()

二、答复以下各题［1-2题每题5分，3题10分，共20分〕

1、什么是流体的连续介质模型？它在流体力学中有何作用？

2、用工程单位制表示流体的速度、管径、运动粘性系数时，管流的雷诺数%=104,

问采用国际单位制时，该条件下的雷诺数是多少？为什么？

3、常见的流量的测量方法有哪些？各有何特点？

三、计算题〔70分〕

1如下图，一油缸及其中滑动栓塞，尺寸D=,d=,L=160mm,间隙内充满

〃二0.065Pa・S的光滑油，假设施加活塞以F=10N的拉力，试问活塞匀速运动时的速

度是多少？（10分）

题1图

2、如下图一盛水容器，平壁及AD为半个圆柱体，半径R=lm,

自由外表处压强为一个大气压，高度H=3m,试分别计算作用在单位长度上45

面、8。面和面所受到的静水总压力。（10分）

题2图

3、原型流动中油的运动粘性系数即=15xl0.5m?/s,其几何尺度为模型的5倍，如

确定佛汝德数和雷诺数作为决定性相似准数，试问模型中流体运动粘性系数

所二？（1。分〕

4、如下图，变直径圆管在程度面内以a=30。弯曲，直径分别为力二，4二，过水

流量假设为。=3/s,P=1000N/m2时、不计损失的情况下，求水流对圆管的作用

力及作用力的位置。（20分）

题4图

5、两水池的水位差斤=6m,用一组管道连接，管道的第一段8c长L/=3000m,

直径r//=600mm,C点后分为两根长L2=L3=3000m,直径d2=d3=300mm的并联管,

各在D点及E点进入下水池。设管道的沿程阻力系数2=0.04,求总流量。=?（20

分）

题5图

习题

第一章绪论

1.连续介质假设意味着O

(A)流体分子互相紧连(B)流体的物理量是连续函数

(C)流体分子间有空隙(D)流体不可压缩

2.流体的体积压缩系数即是在—条件下单位压强变化引起的体积变化率。

(A)等压(B)等温(C)等密度

3.在常温下水的密度为—kg/m3o

(A)1(B)10(C)100(D)1000

4.空气的体积弹性模数E=-o

(A)p(B)T(C)p(D)RT

5.温度为20℃,压强为Upa的空气密度为kg/m\

(

6.水的体积弹性模数—空气的弹性模数。

(A)小于(B)近似等于(C)大于

7.静止流体剪切应力。

(A)不能承受(B)可以承受(C)能承受很小的(D)具有粘性时可承受

8.温度升高时，空气的粘性系数—o

(A)变小(B)变大(C)不变

9.运动粘性系数的单位是—o

(A)slm2(B)m21s(C)N8/附'(D)Nmls

10.—是非牛顿流体。

(A)水⑻空气(C)血液(D)沥青

11.动力粘性系数〃与运动粘性系数v的关系为〃=—o

(A)pv(B)v!p(C)v1p(D)pv

12.流体的粘性与流体的一无关。

(A)分子内聚力(B)分子动量交换(C)温度(D)速度剃度

13.光滑油的动力粘性系数〃=4乂1。84.6"/，已测得剪切应力为

r=0流体微团的角变形速率那么为一o

14.—的流体称为理想流体。

(A)速度很小(B)速度很大(C)忽略粘性切力(D)密度不变

15.外表张力系数b的量纲是—o

(A)N!m(B)Ns(C)NAm(D)NmA

16.以下四种液体中，接触角6二的液体不润湿固体。

(A)120°(B)20°(C)10°(D)0°

17.动力粘性系数的流体沿平板壁面流动，测得离壁面

丁伽)处的速度分布为“二】-200(0.05在y=5mm处的粘性切应力为

r=Nfm”。

(A)-2.97(B)0(C)8.9x10-4

18.温度升高时，外表张力系数b—o

(A)增大(B)减小(C)不变

19.毛细液柱高度h与一成反比。

(A)外表张力系数(B)接触角(C)管径(D)粘性系数

20.液滴内的压强p与大气压强「。之差p-po-0o

(A)>(B)=(C)<

第二章流体静力学

1.什么是绝对压力、相对压力、真空？它们之间的关系如何？

2.大气压力为2。求：（1）绝对压力为117.72kN/m2时的相对压力；（2）绝对压

力为68.5kN/n?时的真空值各是多少？（用水柱高度表示）

3.流体静压力有哪些特性？

4.什么是等压面？等压面的两个重要性质是什么？

5.流体静力学根本方程式有哪几个表达式？方程式的物理意义、几何意义如何？

6.如图2-34所示，8OOkg/m3,〃/=64kpa,〃2，求Az。

图2-34题6图

7.如图2-35所示，A/=；&二：P尸lOOkN,试求&为多少。

图2-35题7图

8.水深〃=3m,大气压pa=1at,求水池底部的相对压强及绝对压强。9.虹吸管

内最低绝对压强为45kpa,及pa=lat,试求虹吸管内的最大真空值Pv和最大真

空度〃产？

如图2-36所示，D=60mm,/?=200mm,求：杯口气压的真空度

图2-36题10图

11.如图2-37所示，铅垂放置闸门,力尸血,”=2111,5=求:作用于闸门上的总压力

及作用点位置。

图2-37题11图

12.如图2-38所示，闸匚为圆形Q二,@80°，可绕通过C的程度轴旋转

求⑴作用在闸门上的转矩与闸门在水下的深度无关

⑵闸门完全吞没，作用在闸门的转矩

图2-38题12图

13.如图2-39所示，直径相等的半球形面，求作用在三个球面的作用力的大小

及方向。

图2-39题13图

14.如图2-40所示，弧形闸门，宽8=5m,族45。,『2m,转轴与程度面平齐

求：水对闸门轴的压力

b

图2-40题14图

15.如图2-41所示，一辆小车车箱长3高，，装有1/2的水，向右行驶，求使

水不溢出的最大加速度。

图2-42题15图

16.如图2-43所示，底面积一样，高度一样、形状不同的四个容器，置于桌面

上。不计容器质量。试求四个容器中的水对桌子的作用力的大小顺序以及水对容

器底部的作用力的大小顺序。

图2-43题16图

17.求如图2-44所示，水下倾斜放置的平板，〃=3m,宽〃=5m,a=30,求:

作用在平板上的总压力和压力中心的位置。

18.如图2-45所示，用一U形管测量汽车的加速度，L=200mm,当汽车加速行

驶时，使”=100mm,求汽车的加速度。

a

图2-45题18图

19.如图2-46所示，一容器，上部为油，下部为水，％=1.5m,4=3m,油的密度

为A=800%g/m3,求作用于容器侧壁A3单位宽度上的作用力的大小及其作用点

的位置

图2-46题19图

20.量测容器中A点压强的真空计如图2-47所示，：z=lm,/?=2m,当地大气压

图2-47题20图

21.如图2-48所示，h}=0.91,/^=0.61m也=九=0.305m,夕油=900&g/m’，计算

各液面的相对压强。

图2-48题21图

22.如图2-49所示，用复式测压计测量锅炉中水面上蒸汽的绝对压强p,

H=3m,%=1.4m,%=2.5m,%=1.2m,/z4=2.3m,试求p值的大小。

图2-49题22图

23.如图2-50所示，一圆柱形容器，直径d=1.2m,充满水，并绕垂直轴等角速

度旋转，在顶盖上％=0.4m处安装一开口测压管，管中的水位〃=0.5m。问此容

器的转速〃为多少时顶盖所受的总压力为0。

图2-50题23图

24.如图2-51所示，设计自动泄水阀，要求当水位为〃时，用漂浮一当的加油

柱形浮标将细杆所连接的堵塞提起。堵塞直径d,浮标长/,活动部件的重量G,求

浮标直径。为多少，假如浮标改为圆球形，其半径R应为多少？

图2-51题24图

25.如图2-52所示，，一正方形容不得器，底面积为〃xZ?=200x200mm2,

班=4必。当它装水的高度〃=150mm时，在生=25必的载荷作用下沿平面滑动。

假设容器的底与平面间的摩擦系数/=0.3,试求不使水溢出时容器的最小的高度

H。

图2-52题25图

26.如图2-53所示，半径R=0.2m,长度/=2m的圆柱体与油（比重为）、水接

角，圆柱体右边与容器顶边成直线接触，试求：

（1）圆柱体作用在容器顶边上的力；

（2）圆柱体的重量与比重。

图2-53题26图

27.如图2-54所示，用熔化铁水（比重为7）铸造带凸缘的半球形零件，,

H=0.5m,0=0.8m,R=0.3m,d=0.05m@I=0.02m,占/=0.05m，试求铁水作用在

砂箱上的力。

图2-54题27图

第三章流体动力学根底

2

3-1二元不可压缩流场中，匕=5d,Vv=-i5x^,试求点（1,2）上的速度和加速

度。

［答:v=30.41m/s,a=167.7m/s2］

3-2匕=4^，匕=4V，V.=0,式中人是不为零的常数。试求：（1）流

厂+），■厂+厂

线方程。（2）r=lM,通过点（1,0）流线的形状。

［答：（f+y2>=c,流线为/+y2=］,流线的形状为一圆。］

3-3流体质点速度沿工方向成线形规律变化，相距/=50cm两点的速度为

=2m/s,vB=6m/so流动是恒定的，试求A、8两点的质点加速度。

22

［答：aA=16m/s,aB=48m/s］

2

3-4不可压缩流体流动的两个分速度为匕=2/+y,v=2y+zf且在z=0处有

匕=0。试求流速分量匕的表达式。

［答：匕=-4（x+y）z］

3-5人管直径q=5m,小管直径d2=lm,人管中过流断面上的速度分布为

v=6.25-r2m/s（式中一表示点所在半径，单位为m）。试求管中流量及小管中

的平均速度。

［答：qv=61.36m7s,v=78.13m/s］

3-6如下图以断面平均流速u=0.15m/s流入直径O=20mm的排孔管中的液体，

全部经8个直径d=lmm的排孔流出，假定每孔流速依次降低2%,试求第1孔

和第8孔德流速。

［答：V）=8.04m/s,v8=6.98m/s］

3-7试证明以下不可压缩均质流体运动中，哪些满足连续性方程，哪些不满足连

续性方程。（1）v.=-ky,v=kx,v,=0；（2）v=kx,vv=ky,v.=0；（3）v.=4x，

vv=0；⑷vv=4xy,vv=0o

［答：（1）、（2）满足连续性方程，（3）、（4）不满足连续性方程。］

3-8程度放置的水管，直径由4=15cm收缩到q=7.5cm,pL&N/cm?、

%=L5gN/cm21g为重力加速度），不计损失，试求管中流量。

s

［答：qv=0.101m7］

3-9利用皮托管原理测量输水管中的流量为。输水管直径d=2（X）mm,水银差压

计读数4=60mm,断面平均流速U=0.84%2其中%ax为皮托管前管轴上未受

扰动水流的速度。

［答：％=0,102m3/s］

3-10油从铅直圆管向下流出。管直径4=10cm,管口处的速度为匕=L4m/s,

试求管口下方〃=1.5m处的速度和汕柱直径。

［答：v2=5.6m/s,d2=5cm］

3-11图示为水塔，供水管道系统，4=9m,%=0-7m。当阀门翻开时，管道中

水的平均流速u=4m/s,总能量损失%,=13m,试确定水塔的水面高度以。

［答：//=5.52m］

3-12铅直输水管道的直径。=200mm,在相距/=20m的上下两测压计读数分别

为196.2kPa和588.6kPa。试判断流动方向，并计算水头损失。

［答:从下往上流，4=20.01m］

3-1320C的水通过虹吸管从水箱吸至8点。虹吸管直径4=60mm,出口8处喷

嘴直径《=30mm。当％=2m、4=401时，在不计水头损失条件下，试求流量

和C点的压强。

［答：%=0.00626n?/s,=-22024.3Pa|

3-14图示一自来水龙头将水从水箱中放出，设水龙头直径d=12mm,图示压力

表当水龙头关闭时读数为〃=0.28MPa,翻开水龙头后读数为〃'=0.06MPa,求

自来水龙头流出的流量，不计损失。

［答：外方2.37x10-3m3/s］

3-15图示一自然排烟锅炉，烟囱直径d=lm,烟气流量Q=7.135n?/s,烟气密

3

度夕=0.7kg/n?,外部空气密度pa=1.2kg/m,烟囱的压强损失

=0.035—^o为使烟囱底部入口断面的真空度不少于10mm水柱，试求烟

d2

囱的高度Ho

［答：H>32.63m］

3

3-16dA=15cm,dH=7.5cm,a=2.4m,水的流量qN=0.02m/s,

2

2

/4-pA=11772N/mo⑴假如AB之间的水头损失表示为二上，试求4的值。

2g

⑵求水银差压计中的读数〃。

［答：？=3.4,/?=9.5cmJ

3-17在离心水泵的实验装置上测得吸水管上的计示压强8=-0.4gxl0，Pa,压水

管上的计示压强〃2=2.8gxl（）4pa（g为重力加速度），4=30cm,d2=25cm,

3

<7=1.5m,=0.lm/so试求水泵的输出功率。

［答：P=32.96kW］

3-18如下图的程度设置的输水弯管，转角8=60,直径山4=200mm变为

J2=150mmo转弯前断面的压强p】=18kN/m2（相对压强），输水流量

C=0.1m7s,不计水头损失，试求水流对弯管作用力的大小。

［答：工=0.538kN，G=0.597kN］

3-19密度夕=1000kg/m3的水从图示程度放置的喷嘴喷出流入大气。喷嘴尺寸

D=8cm,J=2cm,测得出口速度匕=15m/s,求螺栓组A所受的力。

［答：b=Y97N］

3-20一股程度方向上的射流冲击一斜置的光滑平板。射流来流速度为％,流量

为劭，密度为「，平板倾角为6。不计重力及流动损失，求射流对平板的作用力

及分流流量的、%O

［答:qVi=y(l-cosi9),9v2=y(l+cos^)］

3-21边长〃=30cm的正方形铁板闸门，上边钱链连接于。，其重力为

W=U7.7N,水射流直径4=2cm的中心线通过画板中心C,射流速度u=15m/s。

(1)为使闸门保持垂直侑置，在其下边应加多大的力尸？(2)撤销力「后，闸

门倾斜角夕是多少？忽略校链摩擦。

［答：F=35.3N,0=3652'］

3-22直径为d=4cm,速度为u=30m/s的水射流，在叶片一端流入，从另一端

流出，速度大小不变，但方向随叶片而偏转，试求以下两种情况下射流对叶片作

用力。

(1)a=J3=30>(2］a=0,/?=60o

_______F

2

［答：(1)F=q=1958N,e=0,［2)F=+Fv=1958N,^=arctan=-30］

3-23旋转式喷水器由三个均布在程度平面上的旋转喷嘴组成，总供水量为外，

喷嘴出口截面积为A,悬臂长为R,喷嘴出口速度方向与悬臂的夹角为，。(1)

不计一些摩擦，试求悬臂的旋转角速度。。［2)假如使己经有口角速度的悬臂停

顿，需要施加多大的外力矩M?

［答：①=-^—sin。，M='""vsin。］

3AR3A

3-24判断流场匕=/+工一,2,匕=_(2xy+y)是有旋流动还是无旋流动。

［答：无旋流动］

3-25设流场中的速度分布为匕=1,匕.=2,试判断是否存在流函数”和速度势夕，

假设存在那么绘出它们的分布图。

［答：i//=y-2x,9=x+2y,为互相垂直的平行直线］

3-26平面势流的速度势函数0=4卜2-），2）,试求速度和流函数。

［答：v=8-Jx2+y2,与程度方向的夹角。=arctan-1;°=8x）”

22

3-27某二元不可压缩流场速度分布匕=x+4x-y,vv=-2xy-4y,试确定:

（1）流动是否连续？（2）流场是否有旋？（3）速度为零的驻点位置。（4）

速度势函数9和流函数材。

222

［答:流动连续;流场无旋；驻点为（0,0）和（-4,0）；（p=-x^2x-yx-2yf

W=x2y+4xy-^y3］

2

3-28（1）vr=0,v产士,攵是不为零的常数；（2）vr=0,V,=cor,①为

r

常数。试求上述两流场中半径为“和4两条流线间流量的表示式。

22

［答：⑴q=l<\v\—,（2］q=-a）^rl-/?）］

r?2

3-29源流和汇流的强度9均为60m2/s,分别位于x轴上的（-a,。）、（%（））点,

。为3m。计算通过（0,4m）点的流线的流函数值，并求该点的流速。

［答：（1）”=一12.29；匕=2.29m/s,vv=0］

3-30将速度为％平行于x轴的均匀流和在原点。的点源叠加而成如下图绕

平面半柱体的流动，试求它的速度势和流函数，并证明平面半柱体的外形方

程为厂=4（»-6）/2m^sin。，它的宽度等于切包o

3-31设在（1,0）点置有「=「°的旋涡，在（-1,0）点置有「=-「。的旋涡。试求

沿以下道路的速度环量。⑴/+y2=4；⑵口一1）2+y2=1；⑶x=±2,y=±2

的一个方形框；（4）4=±0.5,），=±0.5的一个方形框。

3-32给定流场为匕=一二二，匕.=」^,匕=0,其中。为常数。作一

厂+）2r+），2-

个围绕。轴的任意封闭曲线，试用斯托克斯定理求此封闭曲线的速度环量，

并说明此环量值与所取封闭曲线的形状无关。

22

3-33某流场的速度为匕vr=0,vz=0,其中c为常数，r=>Jx+yo

求：（1）沿曲线/+），2=/的速度环量「；QI通过上述封闭曲线所包围的

圆面积的旋涡强度1。

［答：「=2〃。/,J=c7rcr］

3-34有一流场，在厂>〃时，匕=---——、））,v=---v2=0；在

2万V+y2X2^-X2+y2

rWaO寸，vA=-coy,vv=cox,v.=0,求沿图所示曲线。a4和乙（4和

。的半径相等）的速度环量。。的半径为6。

1

［答：，「=—2万。％,r,=——aco,几=0,r/}=—27rr^a）］

3-35设流体质点运动的速度分量为匕=y+2z,vv=z+2x,匕=x+2），，试

求涡线方程。假设涡管断面cL4=0.0001n?,求旋涡强度J。

第四章相似理论及量纲分析

1.为研究风对高层建筑物的影响，在风洞中进展模型实验，当风速为u=9〃z/s

时测得迎风面压强为42N/,/?,背风面压强为-20N/,%2,试求温度不变风

速增至U=12"2/S时，迎风面和背风面的压强。

(74.67M—35.56N)

2.一个潮汐模型，按弗劳得相似准那么设计，尺度比例系数为4=2000,问原

型中的一天，相当于模型的时间是多少？

(32.2min)

3.为研究输水管道上直径600mm阀门的阻力特性，采用直径300mm,几何相

似的阀门用气流做模型实验。输水管道的流量为0.283m3/5,试求模型的气

流量。(D气/u水=15.6,)

(%〃=2.207m3Is)

4.有一内径d=200〃〃〃的圆管，输送运动粘度系数为u=4x10-5加2的油,其

流量夕=0.12帆3/s。假设用d=50z的圆管分别用20℃的水和20℃的空气

作模型实验，试求模型相似时管内应有的流量。

(7.553xlO-463/s,i.]39xl(r2后r)

5.用尺度比例系数4=20的模型进展溢流坝的实验，今在模型中测得通过流量

心=0.19//s时，坝顶水头%=0.15m,坝趾收缩断面出流速

3

vrw=3.35mIs,试求原型相应的流量、坝顶水头及收缩断面处的流速。

33

(qp=339.88m/sp=3m,vcp=15mIs)

6.汽车的高度〃=2"?,速度u=108m/〃，环境温度为20C。为求汽车阻力在风

洞中做模型实验。设风洞中温度为0℃。气流速度4=60〃?/$,试求模型汽

车的高度加；假设在风洞中测得模型汽车阻力£〃=1500N,原型汽车阻力有

多大？

(hm=0.873加，歹=1830N)

7.光滑圆球以速度u=L66/s在水中运动，为求圆球受到的阻力F,在风洞中用

直径放大到2倍的光滑圆球进展模型实验。为保证两者相似，风洞中的空气

速度应多大？假设在风洞中测到的阻力为0=0.95N,那么原型球的阻力有

多大？

(vm=12.5mis,Fp=4.4N)

8.小球在不可压缩粘性流体中运动阻力性与小球的直径d、等速运动的速度八

流体的密度夕、动力粘度系数〃有关，试导出阻力的表达式。

(小/(Re).亨。

9.雷诺数是流速万，物体特征尺度/,流体密度p,以及流体动力粘度系数4这

四个物理量的综合表达，试用兀定理推出雷诺数的表达形式。

(Re="

10.不可压缩粘性流体在程度圆管中做定常流动忙，流量q与直径1、单位长度的

压降△〃//及流体动力粘度系数〃有关。试用兀定理推出9与这些物理量的关

系。

m

11.圆型孔口出流的流速V与作用水头H,孔口直径d,流体的密度Q,动力粘

度系数〃和重力加速度g有关，试用兀定理推导孔口出流速度的表达式。

(v=fg，Re,))

第五章液流形态及水力损失

5-1用直径d=100mm的管道，输送流量为10kg/s的水，如水温5℃,试确

定管内水的流态。如用这管道输送同样质量的石油，石油的密度为p=850kg/n?,

运动粘滞系数u=2/s,试确定石油的流态。

5-2有一矩形断面小排水沟,水深h=15cm,底宽b=20cm,流速u=/s,水温

为15℃,试判别其流态。

5-3温度为匚20℃的水，以Q=4000cn?/s的流量通过直径d=10cm的水管，

试判别其流态。假如保持管内液体为层流运动，流量应受怎样的限制？

5-4有一均匀流管路，长1=100m,直径d=,水流的水力坡度，求管壁处和

厂处切应力及水头损失。

5-5输油管管径d=150mm,输送油量，求油管管轴上的流速Umax和1km长

的沿程水头损失。y油3,口油=2/s。

5-6汕以流量Q=3/s,通过直径d=6mm的细管，在l=2m长的管段两端接水

银差压计，差压计读数h=18cm,水银的容量丫或，油的容重丫油3。求油的运动

粘度。

题5-6图

5-7在管内通过运动粘度v=2/s。的水，实测其流量Q=35cn?/s,长15m管段

上水头损失h尸2cmH20,求该圆管的内径。

5-8液体薄层流（厚度为b）在斜面上向下呈均匀流动，试用取隔离体方法

证明：

流速分布u=^(b2-y2)sin0

2//

单宽流量Q=Z/sm。

3//

5-9半径ro=150mm的输水管在水温t=15℃下进展实验，所得数据为p水

二999kg/m3,|i水=0.001139N-s/m2,u=/s,。

(1)求管壁处、。处、厂0处的切应力。

(2)如流速分布曲线在。处的速度梯度为4.341/s,求该点的粘性切应力与

紊流附加切应力。

(3〕求。处的混合长度及尢量纲常数K。假如令尸项K=?

5-10圆管直径d=15cm,通过该管道的水的速度u=/s,水温t=18°C。假设，

试求粘性底层厚度&O假如水的流速进步至/s,&如何变化？如水的流速不变，

管径增大到30cm,&又如何变化？

5-11铸铁输水管内径d=300mm,通过流量Q=50L/s,水温t=10℃,试用舍

维列夫公式求沿程阻力系数X及每公里长的沼程水头损失。

5-12铸铁输水管长l=1000m,内径d=300mm,通过流量Q=100L/s,试按公

式计算水温为10℃、15℃两种情况下的入及水头损失hf。又如水管程度放置，水

管始末端压强降落为多少？

5-13城市给水干管某处的水压,从此处引出一根程度输水管，直径d=250mm,

当量粗糙高度△二。假如保证通过流量为Q=50L/s,问能送到多远？(水温t=25℃)

5-14一输水管长/=1000m,内径d=300mm,管壁当量粗糙高度△=,运动

粘度v=0.013lcm2/s,试求当水头损失h尸时所通过的流量。

5-15圆管直径d=10cn粗糙度△=Zmm,假设测得2m长的管段中的水头损

失为，水温为10℃。问此时是水力光滑管还是水力粗糙管流动？如管内流动属水

力光滑区，问水头损失可减至多少？

5-16混凝土排水管的水力半径R=。水均匀流动1km的水头损失为In,粗

糙系数，试计算管中流速,

5-17用泵程度输送温度t=20℃及流量Q=90L/s的水，经直径d=250mm,

/=1000m的新焊接钢管至用水点，试求水头损失。

5-18容重y=8435N/m3的石油，在水泵压力p=1930kPa下通过直径d=250mm

的程度输油管，输送间隔/=20km,如运动粘度v=2/s,试求石油的流量。

5-19有一水管，管长/=500m,管径d=300m,粗糙高度△二,假设通过流量

Q=600L/S,水温20℃,试：

(1)判别流态；

(2)计算沿程损失；

(3)求断面流速分布。

5-20流速由in变为U2的突然扩大管，如分为二次扩大，中间流取何值时

部分水头损失小，此时水头损失为多少？并与一次扩大时的水头损失比拟。

5-21水从封闭容器A沿直径d=25mm、长度/=10m的管道流入容器B。假

设容器A水面的相对压强为2个工程大气压，Hi=lm,H2=5m,部分阻力系数，

进，，强，C弯，沿程最系数，求流量Q。

题5-20图

题5-21图

5-22自水池中引出一根具有三段不同直径的水管如下图。d=50mm,

D=200mm,/=100m,H=12m,部分阻力系数，进，(阀，，沿程阻力系数，求管中

通过的流量并绘出总水头线与测压管水头线。

5-23图中/=75cm,d=，u=/s,,，进，计算水银差压计的水银面高差hp,并表

示出水银面高差方向。

题5-22图

题5-23图

5-24如下图为一突然扩大的管道，其管径由d尸50mm突然扩大到

d2=100mm,管中通过流量Q=16n?/h的水。在截面改变处插入一差压计，其中充

以四氯化碳(p2=1600kg/m3),读得的液面高度差h=173mm。试求管径突然扩大的

损失系数，并把测得的结果与按理论计算的结果相比拟。

5-25计算图中逐渐扩大管的部分阻力系数。由=,pi工程大气压，d2=15cm,

p?I：程大气压，/=150cm,流过的水量Q=/s。

题5-24图

题5-25图

5-26测定一蝶阀的部分阻力系数装置如下图，在蝶阀的上、下游装设三个

测压管，其间距/i=lm,/2=2mo假设圆管直径d=50mm,实测▽i=l50cm,

V2=125cm,V3=40cm,流速u=3m/s,试求蝶阀的部分阻力系数C值。

题5-26图

5-27一圆形桥墩立于水中，桥墩直径为，水深2m,平均流速2m/s。试求桥

墩受到的水流作用力。（水温为20C）

5-28一个直径d=lcm,比重为的小球在静水中下沉，到达等速沉降时速度

uo=463m/s,求:

(1)等速沉降时小球所受到的绕流阻力D；

(2)绕流阻力系数CD及雷诺数Re。(水温为20℃)

第六章孔口、管嘴及有压管道流动

6-1假设管嘴出口面积和孔口面积相等，且作用水头”也相等，为什么管嘴

出流量要比孔口出流量大？并写出管嘴收缩断面处真空高度的表达式。

6-2液流从贮藏箱的垂直侧壁上的小孔口中程度射出，从收缩断面处量起，

程度射程为x,孔口中心离地高为丁。试用x和y来表示出流流速。假设贮液箱

内液面比孔口中心高出“，求流速系数的表达式。

习题6-2

6-3在混凝土坝中设置一泄水管，如下图，管长/=4m,管轴处的水头

”=6m,现需通过流量纭=10n?/s,假设流量系数〃=0.82,试决定所需管径d,

并求管道水流收缩断面处的真空值。

习题6-3

6-4如题图所示的水箱用隔板分成左右两个水箱，隔板上开一直径

4=40mm的薄壁小孔口，水箱底接一直径d2=30mm的外管嘴,管嘴长7=0.1m,

“i=3m。试求在恒定出流时水深/和水箱出流流量外I、/2。

习题6-4

6-5水从A水箱通过直径为10cm的孔口流入3水箱，流量系数为。设上游

水箱的水面高程4=3m保持不变。假设水箱A、8顶部均与大气相通，求（1）

B水箱中无水时，通过孔口的流量为多少？（2）8水箱水面高程凡=2m时，

通过孔口的流量为多少？⑶假设A箱水面压力改为〃oA=2OOOPa,X=3m,

8水箱水面压力〃03=0,“2=2m,求通过孔口的流量。

习题6-5

6-6如下图虹吸管，上、下游水池的水位差H为，管长九段为15m,6段

为25m,管径d=200mm,沿程阻力每当入=0.025,入口水头损失系数，=1.0,

各转弯的水头损失系数均为，管顶允许真空高度&=7m。试求通过流量及最大

允许安装高度4。

B

习题6-6

6-7虹吸滤池的进水虹吸管如下图。管长《=2.0m、，2=3.0m,管径d=0.3m,

沿程阻力系数为=0.025,进口部分损失系数却=0.6,弯头部分损失系数J=L4,

出口部分损失系数，3=1・。。假设通过流量*=O.2m3/s,求水位差H。

A

习题6-7（将z改为H））

6-8一河下圆形断面混凝土倒虹吸管，：粗糙系数〃=0.014,上下游水位差

”=L5m,流量%=0.5m3/s,，=20m,/2=30m,/3=20m,进口部分阻力系

数，=0.4,折角8=30,试求管径d。

习题6-8

6-9如下图水泵将水从进水池抽至水塔，水泵的功率N=25kW,流量

3

qv=0.06m/s,水泵效率〃=75%,吸水管长度4=8m,压水管长度/2=50m,

吸水管直径4=25