武汉大学水力学教材答案第六章.docx
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武汉大学水力学教材答案第六章
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。
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hf1,管2的沿程水头损失为hf2。
则
hf1与hf2的关系为
9、图示为坝身下部的三根泄水管
E；
a、b、c,其管径、管长、上下游水位差均相同，则流量最小的是
（4）无法确定。
在管道断面突然缩小处，测压管水头线沿程
11、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
V2、V3的关系为。
12、对于有压管流岀口为自由岀流时，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V2≠0,测压
管水头线应下游水面。
13、定性绘岀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/Pg。
吸水管水头IS失
15、定性绘岀图示短管道的总水头线和测压管水头线，并标明符号。
⅛>d1>d3
17、一水泵管道布置如图。
已知流量qv=6l/s，l1=3.5m，l2=1.5m，l3=2ml4=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λ=0.04,局部水头损失系数ξ1=8,ξ2=ξ3=ξ4=0.3,ξ5=1.0。
取动能修正系数为1。
⑴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L=15m管径d=0.1m,进口局部水头损失系数ξ1=0.5;转弯局部水头损失系数ξ2=1.1
3
当水头H=2.5m时，通过管道的流量qv=0.02m3∕s,求管道沿程水头损失系数λ。
取动能修正系数为1。
（0.0257）
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=300mm,管道全长L=90m,沿程水头损
失系数λ=0.03.,局部水头损失系数：
进口ξ=0.5,转弯ξ=0.3,出口ξ=1.0。
出口中心在下游水面以下深度h2=2.3m。
在距出口∣=30m处有一水银测压计，其液面高差Δh=0.5m,较低的水银液面至管轴的高度h=1.5m。
试确定：
（1）通过高度的流量qv;
（2）两水池的水位差ZO（0.313m3/s;11.11m）
2
24、图示虹吸管上下游水位差H=5m,水头损失从1点至4点为10,其中从1到2的水头损失为5V
2gTg
2-2断面处测压管水面5—5低于2-2断面形心7m。
求2—2断面形心高于上游水面的高度ZO（4m）
25、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qv0o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）
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|=40m，qv=200l/s，管道上有90o弯头（ξ=0.6）两个，阀门（全开ξ=0.12）一个，进口（ξ=0.5）,出口（ξ=1.0）o求水池A与水池B的水面高差H（0.67m）
A
T
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∣1=20m,直径d1=150mm
吸水管管长l2=12m,直径d2=150mm,两管的沿程水头损失系数λ=0.024,河的水面与水泵进口断面中点高差h=2.0m,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ξI=0.2,
ξ2=1,ξ3=6,ξ4=0.3,水泵的进口断面的最大真空高度为6.0m,求最大的抽水流量为多少？
（0.0424m3/s）
=0.02,进口局部
d=2.5Cm,流速v=3m/s,沿程水头损失系数
（7.65Cm）
30、某人工渠道以两孔断面为4X4m2的钢筋混凝土方形涵洞穿越某河道。
下游水位为142m上游水位为146m
糙率n=0.014,进口局部水头损失系数ξ1=0.5,每一折角局部水头损失系数为ξ=0.25。
涵洞外流速可以不计。
3
试求：
当两孔总流量为178.8m3∕s时，涵洞中最大压强的值。
（81.0KPa）
31、如图所示，活塞A受一恒定力F作用而左移，使液体（P=900kg∕m3,μ=0.002kg∕（m.s））从针孔直径0.25mm针长1.5m。
问若针孔流量qv=0.4cπi3∕s,作用力F为多少？
（不计大筒内水头损失，且液流为层流）（14.5N）
3
32、图示的液体在直径d=3Cm的倾斜管中流动。
密度P=917kg/m3,动力粘度μ=0.29kg/（m.s）,现测得两断面压强分别为pB=180kPa,pA=500kPa。
要求：
⑴判别流动方向；
（2）计算流量。
（液流为层流）（A—B;1.83m3/h）
33、有一钢筋混凝土输水管道，输水流量Q=550l∕s,管长∣=3000m内径d=600mm糙率n=0.013,试求管道的流
量模数、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λ=0.25∕Re0226,试推导岀管道流量模数、比阻及沿程水头损
2
22QL
失的表达式。
（SO2∙2026，k=FRe"113..g/2,hf厂—）
dRe.,g二dRe
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=IOOm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，找岀负压区及最大真空处。
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=2mI2=1.5m,13=5m,d1=50mr,d2=100mn,
d3=75mmλ1=λ2=λ3=0.032,闸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系数和局部阻力系数分别为：
λ=0.02,Z进=0.5,Z弯=0.25,Z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：
∣ι=13mI2=2Om∣3=15md=1.0m,n=0.014,
进出口的局部损失系数分别为0.5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=2m3∕s,hs=6.12m）
42、一管道系统如图，各管段的长度分别为：
I1=300m12=200m∣3=400m管径d=300mm沿程阻力系数λ=0.03，
闸阀处的局部损失系数为0.07，折管AB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。
（0.128m3/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∣=800m各管
段的直径均为d=600mm沿程阻力系数λ=0.025，水池水面高程z=100m水泵扬程H=10.0m，C管流速为vc=3.0m∕sC
试计算各管段流量及B管出口高程。
（QA=0.50m7s,QB=1.35m3/s,QC=0.85m3/s,ZB=55.9m）
44、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=30mZ2=55m吸
水管长度l1=15m管径d1=200mm压水管长度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Z阀=5.0，Z90=1.0，Z闸=0.10，Z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。
（Zp=5.65mHm=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2my∕s,试求水轮机的效率为0.75时,水轮机的功率.
（N=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dι=d2=d3=300mm管长∣1=∣2=∣3=1500m。
沿程
阻力系数λ=0.04,各水池水面高程分别为ZA=60mZF30m,ZC=15m
（1）判断各管段的流向；
（2）计算各管段的流
量及水头损失。
（Q1=0.118m3∕s,Q2=0.028m3∕s,Qc=0.090m3∕s）
47、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∣2=600m13=1500md=d2=147mm
d3=198mm三支管道的总流量为Q=0.1m3∕s。
试求三支管道的流量及水头损失。
（Q1=0.246m3∕s,Q2=0.0317m3∕s,
Q=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Q,单位长度沿程泄流量为q,全管长
l的沿程泄流总量为Q=ql0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。
hf
_128IU
_∏.d4
（QtO.2））
49、如题图所示，水塔向B、C、D三点供水，已知流量Q=15∣∕s,Q=Q）=10l∕s,管径dAB=199mmd≡c=149mmdcD=99mm
管长∣AB=400mlBC=300m,lcd=250∩t＞水塔地面高程z∣v=20m供水点D处地面高程z）=15m要求供水点D处具有h=15m的自由水头，试确定水塔高度HO（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：
11=l3=l5=l7=50m,12=l4=l6=100m,d1=d4=d7=199mmd2=d3=d5=d6=149mm各结点的供水流量分别为q1=-100l∕sq2=q4=q5=20∣∕s，q3=15l∕s，q6=25l∕s0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
7
Q
0.073
0.027
0.007
0.028
0.030
0.015
0.010
∩3∣∕s
hf
2.53
3.27
0.16
0.90
2.03
1.21
0.07
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