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水力学习题及答案.doc

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'第一章绪论1-1已知某水流流速分布为，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，计算相应的切应力。解：<1）则y=0.1处的流速梯度为：y=0.5处的流速梯度为：y=1.0m处的流速梯度为：<2）切应力则y=0.1处的切应力为：y=0.5处的切应力为：y=1.0处的切应力为：1-3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。b5E2RGbCAP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：查图法查莫迪图，得，与公式法基本吻合23/24 沿程水头损失5-13.油在管路中以v=1m/s的速度流动，油的密度，,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？1nowfTG4KI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。fjnFLDa5Zo其中：；；1-1断面和2-2断面的平均流速相同，；由3-3平面为等压面可得，可得水头损失只有沿程水头损失，代入能量方程：求得沿程水头损失系数为假设为层流状态，雷诺数为层流。23/24 <2）油的运动粘滞系数<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。可求得假设压差计左侧比右侧高出h’，由等压面可得可求得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，管长，水温，测得流量，水银压差计读数，试求：<1）沿程阻力系数；<2）管壁的当量粗糙度？tfnNhnE6e5习题5-15解：管路沿程阻力水柱管道平均流速沿程阻力系数管路雷诺数23/24 查莫迪图可得可得，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，,,,,,,设流动在粗糙区，用计算，管壁，试求：<1）管中流量；<2）的值？HbmVN777sL习题5-16解：先求两段钢管的沿程阻力系数：以2－2为基准面，列1-1断面和2-2断面的能量方程，由题意可知：，，，由于1-1断面和2-2断面流速与管中流速相比可忽略不计，能量方程为：以3-3为基准面，列2-2断面和3-3断面的能量方程由题意可知：，，，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，23/24 能量方程为：由连续性方程可知可得，流量5-17.某一水池，通过一根管径，管长，的管道，恒定地放水。已知水池水面和管道出口高差，管道上有两个弯头，每个弯头的局部阻力系数，管道进口是直角进口<）管道全长的沿程阻力系数，试求通过管道的流量？V7l4jRB8Hs习题5-17解：以0-0断面为基准面，列断面1-1和2-2的能量方程：1-1断面以水面作为计算点，则；水池中行进流速与管中流速相比可以忽略，，断面2-2为出口；；代入能量方程可得：83lcPA59W923/24 可得管道流量5-18.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，管径，。实测数据为<1）AB两断面测压管水头差；<2）经两分钟流入量水箱的水量为。求弯头的局部阻力系数？mZkklkzaaP习题5-18解：管路流量管中平均流速对A断面和B断面列能量方程，可得其中沿程水头损失可得弯管局损系数5-19.一直立的突然扩大水管，已知，，，，试确定水银比压计中的水银液面哪一侧较高？差值为多少？23/24 习题5-19解：首先利用连续性方程求1-1断面的流速。因所以：以2－2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：则：因忽略沿程水头损失，所以代入能量方程得：所以，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，如图所示。图中断面a-a为等压面，则所以：水银比压计中右侧水银液面比左侧水银液面高0.219m。申明：所有资料为本人收集整理，仅限个人学习使用，勿做商业用途。23/24'

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