环保工程师-公共基础-流体力学-孔口、管嘴和有压管道恒定流.docx

环保工程师-公共基础-流体力学-孔口、管嘴和有压管道恒定流单选题1.如图6-4-1所示由大体积水箱供水，且水位恒定，水箱顶部压力表读数19600Pa，水深H2m，水平管道长l（江南博哥）100m，直径d200mm，沿程损失系数0.02，忽略局部损失，则管道通过流量是()。2016年真题图6-4-1A.83.8L/sB.196.5L/sC.59.3L/sD.47.4L/s 正确答案：A参考解析：选上游水箱过流断面11和管道出口过流断面22，水平细管中心线平面为基准面，其能量方程为：Hp/（g）0002v22/（2g）hw12，其中hw12hfhm（L/d）（v22/2g）0.02×（100/0.2）×v22/（2g）5v22/g。将21.0代入上式，解得：v22.67m/s。根据流量计算公式，解得：Qd2v2/40.0838m3/s83.8L/s。单选题2.如图6-4-2所示，当阀门的开度变小时，流量将()。2010年真题图6-4-2A.增大B.减小C.不变D.条件不足，无法确定 正确答案：B参考解析：图示为短管淹没出流，短管流量为：式中，当阀门开度变小时，孔口面积A变小，c变小，z0不变，因此流量Q减小。单选题3.圆柱形管嘴的长度为l，直径为d，管嘴作用水头为H0，则其正常工作条件为()。2010年真题A.l（34）d，H09mB.l（34）d，H09mC.l（78）d，H09mD.l（78）d，H09m 正确答案：B参考解析：对于圆柱形管嘴出流，当收缩断面真空度超过7m水头时，空气将会从管嘴出口断面吸入，使得收缩断面的真空被破坏，管嘴不能保持满管流出。因此为保证管嘴的正常出流，真空值必须控制在7m以下，则作用水头H0的极限值H07/0.759.3m。此外，管嘴的长度也有一定限制。长度过短，流管收缩后来不及扩大到整个断面，而呈非满管流出，收缩断面不能形成真空，管嘴不能发挥作用；长度过长，沿程水头损失不能忽略，管嘴出流变成短管出流。因此，圆柱形外管嘴正常工作条件是作用水头H09m和管嘴长度l（34）d。单选题4.圆柱形管嘴，直径为0.04m，作用水头为7.5m，则出水流量为()。2018年真题A.0.008m3/sB.0.023m3/sC.0.020m3/sD.0.013m3/s 正确答案：D参考解析：首先求出水流速v，由能量守恒定理解得：则出口流量为：单选题5.正常工作条件下的薄壁小孔口d1与圆柱形外管嘴d2相等，作用水头H相等，则孔口与管嘴的流量的关系是()。2019年真题A.Q1Q2B.Q1Q2C.Q1Q2D.条件不足无法确定 正确答案：B参考解析：管嘴出流很多地方与孔口出流相似，故管嘴流量公式与孔口相同，即，但管嘴流量系数与孔口不同。圆柱形管嘴进口处先收缩，形成一收缩横断面，收缩断面后，流线扩张至出口处充满断面，无收缩，流量系数为0.82，大于小孔口的流量系数0.62。因此孔口出流的流量小于管嘴出流的流量。单选题6.同一系统的孔口出流，有效作用水头H相同，则自由出流与淹没出流关系为()。2018年真题A.流量系数不等，流量不等B.流量系数不等，流量相等C.流量系数相等，流量不等D.流量系数相等，流量相等 正确答案：D参考解析：孔口自由出流和淹没出流的流量公式均为：两者各项系数值相同；不同的是孔口自由出流公式中的H0指水面至孔口形心的高度，而淹没出流的H0指上下游水面高差，但均为有效作用水头。因此两者流量系数相等，流量相等。单选题7.两孔口形状、尺寸相同，一个是自由出流，出流流量为Q1；另一个是淹没出流，出流流量为Q2。若自由出流和淹没出流的作用水头相等，则Q1与Q2的关系是()。2011年真题A.Q1Q2B.Q1Q2C.Q1Q2D.不确定 正确答案：B参考解析：自由出流流量与淹没出流流量计算公式均为：其中流量系数的取值在相同孔口条件下也相同，所以当自由出流孔口与淹没出流孔口的形状、尺寸相同，且作用水头相等时，出流流量应相等。单选题8.作用水头相同时，孔口的过流量要比相同直径的管嘴过流量()。2008年真题A.大B.小C.相同D.无法确定 正确答案：B参考解析：在相同直径d、相同作用水头H条件下，管嘴在收缩断面处存在真空，这就使管嘴比孔口的作用总水头增加，从而加大了出流量，即孔口的过流量要比相同直径的管嘴过流量小。单选题9.主干管在A、B间是由两条支管组成的一个并联管路，两支管的长度和管径分别为l11800m，d1150mm，l23000m，d2200mm，两支管的沿程阻力系数均为0.01，若主干管流量Q39L/s，则两支管流量分别为()。2014年真题A.Q112L/s，Q227L/sB.Q115L/s，Q224L/sC.Q124L/s，Q215L/sD.Q127L/s，Q212L/s 正确答案：B参考解析：对于并联管路，沿程水头损失相等，即hfS1L1Q12S2L2Q22，S8/（d52g），可得：再由连续性方程可得QQ1Q2。两式联立求解，可得到支管流量Q115L/s，Q224L/s。单选题10.并联长管的流动特征是()。2013年真题A.各分管流量相等B.总流量等于各分管的流量和，且各分管水头损失相等C.总流量等于各分管的流量和，且各分管水头损失不等D.各分管测压管水头差不等于各分管的总水头差 正确答案：B参考解析：并联长管的流动特征是总流量等于各分管的流量和，且各分管水头损失相等。串联长管的流动特征是各分管的流量相等，且总水头损失等于各管段水头损失之和。单选题11.如图6-4-3所示，水从A水箱通过直径为200mm的孔口流入B水箱，流量系数为0.62，设上游水面高程H13m，p15kPa，下游水面高程H22m，孔口恒定出流流量为()L/s。图6-4-3A.61.59B.86.23C.105.9D.161.6 正确答案：C参考解析：选取A、B两水箱在孔口等液面处为研究对象，列能量方程：H1p1/H2p2/v2/2，可以求得流速：则流量为：QvA105.9L/s。单选题12.如图6-4-4所示，两水箱水位恒定，水面高差H10m，管道直径d10cm，总长度L20m，沿程阻力系数0.042，已知所有的转弯、阀门、进、出口局部水头损失合计为：hi3.2m。则通过管道的平均流速为()。图6-4-4A.3.98B.4.83C.2.73D.15.8 正确答案：A参考解析：雷诺数为：Re64/0.04215232000，为层流。圆管层流时沿程水头损失为：hf·（L/d）·v2/（2g）0.042×（20/0.1）×v2/（2g）4.2v2/g列出能量方程：z1p1/a1v12/（2g）z2p2/hihf，可解得：hf6.8m，则v3.98m/s。单选题13.如图6-4-5所示，直径为d的圆断面有压涵管，长度l20m，上、下游水位差H1m，涵管管径d0.85m，沿程损失系数0.03，进、出口的局部损失系数10.5、21.0，通过的流量为()m3/s。图6-4-5A.1.5B.1.7C.1.9D.2.1 正确答案：B参考解析：由题意可知H（l/d）v2/（2g）1v2/（2g）2v2/（2g），则流速因此，通过的流量为：QvA2.98×（1/4）×3.14×0.8521.7m3/s。单选题14.如图6-4-6所示，长管并联管段1、2，两管段长度l相等，直径d12d2，沿程阻力系数相等，则两管段的流量比Q1/Q2为()。图6-4-6A.8.00B.5.66C.2.83D.2.00 正确答案：B参考解析：并联管道中，分路流量之比，等于该两管段阻抗反比的平方根，即：而SS0L8/（2gd5）L，故单选题15.如图6-4-7所示，串联管路水箱出流，流量模数K14.467m3/s，K22.462m3/s，L1500m，L2400m，水位差H5m。按长管计算，则自由出流流量为()m3/s。图6-4-7A.0.2343B.0.4686C.0.3125D.0.1562 正确答案：A参考解析：根据串联管路流量计算公式，可算得：H（Q12/K12）L1（Q22/K22）L2（Q2/4.4672）×500（Q2/2.4622）×4005m。因此，可求得：QQ1Q20.2343m3/s。