（2）绘出管路的测压管水头线及总水头线步骤： ① ② ③
略）
3．如图一管路，A、B两点的高差Δz＝1m，点A处直径dA=0.25m，压强pA=7.84N/cm，点B处直径dB=0.5m，压强pB＝4.9N/cm，断面平均流速VB＝1.2m/s。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 。
4．在水平安装的文丘里流量计上，直接用水银压差计测出水管与喉部压差Δh为20cm，已知水管直径d1为10cm，喉部直径d2为5 cm，当不计水头损失时，求通过流量Q。
解: 可以直接用公式Q?K12.6?h求解，也可以流能量方程推导公式求解。
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2
因为是理想流体，不计水头损失，故总水头线为水平。
v2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，
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答案：Q?0.01425m/s
5．为将水库中水引至堤外灌溉，安装了一根直径d为15cm的虹吸管（如图），当不计水头损失时，问通过虹吸管的流量Q为多少？在虹吸管顶部s点处的压强为多少？
解: 此题属理想流体的水力计算，作用水头转化为动能。 s点处的压强进考虑位能、动能压能之间的转化。
（1）列上游水面到管出口间的能量方程求流量，Q?0.1355m/s
33 （2）列上游水面到s点处的能量方程求s点处的压强，
3
ps??5mH2o ?g6．一平板闸门宽b为2m，当通过流量Q为8m/s时闸前水深h为4m，闸孔后收缩断面水深hC为0.5m，求作用于平板闸门上的动水总压力（不计摩擦力）。
解: 此题为用动量方程求解作用力。因为流量未知，涉及到连续性方程、能量方程、动量方程这三大方程的联合应用。
（1）取控制面（脱离体）（上游过流断面与C-C断面之间）
（2）画出相对压强分布图，全面并分析、计算外力（上游过流断面压力P1 ，C-C断面压力P2 ，重力沿水流方向的分力为0，设平板闸门对水的动水总压力为R ，方向向左。
（3）因为流量未知先列能量方程求流速。
（4）列出的能量方程由v1,v2两个未知量，用连续性方程消掉1个未知量。求出流量、流速。
（5）列动量方程求解作用力。
答案：作用于平板闸门上的动水总压力R= 93.5 kN , 方向向右。
7．如图溢流坝，上游断面水深h1=1.5m，下游断面水深h2=0.6m，略去水头损失；求水流对2m坝宽（垂直纸面）的水平作用力。注：上、下游河床为平底，河床摩擦力不计，为方便计算取ρ=1000kg/m，g=10m/s。
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解: 此题与上题解完全相同。 答案：R= 3.46kN , 方向向右。
作业3 答案 (第5章、第6章)
第5章 一、选择题
1. 管道中液体的雷诺数与（ D ）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0.0114cm/s，则此管中液体流态为（ B ）。
A. 层流 B. 层流向紊流过渡 C.紊流 3.等直径圆管中紊流的过流断面流速分布是 （ D ）
A呈抛物线分布 B. 呈对数线分布 C.呈椭圆曲线分布 D. 呈双曲线分布
4.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（ C ）
A 1.0倍 B.1/3倍 C. 1/4倍 D. 1/2倍 5.圆管中的层流的沿程损失与管中平均流速的（ B ）成正比.
A. 一次方 B. 二次方 C. 三次方 D. 四次方 6.圆管的水力半径是 ( A )
A. d/2 B. d/3 C. d/4 D. d/5. 7、 谢才公式中谢才系数的单位是（ C ）
A. 无量纲 B.m123
s C. m32s D. m2s
8. 判断层流和紊流的临界雷诺数是 （ C ）
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 二、判断题
1. 层流的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。 ( 正确 ) 2. 壁面光滑的管道一定是水力光滑管。 ( 错误 ) 3. 在过流断面突变处一般发生局部水头损失。 ( 正确 )
4. 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1/2倍 （ 正确 ）
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5．流体内切应力方向与流体运动方向相同。 （ 错误 ） 6．阻力平方区内阻力系数与雷诺数无关。 （ 正确 ）
三、简答题
1. 圆管中层流与紊流，其流速分布有什么不同？
答: 层流为抛物线分布,紊流为对数曲线分布.(也可以画图) 2. 简述尼古拉兹实验中沿程阻力系数λ的变化规律。
答: 尼古拉兹实验揭示了沿程阻力系数λ的变化规律,文字表述或数学公式表述. 层流:??f(Re);水力光滑区: ??f(Re);过渡粗糙区: ??f(Re,粗糙区(阻力平方区) : ??f(K) dK) . d3.写出管流和明渠水流雷诺数的表达式，并说明其层流、紊流的判别标准？
答: 管流:Re?vd? Re?2000(层流) Re?2000 (紊流)
明渠水流: Re?vR? Re?500(层流) Re?500 (紊流)
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??930kgm，动力粘滞系
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