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1、优秀学习资料欢迎下载第一章绪论1-1 已知某水流流速分布为10/172.0yu，u 的单位为m/s ，y 为距壁面的距离，单位为 m。 （1） 求 y=0.1、 0.5、1.0m 处的流速梯度；（2）若水的运动粘滞系数scm /1010.02，计算相应的切应力。解： （1）10/910/9072.010172.0yydydu则 y=0.1 处的流速梯度为：572.01.0072.010/91 .0ydyduy=0.5 处的流速梯度为：134.05 .0072.010/95.0ydyduy=1.0m 处的流速梯度为：072.00.1072.010/90 .1ydydu（2）切应力dydudydu
2、dydudydu4410082.101001010.02 .998则 y=0.1 处的切应力为：Padyduyy41. 041. 01077.510082.10y=0.5 处的切应力为：Padyduyy45 .045.01035.110082.10y=1.0 处的切应力为：Padyduyy401.140.110726.010082.101-3 容器内盛有液体，求下述不同情况时该液体所受单位质量力？（1）容器静止时；（2）容器以等加速度g 垂直向上运动； （3）容器以等加速度g 垂直向下运动。解： （1）容器静止时液体所受质量力只有重力三个方向单位质量力分别为：0yxffgfz（z 轴垂向向上为
3、正）（2）容器以等加速度g 垂直向上运动时，液体所受质量力有重力和惯性力，其中惯性力和物体运动的加速度方向相反，三个方向单位质量力分别为：0yxffgggfz2)(（z 轴垂向向上为精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 28 页优秀学习资料欢迎下载正）（3）容器以等加速度g 垂直向下运动时液体所受质量力有重力和惯性力，其中惯性力和物体运动的加速度方向相反，三个方向单位质量力分别为：0yxff0ggfz（ z 轴垂向向上为正）1-4 根据牛顿内摩擦定律，推导动力粘滞系数和运动粘滞系数的量纲。解：根据牛顿内摩擦定律知内摩擦力dyd
4、uAT可得动力粘滞系数dyAduT/其量纲为LTMTLLTMLdyduAT/22运动粘滞系数量纲为123/TLLMLTM1-6 一底面积为4045cm2的矩形平板，质量为5kg，沿涂有润滑油的斜面向下作等速运动，斜面倾角=22.62o，如图所示。已知平板运动速度u=1m/s，油层厚mm1，由平板所带动的油层的运动速度是直线分布。试求润滑油的动力粘滞系数。题 1-6 图解：如图平板所受作用力包括：重力G、斜面的支撑力N、摩擦力T 由受力平衡得：NGT85.1862.22sin8.95sindyduAT可得23/1047.0101145.040.085.18msNdyduAT第二章流体静力学2-1
5、 一封闭水箱自由面上气体压强p0=25kN/m2，h1=5m，h22m。求 A、B 两点的静水压强。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 28 页优秀学习资料欢迎下载题 2-1 图解：23310/7458.9101025mkNghppA23321/6.44)25(8.9101074)(mkNhhgppAB2-3 如图所示为一复式水银测压计，已知m3.21，m2.12，m5.23，m4.14，m5 .35。试求水箱液面上的绝对压强0p？题 2-3 图解：已知断面1 上作用着大气压，因此可以从点1 开始，通过等压面，并应用流体静力
6、学基本方程式，逐点推算，最后便可求得水箱液面上的绝对压强。应用等压面，根据式（2-3-5）可得)(2112gppH，)(2323gpp，)(4334gppH，又)(45450gppp。联立求得)()()()(4543232110ggggppHH。将已知值代入上式，得223323323323320357.9kN/m1.4m)(3.5m9.8m/skg/m1011.4m)(2.5m9.8m/skg/m1013.61.2m)(2.5m9.8m/skg/m1011.2m)(2.3m9.8m/skg/m1013.698kN/mp2-4 某压差计如图所示，已知HA=HB=1m， H =0.5m。求：BAp
7、p。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 28 页优秀学习资料欢迎下载题 2-4 图解：由图可知，面为等压面，根据压强公式可得hgppghpHAA21，hgghppHAA2同时，BBghpp3由于水银柱和水柱之间为空气，密度可忽略不计，则32pp，得BBHAAghphgghp将已知数代入公式，得2233233kN/m04.47)1mm1 (9.8m/skg/m1010.5m9.8m/skg/m1013.6)(BAHBAhhghgpp2-6 盛同一种液体的两容器，用两根 U 形差压计连接。 上部差压计A内盛密度为A的液体，液面高
8、差为Ah；下部差压计内盛密度为B的液体，液面高差为Bh。求容器内液体的密度（用A，B，Ah，Bh表示） 。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 28 页优秀学习资料欢迎下载题 2-6 图 （图中 A、B 分别换为Ah、Bh）解：如图， 11 为等压面，根据压强公式可得AAAghyyghygyyxg)()()(31321化简可得AAghgx)(（1）同样由等压面22，可得BBghgx)(（2）联立式（ 1）和式（ 2）可得：BAAABBhhhh2-7 画出下列图中各标有文字的受压面上的静水压强分布图精选学习资料 - - - -
9、- - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 28 页优秀学习资料欢迎下载(f）题 2-7 图（ （f）中左端水面下加，并取掉r）2-8 画出下列图中各标有文字曲面上的压力体图，并标出垂直压力的方向。题 2-8 图（请排两行，各4 个）2-9 水闸两侧都受水的作用，左侧水深3m、右侧水深 2m。试求作用在单位宽度闸门上静水总压力的大小及作用点位置（用图解法和解析法分别求解）。解： （ 1）图解法：绘出静水压强分布图，如图：mm压强分布图的面积：mkNhhghhhg/5.24)23(28.910)23(8. 91021)()(21323212221作用于单宽上的静水
10、总压力kNbP5.245.241压力中心的位置：设P 距底部距离为e 左侧水体对水闸的静水总压力为：kNbP1.4438.9102112311右侧水体对水闸的静水总压力为：kNbP6.1928. 9102112322精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 28 页优秀学习资料欢迎下载根据合力矩分力矩之和可得：2211ePePPeme27.15.24/ )326.19331.44(（2）解析法：图中可知：mhhc5.123211211331mbhAmhhc0.122222222221mbhAkNAghPc1.4435.18.910
11、3111kNAghPc6.1920.18.9103222作用于水闸上的静水总压力：kNPPP5.246.191.4421求压力中心位置：mAlIllcccd0.235 .1311215 .1211111mAlIllcccd33.2222112122222222211dddlPlPPlmld73.15.24/)33.26.190.21.44(2-12 两水池隔墙上装一半球形堵头，如图。已知：球形堵头半径=1m，测压管读数h=200mm。求：（1）水位差 H； （2）半球形堵头的总压力的大小和方向。解： （1）如图 1-1 为一等压面精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结
12、- - - - - - -第 7 页，共 28 页优秀学习资料欢迎下载21ghpghhhgpH)(1 11221,)(hhHghghhhgHmmmhHH52.22520200)16.13(（2）水平分力：铅垂投影面面积：22214.3114.3mRAx投影面形心的淹没深度：Hlhlhcc右左，kNHAgAghAghPxxcxcx5.7714.352.28.91000左右方向：水平向左（3）铅垂分力：因左右两侧压力体相互抵消，0zP（4）总压力：kNPPx5.77方向：水平向左2-14 圆弧门如图所示。门长 2m。 （1）求作用于闸门的水平总压力及其作用线位置。（ 2）求垂直总压力及其作用线方向
13、。解： （1）水平分力：铅垂投影面面积：2422mbrAx投影面形心的淹没深度：mrhhc42232kNAghPxcx8.156448.91000方向：水平向右（2）铅直分力：压力体如图，压力体体积3228.1842232mbAVACDEkNgVPz1.17928.188. 91000方向：铅垂向上（3）总压力：kNPPPzx04.2381.1798.1562222（4）作用力方向合力指向曲面，其作用线与水平向夹角：8.48)8.1561.179arctan(arctanxzPP2-16 如图所示，涵洞进口设圆形平板闸门，其直径d=1m，闸门与水平面成o60倾角并铰接于 B 点，闸门中心点位于
14、水下4m，门重 G=980N。当门后无水时，求启门力T（不计摩擦力）。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 28 页优秀学习资料欢迎下载解：闸门中心的淹没深度mhc4闸门所受静水总压力kNAghPc77.3014148. 910002作用点距水面的距离mrhlc12. 42160sin460sin1mdldldlld63.4)112.42(8)1512.48(112.4)2(8)58(111根据力矩平恒：coscos2)(min1dTdGllPDkNddGllPTD87.3160cos160cos2198. 0)12.463.
15、 4(77.30coscos2)(1min启门力应大于31.87kN 。2-17 为校核图中所示混凝土重力坝的稳定性，对于下游无水和有水两种情况，分别计算作用于单位长度坝体上水平水压力和铅直水压力。解： （1）下游无水情况：水平分力：铅垂投影面面积：2126261mbhAx投影面形心的淹没深度：mhhc1322621kNAghPxcx4.331226138.91000方向：水平向右铅直分力：压力体如图，压力体体积3884218261mbAVACDEkNgVPz4.862888. 91000方向：铅垂向下精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第
16、 9 页，共 28 页优秀学习资料欢迎下载总压力：kNPPPzx8.34224.8624.33122222作用力方向合力指向曲面，其作用线与水平向夹角：6.14)4.33124.862arctan(arctanxzPP（2）下游有水情况：水平分力：上游受压面：铅垂投影面面积：2126261mbhAx投影面形心的淹没深度：mhhc1322621kNAghPxcx4.331226138.910001方向：水平向右下游受压面：铅垂投影面面积：22661mbhAx投影面形心的淹没深度：mhhc32622kNAghPxcx4.176638.910002方向：水平向左总的水平分力：kNPPPxxx.313
17、64.1764.331221方向水平向右铅直分力：左侧压力体如图，压力体体积3884218261mbAVACDEkNgVPz4.862888.910001方向：铅垂向下右侧压力体如图，压力体体积396618126211mbAVBFGkNgVPz2.8898. 910002方向：铅垂向下总铅直分力：kNPPPzzz6.9502.884.86221方向：铅垂向下总压力：kNPPPzx9.32766.95031362222作用力方向合力指向曲面，其作用线与水平向夹角：9.16)31366.950arctan(arctanxzPP精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - -
18、- - - - -第 10 页，共 28 页优秀学习资料欢迎下载第三章流体运动学3.2 试检验下述不可压缩流体的运动是否存在？（1）xyzyxuzyuyxuzyx)(4,2,222（2）xytuxztuyztuzyx,解：代入连续性方程（1）0)(444)(4)2()2(22yxyxzxyzyxyzyxyx，符合连续条件，运动存在。（2）0)()(zxytyxztxyzt，符合连续条件，运动存在。3.5 如图铅直放置的有压管道，已知 d1=200mm， d2=100mm， 断面 1-1 处的流速v1=1m/s。求（ 1）输水流量Q； （2）断面 2-2 处的平均流速v2； （3）若此管水平放置
19、，输水流量Q 及断面 2-2 处的速度v2是否发生变化？（4）图 a 中若水自下而上流动，Q 及 v2是否会发生变化？解： （1）输水流量smdvAvQ/0314.02.04143221111Q （2）断面 2-2 处的平均流速：根据连续性方程2211AvAvsmddvAAvv/41.02.0122222112112（3）若此管水平放置，输水流量Q 及断面 2-2 处的速度v2不会发生变化。（4）若水自下而上流动，Q 及 v2不会发生变化。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 28 页优秀学习资料欢迎下载第四章流体动力学4-
20、1 在一管路上测得过流断面1-1 的测压管高度gp1为 1.5m，过流面积A1为 0.05m2；过流断面2-2 的面积 A2为 0.02m2；两断面间水头损失h为g2v5 .021；管中流量Q 为 20l/s；z1为 2.5m，z2为 2.0m。试求断面2-2 的测压管高度gp2。 （提示：注意流动方向）。题 4-1 图解：首先求出断面11 和断面 22 的断面平均流速：smAQv/4.005.002.011，smAQv/0.102.002.022（1）假设水流从断面1-1 流向断面2-2 以 0-0 为基准面，列断面1-1 和断面 2-2 间总流能量方程：w2222221111hg2vagp
21、zg2vagpz令0 .121gggpg25. 05. 0210 .225.05 .15.22222mgp954.12（1）假设水流从断面2-2 流向断面1-1 以 0-0 为基准面，列断面2-2 和断面 1-1 间总流能量方程：whgvagpzgvagpz222111122222精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 28 页优秀学习资料欢迎下载ggggp25. 05. 025.05 .15.2210.22222mgp962.124-2 如图所示，从水面保持恒定不变的水池中引出一管路，水流在管路末端流入大气，管路由三段直径不
22、等的管道组成，其过水面积分别是A1=0.05m2，A2=0.03m3， A3=0.04m2，若水池容积很大，行近流速可以忽略（v00） ，当不计管路的水头损失时，试求：（1）出口流速 v3及流量 Q； （2）绘出管路的测压管水头线及总水头线。题 4-2 图解： （1）以管路中心为基准面，列出断面0-0断面 3-3 的能量方程whgvagpzgvagpz222333320000因为渐变流断面上各点的)(gpz等于常数，可选断面上任一点来计算。为方便，断面 0-0 选水面上一点，该点相对压强为零，即00p，流速水头02200gvgv20000523可得：smv/1058.923流量smAvQ/4
23、.004. 010333（2）根据连续性方程可得smAQv/805.04.011mgv2. 38. 9282221smAQv/3 .1303.04 .022mgv9.88.923.132222由于不计管路的水头损失，总水头沿程不变，mgvgpzH5221111，mHHH5132。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 28 页优秀学习资料欢迎下载各断面测压管水头：mgvHHP8 .12.3522111mgvHHP9 . 39.8522222mgvHHP05522333管路的总水头线和测压管水头线如图：4-7 为将水库中水引至堤
24、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 图解： （1）选择水库水面为断面1-1，虹吸管出口为断面2-2，以断面2-2 为基准面，列断面1-1 和 2-2 的能量方程：由题可知：，由于断面1-1 处的速度较小可以忽略，故流速水头，精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 28 页优秀学习资料欢迎下载不计水头损失，令，代入能量方程：解得虹吸管出流流速出流量：（2）以 s点所在管轴线平面为断面3-3，以断面2-2 为基准面，
25、列断面3-3 和 2-2 的能量方程：由题可知：，令代入能量方程：得虹吸管顶端 s 点压强：4-9 如图所示分叉管路，已知断面1-1 处的过水断面积211.0 mA，高程mz751，流速smv/31，压强21/98mKNp； 2-2 断面处2205. 0mA，mz722，3-3 断面处2308.0mA，mz603，23/196mKNp，1-1 断面至 2-2 和 3-3 断面的水头损失分别为 3m 和 5m，试求： 2-2 断面和 3-3 断面处的流速v2和 v3； 2-2 断面处的压强p2。题 4-9 图解： （1）列断面1-1 和断面 3-3 间的能量方程：精选学习资料 - - - - -
26、 - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 28 页优秀学习资料欢迎下载31233332111122whgvgpzgvgpz式中，,751mzsmv/31，21/98mKNp，即mgp101；mz603，23/196mKNp，即mgp203；水头损失mhw531；取动能修正系数131，代入能量方程，得：522060231075232gvg解得 3-3 断面处的流速smv/33由连续性方程可知：321QQQ，即332211vAvAvA式中，211.0 mA，smv/31；2205.0mA；2308.0mA，smv/33，代入连续性方程，解得2-2 断面处的流速sm
27、AvAvAv/2.105.0308.031.0233112（2）列断面1-1 和断面 2-2 间的能量方程：21222222111122whgvgpzgvgpz式中，,751mzsmv/31，21/98mKNp，即mgp101；mz722，smv/2 .12；水头损失mhw321；取动能修正系数121，代入能量方程，得：322.172231075222ggpg解得 2-2 断面处的压强22/82.101mKNp4-10 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Q1.8m3/s。若不计水头损失，试求支座所受的轴向
28、力？精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页，共 28 页优秀学习资料欢迎下载题 4-10 图解：由连续性方程可知：1-1 断面平均流速smd/02.145. 114.38.141 .0AQv221112-2 断面平均流速smd/29.24114. 38. 141. 0AQv22222以输水管的中轴线所在平面为0-0 基准面，列断面1-1 和 2-2 间的能量方程：为方便计算，取管轴线上点为计算点，；令；解得 2-2 断面处的压强22/898.397mKNp选取断面 1-1、2-2 和管壁所围区域为隔离体，列断面1-1 和 2-2
29、的动量方程：112221vvQPRPx取动量修正系数121kNApApvvQRx864.3915 .1440014898.397)02. 129.2(8.112221112支座所受轴向力为391.864kN，方向水平向右。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s/2m.0Q31，s/1m.0Q33，相应断面动水压强1p=20kPa，3p=15 kPa，两侧叉管直接喷入大气，已精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页，共 28 页优秀学习资料欢迎下载知各管直径1d=0.3m，3d=0.2m，2d=0.15
30、m，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 图解：解：（1）求管中的流速smdQAQvA111/83.243 .014.32 .04211smdQAQv3333/18.342 .014.31.04223由连续性方程可知：2312QQQ，smQ/15.021.02 .032smdQAQvv2222/49.8415.014.315.042224（2）取控制体如图，作用在控制体上的外力有：各断面的动水压力：kNdpP413.143 .014.320422111kNdpP471.042 .014.315422333由于两侧叉管直接喷入大气，042PP岔管对水流的反作用力R
31、，其分力分别为Rx和 Ry。重力。因岔管管的轴线位于水平面内，重力不予考虑。（3）列动量方程：x 方向：)(coscos33311144422231vQvQvQvQRPPx，取动量修正系数14321，则kNvQvQvQPPRx106.1)18.31 . 083.22 .0(30cos49. 815.02471.0413.1)(cos233112231精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页，共 28 页优秀学习资料欢迎下载y 方向：0sinsin444222vQvQRy管壁对水流的总作用力kNRRx106.1，方向向右。交叉处水流对
32、管壁的作用力为1.106kN，方向向左。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 图解：取闸门前符合渐变流条件的断面为断面1-1，取断面1-1 和 c-c 间流体为隔离体，控制体上水平作用力如图所示。断面 1-1 平均流速：断面 c-c 平均流速：断面 1-1 的动水压力：断面 c-c 的动水压力：列控制体水平方向的动量方程：取动量修正系数代入动量方程得：作用于平板闸门上的动水总压力为98.35kN，方向向右。精选学习资料 - - - - - - -
33、- - 名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页，共 28 页优秀学习资料欢迎下载第五章流动阻力和能量损失5-1. 圆管直径mm10d，管中水流流速sm20v/.，水温C10T0， （1）试判别其液流型态；（2）若流速与水温不变，管径改变为mm30，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？解： （1）已知水温CT010，查表得水的运动粘滞系数scm /01304. 02，求得水流雷诺数为20007.153301304.0120Revd因此，水流为层流。（2）管径改变为mm3020002 .460101304.0320Revd因此，水流为紊流
34、。（3）选取临界雷诺数2000Rek，计算管径mm04.132001304.02000Revdk流速与水温不变，管流由层流转变为紊流时，管直径为13.04mm。5-5 有一管道，已知：半径cm15r0,层流时水力坡度150J.， 紊流时水力坡度20J.，试求： （1）管壁处的切应力0； （2）离管轴cm10r处的切应力？解： （1）由式（ 5-13）可得：层流运动：200/11025.015.02158 .912mkNJrg紊流运动：200/147.02.02158.912mkNJrg（2）由式（ 5-14 ）得层流运动200/5.73151025.110mNrr紊流运动200/9815101
35、47mNrr5-10. 有一旧的生锈铸铁管路，直径mm300d，长度m200l，流量sm250Q3/.取精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 20 页，共 28 页优秀学习资料欢迎下载当量粗糙度mm6 .0，水温C10T0，试分别用公式法和查图法求沿程水头损失fh？解：已知水温CT010，查表得水的运动粘滞系数scm /01304. 02管中流速smdQAQv/54.34/3.014.325.04/22（1）公式法 : 管中雷诺数2000101.81001304.03.054.3Re54vd为紊流。现在再判别属于哪个区域：假设=0.023
36、 黏性底层厚度649.70801.06 .00故管壁属于粗糙区，可应用尼库拉兹公式求 值与假设吻合023,. 0)6.03007 .3(2lg1)d7 .3(2lg122沿程水头损失mggvdlhf8 .9254. 33. 0200023.0222(2) 查图法5101.8Re,002.03006.0d查莫迪图，得240. 0，与公式法基本吻合沿程水头损失mggvdlhf23.10254. 33. 0200024.02225-13. 油在管路中以v=1m/s 的速度流动，油的密度3/920mkg，ml3,d=25mm,水银压差计测得h=9cm, 试求： （1）油在管路中的流态； （2）油的运动
37、粘滞系数； （3）若以相同的平均流速反向流动，压差计的读数有何变化？mmcmd0801.000801.0023.0101 .8308.32Re8.3250精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 21 页，共 28 页优秀学习资料欢迎下载习题 5-13 解： （1）如图，选取符合渐变流条件的断面1-1 和断面 2-2 。以断面2-2 为基准面，列1-1断面和 2-2 断面的能量方程。21w2222221111hg2vgpzg2vgpz其中：lz1；02z；1-1 断面和 2-2 断面的平均流速相同，vvv21；由 3-3 平面为等压面可得gh
38、phlgpH21)(油，可得mghlgghgppH76. 18.992. 0)09.03(8. 992.009.08 .96.13)(21油油油水头损失只有沿程水头损失，gvdlhhfw2221代入能量方程：gvhw2025.0376.13221求得沿程水头损失系数为203. 0.32025. 024.1g假设为层流状态，雷诺数,2000316.203.06464Re为层流。（2）油的运动粘滞系数smvd/1091. 7.316025.01Re25（3）若以相同的平均流速反向流动，以断面2-2 为基准面，列1-1 断面和 2-2 断面的能量方程。21211112222222whgvgpzgvg
39、pz精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 22 页，共 28 页优秀学习资料欢迎下载可求得mhzzgppw24.424.13212112油假设压差计左侧比右侧高出h ，由等压面可得hgphlgpH21)(油可求得mg09.092.0/6 .131324.4112油油Hlpph若以相同的平均流速反向流动，压差计右侧会比佐侧高出0.09m。5-15. 如图所示的实验装置，用来测定管路的沿程阻力系数和当量粗糙度。已知管径mm200d，管长m10l，水温C20T0，测得流量sm150Q3/.，水银压差计读数m10h.，试求：（ 1）沿程阻力系数；
40、 （2）管壁的当量粗糙度？习题 5-15 解：管路沿程阻力mh26.116.121. 0水柱管道平均流速smdQv/78.44/2.014. 315.0422沿程阻力系数022.0278.42.01026. 1222ggvdlhf管路雷诺数561052.910004.12 .078.4Revd查莫迪图可得0016.0/ d可得，可得当量粗糙度为0.32mm 。5-16. 如图所示A、B、C三个水箱，由两段钢管相连接，经过调节使管中产生恒定流动，已知： A、C 箱水面差m10H，ml501, , ml402, mmd2501, mmd2002, 精选学习资料 - - - - - - - - -
41、名师归纳总结 - - - - - - -第 23 页，共 28 页优秀学习资料欢迎下载25.0弯, 设流动在粗糙区，用25.011.0d计算，管壁mm2. 0，试求：（1）管中流量Q； （2）21hh ,的值？习题 5-16 解：先求两段钢管的沿程阻力系数：0185.02502.011.011.025.025.011d0196.02002 .011.011.025.025.022d以 2 2 为基准面，列1-1 断面和 2-2 断面的能量方程，2120222220111122whgvgpzgvgpz由题意可知：11hz，02z，021gpgp，由于 1-1 断面和 2-2 断面流速与管中流速相
42、比可忽略不计，02220222011gvgv能量方程为：gvgvgvgvdlhhsewanw245. 52) 125.05.025.0500185. 0(2)(2212121021111211精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 24 页，共 28 页优秀学习资料欢迎下载以 3-3 为基准面，列2-2 断面和 3-3 断面的能量方程3220323320212222whgvgpzgvgpz由题意可知：22hz，03z，032gpgp，由于 2-2 断面和 3-3 断面流速与管中流速相比可忽略不计，02220222021gvgv能量方程为：g
43、vgvgvgvdlhhsew242.52) 15. 02. 0400196.0(2)(2222222022222322由连续性方程可知22221144dvdvmhhH1021可得，流量smQ/159.03smdQv/24. 34211mgvh92. 2245.5211mhHh08.792.210125-17. 某一水池，通过一根管径mm100d，管长m800l，的管道，恒定地放水。已知水池水面和管道出口高差m20H，管道上有两个弯头，每个弯头的局部阻力系数3.0，管道进口是直角进口（50.）管道全长的沿程阻力系数0250.，试求通过管道的流量？习题 5-17 精选学习资料 - - - - -
44、- - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 25 页，共 28 页优秀学习资料欢迎下载解：以 0-0 断面为基准面，列断面1-1 和 2-2 的能量方程：21w2222221111hg2vgpzg2vgpz1-1 断面以水面作为计算点，则Hz1； 水池中行进流速与管中流速相比可以忽略，01v，断面 2-2 为出口02z；02p；代入能量方程可得：gvdlgvhhgvhgvHwjfw2)2(22222022222122gvgv21 .2022)3 .025. 01. 0800025.01(202222可得smv/39.12管道流量smdvQ/0109.01 .0439. 1432
45、225-18. 为测定 90弯头的局部阻力系数， 可采用如图所示的装置。已知 AB段管长ml10，管径mmd50，03.0。实测数据为（1）AB两断面测压管水头差mh629. 0； （2）经两分钟流入量水箱的水量为3329.0m。求弯头的局部阻力系数？习题 5-18 解：管路流量smQ/00274.0602329.03管中平均流速smdQv/397.14/05.014. 300274. 0422对 A断面和 B断面列能量方程，可得gvgvdlhhhhjfw2222精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 26 页，共 28 页优秀学习资料欢迎
46、下载其中沿程水头损失597. 08. 92397. 105.01003. 0222gvdlhf可得弯管局损系数321.0)8.92/(397. 1597.0629.0222gvhhf5-19. 一直立的突然扩大水管，已知mmd150，mmd300，mh5.1，smv/32，试确定水银比压计中的水银液面哪一侧较高？差值为多少？习题 5-19解：首先利用连续性方程求1-1 断面的流速。因2211AVAv所以：smvddvAAv/12315.03.022122121以 22 断面所在水平面为基准面，列断面1-1 和 2-2 断面的能量方程：hwgvgpgvgph22222211则：whhgvgvgp
47、gp22222112精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 27 页，共 28 页优秀学习资料欢迎下载因忽略沿程水头损失，所以mggvAAhjhw13.42123.015. 012)1(22221221代入能量方程得：水柱mgpgp26.413. 45. 18.9238 .92122212所以12pp，水银比压计中右侧水银液面较高。设右侧水银液面与左侧液面的高差为h，如图所示。图中断面a-a 为等压面，则hgphgghp2水水银水1h-hgpp2水水水银水）（1所以：mhgpph219. 06.125. 126.412水水水银水水银比压计中右侧水银液面比左侧水银液面高0.219m。p2p1aahh精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 28 页，共 28 页