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。 ( )

( )

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。 ( )

( )

( )

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h f1 ,管 2 的沿程水头损失为h f2。则

h f1与h f2 的关系为（）

（1）h h（2）h＜h f2；（3）h f1 = h f2；（4）无法确定。

，其管径、管长、上下游水位差均相同，则流量最小的是（）。

b管；（3）c管；（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q v1、q v2、q v3的关系为______________________。各管段流速 v1、v、v的关系为____________________________________________________________。

_________________________________________________；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、定性绘出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。

M、N 两点的压强高度p/g 及p/ρg。

17、一水泵管道布置如图。已知流量q v=6 l /s，l1=，l2=，l3=2m，l4=15m , l5=3m , Z=18m , 水泵最大真空度

h v=6m，管径d=75mm，沿程水头损失系数λ=，局部水头损失系数ξ1 =8, ξ2 = ξ3 = ξ4 = , ξ5 = 。取动能修正系数为 1。

(1) 确定水泵允许安装高度h s；

(2)计算水泵总扬程H ;

(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=，进口局部水头损失系数ξ1=；转弯局部水头损失系数ξ2= 。当水头 H ＝时，通过管道的流量q v=s ,求管道沿程水头损失系数λ。取动能修正系数为 1。

19、某输水管如图 所示。已知管径 d 1=200 mm ，d 2=100 mm 管长 L 1=20 m ,L 2=10 m ；沿程水头损失系数 λ1= ，λ2=。各局部水头损失系数为：进口 ξ1= ，转弯 ξ2=，收缩 ξ3= ( 对应于大管流速)，阀门 ξ4= 。管道水头

H =20m 。试求：

(1) 当阀门开启时，求通过输水管的流量 q v ； s)

20、一水电站压力引水管道如图所示。已知管长 L=90 m ，管径 d = m ，沿程水头损失系数 λ=，进 口局 部水头损失系数 ξ1=，转弯局部水头损失系数 ξ2=。在距管道出口 l=30 m 处设一水银测压计，其液面差 Δh = ，较低的水银液面至管轴的高度 h = m 。

(1) 求此高度的流量 q v 及水头 H ； m 3

/s; (2) 定性绘出此高度的总水头线及测压管水头线。

21、用长度为 1 的两条平行管道由水池A 向水池B 输水，如图所示。已知管径 d 2=2d 1，两管的糙率 n 相同。 忽 略

局部水头损失。求两管通过的流量比 q v1 / q v2。(按长管计算) (v2v1q q =382

1)d d ()

22、图示为一从水箱引水的水平直管。 已知管径 d =20 cm ，管长 L =40 m ，局部水头损失系数：进口 ξ=，阀门 ξ

=。当通过流量 q v = m 3

/s 时，在相距 Δl =10 m 的1－1及2－2断面间装一水银压差计，其液面高差 Δh =4 cm 。

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=300 mm ，管道全长 L =90 m ，沿程 水头损失系数 λ=.，局部水头损失系数： 进口 ξ=，转弯 ξ=，出口 ξ=。出口中心在下游水面以下深 度 h 2= m 。在距出口 l =30 m 处有一水银测压计，其液面高差 Δh = m ，较低的水银液面至管轴的高度 h = m 。试确定：(1)通过高度的流量 q v ；(2)两水池的水位差 Z 。 s;

24、图示虹吸管上下游水位差H=5 m，水头损失从 1 点至 4 点为10

22

v g ，其中从 1 到 2的水头损失为5

2

2

v

g

，

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Z。 (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q v0。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q v 与原流量q v0 之比为多少(可

) ( )

26、如图所示虹吸装置，管径d=200 mm，管长AC=10 m，CE=15 m，ξA=，ξB=ξD=，ξE=，λ=，求：(1)通过虹吸管的恒定流流量q；(2)上下游水位差z。 ( 99 l/s; )

27、图示直径 400mm 的钢管(n=将水池 A的水引到水池 B 作恒定流动。已知管长l=40 m，q v=200 l/s，管道上有。

(ξ=，出口(ξ=。求水池 A 与水池 B 的水面高差H。 ( )

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l1=20 m，直径d1=150 mm，吸水管管长 l2=12 m，直径 d2=150 mm，两管的沿程水头损失系数λ= ,河的水面与水泵进口断面中点高差h= m，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ξ1 =，ξ2=1，ξ3=6，ξ4=，水泵的进口断面的最大真空高度为 m ，求最大的抽水流量为多少 ( s)

29、图示水银压差计装置，管长 l=75 cm ，管径 d = cm ，流速 v=3 m/s ，沿程水头损失系数 =，进口局 部水头损失系数 ξ=。计算水银液面高差 h p 。 ( )

30、某人工渠道以两孔断面为 4×4 m 2

的钢筋混凝土方形涵洞穿越某河道。下游水位为 142 m ，上游水位为 146 m ，糙率 n=，进口局部水头损失系数 ξ1=，每一折角局部水头损失系数为 ξ=。涵洞外流速可以不计 。试求：当两孔总流量为 m 3

/s 时，涵洞中最大压强的值。 ( Kpa )

31、如图所示，活塞 A 受一恒定力 F 作用而左移，使液体(ρ=900 kg/m 3

, μ= kg/)从针孔直径 mm ，针长 m 。

问若针孔流量 q = cm 3

/s ，作用力 F 为多少 (不计大筒内水头损失，且液流为层流) ( N )

32、图示的液体在直径 d =3 cm 的倾斜管中流动。密度ρ=917 kg/m 3

，动力粘度 μ= kg/，现测得两断面压强分别为 p =180 kP ，p =500 kP 。要求：(1) 判别流动方向；(2) 计算流量。(液流为层流) (A —B;h)

33、 有一钢筋混凝土输水管道，输水流量Q =550l/s ，管长l =3000m ，内径d =600mm ，糙率n =，试求管道的流量模数、比阻及沿程水头损失。

34、 有一硬塑料输水管道，其沿程阻力系数可以表达为λ=，试推导出管道流量模数、比阻及沿程水头损失的表达

式。 (226

.02202e

R d g S π= ,2/113

.0g dR k e π=,226.02222e f R d g L Q h π=)

35、 一自来水管道，设计供水流量为 Q =50l/s ，试按经济流速确定其经济管径。 ( 250mm )

36、 一水电站压力管道，设计流量为 Q =s ，电站作用水头为H=100m ，试确定其经济管径。

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，找出负压区及最大真空处。

38、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：l 1=125m ，l 2=75m ，d 1=150mm ，d 2=125mm ，λ1=，λ2=，闸阀处的局部损失系数为，管道的设计输水流量为Q =s 。(1)分析沿程水头损失和局部水头损失在总水头损失中所占比例，(2)分别按长管和短管计算作用水头H 。 ( H 1= H 2= ) 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：l 1=2m ，l 2=，l 3=5m ，d 1=50mm ，d 2=100mm ，d 3=75mm ，λ1=λ2=λ3=,闸阀处的局部损失系数为，折管处的局部损失系数为，管道的设计输水流量为Q =s 。试计算作用水头H 并绘制总水头线和测压管水头线。 ( ) 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 =,设倒虹吸管的沿程阻力系数和局部阻力系数分别

为: λ=,ζ进=,ζ弯=,ζ出=,试求虹吸管通过的流量. ( 3m 3

/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：l 1=13m ，l 2=20m ，l 3=15m ，d =，n=，进出口的局部损失系数分别为和，折管处的局部损失系数为。(1)当上下游水面差为z=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h v =7m 时，虹吸管的最大安装高度为多少 ( Q=2m 3

/s ,h s = )

42、一管道系统如图，各管段的长度分别为：l 1=300m ，l 2=200m ，l 3=400m ，管径d =300mm ，沿程阻力系数λ=，闸阀处的局部损失系数为，折管A 、B 处的局部损失系数分别为、。已知z 1=，z 2=，p M =200kN/m ，试计算流量并绘制总水头线和测压管水头线。 ( 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l =800m ，各管段的直径均为d =600mm ，沿程阻力系数λ=，水池水面高程z =100m ，水泵扬程H m =，C 管流速为v C =s 。试计算各管段流量及B 管出口高程。 (Q A =s, Q B =s, Q C =s,Z B = )

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z 1=30m ，z 2=55m ，吸水管长度l 1=15m ，管径d 1=200mm ，压水管长度l 2=200m ，管径d 2=150mm ，各管段的沿程阻力系数均为，各局部阻力系数分别为ζ阀=，ζ90= ，ζ闸=，ζ折= ，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。 ( Z p = H m = )

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,每个弯头局部损失系数均为,闸阀处局

部损失系数为,上下游水池液面差为70m,流量为2m 3

/s,试求水轮机的效率为时,水轮机的功率. ( N t =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d 1=d 2=d 3=300mm ，管长l 1=l 2=l 3=1500m 。沿程阻力系数λ=，各水池水面高程分别为z A =60m ，z B =30m ，z C =15m ，（1）判断各管段的流向；（2）计算各管段的流量及水头损失。 (Q 1=s, Q 2=s, Q C =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：l 1=1000m ，l 2=600m ，l 3=1500m ，d 1=d 2=147mm ，d 3=198mm ，三支管道的总流量为Q =s 。试求三支管道的流量及水头损失。 (Q 1=s, Q 2=s, Q 3=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 t ，单位长度沿程泄流量为q ，全管长l 的沿程泄流总量为Q n =ql 。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。( )2(1284

n t f Q Q d lu

h -=

πν )

49、 如题图所示，水塔向B 、C 、D 三点供水，已知流量Q B =15l/s ，Q C =Q D =10l/s ，管径d AB =199mm ，d BC =149mm ，d CD =99mm ，管长l AB =400m ，l BC =300m ，l CD =250m 。水塔地面高程z M =20m ，供水点D 处地面高程z D =15m ，要求供水点D 处具有h =15m 的自由水头，试确定水塔高度H 。 ( )

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：l 1=l 3=l 5=l 7=50m ，l 2=l 4=l 6=100m ，d 1=d 4=d 7=199mm ，d 2=d 3=d 5=d 6=149mm ，各结点的供水流量分别为q 1=-100l/s ，