第三章习题及答案
一、选择
问题1：实际流体在等直管道中流动，在过流断面1，2上有A，B，C点，则下面关系式成立的是：
正确的是：
各点的运动物理量有以下关系：
212
1
下关系：
A.单位重量流体具有的机械能；
B.单位质量流体具有的机械能；
C.单位体积流体具有的机械能；
D.通过过流断面单位重量流体的总机械能。

问题1：在应用恒定总流的能量方程，可选用图中的那几个断面，作为计算过水断面。

A.沿程下降；
B.沿程上升；
C.保持水平；
D.前三种情况都有可能。

问题8：粘性流体测压管水头线的沿程变化是：
A.沿程下降；
B.沿程上升；
C.保持水平；
D.前三种情况都有可能。

二、计算题
题1：如图所示的虹吸管泄水，已知断面1,2及2,3的损失分别为h
=0.6v2/(2g)和h w2,3=0.5v2/(2g) ，试求断面2的平均压强。

w1,2
解：取0-0，列断面1，2的能量方程（取α1=α2=1）
图3-15
题2：水深1.5m、水平截面积为3m×3m的水箱，箱底接一直径为200mm，长为2m的竖直管，在水箱进水量等于出水量情况下作恒定出流，略去水头损失，试求点2的压强。

解根据题意和图示，水流为恒定流；水箱表面，管子出口，管中点2所在断面，都是渐变流断面；符合总流能量方程应用条件。

水流不可压缩，只受重力作用。

图3-16
题3：某一水库的溢流坝，如图所示。

已知坝下游河床高程为105.0m,当水库水位为120.0m时，坝址处收缩过水断面处的水深h c=1.2m。

设溢流坝的水头损失为，及。

求坝址处断面的平均流速。

图3-17
题4：一抽水机管系（如图），要求把下水池的水输送到高池，两池高差15m，流量Q=30l/s，水管内径d=150mm。

泵的效率h p=0.76。

设已知管路损失（泵损除外）为10v2/(2g)，试求轴功率。

图3-26
题5：自然排烟锅炉如图，烟囱直径d=1m，烟气流量Q=7.135m3/s，烟气密度ρ=0.7kg/m3，外部空气密度ρa=1.2kg/m3，烟囱的压强损失，为使烟囱底部入口断面的真空度不小于10mm水柱。

试求烟囱的高度H。

图3-28 自然排烟锅炉
题6：一水平放置的喷嘴将一水流射至正前方一光滑壁面后，将水流分为两股，如图4-35所示。

已知d=40mm，Q=0.0252m3/s，水头损失不计，求水流对光滑壁面的作用力R。

图3-35
题7：如图4-36(a)所示有一高度为50mm，速度v为18m/s的单宽射流水股，冲击在边长为1.2m的光滑平板上，射流沿平板表面分成两股。

已知板与水流方向的夹角为30度,平板末端为铰点.若忽略水流、空气和平板的摩阻，且流动在同
一水平面上，求：
（1）流量分配Q1和Q2；
（2）设射流冲击点位于平板形心，若平板自重可忽略，A端应施加多大的垂
直力P，才能保持平板的平衡，图4-36(b)；
（3）若B点不铰接，平板与水流方向一致以u=8m/s运动时，水流作用在平
板上的垂直力的大小。

图3-36(a)
图3-36(b)
题8 图4-37为一滚水坝，上游水位因坝的阻挡而抬高，测得断面1-1的水深
为1.5m，下游断面2-2水深为0.6m。

略去水头损失，求水流对1m坝宽（垂直纸
面方向）的水平作用力F。

三、问答
1：图4-7中，过水断面上的动压强分布符合静压强分布规律的为：直管处弯
管处
2：为什么在总流分析法中需引入断面平均流速？
因为总流过水断面上各点的流速是不相等的。

为了简化总流的计算，所以引
入了断面平均流速来代替各点的实际流速。

3：动能校正系数α及动量校正系数β的物理意义是什么？
动能（动量）校正系数指按实际流速分布计算的动能（动量）与按断面平
均流速计算的动能（动量）的比值。

4：毕托管通常用来测量总水头，而测压管所测量的是测压管水头，两者之差为
流速水头。

5：在应用恒定总流动量方程时，怎么考虑水头损失？
水头损失由内摩擦力(内力)和总流边界的外摩擦力(外力)所致,外摩擦力应予考虑.
6：由动量方程求得的力若为负值时说明什么问题？待求未知力的大小与隔离体的大小有无关系？应用中如何选取隔离体？
方向反；无关（无重力时）；计算断面与固体壁面 .
7.不可压缩总流的连续性方程为什么对非恒定流也适用？
由于不可压缩流体ρ=const,故。

8.拿两张薄纸，平行提在手中，当用嘴顺纸间缝隙吹气时，问薄纸是不动、靠拢、还是张开？为什么？
靠拢；流速增大、压强降低。