1、第五章習題簡答之公保含煙創作5-1有一薄壁圓形孔口，直徑d=10mm，水頭H為2m.現測得射流收縮斷面的直徑dc3，試求該孔口的收縮系數流雖系數p,流速系數巾及孔口部分損失系數.22&dc0.64Ad105-2薄壁孔口出流，直徑d=2cm,水箱水位恒定H=2m，試求：(1)孔口流HQ;(2)此孔口外接圓柱形管嘴的流雖Qn；(3)管嘴收縮斷面的真空高度.題5-2圖解：(1)孔口出流流雖為QnAj'2gH0.82-0.022<29.821.612L/S(2) 4:pCvpC性0.74H0.7421.48m(3) 真空高度：Ug5-3水箱用隔板分為A、B兩室，隔板上開一孔口，其

2、直徑d1=4cm，在B室底部裝有圓柱形外管嘴，其直徑d2=3cm.已知H=3m,h3=0.5m試求：(1)h1,h2;(2)流出水箱的流雖Q.題5-3圖解：隔板孔口的流吊0AJ2gh圓柱形外管嘴的流吊IqN'2g爪也萄2gHn由題意可得Q1=Q2,則解得h1.07m5-4有一平底空船，其船底面積Q為8m2,船舷高h為0.5m，船自重G為9.8kN.現船底破一直徑10cm的圓孔，水自圓孔漏入船中，試問經過多少時間后船將漂浮.題5-4圖解：在船漂浮的進程中存在(浮力定律)hh1h29800980080.125m船漂浮進程中水自圓孔漏入的流量是不變的另夕卜，當h2=0時，hl'=0.

3、125,則t(hhi')8(0.50.125)3旗I3ODTsQ7.62105-5游泳池長25m，寬10m，水深1.5m，池底設有直徑10cm的放水孔直通排水地溝，試求放凈池水所需的時間.解：設孔口在某時間t的作用水頭為h,dt時間內經孔口流出的水的體積乂Ldt時間內游泳池水面下降dh，則體積增加為dV=-Qdh由延續方程可得lQdtdV5-6油糟車的油糟長度為l,直徑為D,油糟底部設有卸油孔，孔口面積為A,流雖系數為p,試求該車充溢油后所需卸空時間.題5-6圖解：在某時間t時，油糟中油面高度為h,dt時間內經孔口泄出的油的體積為乂Ldt時間內游泳池水面下降dh,則體積增加為由延續方程

4、可得lQdtdVmA2ghdt2lhDh2dh5-8虹吸管將A池中的水輸入B池，已知長度li=3m,l2=5m直徑d=75mm，兩池水面高差H=2m,最年夜超高h=1.8m，沿程阻力系數入=0.02,部分損失系數：出口a,轉彎b,出口c,試求流雖及管道最年夜超高斷面的真空度.題5-8圖解：這是復雜短管道水力計算，應用公式有：取斷面0-0、1-1伯努利方程乂p1pc3/s,水泵吸、壓水管均采用鑄鐵管，其長度辨別為8m和50m，吸水管出口帶底閥濾網的部分阻力系數1=5.2,管路中三個彎頭的部分阻力系數均為2,水泵出口斷面逆止閥和閘閥的部分阻力系數辨別為3和3,水泵出口斷面的允許真空度hv2O.試確

5、定：（1）水泵吸、壓水管直徑d吸和d壓；（2）校核水泵出口斷面的真空度是否滿足允許值；（3）若該水泵能夠正常任務，其揚程H為多少？（4）繪制水泵管路系統的測壓管水頭線和總水頭線.（經濟流速；吸水管路v允許=1.2m/s、壓水管路v壓=2m/s）題5-9圖解：（1）吸水管路v允許d吸片I40.0340.190m1.2取d吸=200mm壓水管路v壓=2m/s(2)MQM0.034-/d壓JJ0.147mV2d壓=150mm0.0210.021八八10T030.034d吸0.203V1建40.0341.082md20.22列0-0、1-1截面的伯努利方程;PlPc則旦g_PlgV2,V2.11zhi

6、hc(1j12g2gd22)2g159.6155.01.08228(0.0345.20.2)1.08225.064mhV6mH2。29.80.229.8所以水泵出口斷面的真空度是滿足允許值(3)0.0212.0.3d壓0.0210.15°.30.037V24Q40.034221.924md0.155-10風開工具的送風系統由空氣壓縮機、貯氣筒、管道等組成，已知管道總長l=100m，直徑d=75mm,沿程阻力系數入，各項部分水頭損失系數之和壓縮空氣密度p33/s，試求貯氣筒的任務壓強解:題5-10圖l2V10019.922AAAOnQ120.0454.4I3U368Rd2g0.0752

7、9.82V27.8619.9221303.687.869.8pghu650650752kPa22100010004Q40.088，vrr19.92m/sd20.07525-11水從密閉容器A,沿直徑d=25mm，長l=10m的管道流入容器B,已知容器A水面的相對壓強pi=2at,水面高Hi=1m,H2=5m,沿程阻力系數入，部分損失系數：閥門V,彎頭S,試求流H.題5-11圖解：列兩液面的伯努力方程hlv2hl其中d魚，代入上式得5-12由水塔向水車供水，水車由一直徑d=150mm,長l=80m的管道供水，該管道中共有兩個閘閥和4個90彎頭（入=0.03，閘閥全開a,彎頭S）.已知水車的有效容

8、積V為25m3,水塔具有水頭H=18m，試求水車充溢水所需的最短時間.題5-12圖解：列水塔液面及管道出流斷面的伯努利方程5-13自閉容器經兩段串聯管道輸水，已知壓力表讀值pm=1at，水頭H=2m，管長li=10m,l2=20m,直徑d1=100mm,d2=200mm，沿程阻力系數入1=如，試求流雖并繪總水頭線和測壓管水頭線.題5-13圖解：可將本題看成復雜長管串聯的水力計算，不計流速水頭和部分水頭損失.則H。HPM29800012m作用水頭g9800由于不計流速水頭和部分水頭損失，故其總水頭線是與測壓管水頭線重合，而且坡度沿流程不變的直線.詳細后果如下圖所示.5-15儲氣箱中的煤氣經管道A

9、BC流入年夜氣中，已知測壓管讀值h為10mmH2O，斷面標高Za=0、Zb=10m、Zc=5m,管道直徑d=100mm，長度lAB=20m,lBc=10m，沿程阻力系數入，管道出口e和轉彎的部分阻力系數Ib煤氣密度p3,空氣密度p3,試求流雖.題5-15圖解.|一水gh98000.0198Pa列1-1、2-2斷面的伯努利方程P1(空氣煤)g(z2Z1)2V22pl12P1(空氣煤)g(z2Z1)(1j_deb2)v;vI2P12(空氣煤)g(z2zi)2982(1.20.6)9.8(50)6.21m/si(1i_deb)0.6(10.03300.10.60.4)Qvd426.2140.1249

10、L/s5-16水從密閉水箱沿垂直管道送入高位水池中，已知管道直徑d=25mm,管長l=3m,水深h=0.5m,流雖Q=1.5L/s，沿程阻力系數入，閥門的部分阻力系數v,試求密閉容器上壓力表讀值pm,并繪總水頭線和測壓管水頭線題5-16圖解：管道的沿程損失及部分損失列上，下兩液面的伯努利方程5-17并聯管道，總流雖Q=25L/s，其中一根管長li=50m，直徑di=100mm,沿程阻力系數入，閥門的部分阻力系數t=3，另一根管長l2=30m，直徑d2=50mm,沿程阻力系數入，試求各管段的流雖及并聯管道的水頭損失.題5-17圖解：.11與12并聯24""2水頭損失|hS2Q

11、；31.761040.0044526.29m5-18在長為2l,直徑為d的管道上，并聯一根直徑相同，長為l的支管，若水頭H不變，不計部分損失，試求并聯支管前后的流雖比.題5-18圖解：本題屬復雜管道的水力計算.并聯前：并聯后：2HalQ*alQ：alQ"al【Q后-alQ*乂有245-19有一泵循環管道，各支管閥門全開時，支管流雖辨別為Q1、Q2,若將閥TA開度關小，其它條件不變，試論證主管流MQ怎樣變卦，支管流MQ1、Q2怎樣變卦.題5-19圖c|H總S2Q22Q解：水泵揚程H=hf=SQ2+S2Q22丫S當閥門A開度關小時，很顯然Qi減小.若Q2不變或減小，則Q=Qi+Q2也減小

12、，另外S、S2是不變的，所以H=SQ2+S2Q22也變小，而H為水泵的揚程是不變的，所以兩者矛盾，故不成立.所以Q2只能增年夜.c1HS2Q22_Q.而IS，當Q2增年但時，Q減小.綜上所述：Q減小，Qi減小，Q2增年夜.5-20應用長度為l的兩根管道，從水池A向水池B輸水，其中粗管直徑為細管直徑的兩倍d1=2d2,兩管的沿程阻力系數相同，部分阻力不計.試求兩管中流雖比.題5-20圖3/s，各段直徑di=d4=200mm,d2=d3=150mm,各段管長li=l4=100m,l2=50m,l3=200m各管段的沿程阻力系數均為入=0.02，部分水頭損失不計.試求各并聯管段的流雖Q2、Q3及水塔

13、水面高度H.題5-22圖S1S4解:8l1g2d1580.021002_59.820.25517s2/m55-23如圖所示鑄鐵管供水系統，已知水塔處的空中標81ig2d15S282：5gd2高為104m，用水點D處的空中標高為100m,流雖Q=15L/s，要求的自由水頭Hz=8mH2O，平均泄流管段4的單元長度途泄流mqcd=0.1L/s.m，節點B獎勵出的流雖qb=40L/s，各管段直徑d1=d2=150mm,d3=300mm,d4=200mm，管長l1=350m,l2=700m,l3=500m,l4=300m，試求水塔水面高度H0.題5-23圖解:Q3qBl4qCDQ403000.1158

14、5L/sv3竺40.08251.203m/s1.2m/sd303比阻不需修正.Ho=a3l3Q32+k2a2l2Q22+k4a4l4(QDqcD)2+Hz-zH各管段的比阻由表5-5查得，代入上式Hox500x2xX700x2x*00X2+8-45-24通風機向水平風道系統送風，已知干管直徑d1=300mm，長度l1=30m，末端接兩支管，其中一直徑d2=150mm，長度l2x0.2m的矩形管，長度l33/s,各管段沿程阻力系數均為入，空氣密度p3,疏忽部分阻力，試求通風機的風壓.題5-24圖解：本題屬復雜長管道的水力計算，不計流速水頭和部分水頭損失.8lig2di80.04309.820.352540.85s2/m5S2Q22871.360.2234.85mS3Q32349520.3231.46m,.S2Q22>S3Q32,取S2Q225-25工廠供水系統，由水泵向A、B、C三處供水，管道均為鑄鐵管，已知流HQc=10L/s,qb=5L/s,qa=10L/s，各管段長l1=350m,l2=450m,l3=100m,各段直徑d1=200mm,d2=150mm,d3=100mm,整個場地水平，試求水泵出口壓強.題5-25圖解：本題屬復雜長管道的