1、1.等压面是水平面的条件是什么？2.图中三种不同情况，试问：A_A、B-B、C-C、D-D中哪个是等压面？哪个不是等压面？为什么？AAB(b连通器被隔断:(c)盛有不同种类溶液的连通器3 已知某点绝对压强为 80kN/m2 ，当地大气压强p=98kN/m2。试将该点绝对压强、相对压强和真空压强用水柱 a及水银柱表示。4.圭寸闭水箱自由表面上气体压强p =25kN/m2, h =5m, h =2m。0 1 2求 A、B 两点的静水压强。5.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）。2水银解：画出相对压强分布图， 计算各侧静水压力，求 静水总压力的大小列力矩平衡方程求静水总压力的作用点位置。P=kN e （作用点到底部的距离）6 述流体运动的两种方法是什么？简述其内容。7什么是过流断面和断面平均流速？为什么要引入断面平均流 速？答：与流线正交的断面叫过流断面。 过流断面上点流速的平均值为断面平均流速。引入断面平均流速的概念是为了在工程应用中简化计算。8如图所示，水流通过由两段等截面及一段变截面组成
2、的管道， 试问：(1) 当阀门开度一定，上游水位保持不变，各段管中，是恒定流还是非恒定流？是均匀流还是非均匀流？(2) 当阀门开度一定，上游水位随时间下降，这时管中是恒定 流还是非恒定流？(3) 恒定流情况下，当判别第 II 段管中是渐变流还是急变流时，与该段管长有无关系？1 2 3 的管道流出，出口流速V3二加/s，如图所示。求流量及其它管道的断面平9 水流从水箱经管径分别为解：应用连续性方程(1)流量： Q = V3 A3 = X 10 一3 l / S(2) 断 面 平 均 流 速v 二 0.0625m / sv 二 0.25m / s。1210如图铅直放置的有压管道，已知d=200mm, d =100mm，断面121-1处的流速v=1m/s。求（1）输水流量Q;（2）断面2-2处的1平均流速v ；（3）若此管水平放置，输水流量Q及断面2-2处22）v = 4m/s23）不变。4）流量不变则流速不变11.说明总流能量方程中各项的物理意义。12. 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，管路由三段直径不等的管道组成，其过水面积分别是 A =，A =
3、，A =，若水池容积很大，行近流速可以忽略 123(v0)，当不计管路的水头损失时，试求:(1)出口流速v 03及流量Q;(2)绘出管路的测压管水头线及总水头线。w i冲I解：因为不计管路的水头损失此题为理想流体的流动。 因为是理想流体，作用水头完全转化为动能。 先解出第 3 条管中断面平均流速，在求流量。答案： V3 = 9.90m / sq = 0.396m3 / s(2)绘出管路的测压管水头线及总水头线步骤： 因为是理想流体，不计水头损失，故总水头线为水平。 计算各段流速水头2g 。 总水头线下方减去 1 个流速水头得测压管水头线。(测压管水头线及总水头线图，略)13如图一管路，A、B两点的高差z = 1m，点A处直径d二，A压强p二cm2,点B处直径d =,压强p =cm2,断面平均流速V =s。ABBB判断管中水流方向。解: 判断管中水流方向,，要从单位重量流体总的机械能考 虑，总是单位重量流体总的机械能大的位址向单位重量流体总的 机械能晓得的地方。(1) 计算A点与B点单位重量流体总的机械能。(2) 比较A点与B点单位重量流体总的机械能的大小。答案：从A流向B。一、选择题1
4、. 管道中液体的雷诺数与( )无关。A. 温度B. 管径C. 流速D.管长2. 某圆管直径d=30mm，其中液体平均流速为20cm/s。液体粘滞系数为s，则此管中液体流态为()。A. 层流B. 层流向紊流过渡C.紊流3. 等直径圆管中的层流，其过流断面平均流速是圆管中最大 流速的（ ）A 倍 3倍 C. 1/4倍 D. 1/2倍4. 圆管中的层流的沿程损失与管中平均流速的（ ）成正比.A. 一次方 B. 二次方 C. 三次方 D. 四次 方5. 圆管的水力半径是 （ ）A. d/2 B. d/3 C. d/4 D. d/5.6. 判断层流和紊流的临界雷诺数是A.上临界雷诺数B.下临界雷诺数C.上下临界雷诺数代数平均D.上下临界雷诺数几何平均4. 雷诺数 Re 的物理意义？它为什么能用来判别流态？答: 雷诺数实质是反映粘性力与惯性力之比。层流时惯 性力不大,而粘性力占主导,受粘性力的约束，流体质点做规则运 动。紊流时惯性力占主导，受到干扰形成涡体，当粘性力约束不 了涡体时，流体质点互相掺混，所以用雷诺数可以来判别流态。5. 当输水管直径一定时，随流量增大，雷诺数是增大还是变小？ 当输水管
5、流量一定时，随管径加大，雷诺数是增大还是变小？答:当输水管直径一定时，随流量增大，雷诺数增大；当输水管流量一定时，随管径加大，雷诺数变小。6. 两个不同管径的管道，通过不同粘滞性的液体，它们的临界雷 诺数是否相同？答:不一定。7. 能量损失有几种形式？产生能量损失的物理原因是什么？答: 有沿程能量损失和局部能量损失两种。一是因为流体具有粘滞性，二是因为固体边界条件的影响。四、计算题（解体思路与答案）1.有已输油管，管长l = 100m，管径d = 5cm，已知油的密度P二930kg:;m3，动力粘滞系数卩二0.072N - s m2。当通过输 油管的流量Q - 0.005m3 s时，判断液流的流态，计算输油管的 沿程水头损失 hf 。解：（1） 计算雷诺数判别流态。（2）计算沿程阻力系数入。（3）计算沿程水头损失hf。答案：层流沿程水头损失 hf =（油柱）2水管直径d =10mm, 管中水流流速 v = 0.2m / s ， 水温 T = 100C , （1 ） 试判别其流态；（2）若流速与水温不变，管径改变为30mm，管 中流态又如何？（ 3）若流速与水温不变，管流由层流转变为紊
6、流时，水管直径为多大？解：（1）查表，求运动粘滞系数V,计算雷诺数判别流态。答案：层流（2）同上 答案：紊流 （3）设雷诺数等于 2000，求管径。答案： d = 13.06mm3.有一圆管，在管内通过 v = 0.013cm 2/s 的水，测得通过的流量为Q = 35cm2 / s ， 在管长15m的管段上测得水头损失为2cm,试求该 圆管内径 d。解：（1）设管中水流为层流，推导出沿程阻力系数入表达式 并代入数据；h（2）将上式再代入达西公式f九Ad 2g并化简，代入数据求管径。答案： d =14.2mm4水管直径d = 100mm ， 管中水流流速 v = 100cm / s ， 水温 T = 100C , 试判别其流态。解：答案：紊流5凝土明渠中水流为均匀流，水力坡度 J =0.0009，明渠底宽为 b = 2m,水深h = 1m ,粗糙系数n = 0.014 ,计算明渠中通过的流量（分 别用曼宁公式和巴氏公式计算）。解：此渠道为矩形渠道， 计算出水力要素：面积A,湿周x，水力半径R, 用曼宁公式和巴氏公式计算谢齐系数 C， 谢齐公式计算流速； 计算量答案： Q = 2.7m3
7、 / s （用曼宁公式计算）Q = 3.03m3 / s （用巴氏公式计算）6.水箱侧壁接出一根由两段不同管径所组成的管路。已知d 二 150mm , d 二 75mm , l = 50m , 管道的当量粗糙度 K = 0.6mm, 水 温为20oC。若管道的出口流速v2= 2m/s，求（1）水位H;（2） 绘出总水头线和测压管水头线。解：（1）计算管中的雷诺数判断流态.。（第 1 条管道在水力光滑区，第2条管道在紊流粗糙区）。(2)用经验公式计算沿程阻力系数九3)两管联接处为突然放大的局部阻力系数，进口局部阻力系数匚-0.5(4) 沿程阻力系数九选取公式有别，结果可不同。答案：H = 12.93m7. 某一水池，水位恒定，通过一根管径 d = 100mm、 管长 l = 800m 的 管道，已知水池水面和管道出口高差 H = 20m ，管道上有两个弯 头，每个弯头的局部阻力系数 匚=0.3，管道进口是直角进口(:=0.5 )管道全长的沿程阻力系数 九=0.025， 试求通过管道的流解：管道作用水头等于沿程水头损失与局部水头损失之和。沿程阻力系数、局部阻力系数已知，可用公式直接求解。答
8、案：答案：q=s一、选择题 （略）1. 虹吸管正常工作，其顶部的真空值一般不大于（ ） 水柱高。A. B. C.9m2. 短管淹没出流的计算时，作用水头为（ ）。A.短管出口中心至上游水面高差；B短管出口中心至下游水面高差；C. 上下游水面高差3外延管嘴正常工作的条件是（ ）A管长大于3-4倍的管径B.作用水头小于H0C. 作用水头大于 H0D. 管长 l =（3-4）d ，作用水头4按短管进行水力计算的管路是 （）（）管二、判断题 （略）1计算阻力损失时，短管既要考虑局部阻力损失，也要考虑 沿程阻力损失，长管计算同样也要考虑这两项损失。（ ） 2长管是指几何长度很长的管道。（ ）3孔口淹没出流时，孔口淹没越深，其出流的流速和流量就 越大。（ ）4管嘴收缩断面的真空度与作用水头成正比，作用水头越 大，收缩断面的真空度越大，泄流量也越大。（ ）5同一短管，在自由出流和淹没出流条件下，流量计算公式的形式及流量系数卩的数值均相同。（ ）6 两孔口形状、尺寸完全相同，作用水头相同，一个为 自由出流，一个为淹没出流，二者的流量是相同 的。 （）、计算题解体思路与答案）1有一虹吸管，作用水头H= l5m ，H2= 2.0m ,管长*= 12 = 5.0m, 管径d1 = d2 = 0m，沿程损失系数九=0.02，进口设拦污栅，进口局部损 失系数匚1 = 10.0，弯管局部损失系数:2= 0.15。求该虹吸管的过流 量、管中最大真空值，并定性绘出其测压管水头线。解：此题属短管的水力计算，可以用能量方程求解，也可 直接用公式。要点有 2 。 局部损失系数要考虑周全（共 3 个）。 此题，管中最大真空值发生在最高处。答案： Q = 0.0117m3 / s(-P) = 3.369mH 02. 一水塔供水系统如图所示，已知管道末端要求的自由水头H =10m，管径 d=450mm，d=350mm，d =250mm，管长 L=100m，z1231L =100m，L =100m，q = m 3 / s ，q = m 3 / s ，q = m 3 / s ， 管道的粗糙系 23123数n二。试确定水塔高度H。解：此题属短管的水力计算，也可直接用公式求解。要点有3。 长管公式要记住，应注意修正。管中（节点）流
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