Q4?10?3??0.51m/s，??1?10?6m2/s 解：1）v?A1??0.124Re?2320紊流
2）??150?10m/s
3-2 1）水管的直径10mm，管中水流流速v?0.2ms，水温T?10C，试判别其流态。 2）若流速与水温同上，管径改为30mm，管中流态又如何？ 3）流速与水温同上，管流由层流转变为湍流的直径多大？ 解：水T0?62?10?C，??1.308?10?6m2/s
vd?0.2?0.01?1529?2320，层流
?1.308?10?6vd0.2?0.032）Re???4587?2320，湍流
?1.308?10?61）Re?Rec??2320?1.308?10?6??0.015m?15mm 3）Rec?，dc?v0.2?vdc3-3 一输水管直径d?250mm，管长l?200m，测得管壁的切应力?0?46Nm2。试求： ?100mm处的切应力。
1）在200m管长上的水头损失。 2）在圆管中心和半径r解：1）如图示控制体
r，r?0，r?0.1m时 R00.1??46??0，??46??36.8N/m2
R0.25/2?p r147200?0.14?L或?p?，????36.8N/m2
d2L2?2002）???03-4某输油管道由
m，测得A点的压强pA?3?105Pa，B点压强A点到B点长l?500pB?2?105Pa，通过的流量q?0.016m3s，已知油的运动粘度??100?10?6m2s，
??930kgm3。试求管径d的大小。
??pd4解：设流动为层流，则由流量公式：Q?128?lRe?vd
?1.169m/s
121?d??0.1322441.169?0.132Re??1543?2320，层流 ?6100?10?，v?Q?0.0163-5 如图3-31所示，水平突然缩小管路的d1?15cm，d2?10cm，水的流量q?2m3min，用水银
测压计测得h?8cm，试求突然缩小的水头损失。
图3-31 题3-5图
解：列1-1，2-2的B.E
第七章 有压管路、孔口、管嘴的水力计算
7-1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d管长l?200mm，
?10m，水温T?200C，测得流量q?0.15m3s，水银测压计读数?h?0.1m。试求：
题7-1图
1）沿程阻力系数?。2）管壁的当量粗糙度?。
解：1) ?p???????gh??13600?1000??9.81?0.1?12360.6Pa
hf?d?2g1.26?0.2?2?9.81lv2， ??hf????0.022
d2glv210?4.7822）尼古拉兹阻力平方区公式 或由???/d?0.00155，??0.31mm
7-2 在图所示的管路中，已知：管径d?10cm，管长l?20m，当量粗糙度??0.20mm，圆形直角
转弯半径R?10cm，闸门相对开度hd?0.6，水头h?5m，水温T?20C，试求管中流量q。
题7-2图
解：列0-0，1-1的B.E
0?：由?/ d查阻力平方区?：
?0.20??0.002，??0.023 d100d?：?进?0.5，?弯?0.29（?1.0），?阀?1.06
R7-3 如图所示，用一根普通旧铸铁管由A水池引向B水池，已知：管长l?60m，管径d?200mm。
有一弯头，其弯曲半径
R?2m，有一阀门，相对开度hd?0.5，当量粗糙度??0.6mm，水温
T?200C。试求当水位差z?3m时管中的流量q。
题7-3图
解：列上下水池水面的B.E
?：
?0.6??0.003，??0.026 d200?：?进?0.5，?弯?0.29，?阀?2.06，?出?1 代入：
7-4 如图所示，水由具有固定水位的贮水池中沿直径d度l?100mm的输水管流入大气。管路是由同样长
?50m的水平管段AB和倾斜管段BC组成，h1?2m，h2?25m。试问为了使输水管B处的真空压
?0.035，不计弯曲处损失。
强水头不超过7m，阀门的损失系数?应为多少？此时流量q为多少？取? 题7-4图
解：列水池水面－出口C的B.E
v227??35??阀? （1）
2g列水池水面－B处的B.E
9?0.89v2 v?3.17m/s （2）
代入（1）：?阀?17.7 Q?0.025m/s?7-5 如图所示，要求保证自流式虹吸管中液体流量q?101）当H?33m3s，只计沿程损失，试确定：
?2m，l?44m，??10?4m2s，??900kgm3时，为保证层流，d应为多少？
2）若在距进口l2处断面许超高zmax为多少？
A上的极限真空的压强水头为5.4m，输油管在上面贮油池中油面以上的最大允
题7-15
解：1）列上－下水面的B.E
lv264vdQH??，?? Re? v?
1d2gRe??d24d4?9.14?10?5，d?0.055m?
或：层流流量公式
??pd4Q?128?l，
?p?2 ?gQ?128?lQ??pg4d，d4?， d?0.055m 校核：Re?231 4128??gl2?gd2）列上水池水面－A的B.E
p6464??5.4m，????0.28，v?0.42m/s ?gRe2317-6 如图所示，水从水箱沿着高l取??2m及直径d?40mm的铅垂管路流入大气，不计管路的进口损失，
?0.04。试求：
1）管路起始断面A的压强与箱内所维持的水位h之间的关系式，并求当h为若干时，此断面绝对压强等于0.098MPa（1个工程大气压）。
2）流量和管长l的关系，并指出在怎样的水位h时流量将不随l而变化。
题7-6图
解：列0-0，1-1的B.E
lv2v2h?l??? （1）
d2g2g列0-0，A的B.E
pAv2h?? （2）
?g2gv2从（1）中解出，则为
2gv2h?l? （3）
l2g1??d代入（2）得：
要使pA?0.098?10Pa?9.8?10Pa（绝对压强），求
64h??，即pA?0（相对压强）代入
pA?6540h?6540?0，h?1m
2）由式(3)解出 v?2gh?l12h?l Q?vA??d2g ll41??1??dd要使Q与l无关，则h?l?1?l，h?1m，此时
7-7 两容器用两段新的低碳钢管连接起来，已知：d1?20cm，l1?30m，d2?30cm，l2?60m，管1为锐边入口，管2上的阀门的阻力系数??3.5。当流量为q?0.2m 题7-7图
解：列上、下水池水面的B、E
3s时，求必须的总水头H。
?：
钢管
??0.05mm，?/d1?0.05/200?0.00025
查莫迪图中的Ⅱ区，得：?1?0.014，?1?0.013
?：
2?A2??d2??302??入口＝0.5，?阀门＝3.5，?扩大＝??202?1??＝1.56，?进口＝1 ?A?1??＝??d2?1??＝???1??1??222v1，v2：
7-8 一水泵向如图所示的串联管路的B、C、D点供水，D点要求自由水头hF?10m。已知：流量
qB?0.015m3s，qC?0.01m3s，qD?5?10?3m3s；管径d1?200mm，d2?150mm，d3?100mm，管长l1?500m，l2?400m，l3?300m。试求水泵出口A点的压强水头pA??g?。