《流體力學(xué)》復(fù)習(xí)參考答案(2015年整理)匯總1

流體力學(xué)習(xí)題解答選擇題：1、恒定流是：（a）流動(dòng)隨時(shí)間按一定規(guī)律變化；（b）流場中任意空間點(diǎn)上的運(yùn)動(dòng)要素不隨時(shí)間變化；（c）各過流斷面的速度分布相同。（b）2、粘性流體總水頭線沿程的變化是：（a）沿程下降（a）沿程下降；（b）沿程上升；（c）保持水平；（d）前三種情況都可能；3、均勻流是：（b）遷移加速度（位變）為零；（a）當(dāng)?shù)丶铀俣龋〞r(shí)變）為零；（b）遷移加速度（位變）為零；（c）向心加速度為零；（d）合速度為零處；4、一元流動(dòng)是：（c）運(yùn)動(dòng)參數(shù)是一個(gè)空間坐標(biāo)和時(shí)間變量的函數(shù)；（a）均勻流；（b）速度分布按直線變化；（c）運(yùn)動(dòng)參數(shù)是一個(gè)空間坐標(biāo)和時(shí)間變量的函數(shù)；5、伯努利方程中各項(xiàng)水頭表示：（a）單位重量液體具有的機(jī)械能；（a）單位重量液體具有的機(jī)械能；（b）單位質(zhì)量液體具有的機(jī)械能；（c）單位體積液體具有的機(jī)械；（d）通過過流斷面流體的總機(jī)械能。6、圓管層流，實(shí)測管軸線上流速為4m/s,則斷面平均流速為：：（c）2m；（a）4m；（b）3.2m；（c）2m；7、半圓形明渠，半徑r=4m,其水力半徑為：（a）4m；（b）3m；（c）2m；（d）1m。8、靜止液體中存在：（a）壓應(yīng)力；（b）壓應(yīng)力和拉應(yīng)力；（c）壓應(yīng)力和剪應(yīng)力；（d）壓應(yīng)力、拉應(yīng)力和剪應(yīng)力。（1）在水力學(xué)中，單位質(zhì)量力是指（c、）a、單位面積液體受到的質(zhì)量力；b、單位體積液體受到的質(zhì)量力；c、單位質(zhì)量液體受到的質(zhì)量力；d、單位重量液體受到的質(zhì)量力。答案：c（2）在平衡液體中，質(zhì)量力與等壓面（）a、重合；b、平行c、斜交；d、正交。

答案：d(3)水力學(xué)中的一維流動(dòng)是指()a、恒定流動(dòng)；b、均勻流動(dòng)；c、層流運(yùn)動(dòng)；d、運(yùn)動(dòng)要素只與一個(gè)坐標(biāo)有關(guān)的流動(dòng)。答案：d(4)有壓管道的管徑d與管流水力半徑的比值d/R=()a、8；b、4；c、2；d、1。答案：b(5)同種液體通過兩根相同長度，但粗糙高度不同的等直徑長直管道，當(dāng)雷諾數(shù)Re相同時(shí)，它們的水頭損失在()內(nèi)是相同的。a、層流；b、層流至紊流過渡區(qū)；c、紊流光滑區(qū)；d、紊流過渡區(qū)；e、紊流粗糙區(qū)答案：a、b、c(6)在緩坡明渠中不可能發(fā)生的流動(dòng)是()a、均勻緩流；b、均勻急流；c、非均勻緩流；d、非均勻急流。答案：a、c、d(8)滲流研究的對(duì)象是()的運(yùn)動(dòng)規(guī)律a、重力水；b、毛細(xì)水；c、氣態(tài)水；d、薄膜水。答案：a圓柱形外管嘴的正常工作條件是：l=圓柱形外管嘴的正常工作條件是：l=(3~4)d,;H>9m09．長管是指B．的管道。A.管長大于100mC沿程損失系數(shù)為較大6.判斷層流或湍流的依據(jù)是__B___A.佛汝德數(shù)FrB.雷諾數(shù)Rec、d、B.沿程損失遠(yuǎn)大于局部損失D.沿程水頭損失大于5mC.歐拉數(shù)EuD.斯特羅哈數(shù)St7.圓管內(nèi)的流動(dòng)狀態(tài)為層流時(shí)，其斷面的平均速度等于最大速度的__A___倍。A．0.5B．1.0C．1.5D．2.0.靜止流體內(nèi)任意點(diǎn)的壓強(qiáng)值與B.方向無關(guān)。A.位置B.方向C.流體種類D.重力加速度.溫度升高時(shí)，空氣的粘度系數(shù)B.變大^A.變小B.變大C.不變D.無規(guī)律.在壓強(qiáng)的單位中，1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓atm近似于。A.1kPaB.0.1MPaC.1MPaD.10MPa.用于測量流速的畢托管的工作原理是C.伯努利方程。A.連續(xù)性方程B.運(yùn)動(dòng)方程C.伯努利方程D.動(dòng)量方程5．串聯(lián)管路的性質(zhì)是b。A．Q=Q1+Q2B．hf=hf1+hf2C．hf1=hf2D．V=V1+V22．兩根直徑不等的管道，一根輸水，一根輸油，兩根管中的流速也不同，由和水的下臨界雷諾數(shù)分別為Rec1和，Rec2則它們的關(guān)系是（c）A.Reel>Rec2；B.Reel<Rec2；C.Rec1=Rec2；D.無法確定。1、流體的動(dòng)力粘度p與（D）有關(guān)。A.流體的種類、溫度、體積B.流體的種類、壓力、體積C.流體的壓力、溫度、體積D.流體的種類、溫度、壓力2、理想流體指的是（C）。A.膨脹性為零的流體B.壓縮性為零的流體C.粘度為零的流體D.體積彈性模量為零的流體3、表面力是指作用在（B）的力。A.流體內(nèi)部每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)上B.流體體積表面上C.理想流體液面上D.粘性流體體積上4、重力作用下流體靜壓強(qiáng)微分方程為dp=（A）。A.-pgdzB.PgdzC.-PdzD.一gdz5、當(dāng)液體為恒定流時(shí)，必有（A）等于零。A.當(dāng)?shù)丶铀俣菳.遷移加速度C.合加速度D.矢量加速度

6、若含有n個(gè)變量的函數(shù)關(guān)系式中基本物理量為m個(gè)。根據(jù)n定理?？蓪⒃摵瘮?shù)關(guān)系式組合成(B)個(gè)無量綱的函數(shù)式。D.m—nD.平均流速D.連續(xù)性方程D.m—nD.平均流速D.連續(xù)性方程7、皮托(Pitot)管用于測量(C)的儀器。A.壓強(qiáng)B.流量C點(diǎn)速度8、對(duì)流動(dòng)流體應(yīng)用質(zhì)量守恒定律可導(dǎo)出(D)。A.伯努利方程B.動(dòng)量方程C.能量方程9、已知某流體在圓管內(nèi)流動(dòng)的雷諾數(shù)Re=2000，則該管的沿程阻力系數(shù)人=(A)。A.0.032B.0.064C.0.128D.0.25610、層流的沿程水頭損失與管截面上的平均流速的(D)成正比。A.二分之一次方B.1.75次方C.二次方D.一次方11、邊界層的基本特征之一是(B)。B.邊界層內(nèi)粘性力與慣性力為同一數(shù)量級(jí)D.B.邊界層內(nèi)粘性力與慣性力為同一數(shù)量級(jí)D.邊界層內(nèi)流體的流動(dòng)為湍流B.渦流的徑向速度為零D.平行流的等勢線與流線相互垂直C.邊界層厚度沿流動(dòng)方向逐漸減薄12、指出下列論點(diǎn)中的錯(cuò)誤論點(diǎn)：(C)A.點(diǎn)源的圓周速度為零C.有旋流動(dòng)也稱為有勢流動(dòng)三、判斷題.相對(duì)壓強(qiáng)的計(jì)算起點(diǎn)是標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。(F).恒定流一定是均勻流。(F).總水頭線沿程可升、可降。(F)5.靜水壓強(qiáng)的方向是垂直指向作用面。(T)6、有壓管路中管徑d與水力半徑R的比值d/R=4。(T)7、平底坡可能產(chǎn)生均勻流。(F)9、恒定流中流線與跡線重合。(T)10、任意受壓面上的平均壓強(qiáng)等于該受壓面形心處的壓強(qiáng)。()答案：錯(cuò)11、水流總是從壓強(qiáng)大的地方向壓強(qiáng)小的地方流動(dòng)。()答案：錯(cuò)誤12、同樣條件下直接水擊比間接水擊更不安全。()答案：正確13、在正坡非棱柱渠道內(nèi)可以形成均勻流。()答案：錯(cuò)誤14、在并聯(lián)管道中，若按長管考慮，則支管長的沿程水頭損失較大，支管短的沿程水頭損失較小。(F)15、在恒定均勻流中，沿程水頭損失與速度的平方成正比。(F)16、液體的粘滯性只在流動(dòng)時(shí)才表現(xiàn)出來。(T)17、對(duì)于液體而言，質(zhì)量力與液體體積成正比，故質(zhì)量力又稱為體積力。(T)在相對(duì)靜止的同種、連通、均質(zhì)液體中，等壓面就是水平面。(F)水力坡度是指單位長度流程的水頭損失。(T)急變流不可能是均勻流。(T)恒定流是指流場內(nèi)任意兩點(diǎn)間的流速矢量相等。（F）對(duì)于已經(jīng)建成的渠道，無論其過流量是多少，底坡的性質(zhì)（緩坡、陡坡、或臨界坡）均已確定。（F）尺寸相同的收縮管中，總流的方向改變后，水頭損失的大小并不改變。（F）1、在連續(xù)介質(zhì)假設(shè)的條件下，液體中各種物理量的變化是連續(xù)的。（q）TOC\o"1-5"\h\z2、管道突然擴(kuò)大的局部水頭損失系數(shù)z的公式是在沒有任何假設(shè)的情況下導(dǎo)出的。（x）3、當(dāng)管流過水?dāng)嗝媪魉侔磼佄锞€（對(duì)數(shù)）規(guī)律分布時(shí)，管中水流為紊流。（x）4、紊流實(shí)質(zhì)上是非恒定流。（q）5、液體的粘性是引起液流水頭損失的根源。（q）6、尼古拉茲試驗(yàn)是研究管道沿程水頭損失隨雷諾數(shù)和相對(duì)粗糙度的變化關(guān)系的試驗(yàn)。（x）7、水躍只能發(fā)生于平底明渠中。（x）8、其它條件相同時(shí)，實(shí)用堰的流量系數(shù)大于寬頂堰的流量系數(shù)。（q）9、區(qū)別薄壁堰、實(shí)用堰和寬頂堰，只取決于堰壁厚度So（X）10、在滲流模型中，任意一微小過水?dāng)嗝娴钠骄鶟B流流速u應(yīng)比該斷面實(shí)際滲流的真實(shí)斷面平均流速u小。（q）11、流網(wǎng)存在的充分必要條件是恒定滲流。（x）12、牛頓內(nèi)摩擦定律只適用于管道中的層流。（x）13、有壓長管道是認(rèn)為水頭全部消耗在沿程水頭損失上。（q）14、串聯(lián)長管道各管段的水頭損失可能相等，也可能不相等。（q）15、均勻緩流只能在緩坡上發(fā)生，均勻急流只能在陡坡上發(fā)生。（q）16、當(dāng)下游水位高于薄壁堰頂時(shí)，一定是淹沒出流。（q）17、不可壓縮液體連續(xù)性微分方程只適用于恒定流。（x）.一切流體都是牛頓流體。x（油漆）.流體靜壓強(qiáng)的方向不一定垂直于受力面的內(nèi)法線方向。x.平衡流體等壓面微分方程為Xdx+Ydy+Zdz=0q.過水?dāng)嗝娑际瞧矫?。x.實(shí)際流體圓管層流的平均流速是最大流速的一半。q.在紊流狀態(tài)下，能量損失包括流體層之間的內(nèi)摩擦力損失和流體層之間相互混雜、能量交換而引起的附加損失。q.尼古拉茨試驗(yàn)的水力光滑管區(qū)阻力系數(shù)人與雷諾數(shù)Re無關(guān)。xh=c上TOC\o"1-5"\h\z.局部損失通用計(jì)算公式為j2gq.只要流體流過面積的大小和形狀不變的過水?dāng)嗝?，這種流動(dòng)稱為均勻流動(dòng)。x.在質(zhì)量力只有重力的作用下，實(shí)際流體微小流束的伯努力方程為pv2pv2z+—++-i-=z++-^2-1丫2g2丫2gx1、在連續(xù)介質(zhì)假設(shè)的條件下，液體中各種物理量的變化是連續(xù)的。（V）

2、管道突然擴(kuò)大的局部水頭損失系數(shù)Z的公式是在沒有任何假設(shè)的情況下導(dǎo)出的。(X)3、當(dāng)管流過水?dāng)嗝媪魉侔磼佄锞€規(guī)律分布時(shí)，管中水流為紊流。(X)4、紊流實(shí)質(zhì)上是非恒定流。(J)5、液體的粘性是引起液流水頭損失的根源。6、尼古拉茲試驗(yàn)是研究管道沿程水頭損失隨雷諾數(shù)和相對(duì)粗糙度的變化關(guān)系的試驗(yàn)。(X)7、水躍只能發(fā)生于平底明渠中。(X)8、其它條件相同時(shí)，實(shí)用堰的流量系數(shù)大于寬頂堰的流量系數(shù)。(V)9、區(qū)別薄壁堰、實(shí)用堰和寬頂堰，只取決于堰壁厚度6。(X)10、在滲流模型中，任意一微小過水?dāng)嗝娴钠骄鶟B流流速u應(yīng)比該斷面實(shí)際滲流的真實(shí)斷面平均流速u小。(X)(X)(X)13、有壓長管(V)(V)(V)17、不可壓縮液12、牛頓內(nèi)摩擦定律只適用于管道中的層流。道是認(rèn)為水頭全部消耗在沿程水頭損失上。(V)14、串聯(lián)長管道各管段的水頭損失可能相等，也可能不相等。15、均勻緩流只能在緩坡上發(fā)生，均勻急流只能在陡坡上發(fā)生。16、當(dāng)下游水位高于薄壁堰頂時(shí)，一定是淹沒出流。du。〃du八x-+y-+z—0體連續(xù)性微分方程dxdydz只適用于恒定流。(X)1．當(dāng)平面水平放置時(shí)，壓力中心與平面形心重合。對(duì)2.一個(gè)工程大氣壓等于98kPa,相當(dāng)于10m水柱的壓強(qiáng)。對(duì)3．靜止液體自由表面的壓強(qiáng)，一定是大氣壓。錯(cuò).靜止液體的自由表面是一個(gè)水平面，也是等壓面。對(duì).當(dāng)靜止液體受到表面壓強(qiáng)作用后，將毫不改變地傳遞到液體內(nèi)部各點(diǎn)。對(duì).當(dāng)相對(duì)壓強(qiáng)為零時(shí)，稱為絕對(duì)真空。錯(cuò).某點(diǎn)的絕對(duì)壓強(qiáng)小于一個(gè)大氣壓強(qiáng)時(shí)即稱該點(diǎn)產(chǎn)生真空。對(duì).流場中液體質(zhì)點(diǎn)通過空間點(diǎn)時(shí)，所有的運(yùn)動(dòng)要素不隨時(shí)間變化的流體叫恒定流。對(duì).恒定流時(shí)，流線隨的形狀不隨時(shí)間變化，流線不一定與跡線相重合。錯(cuò).漸變流過水?dāng)嗝嫔蟿?dòng)水壓強(qiáng)的分布規(guī)律可近似地看作與靜水壓強(qiáng)分布規(guī)律相同。對(duì).流線是光滑的曲線，不能是折線，流線之間可以相交。錯(cuò).一變直徑管段，A斷面直徑是B斷面直徑的2倍，則B斷面的流速是A斷面流速的4倍。對(duì).彎管曲率半徑Rc與管徑d之比愈大，則彎管的局部損失系數(shù)愈大。錯(cuò).隨流動(dòng)雷諾數(shù)增大，管流壁面粘性底層的厚度也愈大。錯(cuò).水泵的揚(yáng)程就是指它的提水高度。錯(cuò).管嘴出流的局部水頭損失可有兩部分組成，即孔口的局部水頭損失及收縮斷面出突然縮小產(chǎn)生的局部水頭損失。錯(cuò).當(dāng)流速分布比較均勻時(shí)，則動(dòng)能修正系數(shù)的值接近于零。錯(cuò).流速分布越不均勻，動(dòng)能修正系數(shù)的值越小。錯(cuò).在水流過水?dāng)嗝婷娣e相等的前提下，濕周愈大，水力半徑愈小。對(duì).圓形管的直徑就是其水力半徑。錯(cuò)

21．為了減少摩擦阻力，必須把物體做成流線型。錯(cuò)22.在研究紊流邊界層的阻力特征時(shí)，所謂粗糙區(qū)是指粘性底層的實(shí)際厚度△小于粗糙高度。對(duì)23．水泵的安裝高度取決于水泵的允許真空值、供水流量和水頭損失。對(duì)24．大孔口與小孔口都可認(rèn)為其斷面上壓強(qiáng)、流速分布均勻，各點(diǎn)作用水頭可以認(rèn)為是一常數(shù)。錯(cuò)18、下列壓強(qiáng)分布圖中哪個(gè)是錯(cuò)誤的？18B；題二-9題二-9圖19、如圖所示，*低工*記，下述靜力學(xué)方程哪個(gè)正確？19B；PigPig第1章緒論1.1若某種牌號(hào)的汽油的重度Y為7000N/m3，求它的密度p。八,,丫7000N/m3解：由Y=Pg得，P=-==714.29kg/m3g9.8m/m21.2已知水的密度P=997.0kg/m3，運(yùn)動(dòng)黏度V=0.893x10-6m2/s，求它的動(dòng)力黏度從。U解：v=得，旦=pv=997.0kg/m3x0.893x10-6m2/s=8.9x10-4Pa?sp13一塊可動(dòng)平板與另一塊不動(dòng)平板同時(shí)浸在某種液體中，它們之間的距離為0.5mm，可動(dòng)板若以0.25m/s的速度移動(dòng)，為了維持這個(gè)速度需要單位面積上的作用力為2N/m2,求這兩塊平板間流體的動(dòng)力黏度N。解：假設(shè)板間流體中的速度分布是線性的，則板間流體的速度梯度可計(jì)算為

du=u=0.25=500s-idyy0.5x10-3du由牛頓切應(yīng)力定律T=N，可得兩塊平板間流體的動(dòng)力黏度為dy日=叫y=4x10-3Pa?s

du第2章流體靜力學(xué)//////////////題2.10//////////////題2.10圖2.10如圖示為一側(cè)有水的傾斜安裝的均質(zhì)矩形閘門，其寬度上2m，傾斜角a=6C0，鉸鏈中心。位于水面以上C=1m，水深片3m，求閘門開啟時(shí)所需鉛直向上的提升力7,設(shè)閘門重力G=0.196x105No解：建立坐標(biāo)系O-xy,原點(diǎn)在O點(diǎn)，Ox垂直于閘門斜向下，Oy沿閘門斜向下，浸在水中的閘門上的作用力（不計(jì)大氣壓力）為hbhF=yhA=丫一xc2sin60設(shè)壓力中心為D到ox軸的距離為Z，則有DhZ=一+ZhZ=一+ZDsinacJ+—zAcCh

+

sin602sin6012sin60二C+2hhzbhsin603sin602sin60sin600°當(dāng)閘門轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，F(xiàn)與G產(chǎn)生的合力矩與提升力T產(chǎn)生的力矩相等，則有T(C+h)ybh2/C2h、廠h+C—=-(+)+Gtan602sin60sin603sin602tan60則T大小為=1.63x105Nybh2C+2h/3G9810x2x321+2x=1.63x105NT=x+—=x+sin2aC+h2sin1201+32

2.14如圖示，為一儲(chǔ)水設(shè)備，在。點(diǎn)測得絕對(duì)壓強(qiáng)為419600N/m2,h=2m,R=1m,求半球曲面AB的垂直分力。題2.14圖hp=p—Y_解：由題意得AB2，解得p?S=F+GABF=p?S—G=(p-Yh)S-Y2^R2=10257.33N231、矩形平板閘門AB，一側(cè)擋水，已知長L=2m，寬b=1m，形心點(diǎn)水深hc=2m，傾角a=45°，閘門上緣A處設(shè)有轉(zhuǎn)軸，忽略閘門自重及門軸摩擦力，求開啟閘門所需拉力T。對(duì)舉行荷載：F=(h-2cos45o)Ylb=25.34kN(1)對(duì)三角形荷載：F2(lcos45。)Ylb=13.86KN(2)對(duì)A點(diǎn)取力矩得:F-+F122T=(3Y+21=Tlcos3YY)/2cos345。(3)45。=30.98kNorp=pghlb=30.2kn

cy=y+~^~c-=2.946mdcyA

c答：開啟閘門所需拉力T為30.98kN為多少時(shí)，如圖所示一球形封閉容器由兩個(gè)半球面鉚接而成，內(nèi)盛密度為Y的液體，試求為多少時(shí)，F(xiàn)/F=1/2上、下半球面所受靜止液體總壓力的鉛垂分力之比Fz上/z下？解：兀R2(H+R)-23根據(jù)題意J/f=1z上Z下2解得H=RABCD=15cm，v=4m/s,ABCD=15cm，v=4m/s,試求v,vCBDd2vA_^Ad2B=4.5m/s第3章流體運(yùn)動(dòng)學(xué)v=2m/s，A解：由公式Q=Au=const得AvAv=Av,得v=-a^aAABBBABAv=Av=Av+Av，得vAACCDDD=10.9m/sAv—Av―A^AC-CAD

d2v—d2v-^A^C-Cd2D3.14送風(fēng)管的斷面面積為50cmx50cm,求通過a,b,c,d四個(gè)送風(fēng)口向室內(nèi)輸送空氣。已知送風(fēng)口斷面面積為40cmx40cm，氣體平均速度為5m/s，試求通過送風(fēng)管過流斷面1-1、2-2、3-3的流速和流量。1解：由于a,b,c,d四個(gè)送風(fēng)口完全相同，則Q=Q=Q=Q=qQabcd40流斷面1-1、2-2、3-3的流量分別為：311q=q+q+q=-q，q=+q+q=-q，q=q=-q1—1bcd402—2cd203—3d40由Av=4Av，得四個(gè)送風(fēng)口的流速為v=12.8m/s-2Av—Av由Av=Av+Av得，斷面1-1流速v=t2-=9.6m/sTOC\o"1-5"\h\z1211—11—1A1Av—2Av,,,由Av=2Av+Av得，斷面2-2流速v=t2-=6.4m/s1212—22—2A1Av斷面3-3流速v=t-=3.2m/s-—-A1

第4章流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)4.3水銀壓差計(jì)連接在水平放置的汾丘里流量計(jì)上，如圖。今測得其中水銀高差h=80mm,已知D=10厘米，d=5厘米，汾丘里流量計(jì)的流量系數(shù)〃=0.98。問水通過流量計(jì)的實(shí)際流量為若干？題4.2題4.2圖題4.3圖解：由文丘流量計(jì)流量公式Q解：由文丘流量計(jì)流量公式Q=Au11當(dāng)(b-1)得.022-1丫1d1；2gAh丫:；2gAh丫:(T-1)=022-1ydd1%:絲竺(,-1)=0.0201m3/s4\'22-1ydd1其中22=a=(―)2=4

dAd2yPgp13.62=—2—=—2==13.6yPgP1111實(shí)際流量為Q'=Q|=%87=0.0205m3/s4.8流體從長的狹縫流出，沖擊一斜放的光滑平板，如圖所示，試求流量分配及作用在平板上的力。(按理想流體計(jì))，不計(jì)水流重力，已知田，A0,0。題4.7圖題4.8圖解：建立直角坐標(biāo)系。取，必軸沿光滑平板斜向上，8軸垂直于平板斜向左上列質(zhì)量守恒方程：vA=vA+vA，即A=A+A①TOC\o"1-5"\h\z000102012同時(shí)，取0-0，1-1和2-2截面間的控制體，列x方向的動(dòng)量守恒方程(因忽略摩擦力，所以F=0)：F=qvqvq-)o0xxm11m22m00即v2A-v2A-v2Acos0=0②112200AA通過式①和②可得到A==0(1+co0)，A==0(1-cos0)1222對(duì)控制體，列y方向的動(dòng)量守恒方程：

F=0-(-qvsin0)ym00即作用在平板上的力為：F=Pv2Asin0y004.9如圖所示,虹吸管將A池中的水輸入B池，已知管長l=3m,l=5m,直徑12d=75mm，兩池的水面高差H=2m，最大超高h(yuǎn)=1.8m，進(jìn)口阻力系數(shù)&〃=1.0，出口阻力系數(shù)&x=1.0，轉(zhuǎn)彎的阻力系數(shù)5=0.2,沿程阻力系數(shù)丸=0.025,求流量Q及管道C點(diǎn)的真空度。題4.9圖解：取A池液面為位置水頭零位，對(duì)面1—1、2—2列Bernoulli方程pu2u2pu2lu2—0-+.一—gen=h+—2+—+k-4(u氏0)72g2g丫2gd2g1取B端為位置水頭零位，對(duì)面2—2、3—3列Bernoulli方程(h+H)+P+±=P+上+kl2t+g竺+g竺72g72gd2gb2gex2g聯(lián)立解得：p=73560Pa，u=2.58m/s2一兀d2流量Q=Au=?u=0.0114m3/s4C點(diǎn)的真空度為73560Pa4.10水流通過水平變截面直角彎管，已知進(jìn)口dA=25cm，pA=180KPa，Qa=0.12m3/s,出口dB=20cm,求水流對(duì)彎管壁的作用力。不計(jì)水頭損失。解：進(jìn)口端流速為uA解：進(jìn)口端流速為uA—A^a—=2.45m/s兀d2..14進(jìn)口端流速為九?%=3.82m/sB列Bernoulli方程上：+-a=-2-+-b~，得P=175.7kPa

Pg2gPg2g2水流對(duì)彎管壁的作用力的分力F=p?A-(0-pQv)=9125.25N水流對(duì)彎管壁的作用力的分力1AAAF=-p?B-(pQv-0)=-5975.38N2BAB所以水流對(duì)彎管壁的作用力為f一叩式二10907.58N2.有一水平噴嘴，如圖所示，Di=200mm和D2=100mm,噴嘴進(jìn)口水的絕對(duì)壓強(qiáng)為345kPa,出口為大氣，pa=103.4kPa，出口水速為22m/s2.有一水平噴嘴，如圖所示，Di=200mm和D2=100mm,噴嘴進(jìn)口水的絕對(duì)壓強(qiáng)為345kPa,出口為大氣，pa=103.4kPa，出口水速為22m/s。求固定噴嘴法蘭螺栓上所受的力為多少？假定為不可壓縮定常流動(dòng)，忽略摩擦損失。［解］螺栓上所受的力等于水對(duì)噴嘴的作用力,與噴嘴對(duì)水的作用力大小相等方向相反.設(shè)噴嘴對(duì)水的作用力為R取噴嘴入口、出口和噴嘴壁面為控制面，列控制體內(nèi)水的動(dòng)量方程：pq(v—v)=pA—pA+RV211122(a)又由連續(xù)性方程：q=vA=vAV1122（b）解（a）、（b）可得：R=-7171.76（N）則，螺栓上所受得力為7171.76N如圖，水以1的速度從內(nèi)徑為5的噴管中噴出，噴管的一端則用螺栓固定在內(nèi)徑為1水管的法蘭上，如不計(jì)損失，試求作用在連接螺栓上的拉力。兀，兀，Vd2=V—d2解：由連續(xù)方程14142、2=10義(50￥=2.5m/s對(duì)噴管的入口及出口列總流伯努利方程pV2pV2—十—i—=—+丫2g丫2g其中p=0習(xí)題4.15圖p=PV2—V2)=0.5X1000x(102—2.52)=46875N/m2得121取控制面并建立坐標(biāo)如圖設(shè)噴管對(duì)流體的作用力為F。動(dòng)量定理為2FJpVVdATOC\o"1-5"\h\zxnxA兀一兀一兀一—F+p—d2=1000義(-V)V—d2+1000VV_d2即141114142一一兀一兀兀一F=46875X—x0.12+1000*2.52x—x0.12-1000義102x—x0.052故444=220.8N則作用在連接螺栓上的拉力大小為N方向同F(xiàn)方向相反，抬高前的水深為、矩形斷面的平底渠道，其寬度，抬高后的水面降低為，渠底在某斷面處抬高1如忽略邊壁和底部阻力。Q=vA=8.47m3/s22v=，抬高前的水深為、矩形斷面的平底渠道，其寬度，抬高后的水面降低為，渠底在某斷面處抬高1如忽略邊壁和底部阻力。Q=vA=8.47m3/s22v=2.32x364515.4=1.566m/sF-F-F'=pQ(v-v)p1p221F'=F-F-pQ(v-v)=pgbh2/2-pgbh?/2-pQ(v-v)p1p2=22.46KN21216.6如圖所示從一平水箱中引出一條長50m，直徑為100mm的管道，在管中間安裝一個(gè)閘閥(處于半開)，局部阻力系數(shù)為2.5。當(dāng)水頭H=4.0m時(shí)，已知其沿程阻力系數(shù)為0.025,試求此時(shí)的流量，井繪出水管的總水頭線和測壓管水頭線。解：進(jìn)口損失系數(shù)為0.5，所以由H=0.u+2Ju2+00￡4得，2g2gd2g流速u=2.25m/s流量為Q=uA=0.0177m3/s水管的總水頭線和測壓管水頭線為：6.7有一如圖所示的水平突然擴(kuò)大管路，已知直徑水管的總水頭線和測壓管水頭線為：6.7有一如圖所示的水平突然擴(kuò)大管路，已知直徑d1=5cm,直徑d2=10cm,管中水流量Q=0.02m3/s。試求U形水銀壓差計(jì)中的壓差讀數(shù)△h。題6.6圖題6.7圖解：U形水銀壓差計(jì)兩口之間伯努利方程為：pu2u2pu2—1+-i-=g—2-+—+-^2

丫2g2g丫2gu=Q-=2.55m/s2A2AQ局部阻力系數(shù)g=(—2—1)2=9u=Q-=2.55m/s2A2A1A1110u2—u2212g10u210u2—u2212g——2-—f得一122g2gpg2p(10u2—u2)所以Ah=—22-=157mm2g(p—p)126.10為測定90°彎管的局部水頭損失系數(shù)Z值，可采用如圖所示的裝置。巳知AB段管長為10m,管徑為50mm,在阻力平方區(qū)情況下，沿程阻力系數(shù)丸為0.03。今通過流量為2.74L/s,管中水流處于阻力平方區(qū)，測得1、2兩側(cè)壓管的水面高差h為62.9cm。試求彎管的局部水頭損失系數(shù)Z。解：列伯努利方程乙+解：列伯努利方程乙+u2Y2gPu2lu2u2=±2+——+九+g——Y2gd2g2g其中流速u==2其中流速u=兀d2/4兀0.052/4彎管的局部水頭損失系數(shù)為g=空"—入l=2gh—入l=0.335u2Ydu2d

題6.10圖題6.12圖6.12水池中引出一根具有三段不同直徑的水管，如圖所示，已知直徑d=50mm，D=200mm,l=100m,H=12m題6.10圖題6.12圖6.12水池中引出一根具有三段不同直徑的水管，如圖所示，已知直徑d=50mm，D=200mm,l=100m,H=12m,局部阻力系數(shù)Z進(jìn)=。.5,Z閥=5.0,沿程阻力系數(shù)丸=0.03,求管中通過的流量和流態(tài)（水的運(yùn)動(dòng)粘度v=0.0101cm2/s）。(AD2—1)2=(丁—1)2=9，管徑突縮時(shí)己=0.42d221設(shè)水在粗管中的流速為u2=u,則在細(xì)管中的流速為ui=16uu2u2u2u25lu2lu2由H=0.5++9T+0.42++55+九+九——2-2g2g2g2g2d2gD2g2438.72u22g解得.八，u兀D2u=0.07674m/s，所以流量Q=uA==2.41x10-3m3/s4細(xì)管中雷諾數(shù)為Reiud16x0.07674x0.05===6.1x104,v1.01x10—6,紊流uD0.07674x0.2粗管中雷諾數(shù)為Re2=下二1.01x10_6=1.53x104，紊流得d==0.937mU形管讀數(shù)h=100mmH2O,水與空氣的密度分別為p水=1000kg/m3,p空=1.2kg/m3,忽略流動(dòng)的能量損失，求空氣的體積流量qv。由伯努利方程

0+0+0=p-+0+v2Pg2g得v=：—2p（2分）P由靜力學(xué)方程p+Pgh=0np=-Pgh（2分）代入水水得v=：2gh￡水=：2x9.807x0.1x100P=40.43m/sTOC\o"1-5"\h\zYP\1.2兀.兀一、q=v?一d2=40.43x_x（0.4>=5.08m3/s（3分）v44第7章管路計(jì)算d,l1者心式水泵的吸水管路如圖所示。已知dd,l1者心式水泵的吸水管路如圖所示。已知d=100mm,/=8m,沿程阻力系數(shù)丸=0.025,Q=20L/s,泵進(jìn)口處最大允許真空度為〃『68.6kPa。此管路中有濾水網(wǎng)一個(gè)，局部阻力系數(shù)Z網(wǎng)=4.5,90°圓彎頭兩個(gè)，Z彎=0.1。問允許安裝高度Hs為若干？解：列水面與泵進(jìn)口伯努利方程PU2U2lU2p一pU2pU2lU2a~==H+4.5——+0.2——十九+py+一，—=H+5.7——十九丫s2g2gd2g丫2g丫s2gd2g,Q20x10,Q20x10-3由于u=—==2.55m/s,A兀0.12/4所以HspU2lU2=f一5.7——一人丫2gd2g=4.45m2、由水位相同的兩貯水池A、B沿著L1=200m,L2=100m,d1=200mm,d2=100mm的兩根管子流入L3=500m,d3=250mm的總管，并注入水池水中。求：當(dāng)H=40m,A1=A2=0.02,A3=0.025時(shí)，求排入C中的總流量（不計(jì)閥

門損失）。（15分）解：解：管1和管2并聯(lián)，此并聯(lián)管路又與管3串聯(lián)，因此lv2+人———3_2d2g3九_(tái)Lv2-61d1九_(tái)Lv2-61d12g2lv2—22-d2g2TOC\o"1-5"\h\z331122由(2)得(2)2=＞，2“1=1,v=vv九Id12112AaA由(3)得v=T2v=0.8vA11（1）得H=k_Lv21d12g,九ld1+=331九ld1132-31v1=2.6（1）得H=k_Lv21d12g,九ld1+=331九ld1132-31v1=2.6九lv2-4——1-d12g將H、九ld111V1=3.8841m/s；V3=0.8V1=3.1073m/s；Q3=V3A3=0.1525m3/s圖示一管路系統(tǒng)，管中的水由兩水池聯(lián)合供應(yīng)。已知L「800米、L=600L0九02=800米=0.025米，d=0.21Q=1000d0二°.25米，入「0.026升秒。求Q解：對(duì)A和D應(yīng)用伯努力方程35-1=h+hf1f080014x0.1、34=0.025()2+0.0260.252gnd20Q1=0.056m3/s，，1、%=0.026Q2Q2d=V0.0002083=0.184m2=Q-Q=0.1-0.056=0.044m3/s0180014x0.160014x0.044TOC\o"1-5"\h\z29=0.025()2+0.026()20.252gnd2d2gnd2022

6求如圖所示管路系統(tǒng)中的輸水流量q,已知H=24,l=l=l=l=100m,V1234d=d=d=100mm,d=200mm,X=X=九=0.025,九二0.02,5=30。12431243閥（20分）．解：列1-1，2-2斷面能量方程lV2lV2lV2H=X-4———+X-2-+．解：列1-1，2-2斷面能量方程lV2lV2lV2H=X-4———+X-2-+X-4-1d2g2d