1、第 1 页 共 35 页流体力学与叶栅理论 课程考试试题一、 选择题（每小题 1 分，共 10 分）1、在括号内填上“ 表面力 ”或“质量力”：摩擦力（ ） ； 重力（ ） ；离心力（ ） ； 浮力（ ） ；压力（ ） 。2、判断下列叙述是否正确（对者画，错者画）：(a) 基准面可以任意选取。 （ ）(b) 流体在水平圆管内流动，如果流量增大一倍而其它条件不变的话，沿程阻力也将增大一倍。 （ ） (c) 因为并联管路中各并联支路的水力损失相等，所以其能量损失也一定相等。 （ ）(d) 定常流动时，流线与迹线重合。 （ ）(e) 沿程阻力系数 的大小只取决于流体的流动状态。 （ ）二、 回答下列
2、各题（12 题每题 5 分，3 题 10 分，共 20 分）1、什么是流体的连续介质模型？它在流体力学中有何作用？2、用工程单位制表示流体的速度、管径、运动粘性系数时，管流的雷诺数，问采用国际单位制时，该条件下的雷诺数是多少？为什么？410Re3、常见的流量的测量方法有哪些？各有何特点？三、计算题（70 分）1、如图所示，一油缸及其中滑动栓塞，尺寸第 2 页 共 35 页D=120.2mm， d=119.8mm，L =160mm，间隙内充满 =0.065PaS 的润滑油，若施加活塞以 F=10N 的拉力,试问活塞匀速运动时的速度是多少？（10 分）题 1 图2、如图所示一盛水容器，已知平壁 A
3、B=CD=2.5m，BC 及 AD 为半个圆柱体，半径 R=1m，自由表面处压强为一个大气压，高度 H=3m，试分别计算作用在单位长度上 AB 面、BC 面和 CD 面所受到的静水总压力。 （10 分）题 2 图3、原型流动中油的运动粘性系数 p=1510-5m2/s，其几何尺度为模型的 5 倍，如确定佛汝德数和雷诺数作为决定性相似准数，试问模型中流体运动粘性系数m=？（10 分）4、如图所示，变直径圆管在水平面内以 =30。弯曲，直径分别为d1=0.2m，d 2=0.15m，过水流量若为 Q=0.1m3/s，P 1=1000N/m2 时，不计损失的情况下，求水流对圆管的作用力及作用力的位置。
4、 （20 分）第 3 页 共 35 页题 4 图5、两水池的水位差 H=6m，用一组管道连接，管道的第一段 BC 长 L1=3000m，直径 d1=600mm，C 点后分为两根长 L2=L3=3000m，直径 d2=d3=300mm 的并联管，各在 D 点及 E 点进入下水池。设管道的沿程阻力系数 =0.04，求总流量Q=？（20 分）题 5 图第 4 页 共 35 页习 题第一章 绪论1. 连续介质假设意味着_ 。(A)流体分子互相紧连 (B) 流体的物理量是连续函数(C) 流体分子间有空隙 (D) 流体不可压缩2. 流体的体积压缩系数 kp 是在_条件下单位压强变化引起的体积变化率。(A)
5、 等压 (B) 等温 (C) 等密度3. 在常温下水的密度为_kg/m 3。(A) 1 (B) 10 (C) 100 (D) 10004. 空气的体积弹性模数 E_ 。(A) (B) (C) (D) 5. 温度为 20，压强为 105Pa 的空气密度为_kg/m 3。(A) 341 (B) 17.42 (C) 1.19 (D) 0.0416. 水的体积弹性模数_空气的弹性模数。(A) 小于 (B) 近似等于 (C) 大于 7. 静止流体_剪切应力。(A) 不能承受 (B) 可以承受 (C) 能承受很小的 (D) 具有粘性时可承受8. 温度升高时，空气的粘性系数_ 。(A) 变小 (B) 变大
6、(C) 不变9. 运动粘性系数的单位是_ 。(A) (B) (C) (D) 10. _是非牛顿流体。(A) 水 (B) 空气 (C) 血液 (D) 沥青11. 动力粘性系数 与运动粘性系数 的关系为 _ 。(A) (B) (C) (D) 12. 流体的粘性与流体的_无关。第 5 页 共 35 页(A) 分子内聚力 (B) 分子动量交换 (C) 温度 (D) 速度剃度13. 润滑油的动力粘性系数 ，已测得剪切应力为 ，流体微团的角变形速率则为_ 。(A) 4 (B) 1/4 (C) 25 (D) 0.0414. _的流体称为理想流体。(A) 速度很小 (B) 速度很大 (C) 忽略粘性切力 (D
7、) 密度不变15. 表面张力系数 的量纲是_ 。(A) (B) (C) (D) 16. 下列四种液体中，接触角 的液体不润湿固体。(A) 120o (B) 20o (C) 10o (D) 0o17. 动力粘性系数 的流体沿平板壁面流动，测得离壁面 处的速度分布为 ，在 y5mm 处的粘性切应力为 。(A) 2.97 (B) 0 (C) 8.9104 (D) 0.02718. 温度升高时，表面张力系数 _ 。(A) 增大 (B) 减小 (C) 不变19. 毛细液柱高度 h 与_成反比。(A) 表面张力系数 (B) 接触角 (C) 管径 (D) 粘性系数20. 液滴内的压强 与大气压强 之差 。(
8、A) (B) (C) 第 6 页 共 35 页第二章 流体静力学1什么是绝对压力、相对压力、真空？它们之间的关系如何？2已知大气压力为 98.1kN/m2。求：（1）绝对压力为 117.72 kN/m2 时的相对压力；（2）绝对压力为 68.5 kN/m2 时的真空值各是多少？（用水柱高度表示）3流体静压力有哪些特性？4什么是等压面？等压面的两个重要性质是什么？5流体静力学基本方程式有哪几个表达式？方程式的物理意义、几何意义如何？6如图 2-34 所示，已知 = 800kg/m3, p1 =64 kpa, p2=79.68kpa，求 z。图 2-34 题 6 图7如图 2-35 所示，已知 A
9、1= 0.2m2, A2= 10.0m2, P1= 100kN, 试求 P2 为多少。poz21A1 p2p1 A2第 7 页 共 35 页图 2-35 题 7 图8水深 h=3m, 大气压 pa=1 at, 求水池底部的相对压强及绝对压强。 9虹吸管内最低绝对压强为 45kpa, 及 pa=1at, 试求虹吸管内的最大真空值 pv 和最大真空度 hv=?如图 2-36 所示，D=60mm, d=5mm, h=200mm，求: 杯口气压的真空度图 2-36 题 10 图11如图 2-37 所示，已知铅垂放置闸门, h 1=1m, H=2m, B=1.2m 求: 作用于闸门上的总压力及作用点位置
10、。p pad h水 银 Dh1 HBDCh2Pabcd第 8 页 共 35 页图 2-37 题 11 图12已知如图 2-38 所示，闸门为圆形,D=1.25m, =80,可绕通过 C 的水平轴旋转求(1)作用在闸门上的转矩与闸门在水下的深度无关(2)闸门完全淹没,作用在闸门的转矩图 2-38 题 12 图13如图 2-39 所示，直径相等的半球形面，求作用在三个球面的作用力的大小及方向。1.25mooccD D=80ohChDPd Hdhababd第 9 页 共 35 页图 2-39 题 13 图14如图 2-40 所示，弧形闸门, 宽 B=5m, =45, r=2m, 转轴与水平面平齐求:
11、 水对闸门轴的压力图 2-40 题 14 图15如图 2-41 所示，一辆小车车箱长 L，高 H，装有 1/2 的水，向右行驶，求使水不溢出的最大加速度。图 2-42 题 15 图pzxz rOahbc xOax第 10 页 共 35 页16如图 2-43 所示，底面积相同，高度相同、形状不同的四个容器，置于桌面上。不计容器质量。试求四个容器中的水对桌子的作用力的大小顺序以及水对容器底部的作用力的大小顺序。图 2-43 题 16 图17求如图 2-44 所示，水下倾斜放置的平板，已知 ，宽 。m3h30,5b求：作用在平板上的总压力和压力中心的位置。图 2-44 题 17 图18如图 2-45
12、 所示，用一 U 形管测量汽车的加速度， ,当汽车加速行m20L驶时，使 ，求汽车的加速度。m10HhPDylcpLHa1p2p3p4ph第 11 页 共 35 页图 2-45 题 18 图19如图 2-46 所示，一容器，上部为油，下部为水，已知 油,m3,5.12h的密度为 ，求作用于容器侧壁 AB 单位宽度上的作用力的大小及30m/8kg其作用点的位置图 2-46 题 19 图20量测容器中 A 点压强的真空计如图 2-47 所示，已知： 当地,m2,1hz大气压为 98kPa，求 A 点的绝对压强，相对压强和真空度。图 2-47 题 20 图21如图 2-48 所示，已知 ，34321
13、 m/90,5.0,m61.0,9. kghh气第 12 页 共 35 页计算各液面的相对压强。图 2-48 题 21 图22如图 2-49 所示，用复式测压计测量锅炉中水面上蒸汽的绝对压强 p，已知试求 p 值的大小。,m3.2,.1,m5.2,4.1,m343hhH图 2-49 题 22 图23如图 2-50 所示，一圆柱形容器，直径 充满水，并绕垂直轴等角速气m2.1d度旋转，在顶盖上 处安装一开口测压管，管中的水位 。问此m4.0r m5.0h容器的转速 n 为多少时顶盖所受的总压力为 0。第 13 页 共 35 页图 2-50 题 23 图24如图 2-51 所示，设计自动泄水阀，要
14、求当水位为 h 时，用沉没一半的加油柱形浮标将细杆所连接的堵塞提起。已知堵塞直径 d，浮标长 l，活动部件的重量 G, 求浮标直径 D 为多少，如果浮标改为圆球形，其半径 R 应为多少？图 2-51 题 24 图25如图 2-52 所示， ，一正方形容不得器，底面积为 ，2m02b。当它装水的高度 时，在 的载荷作用下沿平面滑kgm41m150hkg52动。若容器的底与平面间的摩擦系数 ，试求不使水溢出时容器的最小的3.f高度 H。第 14 页 共 35 页图 2-52 题 25 图26如图 2-53 所示，半径 ，长度 的圆柱体与油（比重为 0.8） 、m2.0R2l水接角，圆柱体右边与容器
15、顶边成直线接触，试求：（1） 圆柱体作用在容器顶边上的力；（2） 圆柱体的重量与比重。图 2-53 题 26 图27如图 2-54 所示，用熔化铁水（比重为 7）铸造带凸缘的半球形零件，已知，试求铁水作用在m05.,2.0,m5.,3.0,m8.,5.01dRDH砂箱上的力。图 2-54 题 27 图第 15 页 共 35 页第三章 流体动力学基础3-1 二元不可压缩流场中， ， ，试求点 上的速度和加速35xv215yx12,度。答： ， 3041ms.v267s.a3-2 已知 ， ， ，式中 是不为零的常数。试求：2xkyt2ykxtv0zvk（1）流线方程。 （2） 时，通过点 流线的
16、形状。1t1,答： ，流线为 ，流线的形状为一圆。xyC2xy3-3 流体质点速度沿 方向成线形规律变化，已知相距 两点的速度为50cml， 。流动是恒定的，试求 、 两点的质点加速度。2msAv6sBv AB答： ， 21Aa248msBa3-4 已知不可压缩流体流动的两个分速度为 ， ，且在2xvy2vz处有 。试求流速分量 的表达式。0zzvzv答： 4zxy3-5 大管直径 ，小管直径 ，已知大管中过流断面上的速度分布为1d5m2d1m（式中 表示点所在半径，单位为 ） 。试求管中流量及小管中26s.vrr的平均速度。答： ， 361s.Vq7813s.v3-6 如图所示以断面平均流速
17、 流入直径 的排孔管中的液体，05m20mD全部经 8 个直径 的排孔流出，假定每孔流速依次降低 2%，试求第 1 孔d和第 8 孔德流速。答： ， 104s.v869s.v3-7 试证明下列不可压缩均质流体运动中，哪些满足连续性方程，哪些不满足第 16 页 共 35 页连续性方程。 （1） ， ， ；（2） ，xv-kyx0zvxvk， ；（3） ， ；（4） ， 。yvk0z y4y0答：（ 1） 、 （2）满足连续性方程， （3） 、 （4）不满足连续性方程。3-8 水平放置的水管，直径由 收缩到 ，已知 、15cmd27.5cd214Ncmpg（ 为重力加速度） ，不计损失，试求管中流
18、量。22.5Ncmpg答： 301s.Vq3-9 利用皮托管原理测量输水管中的流量 。已知输水管直径 ，水Vq20d银差压计读数 ，断面平均流速 ，其中 为皮托管前管轴p6hmax084.vaxv上未受扰动水流的速度。答： 3012ms.Vq3-10 油从铅直圆管向下流出。管直径 ，管口处的速度为 ，10cd1.4msv试求管口下方 处的速度和油柱直径。5.H答： ， 26sv2cd3-11 图示为水塔，供水管道系统， ， 。当阀门打开时，管道19mh20.7中水的平均流速 ，总能量损失 ，试确定水塔的水面高度 。4msv3WH答： 52.H3-12 已知铅直输水管道的直径 ，在相距 的上下两
19、测压计读数20d20l分别为 和 。试判断流动方向，并计算水头损失。196.kPa8.6a答：从下往上流， f1m.h3-13 的水通过虹吸管从水箱吸至 点。虹吸管直径 ，出口 处20C B160mdB喷嘴直径 。当 、 时，在不计水头损失条件下，试求流3md124量和 点的压强。答： ， 3V06s.q023Pa.Cp第 17 页 共 35 页3-14 图示一自来水龙头将水从水箱中放出，设水龙头直径 ，图示压力12md表当水龙头关闭时读数为 ，打开水龙头后读数为 ，求028MPa.p06MPa.p自来水龙头流出的流量，不计损失。答： 3V271ms.q3-15 图示一自然排烟锅炉，烟囱直径
20、，烟气流量 ，烟气密1d37.15msQ度 ，外部空气密度 ，烟囱的压强损失30.kg 3a.2kg。为使烟囱底部入口断面的真空度不少于 10mm 水柱，试求烟25.wHvpd囱的高度 。答： 326m.3-16 已知 ， ， ，水的流量 ，15cAd7.5cBd24m.a3V02ms.q。 （1）如果 之间的水头损失表示为 ，试求 的值。27NBApA2gAv（2）求水银差压计中的读数 。h答： ， 34.95cm.3-17 在离心水泵的实验装置上测得吸水管上的计示压强 ，压410gPa.p水管上的计示压强 （ 为重力加速度） ，428g10Pa.p， ， ， 。试求水泵的输出功率。130c
21、md5c3V1s.q答： 96kW.P3-18 如图所示的水平设置的输水弯管，转角 ，直径由 变为60120md。已知转弯前断面的压强 （相对压强） ，输水流量2150d 218kNmp，不计水头损失，试求水流对弯管作用力的大小。3.msQ答： y58kN0597.,.xF3-19 密度 的水从图示水平放置的喷嘴喷出流入大气。已知喷嘴310g第 18 页 共 35 页尺寸 ， ，测得出口速度 ，求螺栓组 所受的力。8cmD2d215msvA答： 497NF3-20 一股水平方向上的射流冲击一斜置的光滑平板。已知射流来流速度为 ，0v流量为 ，密度为 ，平板倾角为 。不计重力及流动损失，求射流对
22、平板的Vq作用力及分流流量 、 。1V2q答： 1 2cos1cos,V3-21 边长 的正方形铁板闸门，上边铰链连接于 ，其重力为30mb O，水射流直径 的中心线通过闸板中心 ，射流速度7N.WcdC。 （1）为使闸门保持垂直位置，在其下边应加多大的力 ？（2）撤5msv F销力 后，闸门倾斜角 是多少？忽略铰链摩擦。F答： ， 35.36523-22 直径为 ，速度为 的水射流，在叶片一端流入，从另一端4cd0msv流出，速度大小不变，但方向随叶片而偏转，试求下列两种情况下射流对叶片作用力。（1） ， （2） ， 。3006答：（ 1） ， （2）=958N,xF2,arctn-30yx
23、y xF3-23 旋转式喷水器由三个均布在水平平面上的旋转喷嘴组成，总供水量为 ，Vq喷嘴出口截面积为 ，悬臂长为 ，喷嘴出口速度方向与悬臂的夹角为 。AR（1）不计一些摩擦，试求悬臂的旋转角速度 。 （2）如果使已经有 角速度的悬臂停止，需要施加多大的外力矩 ？M答： ， sin3VqAR2sin3VqA第 19 页 共 35 页3-24 判断流场 ， 是有旋流动还是无旋流动。22xvyvxy答：无旋流动3-25 设流场中的速度分布为 ， ,试判断是否存在流函数 和速度势 ，1x2y 若存在则绘出它们的分布图。答： ， ，为互相垂直的平行直线2y3-26 已知平面势流的速度势函数 ，试求速度
24、和流函数。24xy答： ，与水平方向的夹角 ； 2v8xy yarctnx8y3-27 已知某二元不可压缩流场速度分布 ， ，试224xv4yv确定：（1）流动是否连续？（2）流场是否有旋？（3）速度为零的驻点位置。 （4）速度势函数 和流函数 。答：流动连续；流场无旋；驻点为（0，0）和（-4，0） ；， 3221xyx2314xy3-28 已知（1） ， ， 是不为零的常数；（2） ，0rvkr 0rv， 为常数。试求上述两流场中半径为 和 两条流线间流量的表2vr1r2示式。答：（ 1） ， （2） 1lnrqk221qr3-29 源流和汇流的强度 均为 ，分别位于 轴上的 、 点，26
25、0msx0,a,为 3m。计算通过（0，4m）点的流线的流函数值，并求该点的流速。a答：（ 1） ； ， 29.s.xv0yv3-30 将速度为 平行于 轴的均匀流和在原点 的点源叠加而成如图所示v O绕平面半柱体的流动，试求它的速度势和流函数，并证明平面半柱体的外形方程为 ，它的宽度等于 。2sinrqqv第 20 页 共 35 页3-31 设在 点置有 的旋涡，在 点置有 的旋涡。试求10,010,0沿下列路线的速度环量。 （1） ；（2） ；（3）24xy21xy的一个方形框；（4） 的一个方形框。2,xy.5.,3-32 给定流场为 ， ， ，其中 为常数。作一2xCyv2yxv0zv
26、C个围绕 轴的任意封闭曲线，试用斯托克斯定理求此封闭曲线的速度环量，Oz并说明此环量值与所取封闭曲线的形状无关。3-33 已知某流场的速度为 ， ， ，其中 为常数，vcr0zvc。求：（1）沿曲线 的速度环量 ；（2）通过上述2rxy22xya封闭曲线所包围的圆面积的旋涡强度 。J答： ， 2ca2J3-34 有一流场，在 时， ， ， ；r2xryv2xryv0zv在 时， ， ， ，求沿图所示曲线 ， ， 和 （raxvy0z1l23l4和 的半径相等）的速度环量。 的半径为 。3l4 4l0r答：， ， ， ， 12la22la3l420lr3-35 设流体质点运动的速度分量为 ， ，
27、 ，试xvyzyvxzvy求涡线方程。若涡管断面 ，求旋涡强度 。2d01m.AJ第 21 页 共 35 页第四章 相似理论及量纲分析1. 为研究风对高层建筑物的影响，在风洞中进行模型实验，当风速为时测得迎风面压强为 ，背风面压强为 ，试求温smv/92/4mN2/0mN度不变风速增至 时，迎风面和背风面的压强。sv/12( )56.3,7.42. 一个潮汐模型，按弗劳得相似准则设计，尺度比例系数为 ，问原型20l中的一天，相当于模型的时间是多少？( )min.33. 为研究输水管道上直径 600mm 阀门的阻力特性，采用直径 300mm，几何相似的阀门用气流做模型实验。已知输水管道的流量为
28、，试求模型s/28.03的气流量。( )6.15/气气( )smq/07.34. 有一内径 的圆管，输送运动粘度系数为 的油，md20 /1425其流量 。若用 的圆管分别用 20的水和 20的空气sq/1.3md50作模型实验，试求模型相似时管内应有的流量。（ ）sms/1039.,/103.73245. 用尺度比例系数 的模型进行溢流坝的实验，今在模型中测得通过流量20l时，坝顶水头 ，坝趾收缩断面出流速smq/19.03mH5.，试求原型相应的流量、坝顶水头及收缩断面处的流速。vc5( , , )sqp/8.393mHpsvcp/1536. 汽车的高度 ,速度 ，环境温度为 20。为求汽
29、车阻力在mh2hkv/108风洞中做模型实验。设风洞中温度为 0。气流速度 ，试求模型svm/60第 22 页 共 35 页汽车的高度 ；若在风洞中测得模型汽车阻力 ，原型汽车阻力mh NFm150有多大？ （ ）Fhm1830,87.7. 光滑圆球以速度 在水中运动，为求圆球受到的阻力 F，在风洞中sv/6.1用直径放大到 2 倍的光滑圆球进行模型实验。为保证两者相似，风洞中的空气速度应多大？若在风洞中测到的阻力为 ，则原型球的阻力有NFm95.0多大？( , )sv/.12NFp4.8. 小球在不可压缩粘性流体中运动阻力 与小球的直径 、等速运动的速度 、DFdv流体的密度 、动力粘度系数
30、 有关，试导出阻力的表达式。（ ）24(Re)fFD9. 雷诺数是流速 ，物体特征尺度 ，流体密度 ，以及流体动力粘度系数vl这四个物理量的综合表达，试用 定理推出雷诺数的表达形式。（ ）vlRe10. 不可压缩粘性流体在水平圆管中做定常流动时，已知流量 与直径 、单位qd长度的压降 及流体动力粘度系数 有关。试用 定理推出 与这些物理lp/量的关系。（ ）lpdCq411. 圆型孔口出流的流速 与作用水头 ，孔口直径 ，流体的密度 ，动力粘vHd度系数 和重力加速度 有关，试用 定理推导孔口出流速度的表达式。g（ ）ghHdfv2)Re,(第五章 液流形态及水力损失第 23 页 共 35 页
31、5-1 用直径 d=100mm 的管道，输送流量为 10kg/s 的水，如水温 5，试确定管内水的流态。如用这管道输送同样质量的石油，已知石油的密度为=850kg/m3，运动粘滞系数 1.14cm2/s，试确定石油的流态。5-2 有一矩形断面小排水沟，水深 h=15cm，底宽 b=20cm，流速=0.15m/s，水温为 15，试判别其流态。5-3 温度为 t=20的水，以 Q=4000cm3/s 的流量通过直径 d=10cm 的水管，试判别其流态。如果保持管内液体为层流运动，流量应受怎样的限制？5-4 有一均匀流管路，长 l=100m，直径 d=0.2m，水流的水力坡度J=0.008，求管壁处
32、和 r=0.05m 处切应力及水头损失。5-5 输油管管径 d=150mm，输送油量 Q=15.5t/h，求油管管轴上的流速 umax和 1km 长的沿程水头损失。已知 油 =8.43kN/m3， v 油 =0.2cm2/s。5-6 油以流量 Q=7.7cm3/s，通过直径 d=6mm 的细管，在 l=2m 长的管段两端接水银差压计，差压计读数 h=18cm，水银的容量 汞 =133.38kN/m3，油的容重 油 =8.43kN/m3。求油的运动粘度。题 5-6 图5-7 在管内通过运动粘度 v=0.013cm2/s。的水，实测其流量 Q=35cm3/s，长15m 管段上水头损失 hf=2cm
33、H20，求该圆管的内径。5-8 液体薄层流（厚度为 b）在斜面上向下呈均匀流动，试用取隔离体方法证明：流速分布 sin)(22yu单宽流量 i3bQ第 24 页 共 35 页题 5-8 图5-9 半径 r0=150mm 的输水管在水温 t=15下进行实验，所得数据为 水=999kg/m3， 水 =0.001139Ns/m2，=3.0m/s，=0.015。（1）求管壁处、r=0.5r 0 处、 r=0 处的切应力。（2）如流速分布曲线在 r=0.5r0 处的速度梯度为 4.34 1/s，求该点的粘性切应力与紊流附加切应力。（3）求 r=0.5r0 处的混合长度及无量纲常数 。如果令 =0,=？5
34、-10 圆管直径 d=15cm，通过该管道的水的速度 =1.5m/s，水温 t=18。若已知 =0.03，试求粘性底层厚度 t。如果水的流速提高至 2.0m/s， t 如何变化？如水的流速不变，管径增大到 30cm， t 又如何变化？5-11 铸铁输水管内径 d=300mm，通过流量 Q=50L/s，水温 t=10，试用舍维列夫公式求沿程阻力系数 及每公里长的沿程水头损失。5-12 铸铁输水管长 l=1000m，内径 d=300mm，通过流量 Q=100L/s，试按公式计算水温为 10、15两种情况下的 及水头损失 hf。又如水管水平放置，水管始末端压强降落为多少？5-13 城市给水干管某处的
35、水压 p=196.2kPa，从此处引出一根水平输水管，直径 d=250mm，当量粗糙高度=0.4mm 。如果保证通过流量为 Q=50L/s，问能送到多远？（水温 t=25 ）5-14 一输水管长 l=1000m，内径 d=300mm，管壁当量粗糙高度=1.2mm，运动粘度 =0.013 1cm2/s，试求当水头损失 hf=7.05m 时所通过的流量。5-15 圆管直径 d=10cm，粗糙度=2mm，若测得 2m 长的管段中的水头损失为 0.3m，水温为 10。问此时是水力光滑管还是水力粗糙管流动？如管内流第 25 页 共 35 页动属水力光滑区，问水头损失可减至多少？5-16 混凝土排水管的水
36、力半径 R=0.5m。水均匀流动 1km 的水头损失为1n，粗糙系数 n=0.014，试计算管中流速。5-17 用泵水平输送温度 t=20及流量 Q=90L/s 的水，经直径 d=250mm， l=1000m 的新焊接钢管至用水点，试求水头损失。5-18 容重 =8435N/m3 的石油，在水泵压力 p=1930kPa 下通过直径d=250mm 的水平输油管，输送距离 l=20km，如运动粘度 =0.30cm2/s，试求石油的流量。5-19 有一水管，管长 l=500m，管径 d=300m，粗糙高度=0.2mm，若通过流量 Q=600L/s，水温 20 ，试：（1）判别流态；（2）计算沿程损失
37、；（3）求断面流速分布。5-20 流速由 1 变为 2 的突然扩大管，如分为二次扩大，中间流取何值时局部水头损失小，此时水头损失为多少？并与一次扩大时的水头损失比较。5-21 水从封闭容器 A 沿直径 d=25mm、长度 l=10m 的管道流入容器 B。若容器 A 水面的相对压强为 2 个工程大气压，H 1=1m，H 2=5m，局部阻力系数 进=0.5， 阀 =4.0， 弯 =0.3，沿程最系数 =0.025，求流量 Q。题 5-20 图第 26 页 共 35 页题 5-21 图5-22 自水池中引出一根具有三段不同直径的水管如图所示。已知d=50mm，D=200mm，l=100m，H=12m
38、，局部阻力系数 进 =0.5， 阀 =5.0， ，沿程阻力系数 =0.03，求管中通过的流量并绘出总水头线与测压管水头线。5-23 图中 l=75cm，d=2.5cm，=3.0m/s，=0.020， 进 =0.5，计算水银差压计的水银面高差 hp，并表示出水银面高差方向。题 5-22 图题 5-23 图5-24 如图所示为一突然扩大的管道，其管径由 d1=50mm 突然扩大到d2=100mm，管中通过流量 Q=16m3/h 的水。在截面改变处插入一差压计，其中充以四氯化碳( 2=1600kg/m3)，读得的液面高度差 h=173mm。试求管径突然扩大的损失系数，并把测得的结果与按理论计算的结果
39、相比较。5-25 计算图中逐渐扩大管的局部阻力系数。已知 d1=7.5cm，p 1=0.7 工程大第 27 页 共 35 页气压， d2=15cm，p 2=1.4 工程大气压，l=150cm ，流过的水量 Q=56.6L/s。题 5-24 图题 5-25 图5-26 测定一蝶阀的局部阻力系数装置如图所示，在蝶阀的上、下游装设三个测压管，其间距 l1=1m，l 2=2m。若圆管直径 d=50mm，实测 1=150cm，2=125cm， 3=40cm，流速 =3m/s，试求蝶阀的局部阻力系数 值。题 5-26 图5-27 一圆形桥墩立于水中，桥墩直径为 0.4m，水深 2m，平均流速 2m/s。试
40、求桥墩受到的水流作用力。 （水温为 20）第 28 页 共 35 页5-28 一个直径 d=1cm，比重为 1.82 的小球在静水中下沉，达到等速沉降时速度 u0=463m/s，求：（1）等速沉降时小球所受到的绕流阻力 D；（2）绕流阻力系数 CD 及雷诺数 Re。 （水温为 20）第 29 页 共 35 页第六章 孔口、管嘴及有压管道流动6-1 若管嘴出口面积和孔口面积相等，且作用水头 也相等，为什么管嘴H出流量要比孔口出流量大？并写出管嘴收缩断面处真空高度的表达式。6-2 液流从贮藏箱的垂直侧壁上的小孔口中水平射出，从收缩断面处量起，水平射程为 ，孔口中心离地高为 。试用 和 来表示出流流
41、速。若贮液箱内xyxy液面比孔口中心高出 ，求流速系数的表达式。H习题 6-26-3 在混凝土坝中设置一泄水管，如图所示，管长 m，管轴处的水头4lm，现需通过流量 m3/s，若流量系数 ，试决定所需管径 ，6H10Vq082.d并求管道水流收缩断面处的真空值。习题 6-36-4 如题图所示的水箱用隔板分成左右两个水箱，隔板上开一直径mm 的薄壁小孔口，水箱底接一直径 mm 的外管嘴，管嘴长140d 230dm， m。试求在恒定出流时水深 和水箱出流流量 、 。l.13HH1Vq2第 30 页 共 35 页习题 6-46-5 水从 水箱通过直径为 10cm 的孔口流入 水箱，流量系数为 0.62。设AB上游水箱的水面高程 m 保持不变。若水箱 、 顶部均与大气相通，求13HA（1） 水箱中无水时，通过孔口的流量为多少？（2） 水箱水面高程Bm 时，通过孔口的流量为多少？（3）若 箱水面压力改为 ，H 02PaApm， 水箱水面压力 ， m，求通过孔口的流量。1 0Bp2习题 6-56-6 如图所示虹吸管，上、下游水池的水位差 为 2.5m，管长 段为HACl15m， 段为 25m，管径 mm，沿程阻力每当 ，入口水头损失CBl 20d025.系数 ，各转弯的水头损失系数均为 0.2，管顶允许真空高度 m。试10c. 7Vh求通过流量及最大允许安装高度 。sh
