武汉大学水力学教材答案第六章

32第六章恒定管流1、并联管道中各支管的单位机械能损失相同，因而各支管水流的总机械能也应相等。()2、图示虹吸管中B点的压强小于大气压强。()3、恒定管流的总水头线沿流程下降，而测压管水头线沿流程可升可降。()4、在等直径圆管中一定发生均匀有压流动。()5、各并联支管的水头损失相同，所以其水力坡度也相同。()6、图示两个容器由两根直管相连，两管的管径、管长及糙率均相同，所以通过的流量相等。()7、设计管道时，若选用的糙率大于实际的糙率，则求得的管道直径偏小，不能通过要求的设计流量。()8、图示A、B两点间有两根并联管道1和2。设管1的沿程水头损失为hf1,管2的沿程水头损失为hf2。则hf1与hf2的关系为（）（1）hf1＞hf2；（2）hf1＜hf2；（3）hf1=hf2；（4）无法确定。9、图示为坝身下部的三根泄水管a、b、c，其管径、管长、上下游水位差均相同，则流量最小的是（）。（1）a管；（2）b管；（3）c管；（4）无法确定。10、在管道断面突然扩大处，测压管水头线沿程________________________________________________________；在管道断面突然缩小处，测压管水头线沿程____________________________________。11、图示为一串联管段恒定流。各管段流量qv1、qv2、qv3的关系为______________________。各管段流速v1、v2、v3的关系为____________________________________________________________。12、对于有压管流出口为自由出流时，测压管水头线终点在_________________________________________________；出口为淹没出流时，若下游水池中流速v2=0,测压管水头线终点在____________________________，若v2≠0，测压管水头线应____________________________________________________________________下游水面。13、定性绘出图示等直径短管道的总水头线和测压管水头线，并标明符号及负压区。3314、定性绘出图示水泵管道的总水头线和测压管水头线，标明有关的符号，并标出管中的M、N两点的压强高度pm/g及pn/ρg。15、定性绘出图示短管道的总水头线和测压管水头线，并标明符号。16、定性绘出图示短管道的总水头线和测压管水头线，并标明符号。17、一水泵管道布置如图。已知流量qv=6l/s，l1=3.5m，l2=1.5m，l3=2m，l4=15m,l5=3m,Z=18m,水泵最大真空度hv=6m，管径d=75mm，沿程水头损失系数λ=0.04，局部水头损失系数ξ1=8,ξ2=ξ3=ξ4=0.3,ξ5=1.0。取动能修正系数为1。(1)确定水泵允许安装高度hs；(4.87m)(2)计算水泵总扬程H;(20.19m)(3)定性绘出水泵管道的总水头线和测压管水头线，并标明有关的符号。18、图示管道的长度L＝15m，管径d=0.1m，进口局部水头损失系数ξ1=0.5；转弯局部水头损失系数ξ2=1.1。当水头H＝2.5m时，通过管道的流量qv=0.02m3/s,求管道沿程水头损失系数λ。取动能修正系数为1。(0.0257)3419、某输水管如图所示。已知管径d1=200mm，d2=100mm管长L1=20m,L2=10m；沿程水头损失系数λ1=0.02，λ2=0.03。各局部水头损失系数为：进口ξ1=0.5，转弯ξ2=0.6，收缩ξ3=0.4(对应于大管流速)，阀门ξ4=2.06。管道水头H=20m。试求：(1)当阀门开启时，求通过输水管的流量qv；(0.0619m3/s)(2)定性绘出管道的总水头线和测压管水头线。20、一水电站压力引水管道如图所示。已知管长L=90m，管径d=0.3m，沿程水头损失系数λ=0.03，进口局部水头损失系数ξ1=0.5，转弯局部水头损失系数ξ2=0.3。在距管道出口l=30m处设一水银测压计，其液面差Δh=0.5m，较低的水银液面至管轴的高度h=1.5m。(1)求此高度的流量qv及水头H；(0.415m3/s;19.058m)(2)定性绘出此高度的总水头线及测压管水头线。21、用长度为1的两条平行管道由水池A向水池B输水，如图所示。已知管径d2=2d1，两管的糙率n相同。忽略局部水头损失。求两管通过的流量比qv1/qv2。(按长管计算)(v2v1qq=3821)dd()22、图示为一从水箱引水的水平直管。已知管径d=20cm，管长L=40m，局部水头损失系数：进口ξ=0.5，阀门ξ=0.6。当通过流量qv=0.2m3/s时，在相距Δl=10m的1－1及2－2断面间装一水银压差计，其液面高差Δh=4cm。求作用水头H。（6.36m）23、一直径沿程不变的输水管道，连接两水池如图所示。已知管道直径d=300mm，管道全长L=90m，沿程水头损失系数λ=0.03.，局部水头损失系数：进口ξ=0.5，转弯ξ=0.3，出口ξ=1.0。出口中心在下游水面以下深度h2=2.3m。在距出口l=30m处有一水银测压计，其液面高差Δh=0.5m，较低的水银液面至管轴的高度h=1.5m。试确定：(1)通过高度的流量qv；(2)两水池的水位差Z。(0.313m3/s;11.11m)3524、图示虹吸管上下游水位差H=5m，水头损失从1点至4点为1022vg，其中从1到2的水头损失为522vg，2－2断面处测压管水面5－5低于2－2断面形心7m。求2－2断面形心高于上游水面的高度Z。(4m)25、一管路如图所示。管段AB与BC的长度、直径与材质相同，通过流量为qv0。若在AB段再并联一段与AB完全相同的管段(如图中虚线所示)，且水头H保持不变，问并联后管道的总流量qv与原流量qv0之比为多少？(可按长管计算，设沿程水头损失系数在此过程中不变)(1.265)26、如图所示虹吸装置，管径d=200mm，管长AC=10m，CE=15m，ξA=0.5，ξB=ξD=0.9，ξE=1.8，λ=0.03，求：(1)通过虹吸管的恒定流流量qv；(2)上下游水位差z。(99l/s;3.97m)27、图示直径400mm的钢管(n=0.012)将水池A的水引到水池B作恒定流动。已知管长l=40m，qv=200l/s，管道上有90。弯头(ξ=0.6)两个，阀门(全开ξ=0.12)一个，进口(ξ=0.5)，出口(ξ=1.0)。求水池A与水池B的水面高差H。(0.67m)28、如图所示用水泵从蓄水池中抽水，蓄水池中的水由自流管从河中引入，自流管管长l1=20m，直径d1=150mm，吸水管管长l2=12m，直径d2=150mm，两管的沿程水头损失系数λ=0.024,河的水面与水泵进口断面中点高差h=2.0m，自流管的莲蓬头进口、出口入池、吸水管的莲蓬头进口以及缓弯头的局部水头损失系数分别为ξ1=0.2，ξ2=1，ξ3=6，ξ4=0.3，水泵的进口断面的最大真空高度为6.0m，求最大的抽水流量为多少？(0.0424m3/s)3629、图示水银压差计装置，管长l=75cm，管径d=2.5cm，流速v=3m/s，沿程水头损失系数=0.02，进口局部水头损失系数ξ=0.5。计算水银液面高差hp。(7.65cm)30、某人工渠道以两孔断面为4×4m2的钢筋混凝土方形涵洞穿越某河道。下游水位为142m，上游水位为146m，糙率n=0.014，进口局部水头损失系数ξ1=0.5，每一折角局部水头损失系数为ξ=0.25。涵洞外流速可以不计。试求：当两孔总流量为178.8m3/s时，涵洞中最大压强的值。(81.0Kpa)31、如图所示，活塞A受一恒定力F作用而左移，使液体(ρ=900kg/m3,μ=0.002kg/(m.s))从针孔直径0.25mm，针长1.5m。问若针孔流量qv=0.4cm3/s，作用力F为多少?(不计大筒内水头损失，且液流为层流)(14.5N)32、图示的液体在直径d=3cm的倾斜管中流动。密度ρ=917kg/m3，动力粘度μ=0.29kg/(m.s)，现测得两断面压强分别为pB=180kPa，pA=500kPa。要求：(1)判别流动方向；(2)计算流量。(液流为层流)(A—B;1.83m3/h)33、有一钢筋混凝土输水管道，输水流量Q=550l/s，管长l=3000m，内径d=600mm，糙率n=0.013，试求管道的流量模数、比阻及沿程水头损失。(24.06m)3734、有一硬塑料输水管道，其沿程阻力系数可以表达为λ=0.25/Re0.226，试推导出管道流量模数、比阻及沿程水头损失的表达式。(226.02202eRdgS,2/113.0gdRke,226.02222efRdgLQh)35、一自来水管道，设计供水流量为Q=50l/s，试按经济流速确定其经济管径。(250mm)36、一水电站压力管道，设计流量为Q=30.0m3/s，电站作用水头为H=100m，试确定其经济管径。(2.81m)37、如题图所示的输水管道系统，管线经过起伏不平的地形区。假定管道可以看作长管，试绘制测压管水头线，找出负压区及最大真空处。38、有一串联管道如图，各管段的长度、管径、沿程阻力系数分别为：l1=125m，l2=75m，d1=150mm，d2=125mm，λ1=0.030，λ2=0.032，闸阀处的局部损失系数为0.1，管道的设计输水流量为Q=0.025m3/s。(1)分析沿程水头损失和局部水头损失在总水头损失中所占比例，(2)分别按长管和短管计算作用水头H。(H1=6.62mH2=6.94m)39、有一串联管道如图，各管段的长度、管径、沿程阻力系数分别为：l1=2m，l2=1.5m，l3=5m，d1=50mm，d2=100mm，d3=75mm，λ1=λ2=λ3=0.032,闸阀处的局部损失系数为0.1，折管处的局部损失系数为0.5，管道的设计输水流量为Q=0.035m3/s。试计算作用水头H并绘制总水头线和测压管水头线。(52.72m)40、如图所示的倒虹吸管,管径d=1m,管长L=50m,上下游水头差H=2.24m,设倒虹吸管的沿程阻力系数和局部阻力系数分别为:λ=0.02,ζ进=0.5,ζ弯=0.25,ζ出=1.0,试求虹吸管通过的流量.(3m3/s)3841、有一虹吸管输水管道如图，虹吸管的长度、管径、粗糙系数分别为：l1=13m，l2=20m，l3=15m，d=1.0m，n=0.014，进出口的局部损失系数分别为0.5和1.0，折管处的局部损失系数为0.183。(1)当上下游水面差为z=1.0m时，虹吸管的输水流量为多少?(2)当虹吸管中的最大允许真空值为hv=7m时，虹吸管的最大安装高度为多少？(Q=2m3/s,hs=6.12m)42、一管道系统如图，各管段的长度分别为：l1=300m，l2=200m，l3=400m，管径d=300mm，沿程阻力系数λ=0.03，闸阀处的局部损失系数为0.07，折管A、B处的局部损失系数分别为0.3、0.35。已知z1=9.0m，z2=14.0m，pM=200kN/m，试计算流量并绘制总水头线和测压管水头线。(0.128m3/s)43、有一长管道系统如题图，A、C两管上接水池，下接B管，C管联有水泵。已知各管段的长度均为l=800m，各管段的直径均为d=600mm，沿程阻力系数λ=0.025，水池水面高程z=100m，水泵扬程Hm=10.0m，C管流速为vC=3.0m/s。试计算各管段流量及B管出口高程。(QA=0.50m3/s,QB=1.35m3/s,QC=0.85m3/s,ZB=55.9m)44、如题图所示的离心泵抽水管道系统，已知抽水流量Q=30l/s，上下水池的水面高程分别为z1=30m，z2=55m，吸水管长度l1=15m，管径d1=200mm，压水管长度l2=200m，管径d2=150mm，各管段的