工程流體力學(xué)-第七章習(xí)題

1、第七章 壓力管路 孔口和管嘴出流習(xí)題課1. 上下游水池利用虹吸管吸水，虹吸管輸水時(shí)管內(nèi)水流的壓力。上下游水池利用虹吸管吸水，虹吸管輸水時(shí)管內(nèi)水流的壓力。A.均為正壓；均為正壓； B. 均為負(fù)壓；均為負(fù)壓；C. 部分為正壓，部分為負(fù)壓。部分為正壓，部分為負(fù)壓。2. 輸水管的作用水頭不變，若將中間某段改為與原管道直徑相同輸水管的作用水頭不變，若將中間某段改為與原管道直徑相同的兩根管并聯(lián)，則輸水管的輸水流量：的兩根管并聯(lián)，則輸水管的輸水流量：A. 保持不變；保持不變； B. 增大；增大； C.減小。減小。VAB12Q=Q1+Q2hfAB= hf1 =hf2QQQQQQQQgdlgdlgdlgpgpg

2、dlggpgdlggpgdlggpBABABABABBAA并聯(lián)管路：）（）（）（由于作用水頭相同不變）（管徑不變，管長(zhǎng)認(rèn)為并聯(lián)情況：【分析】單管情況：2121212222222222222223. 在正常條件下，作用水頭在正常條件下，作用水頭H, 直徑直徑d相等時(shí)，小孔口流量相等時(shí)，小孔口流量Q和圓和圓柱形外管嘴的流量柱形外管嘴的流量Qn的關(guān)系為的關(guān)系為A.QQn； B. QQn；C. Q=Qn。孔口出流。管嘴出流，條件下，和同一出流斷面在同一作用水頭頁?！痉治觥拷滩牡诳卓诠茏靏HAQAH22.602.801574. 圓柱形管嘴正常出流條件是：圓柱形管嘴正常出流條件是：mHdLDmHdLCmH

3、dLBmHdLA9,)43(.;9,)43(.;9,)43(.;9,)43(.0000【分析分析】教材教材158頁。頁。要保證圓柱形外管嘴的正常工作，必須滿足兩個(gè)條件：要保證圓柱形外管嘴的正常工作，必須滿足兩個(gè)條件：（1）最大真空度不能超過）最大真空度不能超過7m，H=7/0.74=9.5m;（2）L=(34)D。5. 兩根完全相同的長(zhǎng)管道，只是安裝高度不同，兩管的流量關(guān)系兩根完全相同的長(zhǎng)管道，只是安裝高度不同，兩管的流量關(guān)系為：為：不確定。.;.;.;.212121DQQCQQBQQA上、下游的液面差。力計(jì)算問題。本題屬于淹沒出流的水頁。【分析】教材第HgHAQ21566. 如圖，并聯(lián)長(zhǎng)管如

4、圖，并聯(lián)長(zhǎng)管1、2兩管的直徑相同，沿程阻力系數(shù)相同，兩管的直徑相同，沿程阻力系數(shù)相同，長(zhǎng)度長(zhǎng)度L2=3L1，通過流量為：，通過流量為：。212121213.;73. 1.;5 . 1.;.QQDQQCQQBQQA【分析分析】hfAB= hf1 =hf2211112212222112173. 173. 1322QQllllgdlgdlhhff并聯(lián)管路各支管的流量比為：各支管的流量比為：335322521151321:ldldldQQQ 支管越長(zhǎng)、管徑越小、阻力系數(shù)越大支管越長(zhǎng)、管徑越小、阻力系數(shù)越大流量越?。涣髁吭叫?； 反之反之 流量越大。流量越大。 7. 如圖，、兩節(jié)點(diǎn)連接并聯(lián)管段、，則、兩節(jié)

5、如圖，、兩節(jié)點(diǎn)連接并聯(lián)管段、，則、兩節(jié)點(diǎn)間的水頭損失為：點(diǎn)間的水頭損失為：。3213221321.;.;.;.ffffABfffABfffABffffABhhhhDhhhChhhBhhhhA【分析分析】并聯(lián)管路的特征。并聯(lián)管路的特征。8. 長(zhǎng)管并聯(lián)管道各并聯(lián)管段的：長(zhǎng)管并聯(lián)管道各并聯(lián)管段的：水頭損失相等；水力坡度相等；總能量損失相等；水頭損失相等；水力坡度相等；總能量損失相等；通過流量相等。通過流量相等。nwQQQQDggdlLhi 2122422C3B2BAA1144錯(cuò)。）（）局部水頭損失（）水頭損失（錯(cuò)?？偰芰繐p失）（度不一定相等。一定相同，所以水力坡因并聯(lián)管路各管長(zhǎng)度不頭損失。沿流程單位

6、管長(zhǎng)上的水水力坡度錯(cuò)。）（都相等。流量，使各管水頭損失因而能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)各管然維持穩(wěn)定，兩點(diǎn)處的測(cè)壓管水頭必，。在穩(wěn)定流動(dòng)狀況下，）選擇（頁?！痉治觥拷滩牡跍p??；增大、不變、）增大；（減小、）（不變；減小、）都減小；（、）（變化為：，其他條件不變，流量現(xiàn)關(guān)小閥門、門全開時(shí)各管段流量并聯(lián)管道（如圖），閥321231231321321CBAK,. 9QQQDQQQQQQQQQQQQ21210211021221222000111210)(; 022212)(K1BBfaBfBKQhppppzzzhggpzggpzpBpQB；不變，）考察（，使上游壓強(qiáng)下游阻力總流量阻力，）關(guān)小一支管閥門【分析】（212

7、131022122111021021101021112000,22210)();(; 022103AAAfAfBafQphggpggpAhQppppzzzhggpzggpz不變，上式左邊考察；不變不變截面）考察（10. 將孔口改為同直徑的外管嘴出流，其他條件不變，則出流流將孔口改為同直徑的外管嘴出流，其他條件不變，則出流流量增大，這是由于：量增大，這是由于：阻力系數(shù)減小所致；流速系數(shù)增大所致；阻力系數(shù)減小所致；流速系數(shù)增大所致；作用水頭增大所致。作用水頭增大所致。所引起的損失水頭。的液流阻力遠(yuǎn)大于加裝管嘴所增加真空作用所產(chǎn)生的水頭斷面處壓力為大氣壓?？卓诘那闆r下產(chǎn)生真空度。壓縮斷面的壓力小于大

8、氣表示在管嘴出流時(shí)，收頁?！痉治觥拷滩牡谡婵誋hh4.70c-c74. 015811. 長(zhǎng)管作用水頭長(zhǎng)管作用水頭H保持不變，出口由自由出流改為淹沒出流后保持不變，出口由自由出流改為淹沒出流后，管路流量：，管路流量：減小；不變；增大；減??；不變；增大；D.不一定。不一定。自由出流自由出流 淹沒出流淹沒出流不變。不變保持不變。作用水頭長(zhǎng)管【分析】QgdlHgpzgdlgdlghggpzhggpzggpzff2)1 (H2)1 (2222222222222222222211112. 長(zhǎng)管的水力計(jì)算常采用比阻公式長(zhǎng)管的水力計(jì)算常采用比阻公式H=ALQ2,與比阻與比阻A有關(guān)的參有關(guān)的參數(shù)包括：數(shù)包括：。

9、、管道流量、管長(zhǎng)管徑、管道摩阻系數(shù)管長(zhǎng)、管道摩阻系數(shù)管徑、管道摩阻系數(shù)、管長(zhǎng)管徑QLdDLCdBLdA.;.;.;.有關(guān)。、與【分析】dAALQHgdlHhggpzggpzf22222222112)1 (221；）；（）；（）（的流量關(guān)系為：與管嘴后的出流流量為并將孔口改為同直徑的當(dāng)作用水頭將為，作用水頭下的出流量為某薄壁小孔在nnnnnQQQQQQQQQmQm00000CBA,47.13mHgHAQmHgHAQ482. 02)2(762. 02) 1 (；已知對(duì)于管嘴；已知對(duì)于孔口【分析】管嘴孔口不能確定。小于大氣壓；等于大氣壓；大于大氣壓最高處壓強(qiáng)D.C.B.;A.13。時(shí)，求通過孔口的流

10、量，水箱水面壓強(qiáng)為時(shí)，而，箱水面壓強(qiáng)為）（。時(shí)，求通過孔口的流量水箱水面高程）（孔口的流量；水箱中無水時(shí)，求通過）（保持不變。，設(shè)上游水箱的高程為流量系數(shù)為水箱，的孔口流入水箱通過直徑為】如圖所示，水從【計(jì)算題mHBmHPaAmHBBmHBcmA2032000322132.601012121)/(1036. 22041. 112000, 0) 3()/(10155. 21)2()/(1072. 3) 1 (62. 04232102132210321020smQmgpHHmHHHPapABsmQmHHHsmQHHBdAgHAQAA水箱水面壓力為水箱水面壓力為當(dāng)水箱無水時(shí)，當(dāng)公式：解：根據(jù)淹沒出流

11、流量局部損失很?。?。這樣排列的理由（彎管按大小順序排列并說明這三種裝置的出流的三種出流裝置，請(qǐng)把內(nèi)徑均為的圓孔上，擬分別接上壁孔徑為【分析題】如圖，在側(cè)Qdd。水頭損失比管嘴大作用水頭相同，但短管、水頭要小得多。，但相對(duì)于增加的作用盡管存在彎管水頭損失的作用水頭大大增加，的豎直短管使最大是由于長(zhǎng)度）解：（BABACCBAcQQQQQlQQQQ)2(1?？卓谥睆剑挥?jì)流速水頭時(shí)，求收縮系數(shù)，當(dāng)流速系數(shù)孔口淹沒出流的流量容器封閉，水面壓強(qiáng)，容器開敞水面壓強(qiáng)。水面高差，孔，水面恒定，兩容器兩容器有一薄壁圓形小、如圖，】【計(jì)算題dsmQmkNpAmkNpBmHBA64. 07.90,/41.37;/1

12、 .98/03.490 . 2232221mHgppgQQddAQAAAQHgppgggpHgpBAmgpHBmmgpAcccccccBABA1 . 024442)156(112)1 (781. 910001005.4921081. 91000101 .981081. 91000101 .981221222333頁參考流動(dòng)方向液面具有能量：液面具有能量：【解】少至多少？因損壞停用，問流量減）若管段）求流量；（不計(jì)局部水頭損失。的管段連接如圖。沿程阻力系數(shù)，直徑，長(zhǎng)用直徑高【計(jì)算題】?jī)伤厮?2103. 0,400300,40030025332121mmdmLLmLmddmH522282dlQ

13、dlhfslQslQslQQgdlQgdlQgdlQgdlHQQQhhhhhhH/160;/78;/23888881321535323525222525222515121321323121）對(duì)管道系統(tǒng)有【解】（slQQgdllhhHQQQ/187)(803255122121213；損壞）若管段（。圖中所標(biāo)注尺寸均為處的壓強(qiáng)。大氣壓強(qiáng)為，管內(nèi)截面可以忽略不計(jì)，試計(jì)算水流經(jīng)管路的能量損失，管路直徑?jīng)]有變化，示的虹吸管做定態(tài)流動(dòng)【計(jì)算題】水在如圖所mmPa100133. 1554,43,3225kgJsmAQsmzhppzmzhpgzpgzff/81. 922222/43. 4/43. 420; 0)(00;1226611262524232265432626161161616162661211各截面流速不變據(jù)連續(xù)性方程由于管路直徑不變，根簡(jiǎn)化后：；表壓；間列伯努利方程和度【解】計(jì)算管內(nèi)水的速kgJpzgEpzgEE/8 .130100010