习 题 四 1． 油（?=3?10
?3kg/m*s）和水（?=1.14?10
?3kg/m*s）在管径d=100mm的圆管中流动，
如果压力降相同，流态都是层流，试求这两种流动中管轴线上的流速之比。
2． 动力粘度?=0.072kg/m*s的油在管径d=0.1m的圆管中作层流运动，流量
Q=3?10
?3m/s，试计算管壁切应力??630。
3． 水（运动粘度?=10
Q=24?10
?33m
2/s）在直径d=200mm，长l=20m的圆管流动，流量
m/s，如果管壁粗糙度?=0.2mm，求沿程水头损失。
4． 圆管直径d=80mm，当流量很大时，测得沿程损失系数是一个常数，其值为?=0.025，
试计算管壁的粗糙度?。 5． 一条管道，新使用时，相当粗糙度?/d=10
?4，使用多年后，发现在水头损失相同的情
况下，流量减少了35%，试估算此旧管的相对粗糙度。
6． 如图，串联管道由两段管组成，其长度和直径分别为l1=500m，d1=300mm，l2=400m，
d2=250mm，壁面粗糙度都是?=0.6mm，水位H=10m，如果沿程损失系数按阻力平方区计算，求流量Q。11题图
7． 一段水管，长l=150m，流量Q=0.12 m/s，该管段内总的局部损失系数为?=5，沿程损
失系数那?=
30.02计算，如果要求水头损失h=3.96m，求管径d。 0.3d8． 为了测量截面突然扩大的局部损失系数?和管道沿程损失系数?，在管道三个截面上装
有测压管，其中测压管1在扩大前端，其余两个测压管等距离地安装在下游，已知三支测压管液面读数为h1=156.5mm, h2=163mm, h3=113mm，管径d=15mm，D=20mm，长度l=100mm，测得流量Q=2.65?10
?4m/s，求?和?的值。15题图
339． 一条输油管道，直径d=250mm，长l=6.5km，壁面粗糙度?=0.8mm，流量Q=0.06 m/s，
油的运动粘度?=2.4?10
?6m/s，求沿程损失。如果要使沿程水头损失为40m油柱，该
2选用的粗糙度?为多少？ 10． 有一管段，长l=3m，管径d=31.5mm，流态为过渡粗糙区，通过不同的流量时，测
得沿程损失hf如下表： Q/10 h104.2
f?3m/s 0.585 0.837 1.188 1.540 1.905 2.322 2.740
3/cm 5.9 12.2 21.2 35.0 53.0 74.2
试求hf与V关系式中的指数n。 11．
如图管路，l1=6m，l2=4m，l3=10m，d1=50mm，d2=70mm，d3=50mm，H=16m，
n?=0.03，阀门的损失系数?=4， 计及面积突变的局部损失，求流量Q。18题图
12．
由两管段组成的并联管路，其管径，长度，沿程损失系数分别为 d1= d2=75mm，
?1=?2=0.035，l1=12m，l2=8m，总流量为Q=20?10?3m3/s，求各管流量。
13．
求图所示管路系统的水流量Q。已知H=25m，l1=150m。l2=100m，l3=120m，
l4=800m，l5=1000m，d1=100mm，d2=120mm，d3=90mm，d4=d5=150mm，?=0.025。21题图 14．
如图并联管路的虹吸管，已知H=40m，l1=200m，l2=100m，l3=500m，d1=200mm，
2d2=100mm，d3=250mm，?1=?=0.02，?3=0.025，求总流量Q。22题图
15． 一个球形容器，半径R=1m，上端有孔通大气，下端有一个直径d=50mm的孔口，其流量系数?=0.62。起初容器内盛满液体，求泄空时间。 16．
如图，两水池联合供水，h=3m，H=7m，l1=180m，l2=70m，l3=140m，d1=0.1m，
d2=0.08m，d3=0.12m，各段?=0.025。不计局部损失，求供水量Q。28题图
17． 一圆柱形油槽，直径为D，长为L 。油槽横放，轴线水平，槽内盛满油，顶部有
孔通大气，底部有一个卸油管嘴，直径为d，流量系数为?，求泄空时间T的表达式。如果D=1.8m，L=4m，d=80mm，?=.0.8，求T的值。 18．
输水铸铁管，直径d=150mm，壁厚?=8mm，铸铁的弹性模量Eg=9.8?10Pa,要
10求突然关闭引起的水击压强不超过400kPa，试求流量Q为多少？ 19．
输油钢管的直径d=600mm，壁厚?=12.5mm，钢的弹性模量Eg=20?10Pa，油
33910的密度?=880kg/m，流量Q=0.15 m/s，，弹性系数E=10Pa，求水击速度c及水击压强?p。
参考答案：
u??pr01． um=, m1=2=3/1.14=2.6316
l4?um2?122．
?pd?0?l4?3, Q=
?p?r0l8?4, d=0.1m, r
0=0.05m,
?=0.072,
Q=3?103．
??10?3d?p2=88,?0=2.2N/m l4Q5,v==0.7639, Re=vd/?=1.5279?10,查图4-12，?=0.0215， 2?d,
lV2hf??=0.06397m
d2g4． ?=
1d[2lg()?1.74]22?lV2f??d2g ,Q
得?=0.2041mm
5． h
Q12?0.65, h
f1?hf2,所以
?1V12??2V22，
?1VQ?(2)2?(2)2?0.652，按阻力平方区计算，查图4-12得?1=0.012，所以?2V1Q1?2=0.02840，查图4-12得?/d?0.004
6． H=
2222V2lVlVVldl?(?11??1)1?(?22??2)2?2[(?11??1)(2)4?1??22??2]2gd12gd22g2gd1d1d2 ，因为
?1=0.5，?2?0.5(1??3A2)?0.1528A1?/d1?2?10?3 ,?1?0.024
2?/d2?2.4?10 , ?2?0.025,H=60.6840
V22g
V2=1.7977m/s , Q= V2?d224?0.08825m3/s
31.1903?10?30.02l4Q215.31.3?5d?3 7．hf?(5?0.3)(2)=(5+1.3)=3.96,即3327d42gdd?dddf(x)=3327x
5.3?5x1.3?3, f`(x)=17633x
4.3?6.5x, x=x0?f(x0), 得
f`(x0)x=d=0.2807m
8
．
p1V1pV??2?2?hj?hf12?g2g?g2g22，
p?p2V1?V2V?V2hj?1??hf12?h1?h2?1?hf12
?g2g2gh
2222f12?hf23V?V24Q, ?h2?h3, 所以hj?h1?h2?1?(h2?h3), V=2?d2g22V1=1.5m/s, V2=0.8435m/s
lVhj=0.02195m, ??2?0.6049, hf23??22, ??2.76?10?2
d22gV2/2g9 ①
hj2??3.2?10?3,按平方区，??0.026 dlV2 V=1.2233m/s hf=51.5m hf??d2g② 当hf=40m时, ??0.02,
10 L=3m, d=31.5mm,V=
Q/10m/s 0.585 0.837 1.188 1.540 1.905 2.322 2.740
V(m/s) 0.750 1.074 1.254 1.976 2.444 2.980 3.516 hf/cm 5.9 12.2 21.2 35.0 53.0 74.2 104.2 x=lnV -0.2868 0.0714 0.421 0.681 .0894 1.092 1.257 y=lnhf 1.775 2.501 3.054
3.555 3.970 4.307 4.646
?33??0.0009, d4Q ?D2?xiyi?17.467 ?x2i?4.300
n=7 x?0.5899 y?3.401 1指数
2n??xy?nxy?x?n(x)ii22i?1.836
22VlVlVlV11．H=3?(?1??11)1?(?2??22)2?(?3??33)3
2gd12gd22gd32gV3AllAl=[(?1??11)(3)2?(?2??22)(3)2?1??3??33]
2gd1A1d2A2d322，突扩
??(A2A?1)2，突缩??0.5(1?2) A1A1?1?0.5;?2?0.9215;?3?0.2449 所以
?d324V3H=16.031，
2g2V3?4.4243m/s,Q=
V3?8.687?10?3m3/s
即
12．h
f1?hf2?1l114Q12l14Q22(2)??22()2d12g?d1d22g?d2 ，
Q1?2l2d15l?()?2?0.8165 Q2?1l1d2l1Q=Q1?Q2?1.8165Q2 ，Q2?0.5505Q?11?10?3m3/s ，Q1?9?10?3m3/s 13．H=h4?hf1?hf5??42l514Q52l414Q42l114Q12()??()??(2) 1522d42g?d4d12g?d1d52g?d5?ldQlV?ldQ=?444[1?11(4)5(1)2?55(4)5(5)2] ,Q5?Q4?Q
d42g?4l4d1Q4?4l4d5Q4而
?3l3d15?3l3d25Q1Q2 ,?()?1.1640?()?2.2487
Q3?1l1d3Q3?2l2d33 Q=Q
(1?Q2/Q3?Q1/Q3)?4.4127Q3, Q
3?0.2266Q,
Q2?0.5096Q ,Q1?0.2638Q
lV2H=2.3526?444?15.9941m/s ,Q=V4A4?0.02209m3/s V4 ,V4?1.2502d42g14．H=hf1?hf32lV?ldQ?hf3(1?)??333[1?11(3)5(1)2]
hf3d32g?3l3d1Q3hf12Q2?Q1?1l1d25Q()?0.25 ,Q3?Q1?Q2?1.25Q1 ,1?0.8 ?2l2d1Q32lV22H=1.625?333?4.1429m3/s V3 , V3?9.6551 ,Q=V3A3?0.1525d32g 15．泄流速度V=Q=?V?r0???r0222gh ，泄口半径r0?0.025,泄口面积?r0， 泄流流量
22gh