水力学习题(上) 下载本文

4-6在水平安装的文丘里流量计上,直接用水银压差计测出水管与喉部压差Δh为20cm,已知水管直径d1为10cm,喉部直径d2为10cm,当不计水头损失时,求通过流量Q。

题4-6图

4-7为将水库中水引至堤外灌溉,安装了一根直径d为15cm的虹吸管(如图),当不计水头损失时,问通过虹吸管的流量Q为多少?在虹吸管顶部s点处的压强为多少?

题4-7图

4-8水流通过如图所示管路流入大气,已知:U形测压管中水银柱高差?hHg?0.2m,

h1?0.72m水柱,管径d1?0.1m,管嘴出口直径d2?0.05m,不计管中水头损失,试求:

管中流量Q。

题4-8图

4-9如图所示分叉管路,已知断面1-1处的过水断面积A1?0.1m,高程z1?75m,流速v1?3m/s,压强p1?98KN/m;2-2断面处A2?0.05m,z2?72m,3-3断面

22处A3?0.08m,z3?60m,p3?196KN/m,1-1断面至2-2和3-3断面的水头损失分

222别为3m和5m,试求:

⑴ 2-2断面和3-3断面处的流速v2和v3; ⑵ 2-2断面处的压强p2。

题4-9图

4-10 如图所示为嵌入支座内的一段输水管。管径d1=1.5m,d2=1m,支座前断面的相对压强p1=400kN/m2,管中通过流量Q=1.8m3/s。若不计水头损失,试求支座所受的轴向力?

题4-10图 4-11 水流由直径dA为20cm的A管经一渐缩的弯管流入直径dB为15cm的B管,管轴中心线在同一水平面内,A管与B管之间的夹角θ为60°。已知通过的流量Q为0.1m3/s,A端中心处相对压强pA为120kN/m2,若不计水头损失,求水流对弯管的作用力?

题4-11图

4-12 直径为d1=700mm的管道在支承水平面上分支为d2=500mm的两支管,A-A断面压强为70kN/m2,管道流量Q=0.6m3/s,两支管流量相等:(1)不计水头损失,求支墩所受水平推力。(2)水头损失为支管流速水头的5倍,求支墩所受水平推力。不考虑螺栓连接的作用。

题4-12图

4-13 一四通叉管(如图),其轴线均位于同一水平面,两端输入流量Q1?0.2m/s,

3Q3?0.1m3/s,相应断面动水压强p1=20kPa,p3=15 kPa,两侧叉管直接喷入大气,已知

各管直径d1=0.3m,d3=0.2m,d2=0.15m,??30?。试求交叉处水流对管壁的作用力(忽略摩擦力不计)。

题4-13图

4-14 一平板闸门宽b为2m,当通过流量Q为8m3/s时闸前水深h为4m,闸孔后收缩断面水深hC为0.5m,求作用于平板闸门上的动水总压力(不计摩擦力)。

题4-14图

4-15 如图溢流坝,上游断面水深h1=1.5m,下游断面水深h2=0.6m,略去水头损失;求水流对2m坝宽(垂直纸面)的水平作用力。注:上、下游河床为平底,河床摩擦力不计,为方便计算取ρ=1000kg/m3,g=10m/s2。

题4-15图

4-16如图所示为闸下底板上的消力墩,已知:跃前水深h??0.6m,流速v??15m/s,跃后水深h???4m,墩宽b?1.6m,试求:水流对消力墩的作用力。

题4-16图

4-17 两平行板间的层流运动(图题4-17),上下两平行平板间充满了粘度为?的不可压缩流体,两平板间距离为2h。下板固定,上平板以速度U相对于下平板运动,并带动流体流动;取x轴方向与平板运动方向一致,y轴垂直于平板,坐标原点位于两板中间。此时,水流速度只有x方向的分量ux,而且ux?ux(y),在其余两轴上的速度分量为零。试用纳维-斯托克斯方程式求两平行板间的层流运动的流速表达式。

图4-17 两平行板间的层流

5-1. 圆管直径d?10mm,管中水流流速v?0.2m/s,水温T?100C,(1)试判别其液流型态;(2)若流速与水温不变,管径改变为30mm,管中水流型态又如何?(3)若流速与水温不变,管流由层流转变为紊流时,管直径为多大?

5-2.圆管直径d?100mm,管中水流流速v?100cm/s,水温T?100C,试判别其液流型态,并求液流型态变化时的流速。

5-3.断面为矩形的排水沟,沟底宽b?20cm,水深h?15cm,流速v?0.15m/s,水温

T?150C,试判别其液流型态?

5-4.某油管输送流量Q?5.67?10m/s的中等燃料油,其运动粘滞系数

?33v?6.08?10?6m2/s,试求:保持为层流状态的最大管径d?

5-5.有一管道,已知:半径r0?15cm,层流时水力坡度J?0.15,紊流时水力坡度J?0.2,试求:(1)管壁处的切应力?0;(2)离管轴r?10cm处的切应力??

25-6.有一圆管,在管内通过??0.013cm/s的水,测得通过的流量为Q?35cm/s,在

2管长15m的管段上测得水头损失为2cm,试求该圆管内径d?

5-7.某管路直径d?200mm,流量Q?0.094m/s,水力坡度J?4.6%,试求:该管道的沿程阻力系数?值?

5-8.做沿程水头损失实验的管道直径d?1.5cm,量测段长度l?4m,水温T?50C, 试求:(1)当流量Q?0.03l/s时,管中的液流型态; (2)此时的沿程水头损失系数?;

(3)量测段沿程水头损失hf;

(4)为保持管中为层流,量测段的最大测压管水头差

3p1?p2? ?g5-9.有一直径d?200mm的新的铸铁管,其当量粗糙度??0.35mm,水温T?150C,试用公式法求:(1)维持水力光滑管水流的最大流量;(2)维持粗糙管水流的最小流量? 5-10.有一旧的生锈铸铁管路,直径d?300mm,长度l?200m,流量Q?0.25m/s取当量粗糙度??0.6mm,水温T?100C,试分别用公式法和查图法求沿程水头损失hf? 5-11.水从密闭水箱A沿垂直管路压送到上面的敞口水箱B中,已知

3d?25mm,l?3m,h?1.5L/s,阀门??9.3壁面当量粗糙度??0.2mm,流动在粗糙区

?????0.11???d?

0.25求压力表读数?

习题5-11