水力学第六章课后习题答案.docx

'7.14虹吸管将池中的水输入池，已知长度=3m，=5m，直径=75mm，两池水面高差=2m，最大超高=1.8m，沿程摩阻系数=0.02，局部损失系数：进口=0.5，转弯=0.2，出口=1，试求流量及管道最大超高断面的真空度。解：以下游水面为基准面，从上池水面到下池水面列伯努利方程：∴（m/s）（L/s）从C过流断面到下池水面列伯努利方程：取∵∴m答：流量L/s，管道最大超高断面的真空度为m。7.16水从密闭容器，沿直径=25mm，长=10m的管道流入容器，已知容器水面的相对压强=2at，水面高=1m，=5m，沿程摩阻系数=0.025，局部损失系数：阀门=4.0，弯头=0.3，试求流量。 解：以地面为基准面，从池面到池面列伯努利方程：取；；；，则有（m/s）（l/s）答：流量l/ 7.17水车由一直径=150mm，长=80m的管道供水，该管道中有两个闸阀和4个90°弯头（=0.03，闸阀全开=0.12，弯头=0.48）。已知水车的有效容积为25，水塔具有水头=18m，试求水车充满水所需的最短时间。解：以管出水口为基准面，列伯努利方程：∴（m/s）（l/s）∵∴（s）（min）答：水车充满水所需的最短时间为min。4.自密闭容器经两段串联管道输水，已知压力表读值=1at，水头=2m，管长=10m，=20m，直径=100mm，=200mm，沿程摩阻系数==0.03，试求流量并绘总水头线和测压管水头线。 解：以管中心线为基准面，从容器水面到出口断面列伯努利方程：∵，，可求得：（m/s） （m/s）（L/s）（m）（m）答：流量L/s，总水头线和测压管水头线见上图。7.19水从密闭水箱沿垂直管道送入高位水池中，已知管道直径=25mm，管长=3m，水深=0.5m，流量=1.5L/s，沿程摩阻系数=0.033，局部损失系数：阀门=9.3，入口=1，试求密闭容器上压力表读值，并绘总水头线和测压管水头线。 解：以下池水面为基准面，列伯努利方程：∴（kPa）（m/s）xH(m)Hp(m)-h11.58/11.1011.58/10.63l3.977/3.53.5/3.5l+h3.53.5 阀4.444.44答：密闭容器上压力表读值kPa，总水头线和测压管水头线见上图。7.20工厂供水系统，由水塔向、、三处供水，管道均为铸铁管，已知流量=10，=5，=10，各段管长=350m，=450m，=100m，各段直径=200mm，=150mm，=100mm，整个场地水平，试求所需水头。.20工厂供水系统，由水塔向、、三处供水，管道均为铸铁管，已知流量=10，=5，=10，各段管长=350m，=450m，=100m，各段直径=200mm，=150mm，=100mm，整个场地水平，试求所需水头。解：以水平面为基准面，从水塔水面到断面出口列伯努利方程：其中：，取，查表7-3可得： ；；（l/s）；（l/s）；（l/s）代入可得：（m）答：所需水头为m。7.21在长为2，直径为的管道上，并联一根直径相同，长为的支管（图中虚线），若水头不变，不计局部损失，试求并联支管前后的流量比。解：并联前，设管道的比阻为，则有：，并联后，总流为，两支路的流量为答：并联支管前后的流量比为。7.22有一泵循环管道，各支管阀门全开时，支管流量分别为、，若将阀门开度变小，其他条件不变，试论证主管流量怎样变化，支管流量、怎样变化。 解：设主管阻抗为，支管阻抗为，。主管损失为，支管损失为。∴∴∴∴水泵扬程∵∴对离心泵，一般有，∴成立。即减小，而增加，减小，故增加。 又∵，当增加时，不变，故增加∴减少答：主管流量减小，支管流量减少、增加。7.23电厂引水钢管直径=180mm，壁厚=10mm，流速=2，工作压强为1×106Pa，当阀门突然关闭时，管壁中的应力比原来增加多少倍？解：其中（m/s）其中Pa；Pa；mm；mm∴（m）（kPa）管中压强增大的倍数为倍。答：管壁中的应力比原来增加倍。7.24输水钢管直径=100mm，壁厚=7mm，流速=1.2，试求阀门突然关闭时的水击压强，又如该管道改为铸铁管水击压强有何变化？解：对钢管：（m/s）对铸铁：（m/s）（m）（m）PaPa 答：阀门突然关闭时的水击压强为Pa，该管道改为铸铁管水击压强为Pa。.25水箱中的水由立管及水平支管流入大气，已知水箱水深=1m，各管段长=5m，直径=25mm，沿程摩阻系数=0.0237，除阀门阻力（局部水头损失系数）外，其他局部阻力不计，试求：（1）阀门关闭时，立管和水平支管的流量、；（2）阀门全开（=0）时，流量、；（3）使=，应为多少？解：（1）阀门关闭。（m/s）（L/s）（2）阀门全开。设结点处压强为，以水平管为基准面，则有：；可得：其中再从水池面到出口列能量方程： ∴可得：解得：故，不合题意。代入方程中可得：（L/s），（L/s），（L/s）（3）设置阀门开度，使时，阀门阻力系数为。则有①及∵，∴②①/②可得： （L/s）（l/s）答：（1）阀门关闭时，立管和水平支管的流量、L/s；（2）阀门全开（=0）时，流量L/s、L/s；（3）使=，应为。'