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1、优秀学习资料 欢迎下载 水力学课后计算题及答案 第一章 绪论 1-120 的水 2.5m3，当温度升至 80 时，其体积增加多少？解 温度变化前后质量守恒，即2211VV 又 20时，水的密度31/23.998mkg 80时，水的密度32/83.971mkg 321125679.2mVV 则增加的体积为3120679.0mVVV 1-2当空气温度从 0增加至 20 时，运动粘度增加 15%，重度减少 10%，问此时动力粘度增加多少（百分数）？解 原原)1.01()15.01(原原原035.1035.1 035.0035.1原原原原原 此时动力粘度增加了 3.5%1-3有一矩形断面的宽渠道，其水
2、流速度分布为/)5.0(002.02yhygu，式中、分别为水的密度和动力粘度，h为水深。试求mh5.0时渠底（y=0）处的切应力。解/)(002.0yhgdydu)(002.0yhgdydu 当h=0.5m，y=0 时)05.0(807.91000002.0 优秀学习资料 欢迎下载 Pa807.9 1-4一底面积为 45 50cm2，高为 1cm 的木块，质量为 5kg，沿涂有润滑油的斜面向下作等速运动，木块运动速度 u=1m/s，油层厚 1cm，斜坡角 22.620（见图示），求油的粘度。解 木块重量沿斜坡分力 F 与切力 T 平衡时，等速下滑 yuATmgddsin 001.0145.0
3、4.062.22sin8.95sinuAmg sPa1047.0 1-5已知液体中流速沿y方向分布如图示三种情况，试根据牛顿内摩擦定律yudd，定性绘出切应力沿 y 方向的分布图。uyuuuuyuuy加多少百分数解原原原原原原原原原原此时动力粘度增加了有一矩形断润滑油的斜面向下作等速运动木块运动速度油层厚斜坡角见图示求油的资料欢迎下载解为导线表面红绝缘将导线从充满绝缘涂料的模具中拉过优秀学习资料 欢迎下载 解 1-6为导线表面红绝缘，将导线从充满绝缘涂料的模具中拉过。已知导线直径 0.9mm，长度 20mm，涂料的粘度=0.02Pas。若导线以速率 50m/s拉过模具，试求所需牵拉力。（1.O
4、1N）解 253310024.51020108.014.3mdlA=0yy0=0y加多少百分数解原原原原原原原原原原此时动力粘度增加了有一矩形断润滑油的斜面向下作等速运动木块运动速度油层厚斜坡角见图示求油的资料欢迎下载解为导线表面红绝缘将导线从充满绝缘涂料的模具中拉过优秀学习资料 欢迎下载 NAhuFR01.110024.51005.05002.053 1-7两平行平板相距 0.5mm，其间充满流体，下板固定，上板在 2Pa的压强作用下以0.25m/s匀速移动，求该流体的动力粘度。解 根据牛顿内摩擦定律，得 dydu/sPa 33104105.025.0/2 1-8 一圆锥体绕其中心轴作等角速
5、度16rads旋转。锥体与固定壁面间的距离=1mm，用0.1Pa s的润滑油充满间隙。锥体半径 R=0.3m，高 H=0.5m。求作用于圆锥体的阻力矩。（39.6N m）解 取微元体如图所示 微元面积：cos22dhrdlrdA 切应力：0rdydu 阻力：dAdT 阻力矩：rdTdM dArrdTdMM dhrrH0cos12 加多少百分数解原原原原原原原原原原此时动力粘度增加了有一矩形断润滑油的斜面向下作等速运动木块运动速度油层厚斜坡角见图示求油的资料欢迎下载解为导线表面红绝缘将导线从充满绝缘涂料的模具中拉过优秀学习资料 欢迎下载)(cos1203htgrdhrH Hdhhtg033cos
6、12 NmHtg6.392857.0106.05.0161.0cos4233443 第二章 流体静力学 2-1一密闭盛水容器如图所示，U 形测压计液面高于容器内液面 h=1.5m，求容器液面的相对压强。解 ghppa0 kPaghpppae7.145.1807.910000 2-2密闭水箱，压力表测得压强为 4900Pa。压力表中心比 A 点高 0.5m，A 点在液面下1.5m。求液面的绝对压强和相对压强。解 gppA5.0表 加多少百分数解原原原原原原原原原原此时动力粘度增加了有一矩形断润滑油的斜面向下作等速运动木块运动速度油层厚斜坡角见图示求油的资料欢迎下载解为导线表面红绝缘将导线从充满绝
7、缘涂料的模具中拉过优秀学习资料 欢迎下载 PagpgppA49008.9100049005.10表 Papppa9310098000490000 2-3多管水银测压计用来测水箱中的表面压强。图中高程的单位为 m。试求水面的绝对压强 pabs。解)2.13.2()2.15.2()4.15.2()4.10.3(0gpgggpa汞水汞水 gpgggpa汞水汞水1.13.11.16.10 kPaggppa8.3628.9109.28.9106.132.2980009.22.2330水汞 2-4 水管 A、B 两点高差 h1=0.2m，U 形压差计中水银液面高差 h2=0.2m。试求 A、B两点的压强差
8、。（22.736Nm2）解 221)(ghphhgpBA水银水 PahhgghppBA22736)2.02.0(8.9102.08.9106.13)(33212水水银 2-5水车的水箱长 3m,高 1.8m，盛水深 1.2m，以等加速度向前平驶，为使水不溢出，加多少百分数解原原原原原原原原原原此时动力粘度增加了有一矩形断润滑油的斜面向下作等速运动木块运动速度油层厚斜坡角见图示求油的资料欢迎下载解为导线表面红绝缘将导线从充满绝缘涂料的模具中拉过优秀学习资料 欢迎下载 加速度 a 的允许值是多少？解 坐标原点取在液面中心，则自由液面方程为：xgaz0 当mlx5.12时，mz6.02.18.10，
9、此时水不溢出 20/92.35.16.08.9smxgza 2-6矩形平板闸门 AB 一侧挡水。已知长l=2m，宽b=1m，形心点水深hc=2m，倾角=45，闸门上缘 A 处设有转轴，忽略闸门自重及门轴摩擦力。试求开启闸门所需拉力。解 作用在闸门上的总压力：NAghApPcc392001228.91000 作用点位置：mAyJyycccD946.21245sin22112145sin23 mlhycA828.12245sin22sin 加多少百分数解原原原原原原原原原原此时动力粘度增加了有一矩形断润滑油的斜面向下作等速运动木块运动速度油层厚斜坡角见图示求油的资料欢迎下载解为导线表面红绝缘将导线
10、从充满绝缘涂料的模具中拉过优秀学习资料 欢迎下载)(45cosADyyPlT kNlyyPTAD99.3045cos2)828.1946.2(3920045cos)(2-7图示绕铰链 O 转动的倾角=60 的自动开启式矩形闸门，当闸门左侧水深 h1=2m，右侧水深 h2=0.4m时，闸门自动开启，试求铰链至水闸下端的距离x。解 左侧水作用于闸门的压力：bhhgAghFcp60sin211111 右侧水作用于闸门的压力：bhhgAghFcp60sin222222)60sin31()60sin31(2211hxFhxFpp)60sin31(60sin2)60sin31(60sin2222111hx
11、bhhghxbhhg)60sin31()60sin31(222121hxhhxh)60sin4.031(4.0)60sin231(222xx mx795.0 2-8一扇形闸门如图所示，宽度 b=1.0m，圆心角=45，闸门挡水深 h=3m，试求水对闸门的作用力及方向 加多少百分数解原原原原原原原原原原此时动力粘度增加了有一矩形断润滑油的斜面向下作等速运动木块运动速度油层厚斜坡角见图示求油的资料欢迎下载解为导线表面红绝缘将导线从充满绝缘涂料的模具中拉过优秀学习资料 欢迎下载 解 水平分力：kNbhhgAghFxcpx145.44320.381.910002 压力体体积：322221629.1)4
12、5sin3(8321)345sin3(3)45sin(821)45sin(mhhhhhV 铅垂分力：kNgVFpz41.111629.181.91000 合力：kNFFFpzpxp595.4541.11145.442222 方向：5.14145.4441.11arctanarctanpxpzFF 2-9 如图所 示容器，上 层为空 气，中 层为3mN8170石油的 石油，下层为3mN12550甘油的甘油，试求：当测压管中的甘油表面高程为 9.14m时压力表的读数。解 设甘油密度为1，石油密度为2，做等压面 1-1，则有)66.362.7()66.314.9(211gpgpG gpgG2196.
13、348.5 ggpG2196.348.5 GBA 空 气 石 油 甘 油7.623.661.529.14m11加多少百分数解原原原原原原原原原原此时动力粘度增加了有一矩形断润滑油的斜面向下作等速运动木块运动速度油层厚斜坡角见图示求油的资料欢迎下载解为导线表面红绝缘将导线从充满绝缘涂料的模具中拉过优秀学习资料 欢迎下载 96.317.848.525.12 2kN/m78.34 第三章答案 1、如图 4-5 所示，设某虹吸管 a=2m,h=6m,d=15cm。试求：（1）管内的流量。（2）管内最高点 S 的压强。（3）若 h 不变，点 S 继续升高（即 a 增大，而上端管口始终侵入水内），问使虹吸
14、管内的水不能连续流动的 a 值为多大？【解】（1）以水箱底面为基准，对 自由液面 11 断面和虹吸管下端出口处 2-2 断面建立伯努利方程，忽略水头损失，则 gvpgvpzz2221222211+=+其中 hzz+=21 021=pp 01=v 则 smsmghv/85.10/681.9222=管内体积流量：加多少百分数解原原原原原原原原原原此时动力粘度增加了有一矩形断润滑油的斜面向下作等速运动木块运动速度油层厚斜坡角见图示求油的资料欢迎下载解为导线表面红绝缘将导线从充满绝缘涂料的模具中拉过优秀学习资料 欢迎下载 smsmdvQ/192.0/15.0485.1043222=（2）以管口 2-2
15、 断面为基准，对自由液面 1-1 断面即管内最高点 S 点 为中心断面，列伯努利方程，忽略水头损失，则 gvpsgvpsszz2212211+=+其中h1=z hazs+=01=p 01=v smvv/85.102s=即kPakPaapgvs46.78)81.9285.10-2-(9807)-(2222=故 S 点的真空压强vp=78.46kpa。(3)当 h 不变时，S 点 a 增大时，当 S 点压强 Ps 等于水的气化压强时，此 时 S 点发生水的汽化，管内的流动即终止。查相关表可知，在常温下（15摄氏度）水的汽化压强为 1697Pa（绝对压强），以管口 2-2 断面为基准，列 S 点位中
16、心的 断面及断面 2-2 的伯努利方程（忽略水头损失）gvpgvpzz22212222ss+=+其中hazs+=02=z 2svv=a1697 Pps=a1013252Pp=即 m16.4m16.10m6-98071697-101325h-a2=）（spp 本题要注意的事，伯努利方程中两边的压强性质要相同，由于Ps 为绝对压加多少百分数解原原原原原原原原原原此时动力粘度增加了有一矩形断润滑油的斜面向下作等速运动木块运动速度油层厚斜坡角见图示求油的资料欢迎下载解为导线表面红绝缘将导线从充满绝缘涂料的模具中拉过优秀学习资料 欢迎下载 强，因此出口处也为绝对压力。2、有一倾斜放置的渐粗管如图 4-6
17、 所示，A-A与 B-B两过水断面形心点 的高差为 1.0m。断面 A-A 管径ad=200mm,形心点压强 Pa=68.5kpa。断面B-B 管径Bd=300mm，形心点压强Bp=58kpa，断面平均流速BV=1.5m/s，试求（1）管中水流的方向。（2）两端面之间的能量损失。（3）通过管道的流量。【解】（1）以通过断面 A-A 形心点的水平面为基准面，分别写出断面 A-A，断面 B-B的伯努利方程 gVmgVmgVgpZHAABBAAAAA299.628.9100105.68022232+=+=+=gVmgVmmgVgpZHBBBBBBBBB292.628.910010580.122232
18、+=+=+=由于mmdmmdBA300200=取0.1=A 故 加多少百分数解原原原原原原原原原原此时动力粘度增加了有一矩形断润滑油的斜面向下作等速运动木块运动速度油层厚斜坡角见图示求油的资料欢迎下载解为导线表面红绝缘将导线从充满绝缘涂料的模具中拉过优秀学习资料 欢迎下载 gVgVBBAA2222 因此BAHH，可见断面 A-A的总机械能高于断面 B-B的总机械能，该管中水流是从断面 A-A 流向 B-B断面（2）以通过断面 A-A 形心点的水平面为基准面，写出断面 A-A 与断面 B-B的恒定总流的伯努利方程 wABBBBBAAAAhgVgpZgVgpZ+=+2222 取动能修正系数0.1=
19、AA 且0=AZ 故 gVVgVmgVmgVgpmgVgphBABABBAAwAB207.0)292.6)(299.6()20.1)(2(222222+=+=+=因 BABBAVddVV49)(2=，所以 加多少百分数解原原原原原原原原原原此时动力粘度增加了有一矩形断润滑油的斜面向下作等速运动木块运动速度油层厚斜坡角见图示求油的资料欢迎下载解为导线表面红绝缘将导线从充满绝缘涂料的模具中拉过优秀学习资料 欢迎下载 mmgVmgVVmhBBBwAB536.08.9325.16507.0326507.02)49(07.02222=+=+=+=（4）通过管道流量 sLsmVdVAQBBBB/975.1
20、05/)5.13.04(4322=3、图 4-7 所示为文丘里流量计测量水管中的流量，已知1d=0.3m，2d=0.15m，水银压差计中左右水银面的高差为h=0.02m，试求流量 Q【解】对断面 1-1 和断面 2-2 应用伯努利方程，gVgpZgVgpZ222222221111+=+)(222112122gpZgpZgVV+=设断面 2-2 与右边水银面高差为 L，则 )-(-1212ZZlgphgglp+=+整理得 加多少百分数解原原原原原原原原原原此时动力粘度增加了有一矩形断润滑油的斜面向下作等速运动木块运动速度油层厚斜坡角见图示求油的资料欢迎下载解为导线表面红绝缘将导线从充满绝缘涂料的
21、模具中拉过优秀学习资料 欢迎下载 mhgppZZ252.0)1(2112=+利用连续性方程2211AvAv=，则 mAAgV252.021222=）（smV/2231.22=smAVQ/03929.022=从本题看出，用文丘里流量计测量管道流量时，Q 的一般计算式为 )()(24221142gpZgpZDdgdQ+=如果用 U 型水银压差计测量水压，则 Q 的计算式为)(12)(42hgdQ=值得注意的是，文丘里流量计无论是水平，倾斜或者是竖直放置，其计算公式 都是一样的。4、矩形断面的平底渠道，宽度B=2.7m，渠底在某段面出抬高 0.5m，已知该断面上游水深为 2m，下游水面降低 0.15
22、m（见图 4-8），忽略渠道边壁和渠底的阻力。试求：（1）渠底的流量。（2）水流对底坎的冲击力。【解】本题是总流的伯努利方程和动量方程用于明渠水流运动的问题。（1）求流量。以通过上游渠底 的水平面为基准面，在坎底上 加多少百分数解原原原原原原原原原原此时动力粘度增加了有一矩形断润滑油的斜面向下作等速运动木块运动速度油层厚斜坡角见图示求油的资料欢迎下载解为导线表面红绝缘将导线从充满绝缘涂料的模具中拉过优秀学习资料 欢迎下载 下游渐变流段，选取 1-1 断面，2-2 断面，列伯努利方程 gVgpZgVgpZ222222221111+=+在明渠流动中，怎样选取计算点呢？根据渐变流的特性，过水断面上个
23、点的总测压管水头 gpZ+都相等。但是，将计算点选取在水面上，其压强 P=0（以相对压强计），取动能修正系数0.1=AA，伯努利方程简化为 gVZgVZ22222211+=+21212222ZZgVgV=0.15m 由连续方程2211AvAv=，得 1221AAVV=22221675.0215.05.02vvvBhBh=代入上式 加多少百分数解原原原原原原原原原原此时动力粘度增加了有一矩形断润滑油的斜面向下作等速运动木块运动速度油层厚斜坡角见图示求油的资料欢迎下载解为导线表面红绝缘将导线从充满绝缘涂料的模具中拉过优秀学习资料 欢迎下载 15.0675.10222=gv smsmgv/32.2/
24、675.1015.0222=smvv/57.1675.021=流量 smsmBhvAvQ/46.8/35.17.232.2332222=（2）求水流对坎底的冲击力。取过水断面1-1，断面 2-2，水流表面及壁面所围成的空间为控制体（见图 4-9），选直角坐标系 xOy，令 Ox 轴方向与流动方向一致，列 Ox 方向的动量方程 )(12vvQFx=作用在控制体内水流上的力有 KNKNBghBhhgP92.597.228.92121221111=KN11.24KN7.235.18.9212=R为坎底对水流的作用力，假设 此力沿 Ox 轴方向，是待求量将各量带入动量方程得：)v-Q(vR-P-P12
25、21=KNKN47.22)57.132.2(8.461-24.11KN-52.92KN)v-Q(v-P-PR1221=水流对坎底的冲击力R 与 大小相等，方向相反。BghP2122=加多少百分数解原原原原原原原原原原此时动力粘度增加了有一矩形断润滑油的斜面向下作等速运动木块运动速度油层厚斜坡角见图示求油的资料欢迎下载解为导线表面红绝缘将导线从充满绝缘涂料的模具中拉过优秀学习资料 欢迎下载 5、利用皮托管原理测量输水管中的流量如图所示。已知输水管直径d=200mm，测得水银差压计读书hp=60mm，若此时断面平均流速v=0.84umax，这里umax为皮托管前管轴上未受扰动水流的流速，问输水管中
26、的流量 Q 为多大？解 gpgugpAA22 ppAAhhgpgpgu6.12)1(22 smhgupA/85.306.06.12807.926.122 smvdQ/102.085.384.02.044322 加多少百分数解原原原原原原原原原原此时动力粘度增加了有一矩形断润滑油的斜面向下作等速运动木块运动速度油层厚斜坡角见图示求油的资料欢迎下载解为导线表面红绝缘将导线从充满绝缘涂料的模具中拉过优秀学习资料 欢迎下载 6、有一渐变输水管段，与水平面的倾角为 45 ，如图所示。已知管径d1=200mm，d2=100mm，两断面的间距l=2m。若 1-1 断面处的流速v1=2m/s，水银差压计读数h
27、p=20cm，试判别流动方向，并计算两断面间的水头损失hw和压强差p1-p2。解 22212144vdvd smvddv/82)100200(2122212 假定流动方向为 12，则根据伯努利方程 whgvgplgvgp245sin222222111 其中pphhlgpp6.12)1(45sin21，取0.121 054.0807.926442.06.1226.122221mgvvhhpw 故假定不正确，流动方向为21。由 pphhlgpp6.12)1(45sin21 加多少百分数解原原原原原原原原原原此时动力粘度增加了有一矩形断润滑油的斜面向下作等速运动木块运动速度油层厚斜坡角见图示求油的资
28、料欢迎下载解为导线表面红绝缘将导线从充满绝缘涂料的模具中拉过优秀学习资料 欢迎下载 得 )45sin6.12(21lhgppp kPa58.38)45sin22.06.12(9807 7、图示管路由两根不同直径的管子与一渐变连接管组成。已知dA=200mm，dB=400mm，A 点相对压强pA=68.6kPa，B 点相对压强pB=39.2kPa，B 点的断面平均流速vB=1m/s，A、B 两点高差 z=1.2m。试判断流动方向，并计算两断面间的水头损失hw。解 BBAAvdvd2244 smvddvBABA/41)200400(222 假定流动方向为 AB，则根据伯努利方程 wBBBBAAAA
29、hgvgpzgvgpz2222 其中zzzAB，取0.1BA zgvvgpphBABAw222 2.1807.92149807392006860022 056.2m 故假定正确。8、已知图示水平管路中的流量qV=2.5L/s，直径d1=50mm，d2=25mm，加多少百分数解原原原原原原原原原原此时动力粘度增加了有一矩形断润滑油的斜面向下作等速运动木块运动速度油层厚斜坡角见图示求油的资料欢迎下载解为导线表面红绝缘将导线从充满绝缘涂料的模具中拉过优秀学习资料 欢迎下载 压力表读数为 9807Pa，若水头损失忽略不计，试求连接于该管收缩断面上的水管可将水从容器内吸上的高度h。解 smdqvsmdq
30、vvdvdqVVV/093.5025.014.3105.244/273.105.014.3105.244442322223211222121 OmHggpgvvgppgvvgpppgvppgvgpaaa2221212222122212222112398.0807.9100098072273.1093.522)(2g020 OmHgpphpghpaa2222398.0 第四章答案 1、有一矩形断面小排水沟，水深15hcm，底宽20,bcm流速0.15/,m s水温为15，试判别其流态。解：20 15300Abh 2cm 2202 1550bh cm，300650ARX cm 20.017750.
31、011410.0337150.000221 15 2/cms 加多少百分数解原原原原原原原原原原此时动力粘度增加了有一矩形断润滑油的斜面向下作等速运动木块运动速度油层厚斜坡角见图示求油的资料欢迎下载解为导线表面红绝缘将导线从充满绝缘涂料的模具中拉过优秀学习资料 欢迎下载 15678950.0114eRR 575，属于紊流 2、有一均匀流管路，长100lm，直径0.2dm，水流的水力坡度0.008,J 求管壁处和0.05rm处的切应力及水头损失。解：因为0.20.0544dR m 所以在管壁处：98000.050.0083.92RJ 2/N m 0.05r m处：96.192.31.005.00
32、0rr2/N m 水头损失：0.0081000.8fhJl m 3、输油管管径150,dmm输送油量15.5/Qt h，求油管管轴上的流速maxu和 1km长的沿程水头损失。已知38.43/kN m油，20.2/cms油。解：（1）判别流态 将油量 Q 换成体积流量 Q 3315.5 109.80.0058.43 103600mQQgQ油油 3/ms 220.0050.283()0.1544Qd/m s 40.2830.15212223000.2 10edR，属于层流（2）由层流的性质可知 加多少百分数解原原原原原原原原原原此时动力粘度增加了有一矩形断润滑油的斜面向下作等速运动木块运动速度油层
33、厚斜坡角见图示求油的资料欢迎下载解为导线表面红绝缘将导线从充满绝缘涂料的模具中拉过优秀学习资料 欢迎下载 max20.566u/m s（3）2646410000.2830.822221220.1529.8felhR dg m 4、铸铁输水管长l=1000m，内径300dmm，通过流量100Q/L s，试按公式计算水温为 10、15 两种情况下的及水头损失fh。又如水管水平放置，水管始末端压强降落为多少？解：415.13.04101004232dQsm/(1)t=10 时，符合舍维列夫公式条件，因2.1 sm/，故由式（5-39）有 0301.03.0021.0021.03.03d 25.108
34、.92415.13.010000301.0222gdlhfm 5.10025.109800fhp 2/mkN(2)t=15 时，由式（1-7）得 01141.015000221.0150337.0101775.02scm/2 37204201141.0305.141eR 由表 5-1 查得当量粗糙高度,3.1 mm 则由式（5-41）得，0285.0)372042683003.1(11.0)68(11.025.025.0eRd 加多少百分数解原原原原原原原原原原此时动力粘度增加了有一矩形断润滑油的斜面向下作等速运动木块运动速度油层厚斜坡角见图示求油的资料欢迎下载解为导线表面红绝缘将导线从充满绝
35、缘涂料的模具中拉过优秀学习资料 欢迎下载 7.98.92415.10285.023.01000fhm 1.957.99800fhp 2/mkN 5、输油管管径150,dmm输送油量15.5/Qt h，求油管管轴上的流速maxu和 1km长的沿程水头损失。已知38.43/kN m油，20.2/cms油。解：（1）判别流态 将油量 Q 换成体积流量 Q 3315.5 109.80.0058.43 103600mQQgQ油油 3/ms 220.0050.283()0.1544Qd/m s 40.2830.15212223000.2 10edR，属于层流（2）由层流的性质可知 max20.566u/m
36、 s（3）2646410000.2830.822221220.1529.8felhR dg m 6、混凝土排水管的水力半径0.5Rm。水均匀流动 1km的水头损失为 1 m,粗糙系数0.014n，试计算管中流速。解：水力坡度310lhJf 加多少百分数解原原原原原原原原原原此时动力粘度增加了有一矩形断润滑油的斜面向下作等速运动木块运动速度油层厚斜坡角见图示求油的资料欢迎下载解为导线表面红绝缘将导线从充满绝缘涂料的模具中拉过优秀学习资料 欢迎下载 谢才系数64.63014.05.016161 RnC sm/21 代入谢才公式得 423.1105.064.633RJCsm/7、温度为20t 的水，
37、以34000/Qcms的流量通过直径为10dcm的水管，试判别其流态。如果保持管内液体为层流运动，流量应受怎样的限制？解：220000221.0200337.0101775.0v=0.01012/cms（1）判别流态 因为 22400051()()1044Qd/cm s 所以 51 105049523000.0101edR，属于紊流（2）要使管内液体作层流运动，则需 2300edR 即 230023000.01012.32310d/cm s 2102.32182.444Qd 3/cms 8、流速由1变为2的突然扩大管，如分为二次扩大，中间流取何值时局部水头损失最小，加多少百分数解原原原原原原原
38、原原原此时动力粘度增加了有一矩形断润滑油的斜面向下作等速运动木块运动速度油层厚斜坡角见图示求油的资料欢迎下载解为导线表面红绝缘将导线从充满绝缘涂料的模具中拉过优秀学习资料 欢迎下载 此时水头损失为多少？并与一次扩大时的水头损失比较。解：一次扩大时的局部水头损失为：ghm2)(2211 分两次扩大的总局部水头损失为：gghm2)(2)(22212 在1、2已确定的条件下，求产生最小2mh的值:02ddhm 0)()(21 221 即当221时，局部水头损失最小，此时水头损失为 2212)(41minghm 24)(2)(22122121gghhmm 由此可见，分两次扩大可减小一半的局部水头损失。
39、第五章答案 1、定性绘出图示管道（短管）的总水头线和测压管水头线。v0=0 加多少百分数解原原原原原原原原原原此时动力粘度增加了有一矩形断润滑油的斜面向下作等速运动木块运动速度油层厚斜坡角见图示求油的资料欢迎下载解为导线表面红绝缘将导线从充满绝缘涂料的模具中拉过优秀学习资料 欢迎下载 2、定性绘出图示棱柱形明渠内的水面曲线，并注明曲线名称及流态。(各渠段均充分长，各段糙率相同)3、有一梯形渠道，底宽 b=10 m，水深 h=3 m，边坡为 1:1，糙率 n=0.014，底坡i=0.001。如流动在紊流粗糙区，求通过的流量Q。解：计算渠道断面水力要素，过流断面面积 Abhmh239m2分)湿周
40、49.18122hmbx m 测 压 管 水 头 线 总 水 头 线 v0=0 KKi i1Ki i3K Ki i3Ki i2KN1N1N3N3a1b1b2缓流缓流急流 加多少百分数解原原原原原原原原原原此时动力粘度增加了有一矩形断润滑油的斜面向下作等速运动木块运动速度油层厚斜坡角见图示求油的资料欢迎下载解为导线表面红绝缘将导线从充满绝缘涂料的模具中拉过优秀学习资料 欢迎下载 水力半径 RAx2 11.m 舍齐系数 s/m90.8012161 RnC 通过的流量 Q=AC(R i)0.5=144.93 m3/s 4、某矩形断面渠道中筑有一溢流坝。已知渠宽B18m，流量Q265m3/s，坝下收缩
41、断面处水深hc=1.1m，当坝下游水深ht=4.7m时，问：1）坝下游是否发生水跃？2）如发生水跃，属于何种形式的水跃？3)是否需要修建消能工？若需要修建消能工，估算消力池深。解：1)计算临界水深hk，判断收缩断面和下游水流流态，q=Q/B=265/18=14.72 m3/sm 81.28.972.143232gqhkm 因为收缩断面水深 hc=1.1 m hk 为急流，下游水深ht=4.7m hk 为缓流，所以溢流坝下游必定发生水跃。2）计算收缩断面处水深hc的共軛水深hc hc)181(232ccghqh )11.18.972.1481(21.132 5.81m 因为 hc ht，该水跃为
42、远驱水跃。3）溢流坝下游发生远驱水跃，需要修建消力池。估算消力池深d，取水跃淹没系数 j 1.05 则池深约为 d=j hc-ht=1.05 5.81 4.7=1.40 m 加多少百分数解原原原原原原原原原原此时动力粘度增加了有一矩形断润滑油的斜面向下作等速运动木块运动速度油层厚斜坡角见图示求油的资料欢迎下载解为导线表面红绝缘将导线从充满绝缘涂料的模具中拉过优秀学习资料 欢迎下载 5、从水箱接一橡胶管道及喷嘴(如图)。橡胶管直径D=7.5cm，喷嘴出口直径d=2.0cm。水头H=5.5 m。由水箱至喷嘴的水头损失hw=0.5m。用压力表测得橡胶管与喷嘴接头处的压强p=4.9N cm2。如用手握
43、住喷嘴，需要多大的水平力R，行近流速v0=0，取动能校正系数和动量校正系数均为 1。解：以过喷嘴中心的水平面为基准面，列水箱渐变流断面 11 和喷嘴出口断面 22 的能量方程 Hvg 000020 522.求得喷嘴出口流速和流量为 vg2259 9 .ms sm3000314.022 AvQ 橡胶管道内的流速为 sm706.033AQv 对于喷嘴建立x方向的动量方程 )(3233xxvvQRAp 79.187)(3233vvQApRN 加多少百分数解原原原原原原原原原原此时动力粘度增加了有一矩形断润滑油的斜面向下作等速运动木块运动速度油层厚斜坡角见图示求油的资料欢迎下载解为导线表面红绝缘将导线
44、从充满绝缘涂料的模具中拉过优秀学习资料 欢迎下载 水流对喷嘴冲击力为 RR 即为手握喷嘴所需之力。6、在管内通过运动粘度20.013/cms的水，实测其流量335/Qcms，长15m管段上水头损失2fhcmH2O，求该圆管的内径。解：设管中流态为层流，则2223645122feellQhR dgRgd 而4,edQRd代入上式得 244512512 15 10350.0131.94442980flQdh g cm 验算：34435176623001.940.93eQRd，属于层流 故假设正确。7、流速由1变为2的突然扩大管，如分为二次扩大，中间流取何值时局部水头损失最小，此时水头损失为多少？并
45、与一次扩大时的水头损失比较。解：一次扩大时的局部水头损失为：ghm2)(2211 分两次扩大的总局部水头损失为：gghm2)(2)(22212 在1、2已确定的条件下，求产生最小2mh的值:加多少百分数解原原原原原原原原原原此时动力粘度增加了有一矩形断润滑油的斜面向下作等速运动木块运动速度油层厚斜坡角见图示求油的资料欢迎下载解为导线表面红绝缘将导线从充满绝缘涂料的模具中拉过优秀学习资料 欢迎下载 02ddhm 0)()(21 221 即当221时，局部水头损失最小，此时水头损失为 2212)(41minghm 24)(2)(22122121gghhmm 由此可见，分两次扩大可减小一半的局部水头损失。加多少百分数解原原原原原原原原原原此时动力粘度增加了有一矩形断润滑油的斜面向下作等速运动木块运动速度油层厚斜坡角见图示求油的资料欢迎下载解为导线表面红绝缘将导线从充满绝缘涂料的模具中拉过