武汉大学水力学教材答案第六章

2019-01-07 17:20

第六章 恒定管流

1、并联管道中各支管的单位机械能损失相同,因而各支管水流的总机械能也应相等。 ( ) 2、图示虹吸管中B点的压强小于大气压强。 ( )

3、恒定管流的总水头线沿流程下降,而测压管水头线沿流程可升可降。 ( ) 4、在等直径圆管中一定发生均匀有压流动。 ( ) 5、各并联支管的水头损失相同,所以其水力坡度也相同。 ( ) 6、图示两个容器由两根直管相连,两管的管径、管长及糙率均相同,所以通过的流量相等。 ( )

7、设计管道时,若选用的糙率大于实际的糙率,则求得的管道直径偏小,不能通过要求的设计流量。 ( ) 8、图示A、B 两点间有两根并联管道 1 和 2 。设管 1 的沿程水头损失为 hf1 ,管 2 的沿程水头损失为 hf2 。则

hf1与hf2 的关系为 ( )

(1)hf1 > hf2; (2)hf1 <hf2 ; (3)hf1 = hf2 ; (4)无法确定。

9、图示为坝身下部的三根泄水管 a、b、c,其管径、管长、上下游水位差均相同,则流量最小的是 ( )。 (1)a管; (2)b管; (3)c管; (4)无法确定。

10、在管道断面突然扩大处,测压管水头线沿程________________________________________________________;在管道断面突然缩小处,测压管水头线沿程____________________________________。

11、图示为一串联管段恒定流。各管段流量qv1 、qv2、 qv3 的关系为 ______________________。各管段流速 v1、

v2、v3 的关系为____________________________________________________________。

12、对于有压管流出口为自由出流时,测压管水头线终点在_________________________________________________;出口为淹没出流时,若下游水池中流速v2=0,测压管水头线终点在____________________________,若v2≠0,测压管水头线应____________________________________________________________________下游水面。 13、定性绘出图示等直径短管道的总水头线和测压管水头线,并标明符号及负压区。

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14、定性绘出图示水泵管道的总水头线和测压管水头线,标明有关的符号,并标出管中的 M、N 两点的压强 高度 pm/?g 及 pn/ρg。

15、定性绘出图示短管道的总水头线和测压管水头线,并标明符号。

16、定性绘出图示短管道的总水头线和测压管水头线,并标明符号。

17、一水泵管道布置如图。已知流量 qv=6 l /s,l1=3.5m,l2=1.5m,l3=2m,l4=15m , l5=3m , Z=18m , 水泵最 大真空度 hv=6m,管径 d=75mm,沿程水头损失系数 λ=0.04,局部水头损失系数 ξ1 =8, ξ2 = ξ3 = ξ4 =0.3 , ξ5 =1.0 。取动能修正系数为 1。

(1) 确定水泵允许安装高度 hs; (4.87m)

(2)计算水泵总扬程 H ; (20.19m)

(3)定性绘出水泵管道的总水头线和测压管水头线,并标明有关的符号。

18、图示管道的长度 L=15m,管径 d=0.1m,进口局部水头损失系数 ξ1=0.5;转弯局部水头损失系数 ξ2= 1.1 。

3

当 水头 H=2.5m时,通过管道的流量 qv=0.02m/s ,求管道沿程水头损失系数 λ。取动能修正系数为 1。(0.0257)

33

19、某输水管如图 所示。已知管径 d1=200 mm ,d2=100 mm 管长 L1=20 m ,L2=10 m;沿程水头损失系数 λ1= 0.02,λ2=0.03。各局部水头损失系数为:进口 ξ1=0.5 ,转弯 ξ2=0.6,收缩 ξ3=0.4 ( 对应于大管流速),阀门 ξ4= 2.06 。管道水头 H=20m。试求:

3

(1) 当阀门开启时,求通过输水管的流量 qv; (0.0619m/s) (2) 定性绘出管道的总水头线和测压管水头线。

20、一水电站压力引水管道如图所示。已知管长 L=90 m,管径 d=0.3 m,沿程水头损失系数 λ=0.03,进 口局 部水头损失系数 ξ1=0.5,转弯局部水头损失系数 ξ2=0.3。在距管道出口 l=30 m处设一水银测压计,其液面差 Δh = 0.5m,较低的水银液面至管轴的高度 h=1.5 m。

3

(1) 求此高度的流量 qv 及水头 H ; (0.415 m/s;19.058m) (2) 定性绘出此高度的总水头线及测压管水头线。

21、用长度为 1 的两条平行管道由水池A向水池B输水,如图所示。已知管径 d2=2d1,两管的糙率 n 相同。 忽 略

d18qv1局部水头损失。求两管通过的流量比 qv1 / qv2。(按长管计算) (=()3)

qv2d2 22、图示为一从水箱引水的水平直管。 已知管径 d=20 cm,管长 L=40 m,局部水头损失系数:进口 ξ=0.5,阀

3

门 ξ=0.6。当通过流量 qv=0.2 m/s时,在相距 Δl =10 m的1-1及2-2断面间装一水银压差计,其液面高差 Δh=4 cm。求作用水头 H。 (6.36m)

23、一直径沿程不变的输水管道,连接两水池如图所示。已知管道直径 d=300 mm,管道全长 L=90 m,沿程 水头损失系数 λ=0.03.,局部水头损失系数: 进口 ξ=0.5,转弯 ξ=0.3,出口 ξ=1.0。出口中心在下游水面以下深 度 h2=2.3 m。在距出口 l=30 m 处有一水银测压计,其液面高差 Δh=0.5 m,较低的水银液面至管轴的高度 h=1.5 m。试确定:(1)通过高度的流量 qv;(2)两水池的水位差 Z。 (0.313m/s; 11.11m)

3

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2224、图示虹吸管上下游水位差 H=5 m,水头损失从 1 点至 4 点为 10v,其中从 1 到 2的水头损失为 5v ,

2g2g2-2 断面处测压管水面 5-5低于2-2 断面形心 7m。求 2-2断面形心高于上游水面的高度Z。 (4m)

25、一管路如图所示。管段 AB 与 BC 的长度、直径与材质相同,通过流量为 qv0。若在 AB 段再并联一段与 AB 完全相同的管段(如图中虚线所示),且水头H 保持不变,问并联后管道的总流量 qv 与原流量 qv0 之比为多 少?(可按长管计算,设沿程水头损失系数在此过程中不变) ( 1.265 )

26、如图所示虹吸装置,管径 d=200 mm,管长 AC=10 m,CE=15 m,ξA=0.5,ξB=ξD=0.9,ξE=1.8,λ=0.03,求:(1)通过虹吸管的恒定流流量qv;(2)上下游水位差 z。 ( 99 l/s; 3.97m )

27、图示直径 400mm 的钢管(n=0.012)将水池 A的水引到水池 B 作恒定流动。已知管长l=40 m,qv=200 l/s, 管。

道上有 90弯头(ξ=0.6)两个,阀门(全开ξ=0.12)一个,进口(ξ=0.5),出口(ξ=1.0)。求水池 A 与水池 B 的水面 高差H。 ( 0.67m )

28、如图所示用水泵从蓄水池中抽水,蓄水池中的水由自流管从河中引入,自流管管长 l1=20 m,直径 d1=150 mm,吸水管管长 l2=12 m,直径 d2=150 mm,两管的沿程水头损失系数 λ=0.024 ,河的水面与水泵进口断面中点 高差

h=2.0 m,自流管的莲蓬头进口、出口入池、吸水管的莲蓬头进口以及缓弯头的局部水头损失系数分别为 ξ1 =0.2,

ξ2=1,ξ3=6,ξ4=0.3,水泵的进口断面的最大真空高度为 6.0 m ,求最大的抽水流量为多少? ( 0.0424m/s)

3

35

29、图示水银压差计装置,管长 l=75 cm,管径 d=2.5 cm,流速 v=3 m/s,沿程水头损失系数 ?=0.02,进口局 部水头损失系数 ξ=0.5。计算水银液面高差 hp。 ( 7.65cm )

2

30、某人工渠道以两孔断面为 4×4 m的钢筋混凝土方形涵洞穿越某河道。下游水位为 142 m,上游水位为 146 m,糙率 n=0.014,进口局部水头损失系数 ξ1=0.5,每一折角局部水头损失系数为 ξ=0.25。涵洞外流速可以不计 。3

试求:当两孔总流量为 178.8 m/s时,涵洞中最大压强的值。 ( 81.0 Kpa )

3

31、如图所示,活塞 A 受一恒定力 F 作用而左移,使液体(ρ=900 kg/m, μ=0.002 kg/(m.s))从针孔直径 0.25 mm,

3

针长 1.5 m 。问若针孔流量 qv=0.4 cm/s,作用力 F 为多少? (不计大筒内水头损失,且液流为层流) ( 14.5 N )

3

32、图示的液体在直径 d=3 cm 的倾斜管中流动。密度ρ=917 kg/m,动力粘度 μ=0.29 kg/(m.s),现测得两断面

3

压强分别为 pB=180 kPa,pA=500 kPa。要求:(1) 判别流动方向;(2) 计算流量。(液流为层流) (A—B;1.83m/h)

33、 有一钢筋混凝土输水管道,输水流量Q=550l/s,管长l=3000m,内径d=600mm,糙率n=0.013,试求管道的流量模数、比阻及沿程水头损失。 (24.06m)

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