武大水力学习题第6章恒定管流教案.doc

1、0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

2、 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_。111、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

3、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 v20，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。 14、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/g。 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。 217、一水泵管道布置如图。已知流量 qv=6 l /s， l1=3.5m， l2=1.5m， l3=2m， l4

4、=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 =0.04，局部水头损失系数 1 =8, 2 = 3 = 4 =0.3 , 5 =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 L15m，管径 d=0.1m，进口局部水头损失系数 1=0.5；转弯局部水头损失系数 2= 1.1 。当 水头 H2.5m 时，通过管道的流量 qv=0.02m3/s ,求管道沿程水头

5、损失系数 。取动能修正系数为 1。(0.0257)19、某输水管如图 所示。已知管径 d1=200 mm ， d2=100 mm 管长 L1=20 m ,L2=10 m；沿程水头损失系数 1= 0.02， 2=0.03。各局部水头损失系数为：进口 1=0.5 ，转弯 2=0.6，收缩 3=0.4 ( 对应于大管流速)，阀门 4= 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； (0.0619m 3/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=90 m，管径 d=0.3 m，沿程水头损失系数 =0.

6、03，进 口局 部水头损失系数 1=0.5，转弯局部水头损失系数 2=0.3。在距管道出口 l=30 m 处设一水银测压计，其液面差 h = 0.5m，较低的水银液面至管轴的高度 h=1.5 m。(1) 求此高度的流量 q v 及水头 H ； (0.415 m 3/s;19.058m)(2) 定性绘出此高度的总水头线及测压管水头线。 321、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) ( =v21q)3821d(22、图示为一从水箱引水的水平直管。

7、 已知管径 d=20 cm，管长 L=40 m，局部水头损失系数：进口 =0.5，阀门 =0.6。当通过流量 qv=0.2 m3/s 时，在相距 l =10 m 的 11 及 22 断面间装一水银压差计，其液面高差 h=4 cm。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=300 mm，管道全长 L=90 m，沿程 水头损失系数 =0.03.，局部水头损失系数： 进口 =0.5，转弯 =0.3，出口 =1.0。出口中心在下游水面以下深 度 h2=2.3 m。在距出口 l=30 m 处有一水银测压计，其液面高差 h=0.5 m，较低的水银

8、液面至管轴的高度 h=1.5 m。试确定：(1)通过高度的流量 qv；(2)两水池的水位差 Z。 (0.313m 3/s; 11.11m)24、图示虹吸管上下游水位差 H=5 m，水头损失从 1 点至 4 点为 ，其中从 1 到 2 的水头0vg损失为 ，22 断面处测压管水面 55 低于 22 断面形心 7m。求 22 断面形心高于上vg游水面的高度 Z。 (4m)425、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

9、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=200 mm，管长 AC=10 m， CE=15 m， A=0.5， B= D=0.9， E=1.8， =0.03，求：(1)通过虹吸管的恒定流流量 qv；(2)上下游水位差 z。 ( 99 l/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=40 m， qv=200 l/s， 管道上有 90 。 弯头(=0.6)两个，阀门(全开 =0.12)一个，进口(=0.5)，出口(=1.0)。求水池 A 与水

10、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=20 m，直径 d1=150 mm，吸水管管长 l2=12 m，直径 d2=150 mm，两管的沿程水头损失系数 =0.024 ,河的水面与水泵进口断面中点 高差 h=2.0 m，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 1 =0.2， 2=1， 3=6， 4=0.3，水泵的进口断面的最大真空高度为 6.0 m ，求最大的抽水流量为多少？ ( 0.0424m 3/s)529、图示水银压差计装置，管长 l=75 cm，管径

11、d=2.5 cm，流速 v=3 m/s，沿程水头损失系数 =0.02，进口局 部水头损失系数 =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 44 m 2 的钢筋混凝土方形涵洞穿越某河道。下游水位为 142 m，上游水位为 146 m，糙率 n=0.014，进口局部水头损失系数 1=0.5，每一折角局部水头损失系数为 =0.25。涵洞外流速可以不计 。试求：当两孔总流量为 178.8 m 3/s 时，涵洞中最大压强的值。 ( 81.0 Kpa )31、如图所示，活塞 A 受一恒定力 F 作用而左移，使液体(=900 kg/m 3, =0.002 kg/(m

12、.s)从针孔直径 0.25 mm，针长 1.5 m 。问若针孔流量 qv=0.4 cm3/s，作用力 F 为多少? (不计大筒内水头损失，且液流为层流) ( 14.5 N )32、图示的液体在直径 d=3 cm 的倾斜管中流动。密度 =917 kg/m 3，动力粘度 =0.29 kg/(m.s)，现测得两断面压强分别为 pB=180 kPa， pA=500 kPa。要求：(1) 判别流动方向；(2) 计算流量。(液流为层流) (AB;1.83m 3/h)633、 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

13、数、比阻及沿程水头损失。 (24.06m)34、 有一硬塑料输水管道，其沿程阻力系数可以表达为 =0.25/Re 0.226，试推导出管道流量模数、比阻及沿程水头损失的表达式。 ( , , )26.020eRdgS2/13.0gdke26.02efRdLQh35、 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

14、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， 1=0.030， 2=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。 ( H 1=6.62m H2=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， 1= 2= 3=0.032,闸

15、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7系数和局部阻力系数分别为: =0.02, 进 =0.5, 弯 =0.25, 出 =1.0,试求虹吸管通过的流量. ( 3m3/s )41、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

16、.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=2m 3/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 =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。 ( 0.128

17、m3/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 =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。 (Q A=0.50m3/s, QB=1.35m3/s, QC=0.85m3/s,ZB=55.9m )844、 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

18、长度 l2=200m ，管径 d2=150mm，各管段的沿程阻力系数均为 0.038，各局部阻力系数分别为 阀 =5.0， 90=1.0 ， 闸 =0.10， 折=0.11 ，水泵最大允许真空值为 7m。(1)确定水泵的最大安装高度；(2)计算水泵的扬程；(3)绘制管道系统的总水头线和测压管水头线。 ( Z p=5.65m Hm=32.8m )45、 在题图的水力发电管路系统中,管径为 1m,管长为 320m,管道粗糙系数为 0.015,每个弯头局部损失系数均为 0.25,闸阀处局部损失系数为 0.45,上下游水池液面差为 70m,流量为 2m3/s,试求水轮机的效率为 0.75 时,水轮机的

19、功率.( Nt=978KW )46、 如题图所示，水池 A、B、C 由三个管段相连，已知各管段的管径为 d1=d2=d3=300mm，管长l1=l2=l3=1500m。沿程阻力系数 =0.04，各水池水面高程分别为 zA=60m，z B=30m，z C=15m， （1）判断各管段的流向；（2）计算各管段的流量及水头损失。 (Q 1=0.118m3/s, Q2=0.028m3/s, QC=0.090m3/s )947、有一并联管道，由三支旧钢管组成，各管段的长度、管径分别为：l1=1000m， l2=600m， l3=1500m， d1=d2=147mm， d3=198mm，三支管道的总流量为

20、Q=0.1m3/s。试求三支管道的流量及水头损失。 (Q 1=0.246m3/s, Q2=0.0317m3/s, Q3=0.0441m3/s )48、在 6-5-1 所示的沿程均匀泄流管道中，进口总流量为 Q，出口过境流量为 Qt，单位长度沿程泄流量为 q，全管长 l 的沿程泄流总量为 Qn=ql。假设水流处于层流区，试推导沿程均匀泄流沿程水头损失的表达式。( )2(1284ntfdluh49、 如题图所示，水塔向 B、C、D 三点供水，已知流量 QB=15l/s， QC=QD=10l/s，管径dAB=199mm， dBC=149mm， dCD=99mm，管长 lAB=400m， lBC=30

21、0m， lCD=250m。水塔地面高程 zM=20m，供水点 D 处地面高程 zD=15m，要求供水点 D 处具有 h=15m 的自由水头，试确定水塔高度 H。 ( 29.09m )50、 在题图所示由铸铁管组成的环状管网中，各管段的比阻可按舍维列夫公式计算，各管段的长度、管径分别为： l1=l3=l5=l7=50m， l2=l4=l6=100m， d1=d4=d7=199mm， d2=d3=d5=d6=149mm，各结点的供水流量分别为 q1=-100l/s， q2=q4=q5=20l/s， q3=15l/s， q6=25l/s。试对程序进行适当修改并计算各管段的流量及水头损失。i 1 2 3 4 5 6 7Q 0.073 0.027 0.007 0.028 0.030 0.015 0.010 m3/shf 2.53 3.27 0.16 0.90 2.03 1.21 0.07 m