2、有一圆柱形容器，顶部设一通气管，如图所示。已知圆柱半径 R=0.5 m，圆柱形容器顶
部通气管中的水面与容器顶盖齐平。容器以等角速度?=2?/s绕铅垂中心轴旋转。试推导该容器内液体压强p的计算公式，并求容器顶盖上所受的总压力P。 （2006a,b）
4、设水流从水箱经过水平串联管路流出，管路末端为收缩的圆锥形喷嘴，在第二段管道中有一半开的闸阀，如图所示。已知流量Q=0.025m3/s，d1=0.15m，l1=25m，d2=0.125m，l2=10m，d3=0.1m；沿程阻力系数和局部阻力系数分别为：ζ1=0.5(进口)，λ1=0.0366，ζ2=0.15(突然缩小),λ2=0.039, ζ3=2.0(阀门), ζ4=0.15(喷嘴)。试求水箱中所需水头H，并定性绘出测压管水头线和总水头线。（水箱水面很大，水箱水面的流速水头可略去不计；所给局部阻力系数都是对局部损失后的平均流速而言）。(2002,2005b,2007a)
H阀门喷嘴
d1,l1d2,l2d3 第4题图
4、图示为虹吸管。已知上下游水位差 z=4m，管道总长 L=20 m，管径d=100 mm。沿程水
头损失系数λ=0.026。进口局部水头损失系数为ζ1=0.8；两转弯处局部水头损失系数均为ζ2=0.15;阀门局部水头损失系数为ζ3=0.2；出口局部水头损失系数ζ4=1。求虹吸管
的流量Q，并定性绘出虹吸管的总水头线和测压管水头线。(2003)
第4题图
4、（本题25分）某输水管如图所示。已知管径d1=200mm ，d2=100mm；管长L1=20m ，L2=10m；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ζ1=0.5 ，转弯（A、B两处共计）ζ2=0.6，收缩ζ3=0.4 (对应于大管流速)，阀门ζ4= 2.06 。管道水头H=20m。试求：(1) 求通过输水管的流量Q；(2) 定性绘出管道的总水头线和测压管水头线。(2004a,b)
4、（本题25分）水泵将水抽至水塔，如图所示，已知水泵功率 P=18.37 kw，抽水流量Q=100L/s，吸水管长度 l1=8m，压水管长度l2=50 m，管径D=300 mm，沿程水头损失系数λ=0.025。水泵允许真空值 hv=6m水柱。水泵总效率 η=75%。局部水头损失系数：进口ζ1=6；转弯ζ2=0.4；出口ζ3=1。求：(1) 水泵提水高度z； (2) 水泵最大安装高度zs。(2005a,2007b)
4、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ζ1=0.5，转弯ζ2=ζ3=0.3，出口ζ4=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）测压计所在断面形心点的压强水头；（2）通过管道的流量Q；（3）两水池的水位差Z；（4）定性绘出测压管水头线和总水头线。（水箱水面很大，水箱水面的流速水头可略去不计）（2006a）
Z
4、等直径有压管道如图所示。管径 d=0.2 m，管长 l1=l2=12 m，水头 H=10 m，hs=1 m。
沿程水头损失系数λ=0.023。局部水头损失系数：进口ζ1=0.7，转弯ζ2=0.29。取动能校正系数为1.0。求：（1）通过管道的流量Q；（2）管道B断面处的相对压强 pB；（3）
定性绘出测压管水头线和总水头线。（2006b）
5、设水由水箱经管嘴射出，如图所示。已知水头为H（恒定不变），管嘴截面积为A，水箱
水面面积很大。若不计能量损失，试求水作用于水箱的水平分力R。(2002)
0H011 第5题图
5、图示一压力管道的渐变段。水流由直径dA为20cm的A管经一渐缩的弯管流入直径dB
为15cm的B管，管轴中心线在同一水平面内，A管与B管轴线之间的夹角θ为60o，如图所示。已知通过的流量为Q=0.1m3/s，渐变段A端断面中心处相对压强pA=120kN/m2，若不计能量损失，试求水流对弯管AB的作用力。(2003)
A θ=60o B dB dA 第5题图
5、（本题25分）射流以V=19.8 m/s的速度从直径d=10 cm的喷嘴中射出，打击在对称的角度为1350的圆形曲线叶片上，叶片距喷嘴很近。(1)若叶片固定，求射流对叶片的冲击力；(2) 若叶片以速度u=12 m/s和喷嘴出口处水流同方向运动求射流对叶片的冲击力。(不计阻力和水重，取动量校正系数为1.0) (2004a,b)
5、（本题25分）图示为水平放置的喷嘴，出口直径d=10 cm，管道直径D=40 cm，喷射流量Q=0.4 m3/s，水流喷入大气中，不计喷嘴的水头损失。取动能校正系数及动量校正系数均为1.0，求：（1）螺栓所在断面上的动水压强水头；（2）水流作用于螺栓群上的水平总拉力。(2005a)
5、（本题25分）图示为一短管出流，水头H=9 m，直径D=100 mm，管长L=10 m，管轴线水平，进口水头损失系数ζ=0.5，沿程水头损失系数λ=0.02 。管道末端为一喷嘴，其出口直径d=50 mm，水流喷射在一固定的垂直平板上。忽略喷嘴的局部水头损失和平板的摩阻力。射流在同一水平面上，不计射流自重。试求：(1)管嘴出口的流速和流量；(2)水流对平板的冲击力。(2005b)
5、水平管道末端接一倾斜向上弯形喷嘴(轴线在同一铅直平内)，转角α=45 o，断面1-1、2-2直径分别为 d1=200 mm和 d2=100 mm，两断面中心高差Δz=0.2 m。出口断面平均流速 v2=10m/s(喷入大气)，全喷嘴水头损失hw1-2=0.5v22/2g，断面1-1至2-2间水体重
W=196.0N。试求：（1）断面1-1中心处的压强；（2）水流作用于喷嘴的力的大小和方向。（2006a）
5、图示为一管段渐变段，管轴与水平面夹角α=30 o。渐变段长度L=10 m，渐变段中水体
重量G=2kN。进口断面面积A1=0.0314 m2，流速v1=1 m/s，压强水头p1/γ=50 mmH2O。出口断面面积A2=A1/4。渐变段水头损失为hw=2v22/2g。(v2为出口断面流速)。试求：（1）渐变段出口断面中心处的压强p2；（2）固定渐变段镇墩所受的作用力大小及其方向。（2006b）
5、（本题20分）射流自喷嘴中水平射出，冲击在一块与射流方向垂直的长方形均质等厚度的板上，如图所示，已知板长60cm，平板上缘悬挂在铰上（铰的摩擦力不计），当射流冲击到平板的图示位置后，平板偏转30°，以后平板不再偏转。设喷嘴直径d＝25mm，喷嘴前渐变流起点处压力表读数为1.96N/cm2，该断面平均流速v=2.76m/s，喷嘴的局部水头损失系数ξ嘴＝0.3，射流自重不计。求平板的质量m为多少？(2007a,b)
铰 y 压力表 30° x 60cm o D d=25mm
6、实验观察与理论分析指出，恒定有压管流的压强损失Δp与管长l、直径d、管壁粗糙度
Δ、运动粘滞系数ν、密度ρ、流速V等因素有关。试用π定理求出计算压强损失Δp的公式。(2002,2005a)
6、实验研究表明，恒定有压均匀管流中，管道壁面的剪切应力τ0与断面平均流速V、水力
半径R、液体密度ρ、液体的动力粘滞系数μ、及管壁表面的粗糙凸起高度Δ有关。试用π定理求出管道壁面剪切应力τ0的计算公式，并由此推出计算沿程水头损失的基本公式——达西(Darcy)公式。(2003,2006a,2006b) 6、（本题20分）实验观察与理论分析指出，管道壁面上的切应力τ0与断面平均流速V、管
道直径d、液体密度ρ、液体的动力粘滞系数μ、管壁粗糙度Δ等因素有关。试用π定理推导计算切应力τ0的公式。(2004a,b)
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