流體力學第七章習題答案

1、第七章習題答案選擇題（單項選擇題）比較在正常工作條件下，作用水頭，直徑相等時，小孔口的流量和圓柱形外管嘴的流量：（b）（a）>；（b）<；（c）=；（d）不定。圓柱形外管嘴的正常工作條件是：（b）（a）=（34），>9m；（b）=（34），<9m；（c）>（34），>9m；（d）<（34），<9m。圖示兩根完全相同的長管道，只是安裝高度不同，兩管的流量關系是：（c）（a）<；（b）>；（c）=；（d）不定。并聯(lián)管道一、2，兩管的直徑相同，沿程阻力系數(shù)相同，長度=3，通過的流量為：（c）（a）=；（b）=；（c）=；（d）=3。并聯(lián)管道

2、一、二、3、A、B之間的水頭損失是：（d）（a）=+；（b）=+；（c）=+；（d）=。長管并聯(lián)管道各并聯(lián)管段的：（c）（a）水頭損失相等；（b）水里坡度相等；（c）總能量損失相等；（d）通過的流量相等。并聯(lián)管道閥門為全開時各段流量為、，現(xiàn)關小閥門，其他條件不變，流量的轉變?yōu)椋海╟）（a）、都減?。唬╞）減小，不變，減??；（c）減小，增加，減小；（d）不變，增加，減小。7.8 有一薄壁圓形孔口，直徑為10mm，水頭為2m。現(xiàn)測得射流收縮斷面的直徑為8mm，在時刻內(nèi)，經(jīng)孔口流出的水量為，試求孔口的收縮系數(shù)，流量系數(shù)，流速系數(shù)及孔口局部損失系數(shù)。解： 答：孔口的收縮系數(shù)，流量系數(shù)，流速系數(shù)，孔口局

3、部損失系數(shù)。7.9 薄壁孔口出流，直徑=2cm，水箱水位恒定=2m，試求：（1）孔口流量；（2）此孔口外接圓柱形管嘴的流量；（3）管嘴收縮斷面的真空高度。解： （l/s）（l/s）以收縮斷面c-c到出口斷面n-n列伯努利方程：（m）答：（1）孔口流量L/s；（2）此孔口外接圓柱形管嘴的流量L/s；（3）管嘴收縮斷面的真空高度為m。水箱用隔板分為、兩室，隔板上開一孔口，其直徑=4cm，在室底部裝有圓柱形外管嘴，其直徑=3cm。已知=3m，=0.5m，試求：（1），；（2）流出水箱的流量。解： 要維持不變，那么補充水量應與流出水量維持相等，即孔口出流量、管嘴出口流量均為。 可解得：（m）（m）（l

4、/s）答：（1）m，m；（2）流出水箱的流量L/s。有一平底空船，其船底面積為8，船舷高為0.5m，船自重為，現(xiàn)船底破一直徑10cm的圓孔，水自圓孔漏入船中，試問通過量少時刻后船將沉沒。解： 設船底到水面的水深為，船中水深為，下沉進程是平穩(wěn)的，那么有：從孔口流入的流量為，為常數(shù)。 當船沉沒時： （s）答：通過s后船將沉沒。游泳池長25m，寬10m，水深1.5m，池底設有直徑10cm的放水孔直通排水地溝，試求放凈池水所需的時刻。解： 設池內(nèi)水深為時，為水流量為（h）設水池中的水量為，那么水量減少量為答：放凈池水所需的時刻為h。油槽車的油槽長度為，直徑為，油槽底部設有卸油孔，孔口面積為，流量系數(shù)為

5、，試求該車充滿油后所需卸空時刻。解：設當油箱中漏深為時，瞬時泄油量為。其中 ，； 當時，當 當時其中積分可得：答：該車充滿油后所需卸空時刻為。虹吸管將池中的水輸入池，已知長度=3m，=5m，直徑=75mm，兩池水面高差=2m，最大超高=1.8m，沿程摩阻系數(shù)=，局部損失系數(shù)：入口=，轉彎=，出口=1，試求流量及管道最大超高斷面的真空度。解： 以下游水面為基準面，從上池水面到下池水面列伯努利方程：（m/s）（L/s）從C過流斷面到下池水面列伯努利方程：取m答：流量L/s，管道最大超高斷面的真空度為m。風動工具的送風系統(tǒng)由空氣緊縮機、貯氣筒、管道等組成，已知管道總長=100mm，直徑=75mm，沿

6、程摩阻系數(shù)=，各項局部水頭損失系數(shù)之和=，緊縮空氣密度=， 風動工具要求風壓650kPa，風量，試求貯氣筒的工作壓強。解： 從貯氣筒到風動工具入口列伯努利方程，忽略高差，那么有： （kPa）答：貯氣筒的工作壓強為kPa。水從密閉容器，沿直徑=25mm，長=10m的管道流入容器，已知容器水面的相對壓強=2at，水面高=1m，=5m，沿程摩阻系數(shù)=，局部損失系數(shù)：閥門=，彎頭=，試求流量。解： 以地面為基準面，從池面到池面列伯努利方程：?。?，那么有（m/s）（l/s）答：流量l/s。水車由一直徑=150mm，長=80m的管道供水，該管道中有兩個閘閥和4個90°彎頭（=，閘閥全開=，彎頭=

7、）。已知水車的有效容積為25， 水塔具有水頭=18m，試求水車充滿水所需的最短時刻。解： 以管出水口為基準面，列伯努利方程：（m/s）（l/s）（s）（min）答：水車充滿水所需的最短時刻為min。自密閉容器經(jīng)兩段串聯(lián)管道輸水，已知壓力表讀值=1at，水頭=2m，管長=10m，=20m，直徑=100mm，=200mm， 沿程摩阻系數(shù)=，試求流量并繪總水頭線和測壓管水頭線。解： 以管中心線為基準面，從容器水面到出口斷面列伯努利方程：，可求得：（m/s）（m/s）（L/s）（m）（m）答：流量L/s，總水頭線和測壓管水頭線見上圖。水從密閉水箱沿垂直管道送入高位水池中，已知管道直徑=25mm，管長=

8、3m，水深=0.5m，流量=1.5L/s，沿程摩阻系數(shù)=，局部損失系數(shù)：閥門 =， 入口=1，試求密閉容器上壓力表讀值，并繪總水頭線和測壓管水頭線。解： 以下池水面為基準面，列伯努利方程：（kPa）（m/s）xH (m)Hp (m)-h / / l / / l+h閥答：密閉容器上壓力表讀值kPa，總水頭線和測壓管水頭線見上圖。工廠供水系統(tǒng)，由水塔向、三處供水，管道均為鑄鐵管，已知流量=10，=5，=10，各段管長=350m，=450m，=100m，各段直徑=200mm，=150mm，=100mm，整個場地水平，試求所需水頭。解： 以水平面為基準面，從水塔水面到斷面出口列伯努利方程：其中：，取，

9、查表7-3可得：；（l/s）；（l/s）；（l/s）代入可得：（m）答：所需水頭為m。在長為2，直徑為的管道上，并聯(lián)一根直徑相同，長為的支管（圖中虛線），假設水頭不變，不計局部損失，試求并聯(lián)支管前后的流量比。解： 并聯(lián)前，設管道的比阻為，那么有：，并聯(lián)后，總流為，兩支路的流量為答：并聯(lián)支管前后的流量比為。有一泵循環(huán)管道，各支管閥門全開時，支管流量別離為、，假設將閥門開度變小，其他條件不變，試論證主管流量如何轉變，支管流量、 如何轉變。解： 設主管阻抗為，支管阻抗為，。主管損失為，支管損失為。水泵揚程 對離心泵，一樣有，成立。即減小，而增加，減小，故增加。又，當增加時，不變，故增加減少答：主管流

10、量減小，支管流量減少、增加。電廠引水鋼管直徑=180mm，壁厚=10mm，流速=2，工作壓強為1×106Pa，當閥門突然關閉時，管壁中的應力比原先增加多少倍？解： 其中 （m/s）其中Pa；Pa；mm；mm（m）（kPa）管中壓強增大的倍數(shù)為倍。答：管壁中的應力比原先增加倍。輸水鋼管直徑=100mm，壁厚=7mm，流速=，試求閥門突然關閉時的水擊壓強，又如該管道改成鑄鐵管水擊壓強有何轉變？解： 對鋼管：（m/s）對鑄鐵：（m/s）（m）（m）PaPa答：閥門突然關閉時的水擊壓強為Pa，該管道改成鑄鐵管水擊壓強為Pa。水箱中的水由立管及水平支管流入大氣，已知水箱水深=1m，各管段長=5

11、m，直徑=25mm，沿程摩阻系數(shù)=，除閥門阻力（局部水頭損失系數(shù)）外，其他局部阻力不計，試求：（1）閥門關閉時，立管和水平支管的流量、；（2）閥門全開（=0）時，流量、；（3）使=， 應為多少？解：（1）閥門關閉。（m/s）（L/s）（2）閥門全開。設結點處壓強為，以水平管為基準面，那么有：；可得：其中再從水池面到出口列能量方程： 可得：解得：故 ，不合題意。代入方程中可得：（L/s），（L/s），（L/s）（3）設置閥門開度，使時，閥門阻力系數(shù)為。那么有 及 ， /可得：（L/s）（l/s）答：（1）閥門關閉時，立管和水平支管的流量、L/s；（2）閥門全開（=0）時，流量L/s、L/s；（3）使=，應為。離心泵裝置系統(tǒng)，已知該泵的性能曲線（見圖7-49），靜揚程（幾何給水高度）=19m，管道總阻抗=76000，試求：水泵的流量、揚程、效率、軸功率。解： 裝置揚程為