第三章习题与参考答案
3-1 输水管路的直径为150㎜输水量为981kN/hr 求断面平均流
速。

（答：1.57m/s ）
3-2 矩形风道的断面为300×400㎜2，风量为2700m 3/hr ，求断面
平均流速，若出风口断面缩小为150×700㎜2，该处的平均流速多大？
（答：6.25m/s,25.0m/s ）
3-3 一圆形风道，风量为10000 m 3/hr ，最大允许流速为20 m/s ，
试设计其直径（应为50㎜的整倍数）并核算其流速. (答：450㎜，17.5 m/s)
，
各为多大才能保证两支管的质量流量相等？ （答：s m v s m v /2.22,/1832==）
3-6 在4×4㎝2的空气压缩机进口管路中，空气的密度委1.2kg/m 3, 平均流速为4m/s ，经过压缩后，在直径为2.5cm 的圆管中，以 3m/s 的平均流速排出，求出口的空气密度和质量流量。

（答：5.22kg/m 3,7.68×10-3kg/s ）
3-7 试比较1和3点流速的大小：1）在等直径立管中，2）在渐
()
()
()
10107
1
0203;
2;
11⎟
⎟⎠
⎞⎜⎜⎝⎛=⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛=⎥⎥⎦⎤
⎢⎢⎣⎡⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛−=r y u u r y u u r y u u m m m
3-9 已知圆管中的流速分布曲线为7
1
0⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛=r y u u m ，求流速等于平均
流速的点离壁面的距离。

c y （答：0242）
0r
3-10 求题（3-8）中各种情况的动能修正系数α值
（答：2，1.057，1.03）
3-11 圆喷嘴在圆管中喷射流体，流速分布如图，已知，
mm d 501=
s m v s m v mm d /10,/20,150212===求该断面的动能修正系
B A
3-14 一倒置U 形管，上部为比重08=Δ的油，用来测定水管中的
流速为s m v /8.11=，压强kPa P 1171=，收缩后的断面为
，高程增加为2215.0m A =m z 6=Δ，不计损失，求收缩后
的压强P 2。

（答：53.3kPa ）
3-17 已知圆管中空气的流速分布曲线公式为：⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛−=7
07
01r r u u ，为圆管半径，u 为半径r 处的流速，u 0r 0为轴心流速，若空气密度
为1.2kg/m 3，毕托管在轴心点量得动压为5㎜H 2O 柱，圆管半径m r 25.00=，求管内通过的流量。

（答：1.380 m 3/s ）
3-18 水沿垂直变径管向下流动，已知上管直径m D 2.0=，流速
，为使上下两个压力计的读数相同，下管直径应为多大？水头损失不计（如图） s m v /3=
3-19 一水平渐缩管段，已知mm d mm d 75,15021==，测在管中高差mm h 600=Δ，假设管中流速使均匀分布的，水头损失不
程m m 71,42,03=∇=∇=∇，直径mm d mm d 80,5032==，
路直径，高程mm d mm d 50,2521m m 0.31,5.70=∇=∇，
mm H 150=，当汞测压计中读数mm
h 25=Δ时，开始从水池中将水吸入管中，问此时的空气流量多大？ （答：0.180m 3/s ）
（答：≥18.3cm 3/s ）
，不计能量损失，求喷口风速。

3/29.1m kg =ρ （答：31m/s ）
3-29 压缩空气通过一引射器抽吸水池中的水，如图，若及
h d d ,,21水γ均为已知参数。

不计损失，求压气罐中的气体相对压强
龙带内的压强，γ为水的容重，不计损失，求必须的P 和应持的喷射角度。

（答：217.4kPa,63°26′）
3-34 一直立排水管如图，直径mm d 1001=，下端装喷嘴，出口直
径mm d 602=，不计损失，求泄流量和A 点的压强。

（答：）
2/53.20,/14.33m kN s l
通道相接，如图，平行圆盘的半径m R 3.0=，圆盘之间的距离mm 6.1=δ，圆管中的平均流速为3m/s ，高程H=1m ，求A 、B 、C 、D 各点的压强值。

不计水头损失，并假设各断面流速均匀分布。

（答：0,72.5,91.1,4.12=−==−=D C B A P kPa P kPa P kPa P ）
和坑道内的总水头损失为g
v 292
γ，计算清晨和中午的洞内气
2
3-42 用微元平衡法导出两垂直平行平板间流体稳定层流流动时的
速度分布方程。

已知板间距为δ2，流动的充分发展的流动。

[答：]12220
2⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝⎛−⎟⎠⎞⎜⎝⎛−+=δρμδx h P P g u h y
3-43 高粘度流体在重力作用下沿斜管下流，求稳定层流时：
（1） 当0=ΔP 时，流动微分方程；
（2） 速度方程；
（3） 粘度和流体流量的关系。

已知管轴与水平线交角为30°。

（答：()()()Q gR R
r gR u r g dr
du x z 16318241422
2πρμμρμρ=⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝⎛−=−= ）。