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武汉大学水力学教材答案第六章

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。

( )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h f1,管 2 的沿程水头损失为h f2。

则h f1与h f2 的关系为()(1)h f1 >h f2;(2)h f1<h f2;(3)h f1 = h f2;(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q v1、q v2、q v3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。

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p m/g 及p n/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q v=6 l /s,l1=3.5m,l2=1.5m,l3=2m,l4=15m , l5=3m , Z=18m , 水泵最大真空度h v=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h s; (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 。

当水头 H=2.5m时,通过管道的流量q v=0.02m3/s ,求管道沿程水头损失系数λ。

取动能修正系数为 1。

(0.0257)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:(1) 当阀门开启时,求通过输水管的流量q v; (0.0619m3/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 。

(1) 求此高度的流量 q v 及水头 H ; (0.415 m 3/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 d 2=2d 1,两管的糙率 n 相同。

忽 略局部水头损失。

求两管通过的流量比 q v1 / q v2。

(按长管计算) (v2v1q q =3821)d d ()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,阀门 ξ=0.6。

当通过流量q v=0.2 m3/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 q v;(2)两水池的水位差Z。

(0.313m3/s; 11.11m)24、图示虹吸管上下游水位差 5 m,水头损失从 1 点至 4 点为1022v g ,其中从 1 到 2的水头损失为522vg,2-2 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q v0。

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q v 与原流量q v0 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q v;(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,q v=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?( 0.0424m3/s)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h p。

( 7.65cm )30、某人工渠道以两孔断面为 4×4 m2 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。

试求:当两孔总流量为 178.8 m3/s时,涵洞中最大压强的值。

( 81.0 Kpa )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/m3, μ=0.002 kg/(m.s))从针孔直径 0.25 mm,针长 1.5 m 。

问若针孔流量q v=0.4 cm3/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 )32、图示的液体在直径d=3 cm 的倾斜管中流动。

密度ρ=917 kg/m3,动力粘度μ=0.29 kg/(m.s),现测得两断面压强分别为p B=180 kP a,p A=500 kP a。

要求:(1) 判别流动方向;(2) 计算流量。

(液流为层流) (A—B;1.83m3/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)34、 有一硬塑料输水管道,其沿程阻力系数可以表达为λ=0.25/Re 0.226,试推导出管道流量模数、比阻及沿程水头损失的表达式。

(226.02202eR d g S π= ,2/113.0g dR k e π=,226.02222e f R d g L Q h π=)35、 一自来水管道,设计供水流量为 Q =50l/s ,试按经济流速确定其经济管径。

( 250mm )36、 一水电站压力管道,设计流量为 Q =30.0m 3/s ,电站作用水头为H=100m ,试确定其经济管径。

(2.81m)37、 如题图所示的输水管道系统,管线经过起伏不平的地形区。

假定管道可以看作长管,试绘制测压管水头线,找出负压区及最大真空处。

38、有一串联管道如图,各管段的长度、管径、沿程阻力系数分别为:l1=125m,l2=75m,d1=150mm,d2=125mm,λ1=0.030,λ2=0.032,闸阀处的局部损失系数为0.1,管道的设计输水流量为Q=0.025m3/s。

(1)分析沿程水头损失和局部水头损失在总水头损失中所占比例,(2)分别按长管和短管计算作用水头H。

( H1=6.62mH2=6.94m )39、有一串联管道如图,各管段的长度、管径、沿程阻力系数分别为:l1=2m,l2=1.5m,l3=5m,d1=50mm,d2=100mm,d3=75mm,λ1=λ2=λ3=0.032,闸阀处的局部损失系数为0.1,折管处的局部损失系数为0.5,管道的设计输水流量为Q=0.035m3/s。

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