第5章孔口管嘴和有压管流习题课教师使用 下载本文

三、本章知识要点应用讲解 ㈠选择题

1.作用水头相同时,孔口的过流量要比相同直径的管咀过流量( B ) A大 B小 C相同 D无法确定

2.在作用水头相同的条件下,孔口的流量系数比等直径的管嘴流量系数( A ) A大 B小 C不能判断 D跟其他因素有关 3.有压管道的管径与管流水力半径的比值D/R=( D ) A1 B2 C8 D4 4.长管的总水头线与测压管水头线( A )

A相重合 B相平行,呈直线 C相平行,呈阶梯状 D以上答案都不对。 5.水泵的扬程是指( B )

A水泵提水高度 B水泵提水高度+吸水管的水头损失 C水泵提水高度 + 吸水管与压水管的水头损失 D无法确定 6.在并联管路问题中,有( C )

A流经每一管路的水头损失相加得总水头损失 B流经所有管路的流量相同 C并联的任一管路的水头损失相同 D当总流量已知时,可直接解得各管的流量

7.在渐变流过流断面上,动压强分布满足( C )规律。

pppA z+?>0 B z+?<0 C z+?=c D以上都不是

8.雷诺数是判别下列哪种流态的重要的无量纲数( C ) A急流和缓流 B均匀流和非均匀流 C层流和紊流 D恒定流和非恒定流 9.紊流的断面流速分布规律符合( A)

A对数分布 B椭圆分布 C抛物线分布 D直线分布 10.层流断面流速分布规律符合( C )

A对数分布 B直线分布 C抛物线分布 D椭圆分布

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㈡简答题

1.串联管路的流动特点是什么?

答:串联管路的流动特点是:各管路的流量相等,单位重量的水产生的全部水力损失等于各管道中水力损失之和.

2.并联管路的流动特征是什么?

答: 并联管路的流动特征是:管路总流量等于各分路流量之和,单位重量的水流过各分路的水力损失相等。

3.减少水击压力的措施是什么

答延长阀门关闭时间ts,减少管路设计长度L,将有利于减小水击引起的压强增加值。在管道中设置调压井或蓄能器有利于改变水击过程,降低水击压强。在管道在中设置水击消除器,这是一个具有一定泄水能力的安全阀,系统压强增大时,这一阀门打开,放走一部分高压水,从而保护管路系统。

4.什么叫孔口出流及管嘴出流?其共同特点是什么?

答: 在盛有液体的容器的底部或侧壁开一孔口,液体从孔口流出,得到孔口出流;在孔口处装一长度为4倍孔口直径的短管,得到管嘴出流。

孔口出流与管嘴出流有一共同特点,即水流流出孔口或管嘴时局部损失起主导作用,沿程损失可以略去不计。

㈢计算题

1.图示一跨河倒虹吸圆管,管径d=0.9m,长 l=50m,两个30折角、进口和出口的局部水头损失系数分别为 ζ1=0.2,ζ2=0.5,ζ3=1.0,沿程水头损失系数λ=0.024,上下游水位差H=3m。若上下游流速水头忽略不计,求通过倒虹吸管的流量Q

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解:按短管计算,取下游水面为基准面,对上下游渠道内的计算断面建立能量方程

lvH?hw?(????)4R2g

2计算圆管道断面的水力半径和局部水头损失系数

R?A??d/4?0.2m , ???0.2?2?0.5?1.0?1.9

将参数代入上式计算,可以求解得到

? v?4.16m/s , Q?vA?2.091m3/s

即倒虹吸管内通过的流量为2.091m/s。

2.有一正方形孔口,边长a=0.1m,孔口出流为淹没出流,上下游水面至孔口形心的距

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离为H1=8m,H2=2m,若孔口流量系数μ=0.62,求孔口出流量Q。

解:

Q??A2g(H1?H2)??a22g(H1?H2)?0.067m3/s

3.有一水泵将水抽至水塔,如图所示。已知动力机的功率为100kW,抽水机流量Q=100 l/s,吸水管长l1=30m,压水管长l2=500m,管径d=300mm,管的沿程水头损失系数λ=0.03,水泵允许真空值为6m水柱高,动力机及水泵的总效率为0.75,局部水头损失系数ξξ

弯头

进口

=6.0,

=0.4,求:(1)水泵的提水高度z,(20水泵的最大安装高度h。

解:

(1)对1-1,2-2断面列能量方程(选水面为基准面),得

0?0?H抽?z?0?0?hwz?H抽?hwv?Q/A?1.41m/sH抽?1000?N/?gQ?76.45m,hw?hf?hjlv2v2v2v2?0.03??进口?2?弯头??出口d2g2g2g2g2?l?v?????进口?2?弯头??出口??6.17?2g ?d

所以

z?H抽?hw?70.3z?H抽?hw?70.3 (m)

(2)对渐变流断面1-1,3-3列能量方程:

p3?v2p3?v20?0?0?hs???hwl?30?0?0?hs???hwl?3?g2g?g2g ,

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