态和方式的两种不同的基本方法 。 24．什么叫流管、流束、过流断面和元流？
答：在流场内，取任意非流线的封闭曲线L，经此曲线上全部点做流线，这些流线组成的管状流面，称为流管。流管以内的流体，称为流束。垂直于流束的断面称为流束的过流断面，当流束的过流断面无限小时，这根流束就称为元流。
25．什么是入口段长度？对于层流、紊流分别用什么表示？
答：从入口到形成充分发展的管流的长度称为入口段长度，以xE表示。对于层流：
xEdxEd?0.028Re；
对于紊流：?50。
26．什么是单位压能？
答：是断面压强作用使流体沿测压管所能上升的高度，水力学中称为压强水头，表示压力作功所
?p能提供给单位重量流体的能量，称为单位压能。 27．什么是滞止参数？
答：气流某断面的流速，设想以无摩擦绝热过程降低至零时，断面各参数所达到的值，称为气流在该断面的滞止参数。滞止参数一下标“0”表示。 28．气流速度与断面的关系有哪几种？
答：M<1为亚音速流动，说明速度随断面的增大而减慢；随断面的减少而加快。M>1为超音速流动，说明速度随断面的增大而加快；随断面的减少而减慢。M=1既气流速度与当地音速相等，此时称气体处于临界状态。
29．什么是几何相似、运动相似和动力相似？
答： 几何相似是指流动空间几何相似，即形成此空间任意相应两线段交角相同，任意相应线段长度保持一定的比例。
运动相似是指两流动的相应流线几何相似，即相应点的流速大小成比例，方向相同。 动力相似是指要求同名力作用，相应的同名力成比例。 30．要保证两个流动问题的力学相似所必须具备的条件是什么？
答：如果两个同一类的物理现象，在对应的时空点上，各标量物理量的大小成比例，各向量物理量除大小成比例外，且方向相同，则称两个现象是相似的。要保证两个流动问题的力学相似，必须是两个流动几何相似，运动相似，动力相似，以及两个流动的边界条件和起始条件相似。 31．什么是因次分析法？
答： 因次分析法就是通过对现象中物理量的因次以及因次之间相互联系的各种性质的分析来研究现象相似性的方法。
32．为什么虹吸管能将水输送到一定的高度？ 答： 因为虹吸管内出现了真空。 33．什么是泵的扬程？
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答： 泵所输送的单位重量流量的流体从进口至出口的能量增值。 也就是单位重量流量的流体通过泵所获得的有效能量。单位是m。 34．什么是水力半径？什么是当量直径？
答：水力半径R的定义为过流断面面积A和湿周?之比，即R?35．什么是气蚀现象？产生气蚀现象的原因是什么？
答：气蚀是指浸蚀破坏材料之意，它是空气泡现象所产生的后果。
原因有下：泵的安装位置高出吸液面的高差太大；泵安装地点的大气压较低；泵所输送的液体温度过高。
36．为什么要考虑水泵的安装高度？什么情况下，必须使泵装设在吸水池水面以下？
答： 避免产生气蚀现象。吸液面压强处于气化压力之下或者吸水高度大于10米时必须使泵装设在吸水池水面以下。
37．试述泵与风机的工作原理
答： 当叶轮随轴旋转时，叶片间的气体也随叶轮旋转而获得离心力，并使气体从叶片间的出口处甩出。被甩出的气体及入机壳，于是机壳内的气体压强增高，最后被导向出口排出。气体被甩出后，叶轮中心部分的压强降低。外界气体就能使风机的的吸入口通过叶轮前盘中央的孔口吸入，源源不断地输送气体。 38．欧拉方程：H?T?1g(u2T??vu2T??u1T??vu1T?)有哪些特点？
A?；当量直径de?4R。
答：（1）用动量矩定理推导基本能量方程时，并未分析流体在叶轮流道中途的运动过程，于是流体所获得的理论扬程H?T，仅与液体在叶片进、出口的运动速度有关，而与流动过程无关； （2）流体所获得的理论扬程H?T，与被输送流体的种类无关。也就是说无论被输送的流体是水或是空气，乃至其它密度不同的流体；只要叶片进、出口的速度三角形相同，都可以得到相同的液柱或气柱高度（扬程）。 39．为什么要采用后向叶型？
答：动压水头成分大，流体在蜗壳及扩压器中的流速大，从而动静压转换损失必然较大，实践证明，了解这种情况是很有意义的。因为在其它条件相同时，尽管前向叶型的泵和风机的总的扬程较大，但能量损失也大，效率较低。因此离心式泵全采用后向叶轮。在大型风机中，为了增加效率或见得噪声水平，也几乎都采用后向叶型。
40．流体流经过泵或风机时，共包括那些损失？ 答：（1）水力损失（降低实际压力）；
（2）容积损失（减少流量）； （3）机械损失。
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四、计 算 题
1． 图示为一采暖系统图。由于水温升高引起水的体积膨胀，为了防止管道及暖气片胀裂，特在系
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统顶部设置一膨胀水箱，使水的体积有自由膨胀的余地。若系统内水的总体积V?8m，加热前后温
差t?50oC，水的膨胀系数??0.0005，求膨胀水箱的最小容积。 [解] 由??dVVdT得：
dV???V?dT?0.0005?8?50 ?0.2m3
故膨胀水箱的最小容积为0.2m
2． 有一矩形底孔闸门，高 h?3m，宽 b?2m，上游水深 h1?6m 下游水深h2?5m。试用图解法及解析法求作用于闸门上的水静压力及作用点？
[解] P?P上?P下???hc?A???hc?A ?9.807?6(4.5?3.5) ?59kN 作用于闸门中心 图解P???(h1?h2)?A???b?h ?9.807?6?59kN
3． 宽为1m，长为AB的矩形闸门，倾角为45?，左侧水深 h1?3m，右侧水深 h2?2m。试用图解法求作用于闸门上的水静压力及其作用点？
[解] 压强分布图略，根据图计算如下：
P?P1?P2?12123
???h122sin45????h22sin45?
?12?9.807?312?12?9.807?2212
?62.3?27.65?34.65kN
P?yD?P1?y1?P2?y2
yD?P1?y1?P2?y2P
8
62.3??23?h12?45??27.65?(2?34.6523?)2?45?
h262.3?22?27.65???176?9134.6573234.65?2.46
m
4．h2?0.4m，闸门可绕C点转动。求闸门自动打开的水深h为多少米。
1b?h12 [解] 故 l?Jcy?A?12?0.1m (h?h1)?b?h1 C点是合力作用点的极限点，当其高于C点闸门自动打开。
112h1?0.1?(h?1012h1?22h12)
h?h12?1012?0.5?1.33m
即h?1.33m时，闸门便自动打开。
5． 有一圆滚门，长度 l?10m，直径 D?4m，上游水深 H1?4m，下游水深H2?2m，求作用于圆滚门上的水平和铅直分压力。 [解] Px?P1?P2? ?1212??l?(H1?H22222)
?9.807?10?(4?2)
?590kN
Pz???V???A?l??????R2?l
43 ?3?4?9.807?4?10
?920kN
6． 一弧形闸门AB，宽 b?4m，圆心角 ??45?，半径 r?2m，闸门转轴恰与水面齐平，求作用于闸门的水静压力及作用点。
[解] h???sin?? Px?1222
??h?b?4??4?9.807?39.2kN
Pz???V???b?面积
???b?(扇形面积?三角形面积)
9
???b(??r2?8112h)?9.807?4?(2?2?1)
?22.4kN P?Px?Pz?45.2kN
227． 油沿管线流动，A断面流速为2m/s，不计损失，求开口C管中的液面高度。 [解] vB?(dAdB)?vA?(20.150.1)?2
2 ?4.5m/s 能量方程：
1.2?1.5?p22 通过B断面中心作基准面，写A、B两断面的能
2g?0?p??4.52g2?0
??2.7?12g(2?4.5)
22?2.7?0.83
?1.86m
8． 用水银比压计量测管中水流，过流断面中点流速u如图。测得A点的比压计读数?h?60mm汞柱。（1）求该点的流速u；（2）若管中流体是密度为0.8g/cm3的油，?h仍不变，该点流速为若干，不计损失。
[解]
pB?u2?u22gpA?pA?pB
?1???
2g?????()??h
当管中通水时：
u?2?g?12.6??h??1?????h?12.6??h
m/s
2?9.807?12.6?0.06?3.85当管中通油时：
?1?????h?133.4?0.8?9.8070.8?9.8072?g?16??h??16??h
u?2?9.807?16?0.06?4.31m/s
9． 水由管中铅直流出，求流量及测压计读数。水流无损失。
[解] 写出管口断面，圆盘周边断面的能量方程：
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