1、 习 题 四1 油（ =3 10 kg/m*s）和水（ =1.14 10 kg/m*s）在管径 d=100mm 的圆管中流33动，如果压力降相同，流态都是层流，试求这两种流动中管轴线上的流速之比。2 动力粘度 =0.072kg/m*s 的油在管径 d=0.1m 的圆管中作层流运动，流量 Q=3 10 m3/s，试计算管壁切应力 。303 水（运动粘度 =10 m /s）在直径 d=200mm，长 l=20m 的圆管流动，流量 Q=24 1062m /s，如果管壁粗糙度 =0.2mm，求沿程水头损失。34 圆管直径 d=80mm，当流量很大时，测得沿程损失系数是一个常数，其值为 =0.025，试
2、计算管壁的粗糙度 。5 一条管道，新使用时，相当粗糙度 /d=10 ，使用多年后，发现在水头损失相同的情4况下，流量减少了 35%，试估算此旧管的相对粗糙度。6 如图，串联管道由两段管组成，其长度和直径分别为l =500m，d =300mm，l =400m，d =250mm，壁面粗糙度都是 =0.6mm，水位1122 H=10m，如果沿程损失系数按阻力平方区计算，求流量 Q。11 题图7 一段水管，长 l=150m，流量 Q=0.12 m /s，该管段内总的局部损失系数为 =5，沿程3 损失系数那 = 计算，如果要求水头损失 h=3.96m，求管径 d。3.02d8 为了测量截面突然扩大的局部
3、损失系数 和管道沿程损失系数 ，在管道三个截面上装有测压管，其中测压管 1 在扩大前端，其余两个测压管等距离地安装在下游，已知三支测压管液面读数为 h =156.5mm, h =163mm, h =113mm，管径23d=15mm，D=20mm，长度 l=100mm，测得流量 Q=2.65 10 m /s，求 和 的值。415 题图9 一条输油管道，直径 d=250mm，长 l=6.5km，壁面粗糙度 =0.8mm，流量 Q=0.06 m /s，油的运动粘度 =2.4 10 m /s，求沿程损失。如果要使沿程水头损失为 40m362油柱，该选用的粗糙度 为多少？10 有一管段，长 l=3m，管
4、径 d=31.5mm，流态为过渡粗糙区，通过不同的流量时，测得沿程损失 h 如下表：fQ/10 m /s 0.585 0.837 1.188 1.540 1.905 2.322 2.7403h /cm 5.9 12.2 21.2 35.0 53.0 74.2 f104.2试求 h 与 V 关系式中的指数 n。fn11 如图管路，l =6m，l =4m，l =10m，d =50mm，d =70mm，d =50mm，H=16m， =0.03，阀123123门的损失系数 =4， 计及面积突变的局部损失，求流量 Q。18 题图12 由两管段组成的并联管路，其管径，长度，沿程损失系数分别为 d = 1d
5、 =75mm， = =0.035，l =12m，l =8m，总流量为 Q=20 10 m /s，求各管流212123量。13 求图所示管路系统的水流量 Q。已知 H=25m，l =150m。l =100m，l =120m，l123=800m，l =1000m，d =100mm，d =120mm，d =90mm，d =d =150mm， =0.0245123455。21 题图14 如图并联管路的虹吸管，已知H=40m，l =200m，l =100m，l =500m，d =200mm，d =100mm，d =250mm，1231231= =0.02， =0.025，求总流量 Q。22 题图2315
6、 一个球形容器，半径 R=1m，上端有孔通大气，下端有一个直径 d=50mm 的孔口，其流量系数 =0.62。起初容器内盛满液体，求泄空时间。16 如图，两水池联合供水，h=3m，H=7m，l =180m，l =70m，l =140m，d =0.1m，d =0.08m，d =0.12m，各123123段 =0.025。不计局部损失，求供水量 Q。28 题图17 一圆柱形油槽，直径为 D，长为 L 。油槽横放，轴线水平，槽内盛满油，顶部有孔通大气，底部有一个卸油管嘴，直径为 d，流量系数为 ，求泄空时间 T 的表达式。如果 D=1.8m，L=4m ，d=80mm， =.0.8，求 T 的值。18
7、 输水铸铁管，直径 d=150mm，壁厚 =8mm，铸铁的弹性模量 E =9.8 10 Pa,要g10求突然关闭引起的水击压强不超过 400kPa，试求流量 Q 为多少？19 输油钢管的直径 d=600mm，壁厚 =12.5mm，钢的弹性模量 E =20 10 Pa，油g10的密度 =880kg/m ，流量 Q=0.15 m /s， ，弹性系数 E=10 Pa，求水击速度 c 及水击339压强 。p参考答案：1 u = , = =3/1.14=2.6316mlp420r1mu22 , Q= , d=0.1m, r =0.05m, =0.072, 0dl840rlp0Q=3 10 , =88,
8、=2.2N/m3lp023 ,v= =0.7639, Re=vd/ =1.5279 ,查图 4-12， =0.0215， h10d24dQ510=0.06397mgVlf4 = 得 =0.2041mm274.1)l(2d5 h ,Q , h ,所以 ，gVf1265.0Q21ff221V，按阻力平方区计算，查图 4-12 得 =0.012，所以221212.)()Q1=0.02840，查图 4-12 得04./d6 H= 1)(2)(2)(2 224212211 dldlgVlgVdlgV，因为 =0.5， , 158.0)(5.022A310/04.1, ,H=60.68403214./d.
9、2gV2V =1.7977m/s , Q= V22smd/085.437h =(5+ =3.96,即 3327dgQldf 1)(0.5(23433.109)d35.13.df(x)=3327x , f(x)=17633x , x=x , 得3.1.5xx5.63. )(00xfx=d=0.2807m8 ， h12221fjhgVpg122112211 ffj hgVh , 所以 h , V= , 32312ff )(23211 hgVj 24dQV =1.5m/s, V =0.8435m/s12h =0.02195m, , h , j 6049.2/ghjgdlf22321076.9 按平方
10、区，,102.33d.V=1.2233m/s =51.5m gVlhffh 当 =40m 时, , f 02.,09.d10 L=3m, d=31.5mm,V= 24DQQ/10 m /s 0.585 0.837 1.188 1.540 1.905 2.322 2.7403V(m/s) 0.750 1.074 1.254 1.976 2.444 2.980 3.516 h /cm 5.9 12.2 21.2 35.0 53.0 74.2 104.2fx=lnV -0.2868 0.0714 0.421 0.681 .0894 1.092 1.257y=ln 1.775 2.501 3.054
11、3.555 3.970 4.307 4.646f467.1iyx30.42ixn=7 58901y指数 836.)(22xni11H= gVdlgVdlgVdlgV 2)(2)(2 332113 = ，突扩 1)()( 3323221313 lAlAl，突缩21)(A)(5.012所以49.;9.;5.032H=16.031 ，V Q= /sg23,/423.sm33210687.4mVd12h 即 ，21ff 22211 )4()(dQglQgl 865.0)(1252121 ldlQQ=Q ，Q ，Q21. sm/10. 32sm/109313H=h 25521124454 )4()4()
12、( dgldgldglhff = ,Q)()(12 24545241544 QlQlgVdl 45而 ,60.)(53131lQ87.)(53232dlQ=Q , Q , Q ,Q31247./(6.05096.268.01H=2.3526 ,V ,Q=V242491.5Vgdlsm/502.smA/029.3414H=h )()( 231531233131 Qdlgdlhhffff ,Q ,25.0)(1212dlQ1213.8.03H=1.625 , V ,Q=V23349.gV65.9smA/52.3315泄流速度 V= ，泄口半径 r ,泄口面积 ， 泄流流量 Q=h202.0rrV0
13、20容器水面流速：- ；容器水面半径： r；容器水面流量： Q=-dt dthr2连续性：- = ，-thr2ghr20 TRghd002因为 r=Rsin ,h=R+Rcos ,r ,r22)(Rh 222)(hRhT=- , 令 ， T=dgrRghdrR0202 879s2156)(0320316H+h=h , Q , 3231,ffff hHh 1/,3231Q得到 ,即 ,即hff321 Hhdll)(12352313解得 Q ，4.2582（舍去） ，Q7/0)/(796.231Q6178.0/31，可得 h ,得 V8.0/32 gdlmHf 252.4)82.096.1( 33
14、 sm/74.13Q=Q sVd/01968.332317R=D/2 ，流速： V= ，流量：Q= ，所以-gh2Vd42dLRdth4sin22- ，因为 h=R(1+cos ,得 sinTDtgh002/i 1/cos),Rh2)(R所以 T= ,积分得 T=)/(/)(4/022 RhdhgdL，代入数据得 T=723.2sD43218E=2 ，c=39/10,mkgPasmEdg/7.120/u ,Q=u scp/3258.0 s/8.54/32019E=10 ，c= ,u , Pa9 smEdg/3.971/ smAQ/530./0Pacup50032.44-13 1) 对水库表面和
15、水井表面应用伯努利方程（假设自流管内流体的速度为 V1）（1） (因为两个截面流体的速度都可近似为零，gVDLH2)(21故没有速度水头；又因为压强都是大气压，故没有压强水头)因为水泵的抽水量和自流管的流量一致，故： （2）VDQ4联立（1）和（2） ，简化后再利用牛顿叠代法求得 D，此题不需要求出 D 值即可2)对水井表面和 A 截面应用伯努利方程得到（假设吸水管内流体的速度为 V2）：（3）gVdlgPha 2)1(431（4）24VQ联立（3）和（4） ，可求得 h3) 水泵的有效功率（5）/)(wHZgPHw 为全管长的水头损失，（6）gVdlw2)(54321联立（1）和（2） ，可求得 P4-14
