工程流体力学答案

工程流体力学

习题详解

第一章流体地物理性质

【1一1】500cm3地某种液体，在天平上称得其质量为0.453kg,试求其密度和相对密度.

【解】

【1一2】体积为5m3地水，在温度不变地条件下，当压强从98000Pa增加到4.9'10^@时,

体积减少1升.求水地压缩系数和弹性系数.

【解】由压缩系数公式

[1-3]温度为20C,流量为60m3/h地水流入加热器，如果水地体积膨胀系数

人=0.00055KL问加热到80c后从加热器中流出时地体积流量变为多少？

【解】根据膨胀系数

则

[1-4]图中表示浮在油面上地平板，其水

动速度为«=lm/s,<5=10mm,油品地粘度

Z/=0.9807Pa-s,求作用在平板单位面积上地阻

【解】根据牛顿内摩擦定律

则

[1-5]已知半径为R圆管中地流速分布为

式中c为常数.试求管中地切应力『与，•地关系.

【解】根据牛顿内摩擦定律

则

第二章流体静力学

【2—1】容器中装有水和空气，求4、B、C和。

各点地表压力？

【解】

题2—1图

[2-2]如图所示地U形管中装有水银与水，试求:

(1)A、。两点地绝对压力及表压力各为多少？

(2)求A、B两点地高度差/??

【解】

(1)

(2)选取U形管中水银地最低液面为等压面，则

得

【2一3】在一密闭容器内装有水及油，密度分别为pw及

p〃,油层高度为仄,容器底部装有水银液柱压力计一，读数

为凡水银面与液面地高度差为e，试导出容器上方空间

地压力〃与读数R地关系式.

【解】选取压力计中水银最低液面为等压面，则

得

[2-4]油罐内装有相对密度为0.7地汽油，为测定油面局

度，利用连通涉原理，把U形管内装上相对密度为1.26

地甘油，一端接通油罐顶部空间，一端接压气管.同时，

题2-3图

压力管地另一支引入油罐底以上地0.4m处，压气后，当液

面有气逸出时，根据U形管内油面高度差

46=0.7m来计算油罐内地油深〃=?

【解】选取U形管中甘油最低液面为等

压面，由气体各点压力相等，可知油罐底以上

0.4m处地油乐即为乐力管中气体压力.则

得

[2-5]图示两水管以U形压力计相连，

A、B两点高差Im,U形管内装有水银，若读数

ZW尸0.5m,求A、8两点地压力差为多少？

【解】选取U形管内水银最低液面为等压

面，设B点到水银最高液面地垂直高度为x,则

得

[2-6]图示油罐发油装置，将直径为(1

地圆管伸进罐内，端部切成45。角，用盖

板盖住，盖板可绕管端上面地较链旋转，

借助绳系上来开启.已知油深H=5m,圆管

直径4600mm,油品相对密度0.85,不计

盖板重力及钱链地摩擦力，求提升此盖板

)'

题2—6

所需地力地大小？（提示：盖板为椭圆形，要先算出长轴2〃和短轴2d,就可算出盖板面

A=nab）.

【解】分析如图所示

以管端面上地较链为支点，根据力矩平衡

其中

可得

【2一7】图示一个安全闸门，宽为0.6m,高为1.0m.距底边0.4m处装有闸门转轴，使之仅

可以绕转轴顺时针方向旋转.不计各处地摩擦力，问门前水深力为多深时，闸门即可自行打

开？

【解】分析如图所示，由公式可知，H水深h

越大，则形心和总压力地作用点间距离越小，即

。点上移.当。点刚好位于转轴时，闸门刚好平衡.

即rn

IH

得1

H等效自由液面

[2-81有一压力贮油箱（见图），P/-

其宽度（垂直于纸面方向）方=2m,箱

内油层厚〃产1.9m,密度

po=8OOkg/m3,油层下有积水，厚度

/：2=0.4m,箱底有一U型水银压差

油

计，所测之值如图所示，试求作用在

半径R=lm地圆柱面AB上地总压力水

0.5m

（大小和方向）.

【解】分析如图所示，首先需确0.5m

汞

定自由液面，选取水银压差计最低液

面为等压面，则题2—8

由不为零可知等效自由液面地高度

曲面水平受力

曲面垂直受力

则

【2一9】一个直径2m,长5m地圆柱体放置在图示

上.求圆柱体所受地水平力和浮力.

【解】分析如图所示，因为斜坡地倾斜角为

经。点过圆心地直径与自由液面交于尸点.

8C段和CD段水平方向地投影面积相同，力方向相反，相互抵消，故

圆柱体所受地水平力

圆柱体所受地浮力

[2_10]图示一个直径D=2m,长L=lm圆

柱体，其左半边为油和水，油和水地深度为

1m.已知油地密度为p=800kg/m\求圆柱所

受水平力和浮力.

【解】因为左半边为不同液体，故分来

分析人B段和8c段曲面地受力情况.

曲面受力

BC曲面受力

则，圆柱体受力

（方向向上）

[2-11]图示一个直径为1.2m地钢球安装在一直径

为1m地阀座上，管内外水面地高度如图所示.试求球

体所受到地浮力.

【解】分析如图所示，图中实压力体（十）

为一圆柱体，其直径为1.0m

【2—12】图示一盛水地密闭容器，中间用隔板将其分

隔为上下两部分.隔板中有一直径a25cm地圆孔,并

用一个直径Q=5（）cm质量139kg地圆球堵塞.设容器

顶部压力表读数p,w=5（X）0Pa,求测压管中水面高x大于若F时，圆球即被总压力向上顶

开？

【解】分析如图所示，图中虚压力体（一）为一球体和圆柱体体积之和

根据受力分析可知

则

X[2—13]水车长3m,宽1.5m,高

1.8m,盛水深1.2m,见图2-2.试问为使水不

益处，加速度。地允许值是多少.

【解】根据自由夜面（即等压面方程）

图2—13图

得

第三章流体运动学

[3-1]已知流场地速度分布为

u=jryi-3yj+2z2A

（1）属几元流动？

（2）求（xy,z）=（3,1,2）点地加速度？

【解】（I）由流场地速度分布可知

流动属三元流动.

（2）由加速度公式

得

故过（3,1,2）点地加速度

其矢量形式为：

[3—2]已知流场速度分布为〃产/，物=z2,试求（x,y,z）=（2,4,8）点地迁移加

速度？

【解】由流场地迁移加速度

得

故过（2,4,8）点地迁移加速度

[3—3]有一段收缩管如图.已知wi=8m/s,

〃2=2m/s,/=1.5m.试求2点地迁移加速度.

【解】由已知条件可知流场地迁移加速度为

其中：

则2点地迁移加速度为

题3—3图

[3—4]某一平面流动地速度分量为Ux=-4y,u^4x.求流

线方程.

【解】由流线微分方程

得

解得流线方程

[3-5]己知平面流动地速度为，式中8为常数.求流线方程.

【解】由已知条件可知平面流动地速度分量

代入流线微分方程中，则

解得流线方程

【3—6】用直径200mm地管输送相对密度为0.7地汽油，使流速不超过L2m/s,问每秒最

多输送多少kg?

【解】由流量公式可知

则

【3—7】截面为300mmx400mm地矩形孔道，风量为2700m3/h,求平均流速.如风道出口处

截面收缩为150mmx400mni,求该处断面平均流速.

【解】由流量公式可知

则

如风道出口处截面收缩为15()mmx400mm,则

【3一8】已知流场地速度分布为以二)+z,u^z+x,u:=x+yf判断流场流动是否有旋？

【解】由旋转角速度

可知

故为无旋流动.

[3-9]下列流线方程所代表地流场，哪个是有旋运动？

(1)2Axy=C(2)A.x+By=C(3)A\nxy^=C

【解】由流线方程即为流函数地等值线方程，可得

(1)速度分布

旋转角速度

可知

故为无旋流动.

(2)速度分布

旋转角速度

可知

故为无旋流动.

(3)速度分布

旋转角速度

可知

故为有旋流动.

[3—10]已知流场速度分布为Ux=-cx,uy=~cy，必=0.c为常数.求：（I）欧拉加速度

斫？；（2）流动是否有旋？（3）是否角变形？（4）求流线方程.

【解】（1）由加速度公式

得

（2）旋转角速度

可知

故为无旋流动.

（3）由角变形速度公式

可知为无角变形.

（4）将速度分布代入流线微分方程

解微分方程，可得流线方程

第四章流体动力学

[4-1]直径#100mm地虹吸管，位置如附图中所示.求流量和2、3地压力.不计水头损失.

【解】选取4点所在断面和1点所

在断面列伯努力方程，以过4点地水平

线为基准线.

得，则

选取1、2点所在断面列伯努利方程，以

过1点地水平线为基准线

（V2=V4）

得

选取1、3点所在断面列伯努利方程，以过1点地水平线为基准线

（V3=V4）

得

[4-2]一个倒置地U形测压管，上部为相对密度0.8地油，用来测定水管中点地速度.若

读数ZV?=200n】m,求管中流速”?

【解】选取如图所示1—1、2—2断面列

利方程，以水管轴线为基准线

同时，选取U形测压管中油地最高液面为等

面，则

题4-2图

[4-3]图示为一文丘里管和压力计，试推导体积流量和压力计读数之间地关系式.当zi=Z2

时，p-1OOOkg/m3,p//=13.6xlO3kg/m\r/i=500mm,d2=50mm,H=0Am,流量系数a=0.9

时，求g=?

【解】列1—1、2—2所在断面地伯努利方程、以过1一1断面中心点地水平线为基准

线.

选取压力计中汞地最低液面为等压

则

又由、，得

所以

[4-4]管路阀门关闭时，压力表

为49.8kPa,阀门打开后，读数降

9.8kPa.设从管路进口至装表处地水

失为流速水头地2倍，求管路中地平均

流速.

【解】当管路阀门关闭时，由压力表度

数可确定管路轴线到自有液面地高度H

当管路打开时，列1—1和2-29断面地

伯努利方程，则

得2

理4—4图

[4-5]为了在直径D=160mm地管线上自

动掺入另一种油品，安装了如下装置：自锥管喉道处引出一个小支管通入油池内.若压力表

读数为23xl05pa,吼道直径d=40mm,7管流量。=301/s,油品地相对密度为0.9.欲掺入

地油品地相对密度为0.8,油池油面距喉道高度〃=L5m,如果掺入油量约为原输量地10%

左右，8管水头损失设为0.5m,试确定8管地管径.

【解】列1—1和2—2断面地伯努利方程，则

其中

得

列3-3和4-4自有液面地伯努利方程，

断面为基准面，则

其中、，代入上式，得

27mm

[4-6]一变直径地管段AB,直径

%t=0.2m,d8=0.4m,高差/?=1.0m,用压力表测得pA=70kPa,p&=40kPa,用流量计测得流

量0=0.201%.试判断水在管段中流动地方向.

【解】列A点和4点所在断面地伯

利方程

则

故流动方向为4-民

[4-7]泄水管路如附图所示，已知直径

4=125mm,庆=100mm,^=75mm,汞比

读数h=175mm,不计阻力,求流量和压

数.

【解】歹U1—1、2-2断面地波努

程

又由

（即）

可得、、

列压力表所在断面和出口断面地伯

方程

题4-7图

可得

[4-81如图所示，敞开水池中地水沿变截面管路排出地质量流最Q,n=14kg/s,若小=

100mm,d2=75mm,6/3=50mm,不计损失,求所需地水头H,以及第二段管段中央M点

地压力，并绘制测压管水头线.

【解】列1-1和3—3断面地伯努利

方程，则

其中

、

得

列M点所在断面2-2和3—3断

面地伯努利方程，则

得

[4-9]由断面为0.2m?刃0.1n?地两根管子组成地水平输水管系从水箱流入大气中：市若

不计损失，（a）求断面流速V.及V2；（b）绘总水头线及测压管水头线；（c）求进口A

点地压力2计入损失：第一段地水头损失为流速水头地4倍，第二段为3倍，（a）求断面

流速也及/（b）绘制总水头线及测压管水头线；（c）根据所绘制水头线求各管段中间

点地压力.

【解】（1）列自有液面和管子出口断面地伯努利方程，则

得

又由

得

列A点所在断面和管子出口断面地伯努利方程，则

得

(2)列自有液面和管子出

口断面地伯努利方程，则

由

得、

细管断中点地压力为：

粗管断中点地压力为：

[4-10]用73.5xl()3w地水泵

抽水，泵地效率为90%,管径为

0.3m,全管路地水头殒失为

1m,吸水管水头损失为0.2m,

试求抽水量、管内流速及泵前真空表地读数.

【解】列两自由液面地伯努利方

程,则

得H=30m

又由

得

列最低自由液面和真空表所在断面地伯

努利方程，则

得

故真空表地度数为26.62kPa.

[4-11]图示一管路系统，欲维持其出口流速为20ni/s,问水泵地功率为多少？设全管路

地水头损失为2m,泵地效率为80%.若压水管路地水头损失为1.7m,则压力表上地读数为

若干？

【解】列自由液血和出口断血地伯努利方

程，则

其中Vi=20m/s

得H=42.4m

又由

得

列压力表所在断面和出口断面地伯努

利方程，则

其中V2>42=V|AI

得

[4-12]图示离心泵以20m3/h地流量将相对密

度为0.8地油品从地下罐送到山上洞库油罐.地下

油罐油面压力为2xl()4pa,洞库油罐油面压力为3xl()Jpa.设泵地效率为0.8,电动机效率为

0.9,两罐液面差为40m,全管路水头损失设为5m.求泵及电动机地额定功率(即输入功

率)应为若干？

题4-12图

【解】列两油罐液面地伯努利方程，则

得

又由

得、

【4一13】输油管线上水平90。转变处，设固定支座.所输油品3=0.8,管径d=300mm,通过

流量2=1001/S,断面1处压力为2.23x10^^断面2处压力为Z.Uxl/Pa.求支座受压力地大

小和方向？

【解】选取1—1和2—2断面及管壁围成地空间为控制体，建立如图所示坐标系.

列x方向动最方程

其中

得

列y方向动量方程

其中

得

[4-14]水流经过6()。渐细弯头AI3,已知A

处管径di=0.5m,B处管径办=0.25m,通过

地流量为0.1m%,B处压力PB=

1.8x10^2.设弯头在同一水平面上摩擦力

不计，求弯所受推力.

【解】选取A和B断面及管壁围成

地空间为控制体，建立如图所示坐标系.

列x方向动量方程

其中可由列A断面和B断面地伯努利

方程得

得

列y方向动量方程

得，则

[4-15]消防队员利用消火唧筒熄灭火焰，消火唧筒出口直径入口直径D=5cm.

从消火唧筒设出地流速v=20m/s.求消防队员手握住消火唧筒所需要地力（设唧筒水头损失

为1m）?

【解】选取消火唧筒地出口断面和入口断面与管壁围成地空间为控制体，建立如图所

示坐标系.

列x方向地动量方程

其中可由列111和2—2断面

地伯努利方程求得

乂由

得

【4—16】嵌入支座地一段输水管，如图所示，其直径由。尸0.15m变化为O2=0.1m.当支座

前端管内压力〃=4xlO，Pa,流量。=0.018m3/s,求该管段中支座所受地轴向力？

【解】取1-1、2—2断面及管壁围成地空间为控制体，建立如图所示坐标系.

列x方向即轴向动量方程

其中pi可由1—1和2—2断面地伯努利方程求得

又由、、、

得

[4-17]水射流以19.8;n/s地速度从直径占0.1m地喷口射出，冲击一个固定地对称叶

片，叶片地转角a=135。，求射流叶片地冲击力.若叶片以12m/s地速度后退，而喷口仍固定

不动，冲击力将为多大？

【解】建立如图所示坐标系

（1）列x方向地动量方程

其中

则

（2）若叶片以12m/s地速度后退，其流

对叶片地速度i，=7.8m/$,代入上式得.

题4-17图

第五章量纲分析与相似原理

[5-1]试用量纲分析法分析自由落体在重力影响下降落距离5地公式为5=依尸，假设S

和物体质量，小重力加速度g和时间I有关.

【解】应用瑞利法

(1)分析物理现象，假定

(2)写出量纲方程

或

(3)利用量纲和居原理确定上式中地指数

解得

回代到物理方程中得

[5-2]检查以下各综合数是否为无量纲数：

(1)；(2)；(3)；(4)；(5).

【解】

(1)展开量纲公式

为有量纲量.

(2)展开最纲公式

为有量纲量.

(3)展开量纲公式

为有量纲量.

(4)展开量纲公式

为有量纲量.

(5)展开量纲公式

为无量纲数.

【5一3】假设泵地输出功率是液体密度"，重力加速度g,流量Q,和扬程，地函数，试

用量纲分析法建立其关系.

【解】利用瑞利法，取比重产〃g

(1)分析物理现象，假定

(2)写出展纲方程

或

(3)利用量纲和谐原理确定上式中地指数

解得

回代到物理方程中得

[5-4]假设理想液体通过小孔地流量Q与小孔地直径d,液体密度p以及压差有关，用

量纲分析法建立理想液体地流量表达式.

【解】利用瑞利法

（1）分析物理现象，假定

（2）写出量纲方程

或

（3）利用量纲和谐原理确定上式中地指数

解得

何代到物理方程中得

[5-51有一直径为D地圆盘，沉没在密度为p地液池中，圆盘正好沉于深度为“地池

底，用量纲分析法建立液体作川于圆盘面上地总压力P北表达式.

【解】利用乃定理

（1）分析物理现象

（2）选取〃、g、p为基本量，它们地量纲公式为

，，

其量纲指数地行列式为

所以这三个基本物理量地量纲是独立地，可以作为基本量纲.

（3）写出5—3=2个无量纲产项

9

（4）根据量纲和谐原理，可确定各万项地指数，则

（5）无量纲关系式可写为‘

总压力

[5-6]用一圆管直径为20cm,输送v=4X10-5m管地油品,流量为121/s.若在实验室内用

5cm直径地圆管作模型实验，假如采用（1）20C地水，（2）17x106nr/s地空气，则模

型流量各为多少时才能满足粘滞力地相似？

【解】依题意有Rep=Rem,或

（1）查表可■知20℃地水地运动粘度为1.007X10-6^2©由此可得

（2）若为空气，则

[5-7]一长为3m地模型船以2m/s地速度在淡水中拖曳时，测得地阻力为50N,试求

（1）若原型船长45m,以多大地速度行驶才能与模型船动力相似.（2）当原型船以上面

（1）中求得地速度在海中航行时，所需地拖曳力（海水密度为淡水地1.025倍.该流动雷诺

数很大，不需考虑粘滞力相似，仅考虑重力相似.）

【解】欲保持重力相似应维持弗劳德数相等，即

或

(1)所以有

(2)由同名力相以可知

则有

第六章粘性流体动力学基础

用直径为100mm地管路输送相对密度为0.85地柴油,在温度20℃时，其运动粘

度为6.7乂lO&n？/s,欲保持层流，问平均流速不能超过多少？最大输送量为多少？

【解】预保持层流，RCW2000即

则

［6-2］用管路输送相对密度为().9,粘度为().045因.s地原油，维持平均速度不超过

lm/s,若保持在层流地状态下输送，则管径最大不能超过多少？

【解】预保持层流，Rc<2000即

其中

则

［6-3］相对密度为0.88地柴油,沿内径100mm地管路输送，流6为1.661/s.求临界状态

时柴油应有地粘度为若干？

【解】根据临界状态时

即

得

【6—4］用直径0=100mm管道，输送流量为101/s地水，如水温为5℃.试确定管内水地流

态.如果该管输送同样质量流最地石油，已知石油地相对密度〃=850kg/m3,运动粘滞系数为

1.14xlOunr/s,试确定石油地流态.

【解】查表(PG得水在温度为5℃时地运动粘度为1.519x10%1％.根据已知条件可知

故为紊流.

因该管输送同样质量流量地石油，其体积流量为

则

故为层流.

［6-5］沿直径为2C0mm地管道输送润滑油，流量9000kg/h,润滑油地密度

p=900kg/m\运动粘度系数冬季为l.lxl0-4m2/s,夏季为3.55x101f/s,试判断冬夏两季润

滑油在管路中地流动状态.

【解】由雷诺数可知

冬季为层流.

夏季为层流.

［6-6］管径400mm,测得层流状态下管轴心处最大速度为4m/s,求断面平均流速？此平

均流速相当于半径为若干处地实际流速？

【解】由圆管层流速度分布公式

平均流速为最大流速地一半，可知平均流速

同时可得

令可得

［6-7］运动粘度为4x］（y5m2/s地流体地直径d=icm地管径以旧4m/s地速度流动，求每

M管长上地沿程损失.

【解】由雷诺数

流动状态为层流，则

［6-8］水管直径＜/=250mm长度/=300m,绝对粗糙度A=0.25mm.设口知流量2=95

1/s,运动粘度为ixl0-6m2/s,求沿程损失.

【解】雷诺数

相对粗糙度

杳莫迪图（P12。）得

［6-9］相对密度0.8地石油以流量501/s沿直径为150mm,绝对粗糙度Zl=0.25mm.地管

线流动，石油地运动粘度为lxl0《m2/s,试求每km管线上地压降（设地形平坦，不计高

差）.若管线全程长10km,终点比起点高20cm,终点压强为980（）0Pa,则起点应具备地压

头为若干？

【解】（1）雷诺数

相对粗糙度

查莫迪图（P|2O）得

又由

得

（2）列起点和终点地伯努利方程

得

[6-10]如图所示，某设备需润滑油地流量为

/=5m管道供给.设输油管道终端为大气压，油地

度为1.5x10-4m2/s,求沿程损失是多少?油箱液

应为多少？

【解】雷诺数

流动状态为层流，则

列输油管道终端和自由液面地伯努利方程

得

[6-11]为了测量沿程阻力系数，在直径

0.305m、长200km地输油管道上进行现场实验.

油品为相对密度0.82地煤油.每昼夜输送量为5500t.

管道终点地标高为27m,起点地标高为152m.起点压降保持在4.9MPa,终点压强为0.2MPa.

油地运动粘滞系数为2.5＞：10-6m%.试根据实验结果计算沿程阻力系数A值.并将实验结果与

按经验公式所计算地结果进行对比.（设绝对粗糙度ZW115mm）.

【解】（1）根据实验结果计算沿程阻力系数

列起点和终点地伯努利方程式，则

又

其中，则

得

（2）按经验公式计算（P120）

雷诺数

因

所以其流动状态为水力光滑，则沿程阻力系数（杳表6-2）为

[6-12]相对密度为1.2、粘度为L73mPa-s地盐水,以6.951/s地流量流过内径为0.08m

地铁管，已知其沿程阻力系数后0.042.管路中有一90。弯头，其局部阻力系数'=0.13.试确

定此弯头地局部水头损失及相当长度.

【解】（1）由局部水头公式

（2）相当长度

令，即，则可得

[6-131图示地给水管路.已知Li=25m,L2=10m,Di=0.15m,D2=0.125m,,九二0.037,

22=0.039,闸门开启1/4,其阻力系数G=17,流量为15加.试求水池中地水头H.

【解】列自有液面和出11断面地伯努利方

其中

题6—13图

故

[6-14]图示两水箱由一根钢管连通，管长100m,管径0.1m.管路上有全开闸阀一个,

知。=4.0地90。弯头两个水温10C.当液面稳定时，流最为6.51/s,求此时液面差〃为若

干？设△=().15mm.

【解】此管路属长管，列两液面地伯努利方程

由雷诺数

其中

10C时水

相对粗糙度

题6—14图

查莫迪图得

故

[6-15]如图所示有一定位压力水箱，其中封闭水箱液面上地表压强〃=().U8MPa,水由

其中流出，并沿着由三个不同直径地管路所组成地管路流到开口容器中.切=lm,H2=

3m,管路截面积4=1.543,A2=24，43=0.0020?.试确定水地流量Q.

【解】设第三段管路地速度为吟，由连续性方程可知力=0.5V3,也=0.67必

四处局部阻力系数依次为

列两液面地伯努利方程，因管路较短，仅

考虑局部水头，则

解得

[6-16]图示一管路全长/=30m,管壁粗糙

度Z\=0.5mm,管径d=20cm,水流断面平均流速叩O.lm/s,水温为10C,求沿程水头损失.

若管路上装有两个节门(开度均为1/2),一个弯头(9()。折管)进口为流线型，求局部水

头损失.若流速v=4m/s,/=300m,其它条件均不变时，求沿程及局部水头损失.

【解】⑴1()℃时水地，则

因

故

题6—16图

⑵

查莫迪图得

第七章压力管路孔口和管嘴出流

[7-1]如图所示为水泵抽水系统,己知/i=20m,3268m,4=0.25m,d2=（）.2m,。=3,

0=0.2,6=0.2,J=0.5,入=0.03,流量g4乂10-3m3/s.求:（I）水泵所需水头：（2）

绘制总水头线.

【解】列两自由液面地伯努利方程

其中:

故

[7-2]用长为50m地自流管（钢

管）将水自水池引至吸水井中，然后用水泵送至水塔.已知泵吸水管地直径为200mm,长

为6m,泵地排水量为0.064m3/s,滤水网地阻力系数《=0=6,弯头阻力系数，自流管和吸

水管地阻力系数"0.03.试求：（1）当水池水面与水井水面地高差h不超过2m时,自流管

地直径£>=?；（2）水泵地安装高度”为2m时，进口断面A-A地压力.

【解】（1）列两自由液面地能量方程

则

（2）列水井自由液面和A-A断地

伯努利方程，则

得

[7-3]水箱泄水管，由两段管子串联

成，直径力=150mm,4=75mm,管长题7-2图

/i=/2=50m,A=0.6mm,水温20℃,出口速

度V2=2m/s,求水箱水头从并绘制水头线图.

【解】查表可知，20℃时水地运动粘度，=1.007X10-6m2/s

由出口速度可知

各管段雷诺数

各管段相对粗糙度

题7—3图

杳莫迪图可知

列自由液面和出口地波努力方程，则

得

[7-4]往车间送水地输水管段路由两管段串联而成，第一管段地管径d=150mm,长度

Li=800m,第二管段地直径f/2=125mm,长度L2=600m,管壁地绝对粗糙度都为4=().5mm,

设压力水塔具有地水头W=20m,局部阻力忽略不计，求出阀门全开时最大可能流量Q

(21=0.029,>12=0.027).

【解】列自有液面和出口断面地伯努利方程

又有

可解得

则流量

题7—4图

[7-5]有一中等直径钢管并联管路，流过

地总水量80.08m%,钢管地直径di=150mm,d2=200mm,长度&=500m,L2=800m.求并

联管中地流量Qi、Q及A、B两点间地水头损失(设并联管路沿程阻力系数均为

2=0.039).

【解】由并联管路地特点加二/?小有

其中，£______________丝色______________

又有~Q甲―

得，QiLidi

则4、3两点间地水头损失

题7—5图

[7-6]有A、8两水池，其间