流体力学_课后习题答案.pdf

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1、word 文档 可自由复制编辑 第一章习题答案 选择题（单选题）1.1 按连续介质的概念，流体质点是指：（d）（a）流体的分子；（b）流体内的固体颗粒；（c）几何的点；（d）几何尺寸同流动空间相比是极小量，又含有大量分子的微元体。1.2 作用于流体的质量力包括：（c）（a）压力；（b）摩擦阻力；（c）重力；（d）表面张力。1.3 单位质量力的国际单位是：（d）（a）N；（b）Pa；（c）kgN/；（d）2/sm。1.4 与牛顿内摩擦定律直接有关的因素是：（b）（a）剪应力和压强；（b）剪应力和剪应变率；（c）剪应力和剪应变；（d）剪应力和流速。1.5 水的动力黏度 随温度的升高：（b）（a）增

2、大；（b）减小；（c）不变；（d）不定。1.6 流体运动黏度的国际单位是：（a）（a）2/sm；（b）2/mN；（c）mkg/；（d）2/msN。1.7 无黏性流体的特征是：（c）（a）黏度是常数；（b）不可压缩；（c）无黏性；（d）符合RTp。1.8 当水的压强增加 1 个大气压时，水的密度增大约为：（a）（a）1/20000；（b）1/10000；（c）1/4000；（d）1/2000。1.9 水的密度为 10003kg/m，2L 水的质量和重量是多少？解：1 0 0 00.0 0 2mV（k g）2 9.80719.614Gmg（N）答：2L 水的质量是 2 kg，重量是 19.614N

3、。1.10 体积为 0.53m的油料，重量为 4410N，试求该油料的密度是多少？解：4 4 1 0 9.8 0 78 9 9.3 5 80.5mG gVV（kg/m3）答：该油料的密度是 899.358 kg/m3。1.11 某液体的动力黏度为 0.005Pa s，其密度为 8503/kg m，试求其运动黏度。word 文档 可自由复制编辑 解：60.0055.882 10850（m2/s）答：其运动黏度为65.882 10 m2/s。1.12 有一底面积为 60cm40cm 的平板，质量为 5Kg，沿一与水平面成 20角的斜面下滑，平面与斜面之间的油层厚度为 0.6mm，若下滑速度 0.8

4、4/m s，求油的动力黏度。UGGTFs0.6mm20 解：平板受力如图。GTNUs 沿s轴投影，有：sin 200GT sin20UTAG 32sin205 9.807sin200.6 105.0 100.6 0.4 0.84GU A（kgm s）答：油的动力黏度25.0 10kgm s。word 文档 可自由复制编辑 1.13 为了进行绝缘处理，将导线从充满绝缘涂料的模具中间拉过。已知导线直径为 0.8mm；涂料的黏度=0.02Pa s，模具的直径为 0.9mm，长度为 20mm，导线的牵拉速度为50/m s，试求所需牵拉力。20mmUU005mm 解：5 01 0 0 00.0 22 0

5、0.90.82U（kN/m2）330.8 1020 10201.01Td l（N）答：所需牵拉力为1.01N。1.14 一圆锥体绕其中心轴作等角速度旋转=16/rads，锥体与固定壁面间的距离=1mm，用=0.1Pa s 的润滑油充满间隙，锥底半径 R=0.3m，高 H=0.5m。求作用于圆锥体的阻力矩。word 文档 可自由复制编辑 HR 解：选择坐标如图，在z处半径为r的微元力矩为dM。zxyo 32222cosrrdzrHRdMdA rdzrH 其中 rzRH 2233302HHRRMz dzHH 3222RHR 32230.1 160.30.50.32 1 10 39.568（N m）

6、word 文档 可自由复制编辑 答：作用于圆锥体的阻力矩为39.568 N m。1.15 活塞加压，缸体内液体的压强为 0.1Mpa 时，体积为 1000 3cm，压强为 10Mpa 时，体积为 995 3cm，试求液体的体积弹性模量。解：61 00.11 09.9p（Mpa）66995 1000105 10V （m3）69669.9 101.98 105 101000 10pKV V （pa）答：液体的体积弹性模量91.98 10K pa。1.16 图示为压力表校正器，器内充满压缩系数为k=4.7510-10Nm/2的液压油，由手轮丝杠推进活塞加压，已知活塞直径为 1cm，丝杠螺距为 2mm

7、，加压前油的体积为200mL，为使油压达到 20Mpa，手轮要摇多少转？d 解：V VKp 106664.75 10200 1020 101.9 10VKV p （m3）设手轮摇动圈数为n，则有24ndlV 6222341.9 10412.101 102 10Vndl 圈 即要摇动 12 圈以上。word 文档 可自由复制编辑 答：手轮要摇 12 转以上。1.17 图示为一水暖系统，为了防止水温升高时，体积膨胀将水管胀裂，在系统顶部设一膨胀水箱。若系统内水的总体积为 83m，加温前后温差为 50，在其温度范围内水的膨胀系数V=0.00051/。求膨胀水箱的最小容积。散热器锅炉 解：VV VT

8、0.000518 500.204VVV T（m3）答：膨胀水箱的最小容积0.204 m3。1.18 钢贮罐内装满 10的水，密封加热到 75，在加热增压的温度和压强范围内，水的热膨胀系数V=4.110-4/，体积弹性模量k=21092/mN，罐体坚固，假设容积不变，试估算加热后罐壁承受的压强。解：VV VT 自由膨胀下有：VVTV 又pKV V 494.1 102 10751053.3VVpKKTV （Mpa）加热后，钢罐内的压强为053.3ppp Mpa。设00p（表压强）。答：加热后罐壁承受的压强是53.3 Mpa。word 文档 可自由复制编辑 1.19 汽车上路时，轮胎内空气的温度为

9、20，绝对压强为 395kPa，行驶后轮胎内空气的的温度上升到 50，试求这时的压强。解：设满足理想气体方程，则有：1223952732027350Vp VpVRT 假设12VV，可解得2323 395435.4293pp（kPa）答：这时的压强为435.4 kPa。第二章习题答案 选择题（单选题）2.1 静止流体中存在：（a）（a）压应力；（b）压应力和拉应力；（c）压应力和剪应力；（d）压应力、拉应力和剪应力。2.2 相对压强的起算基准是：（c）（a）绝对真空；（b）1 个标准大气压；（c）当地大气压；（d）液面压强。2.3 金属压力表的读值是：（b）（a）绝对压强；（b）相对压强；（c）

10、绝对压强加当地大气压；（d）相对压强加当地大气压。2.4 某点的真空度为 65000Pa，当地大气压为 0.1MPa,该点的绝对压强为：（d）（a）65000Pa；（b）55000Pa；（c）35000Pa；（d）165000Pa。2.5 绝对压强absp与相对压强p、真空度Vp、当地大气压ap之间的关系是：（c）（a）absp=p+Vp；（b）p=absp+ap；（c）Vp=ap-absp；（d）p=Vp+Vp。2.6 在密闭容器上装有 U 形水银测压计，其中 1、2、3 点位于同一水平面上，其压强关系为：（c）321水汞 word 文档 可自由复制编辑（a）1p2p3p；（b）1p=2p=

11、3p；（c）1p2p3p；（d）2p1p0）的流线。解：xydxdyuu 0bdxady bxayc 或 byxca 为线性方程 答：流线方程为bxayc。3.11 已知平面流动的速度场为xu=22yxcy，yu=22yxcx，其中c为常数。试求流线方程并画出若干条流线。解：xydxdyuu 0cxdxcydy 222xyc 为圆心在0,0的圆族。word 文档 可自由复制编辑 答：流线方程为222xyc，为圆心在0,0的圆族。3.12 已知平面流动的速度场为u=jtxyitxy)96()64(。求 t=1 时的流线方程，并画出 1x4 区间穿过x轴的 4 条流线图形。解：4669d xd y

12、yx tyx t 当1t 秒时，6946yx dxyxy 3 232 230yx dxyxy 320dxdy 32xyc 过1,0的流线为：323xy 过2,0的流线为：326xy 过3,0的流线为：329xy 过4,0的流线为：3212xy 答：t=1 时的流线方程为32xyc。3.13 不可压缩流体，下面的运动能否出现（是否满足连续性条件）？（1）xu=222yx；yu=)2(23yyxx（2）xu=yxt2；yu=ytxt 2（3）xu=xzy22；yu=yzxyz22；zu=432221yxzx 解：（1）4220yxuuxxyxy 不能出现。（2）0yxuuttxy 能出现。word

13、 文档 可自由复制编辑（3）22220yxzuuuzzx zx zxyz 不能出现。3.14 已知不可压缩流体平面流动，在y方向的速度分量为yu=2y-2x+2y。试求速度在x方向的分量xu。解：0yxuuxy 22xuyx 2222xuy xc yxxyc y 答：速度在x方向的分量 22xuxxyc y。3.15 在送风道的壁上有一面积为 0.42m的风口，试求风口出流的平均速度v。4m3/s2.5m3/s孔口30v 解：123QQQ 其中：14Q m3/s，22.5Q m3/s 342.51.5Q（m3/s）31sin 300.42QA vv 1.57.50.2v（m/s）答：风口出流的

14、平均速度7.5v m/s。word 文档 可自由复制编辑 3.16 求两平行平板间，流体的单宽流量，已知速度分布为u=1 2maxbyu。式中y=0为中心线，y=b为平板所在位置，maxu为常数。解：单宽流量为：1.0bbqudy 2max021byudyb max123ubb max43bu 答：两平行平板间，流体的单宽流量为max43bu。3.17 下列两个流动，哪个有旋？哪个无旋？哪个有角变形？哪个无角变形？（1）xu=ay，yu=ax；zu=0（2）xu=22yxcy，yu=22yxcx，zu=0 式中a、c是常数。解：（1）1122yxtuuaaaxy 有旋。11022yxyxxyu

15、uaaxy 无角变形。（2）12yxtuuxy 2222222222222212c xycxc xycyxyxy 22222222212c xyc xyxy 0 无旋（不包括奇点(0,0)）。word 文档 可自由复制编辑 2222222222211022yxyxxyc yxc yxuuxyxyxy 存在角变形运动。3.18 已知有旋流动的速度场xu=2y+3z，yu=2z+3x，zu=2x+3y。试求旋转角速度和角变形速度。解：11132222yzxuuyz 11132222xzyuuzx 11132222yxzuuxy 22232xyz 1522yxyxxyuuxy 1522xzzxxzu

16、uxz 1522yzzyyzuuyz 答：旋转角速度12xyz，角变形速度52yxzxyz。第四章习题答案 选择题（单选题）4.1 等直径水管，A-A 为过流断面，B-B 为水平面，1、2、3、4 为面上各点，各点的流动参数有以下关系：（c）word 文档 可自由复制编辑 AABB1324（a）1p=2p；（b）3p=4p；（c）1z+1pg=2z+2pg；（d）3z+3pg=4z+4pg。4.2 伯努利方程中z+pg+22vg表示：（a）（a）单位重量流体具有的机械能；（b）单位质量流体具有的机械能；（c）单位体积流体具有的机械能；（d）通过过流断面流体的总机械能。4.3 水平放置的渐扩管，

17、如忽略水头损失，断面形心点的压强，有以下关系：（c）11p122p2（a）1p2p；（b）1p=2p；（c）1pnQ；（b）Q9m；（b）l=（34）d，0H（34）d，0H9m；（d）l（34）d，0H9m。7.3 图示两根完全相同的长管道，只是安装高度不同，两管的流量关系是：（c）H12（a）1Q2Q；（c）1Q=2Q；（d）不定。7.4 并联管道 1、2，两管的直径相同，沿程阻力系数相同，长度2l=31l，通过的流量为：（c）12Q1Q2（a）1Q=2Q；（b）1Q=1.52Q；（c）1Q=1.732Q；（d）1Q=32Q。7.5 并联管道 1、2、3、A、B 之间的水头损失是：（d）w

18、ord 文档 可自由复制编辑 AB123（a）fABh=1fh+2fh+3fh；（b）fABh=1fh+2fh；（c）fABh=2fh+3fh；（d）fABh=1fh=2fh=3fh。7.6 长管并联管道各并联管段的：（c）（a）水头损失相等；（b）水里坡度相等；（c）总能量损失相等；（d）通过的流量相等。7.7 并联管道阀门为K全开时各段流量为1Q、2Q、3Q，现关小阀门K，其他条件不变，流量的变化为：（c）Q1Q2Q3K（a）1Q、2Q、3Q都减小；（b）1Q减小，2Q不变，3Q减小；（c）1Q减小，2Q增加，3Q减小；（d）1Q不变，2Q增加，3Q减小。7.8 有一薄壁圆形孔口，直径d为

19、 10mm，水头H为 2m。现测得射流收缩断面的直径cd为8mm，在 32.8s 时间内，经孔口流出的水量为 0.013m，试求孔口的收缩系数，流量系数，流速系数及孔口局部损失系数。解：2280.6 410cAA 2VQAgHT word 文档 可自由复制编辑 20.0132.80.6222 9.80720.014VTAgH 0.620.970.642cvgH 222222cccccvvvHggg 2222110.062ccccHgHvvg 答：孔口的收缩系数0.64，流量系数0.62，流速系数0.97，孔口局部损失系数0.06。7.9 薄壁孔口出流，直径d=2cm，水箱水位恒定H=2m，试求

20、：（1）孔口流量cd；（2）此孔口外接圆柱形管嘴的流量nQ；（3）管嘴收缩断面的真空高度。H 解：220.6 20.0 2221.2 24QAg Hg（l/s）220.820.02221.614nnQAgHg（l/s）以收缩断面 c-c 到出口断面 n-n 列伯努利方程：222222cncc cnn nvvpvpvggggg 22212acVccnncnppHvvvvgg word 文档 可自由复制编辑 2cncncnvvvvvvg 21cnnvvvg 211nvg 2324 1.61 101 0.640.020.649.807 1.506（m）答：（1）孔口流量1.22cd L/s；（2）此

21、孔口外接圆柱形管嘴的流量1.61nQ L/s；（3）管嘴收缩断面的真空高度为1.506m。7.10 水箱用隔板分为A、B两室，隔板上开一孔口，其直径1d=4cm，在B室底部装有圆柱形外管嘴，其直径2d=3cm。已知H=3m，3h=0.5m，试求：（1）1h，2h；（2）流出水箱的流量Q。d1d2Qh1h2h3H 解：要保持H不变，则补充水量应与流出水量保持相等，即孔口出流量、管嘴出口流量均为Q。1122nnAghAg Hh 2221210.820.030.5480.620.04nnAhHhA word 文档 可自由复制编辑 可解得：10.5480.54831.061.5481.548hH（m）

22、2133 1.060.51.44hHhh（m）20.040.642 9.807 1.063.674Q（l/s）答：（1）11.06h m，21.44h m；（2）流出水箱的流量3.67Q L/s。7.11 有一平底空船，其船底面积为 82m，船舷高h为 0.5m，船自重G为 9.8kN，现船底破一直径 10cm 的圆孔，水自圆孔漏入船中，试问经过多少时间后船将沉没。hQ 解：设船底到水面的水深为 0Ht，船中水深为h，下沉过程是平稳的，则有：0HtgGhg 0GHthg 从孔口流入的流量为 022GQ tAg HthA，为常数。当船沉没时：GhQ tTg 33329.8 1080.59.8 1

23、081000 8393.622 9.8 100.620.14hTAG（s）答：经过393.6s 后船将沉没。7.12 游泳池长 25m，宽 10m，水深 1.5m，池底设有直径 10cm 的放水孔直通排水地沟，试word 文档 可自由复制编辑 求放净池水所需的时间。解：设池内水深为h时，为水流量为2QAgh dVQdt 0dVA dhQdt 002AAdtdhdhQAgh 000000222HHAAdhThAghAg 00222 25 101.520.620.12 9.8074AHAg 7.89（h）设水池中的水量为V，则水量减少量为dVQdt 02dVAghdtA dh 答：放净池水所需的时

24、间为7.89h。7.13 油槽车的油槽长度为l，直径为D，油槽底部设有卸油孔，孔口面积为A，流量系数为，试求该车充满油后所需卸空时间。lD 解：word 文档 可自由复制编辑 2a 设当油箱中漏深为h时，瞬时泄油量为Qdt。02dVA dhQdtAghdt 其中 02Aal，22222DDah sin2aD；sin2Da 2cos2DhD 当2Dh 时 2sin ddhD，sin2Ddhd 当2cos2DhD 当2Dh 时 sin2Ddhd 0sin2222DAldtdhdhAghAgh 202sinsin22lDlDTdhdhAghAgh 202sinsinsinsin222lDDDddAg

25、hh word 文档 可自由复制编辑 222202sinsin22lDddAghh 其中0122010sin2sin211cos1cos2dduuduDDD 112002sin2sin211 cos1 cos2dduuduDDD 积分可得：3224223322lDlDTDAgA g 答：该车充满油后所需卸空时间为3223lDTA g。7.14 虹吸管将A池中的水输入B池，已知长度1l=3m，2l=5m，直径d=75mm，两池水面高差H=2m，最大超高h=1.8m，沿程摩阻系数=0.02，局部损失系数：进口a=0.5，转弯b=0.2，出口c=1，试求流量及管道最大超高断面的真空度。ABHhCl1

26、l2 解：以下游水面为基准面，从上池水面到下池水面列伯努利方程：22222350.7 1.00.0222220.075 2vl vvvvHgdggggbc进 2 9.80723.203.83v（m/s）23.200.07514.144QvA（L/s）从 C 过流断面到下池水面列伯努利方程：word 文档 可自由复制编辑 2222222CCCCCpvl vvzggdgg 取1C Cvv 251.82.01 0.021.00.0752aCCVpppvHggg 253.203.80.023.100.0752 9.807m 答：流量14.14Q L/s，管道最大超高断面的真空度为3.10m。7.15

27、风动工具的送风系统由空气压缩机、贮气筒、管道等组成，已知管道总长l=100mm，直径d=75mm，沿程摩阻系数=0.045，各项局部水头损失系数之和=4.4，压缩空气密度=7.863/mkg，风动工具要求风压 650kPa，风量 0.088sm/3，试求贮气筒的工作压强。空压机贮气筒接风动工具 解：从贮气筒到风动工具入口列伯努利方程，忽略高差，则有：22122222ppvvlgggdg 212210041.04.40.04520.075Qppd 2327.864 0.088650 101.04.46020.075 33650 101001.97910 752.0（kPa）word 文档 可自由

28、复制编辑 答：贮气筒的工作压强为752.0kPa。7.16 水从密闭容器A，沿直径d=25mm，长l=10m 的管道流入容器B，已知容器A水面的相对压强1p=2at，水面高1H=1m，2H=5m，沿程摩阻系数=0.025，局部损失系数：阀门v=4.0，弯头b=0.3，试求流量。H1H2Ap1B 解：以地面为基准面，从A池面到B池面列伯努利方程：22211 122 2123222vbpvpvlvHHggggdg进出 取120vv；20p；0.5进；1.0出，则有 121122100.5 1.04.03 0.30.0250.025pg HHgv 122120516.4g 4.37（m/s）24.3

29、70.0252.154QvA（l/s）答：流量2.15Q l/s。7.17 水车由一直径d=150mm，长l=80m 的管道供水，该管道中有两个闸阀和 4 个 90弯头（=0.03，闸阀全开a=0.12，弯头b=0.48）。已知水车的有效容积V为 253m，水塔具有水头h=18m，试求水车充满水所需的最短时间。word 文档 可自由复制编辑 H 解：以管出水口为基准面，列伯努利方程：224222lvvHdgg 进弯阀 2800.5 1.04 0.482 0.120.030.15 2vg 24.2419.66gHv（m/s）24.240.1574.894QvA（l/s）VQT 325333.84

30、74.89 10VTQ（s）5.56（min）答：水车充满水所需的最短时间为5.56min。7.18 自密闭容器经两段串联管道输水，已知压力表读值Mp=1at，水头H=2m，管长1l=10m，2l=20m，直径1d=100mm，2d=200mm，沿程摩阻系数1=2=0.03，试求流量并绘总水头线和测压管水头线。word 文档 可自由复制编辑 Hl1d1pMl2d2 解：以管中心线为基准面，从容器水面到出口断面列伯努利方程：22222122221122121222222MvvpvvlvlvHggggdgdg进 1122v Av A，21221vdvd，21.0 可求得：1222424221221

31、211112221.01pgHvddldlddddd进 12442 9.8072 1010200.5 21.090.0320.030.10.2 1.847（m/s）22111.857.3877dvd（m/s）2221.850.258.034Qv A（L/s）x 0 0 10 10 30 H（m）12 10.6 2.26 0.696 0.174 pH（m）12 7.82 0.52 0.522 0 word 文档 可自由复制编辑 1210.62.260.6960.1740.522-0.52x 答：流量58.03Q L/s，总水头线和测压管水头线见上图。7.19 水从密闭水箱沿垂直管道送入高位水池中

32、，已知管道直径d=25mm，管长l=3m，水深h=0.5m，流量Q=1.5L/s，沿程摩阻系数=0.033，局部损失系数：阀门 a=9.3，入口e=1，试求密闭容器上压力表读值Mp，并绘总水头线和测压管水头线。lpMhh 解：以下池水面为基准面，列伯努利方程：word 文档 可自由复制编辑 202Maplhvlhgdg进出 2323.54 1.5 101.01.00.0339.320.0250.025Mplhg 3334.321074.3310 108.65（kPa）324 1.5 103.060.025v（m/s）x H(m)Hp(m)-h 11.58/11.10 11.58/10.63 l

33、 3.977/3.5 3.5/3.5 l+h 3.5 3.5 阀 4.44 4.44 lhh3.53.9774.4411.5811.10H,Hp(m)答：密闭容器上压力表读值Mp108.65kPa，总水头线和测压管水头线见上图。7.20 工厂供水系统，由水塔向A、B、C三处供水，管道均为铸铁管，已知流量cQ=10sL/，Bq=5sL/，Aq=10sL/，各段管长1l=350m，2l=450m，3l=100m，各段直径1d=200mm，2d=150mm，3d=100mm，整个场地水平，试求所需水头。word 文档 可自由复制编辑 水塔l1d1l2d2l3d3ABCqAqBQC 解：以水平面为基准

34、面，从水塔水面到C断面出口列伯努利方程：222331122123123222lvlvlvHdgdgdg 其中：25.3310.3nad，取0.013n，查表 7-3 可得：19.30a；243.0a；3375a 125Q（l/s）；215Q（l/s）；310Q（l/s）代入可得：2229.33500.02543.04500.015375 1000.01H 10.138（m）答：所需水头为10.138m。7.21 在长为 2l，直径为d的管道上，并联一根直径相同，长为l的支管（图中虚线），若水头H不变，不计局部损失，试求并联支管前后的流量比。llH 解：并联前，设管道的比阻为a，则有：word

35、文档 可自由复制编辑 22HalQ，2HQal 并联后，总流为Q 222524QHalQalalQ，45HQal 两支路的流量为122QQQ 82101.2655QQ 答：并联支管前后的流量比为1.26。7.22 有一泵循环管道，各支管阀门全开时，支管流量分别为1Q、2Q，若将阀门A开度变小，其他条件不变，试论证主管流量Q怎样变化，支管流量1Q、2Q 怎样变化。QQ1Q2A 解：设主管阻抗为0S，支管阻抗为1S，2S。主管损失为2000fhS Q，支管损失为22211122fhSQS QS Q。1112221111212fffhhhQQSSS 121212111SSSSSSS 12212S S

36、SSS word 文档 可自由复制编辑 水泵扬程 22120010000212ffS SHhhSS QSQSS 22200001200032101112122SSdHdHdQdQS SQSQdSdQdSdSSSSS 2200200112002SSdQQHdHdSSSQdQ 对离心泵，一般有000dHdQ，成立010dQdS。即0Q减小，而0H增加，0fh减小，故1fh增加。又012QQQ，当1fh增加时，2S不变，故2Q增加 1Q减少 答：主管流量Q减小，支管流量1Q减少、2Q增加。7.23 电厂引水钢管直径d=180mm，壁厚=10mm，流速v=2sm/，工作压强为 1106Pa，当阀门突然

37、关闭时，管壁中的应力比原来增加多少倍？解：0cHvg 其中 019210143513192.1 101801120.0 1010ccK DE（m/s）其中92.1 10K Pa；1020.0 10E Pa；180D mm；10mm 131922699.807H（m）2638.14P（kPa）管中压强增大的倍数为3.64倍。答：管壁中的应力比原来增加3.64倍。7.24 输水钢管直径d=100mm，壁厚=7mm，流速v=1.2sm/，试求阀门突然关闭时的水击压强，又如该管道改为铸铁管水击压强有何变化？word 文档 可自由复制编辑 解：对钢管：019210143513412.1 10100112

38、0.0 107ccK DE（m/s）对铸铁：019210143512562.1 10100119.8 107ccK DE（m/s）013411.2164.059.807cHvg（m）012561.2153.099.807cHvg（m）61.60910PPa 61.50710PPa 答：阀门突然关闭时的水击压强为61.60910Pa，该管道改为铸铁管水击压强为61.50710Pa。7.25 水箱中的水由立管及水平支管流入大气，已知水箱水深H=1m，各管段长l=5m，直径d=25mm，沿程摩阻系数=0.0237，除阀门阻力（局部水头损失系数）外，其他局部阻力不计，试求：（1）阀门关闭时，立管和水平

39、支管的流量1Q、2Q；（2）阀门全开（=0）时，流量1Q、2Q；（3）使1Q=2Q，应为多少？HQ2Q1l,dl,dl,d 解：（1）阀门关闭。word 文档 可自由复制编辑 2222vlHldg 222 9.8071 53.522100.02370.025g Hlvld（m/s）22223.520.0251.734Qv A（L/s）10Q （2）阀门全开。设结点处压强为p，以水平管为基准面，则有：22palQg；21plalQg 可得：22121QQa 其中5252588 0.02372005872.0 100.025agdg 再从水池面到1Q出口列能量方程：2212lHalQalQ 221

40、2lHQQal 12QQQ 可得：2221122122lHQQQQQal 2511252251223 5 1321.6 102.0 1050.5 10lHQQQalQQ 251121.50.5 1.6 10QQQ 225121.61.60.5 1.6 10QQ 2211220.11.60QQQQ 2112210160QQQQ 解得：21210106456.42QQ word 文档 可自由复制编辑 故 1211.4QQ，121.4QQ 不合题意。代入方程中可得：252128.960.5 10Q20.197Q（L/s），12.2 4 5Q（L/s），.4 2Q（L/s）（3）设置阀门开度，使121

41、2QQQ时，阀门阻力系数为a。则有 212122212442224aaQdallHalQalQalQggd 及 222211248aalQlalQQgd 12QQ，221242482aalQQgdgd /可得：24242425254128aaaallHalgdgdlgd 24245224555 2 1059.8070.025819.6988 6aalgdalgdlHlHl 0.50.524249.80750.0252.1922 19.69algdQ（L/s）121.19QQ（l/s）答：（1）阀门关闭时，立管和水平支管的流量10Q、21.73Q L/s；（2）阀门全开（=0）时，流量12.24

42、5Q L/s、20.197Q L/s；（3）使1Q=2Q，应为19.69。7.26 离心泵装置系统，已知该泵的性能曲线（见图 7-49），静扬程（几何给水高度）gH=19m，管道总阻抗S=7600052/ms，试求：水泵的流量Q、扬程H、效率、轴功率。word 文档 可自由复制编辑 0246810162024283236Q(L/s)H(m)70605040(%)解：装置扬程为 221976000gHHSQQ 在图上作曲线，列表如下：Q 2 4 6 8 H 19.304 20.22 21.736 23.86 确定工作点为：流量7.2Q（L/s）扬程22.90H（m）效率62%轴功率31000 9

43、.80722.9 7.2 102.60.62gQHN（kW）7.27 由一台水泵把贮水池的水抽送到水塔中去，流量Q=70sL/，管路总长（包括吸、压水管）为 1500m，管径为d=250mm，沿程摩阻系数=0.025，水池水面距水塔水面的高差gH=20m，试求水泵的扬程及电机功率（水泵的效率=55%）。word 文档 可自由复制编辑 压水管吸水管Hg 解：2525880.0 2 52.1 1 69.8 0 70.2 5agd 水泵扬程 22202.116 15000.0735.55gHHalQ（m）1000 9.80735.55 0.0744.370.55gHQN（kW）答：水泵的扬程为35.

44、55m，电机功率为44.37kW。word 文档 可自由复制编辑 第八章习题答案 选择题（单选题）8.1 明渠均匀流只能出现在：（b）（a）平坡棱柱形渠道；（b）顺坡棱柱形渠道；（c）逆坡棱柱形渠道；（d）天然河道中。8.2 水力最优断面是：（c）（a）造价最低的渠道断面；（b）壁面粗糙系数最小的断面；（c）过水断面积一点，湿周最小的断面；（d）过水断面积一定，水力半径最小的断面。8.3 水力最优矩形渠道断面，宽深比/b h是：（c）（a）0.5；（b）1.0；（c）2.0；（d）4.0。8.4 平坡和逆坡渠道中，断面单位能量沿程的变化：（b）（a）deds0；（b）deds1；（b）hch；

45、（c）vc；（d）dedh1；（b）hch；（c）vc；（d）dedh0。8.7 明渠水流由急流过渡到缓流时发生：（a）（a）水跃；（b）水跌；（c）连续过渡；（d）都可能。8.8 在流量一定，渠道断面的形状、尺寸和壁面粗糙一定时，随底坡的增大，正常水深将：（a）增大；（b）减小；（c）不变；（d）不定。8.9 在流量一定，渠道断面的形状、尺寸一定时，随底坡的增大，临界水深将：（b）（a）增大；（b）减小；（c）不变；（d）不定。8.10 宽浅的矩形断面渠道，随流量的增大，临界底坡ci将：（b）（a）增大；（b）减小；（c）不变；（d）不定。8.11 明渠水流如图 8-49 所示，试求 1、2

46、 断面间渠道底坡，水面坡度，水力坡度。word 文档 可自由复制编辑 v1=4m/s3m5mv1=4m/s4.5m2m30m0012 解：3210.0 3 33 03 0i 86.50.0530pJ 2244.586.5220.042830ggJ 答：1、2 断面间渠道底坡0.033i，水面坡度0.05pJ，水力坡度0.0428J。8.12 梯形断面土渠，底宽b=3m，边坡系数m=2，水深h=1.2m，底坡i=0.0002，渠道受到中等养护，试求通过流量。解：1.23 1.2 26.48Ah bhm（m2）22222132 1.258.367bhhmbhm（m）0.7745AR（m），取0.0

47、225n（见教材 153 页表 6-4）213616.48 0.77450.00023.4350.0225QRRiAn（m3/s）答：通过流量3.435Q m3/s。8.13 修建混凝土砌面（较粗糙）的矩形渠道，要求通过流量Q=9.7sm/3，底坡i=0.001，试按水力最优断面设计断面尺寸。解：对矩形断面，水力最优断面满足2bh。22Abhh，24bhh，2242hhRh word 文档 可自由复制编辑 231QARin，取0.001i，0.017n 23222hnQhi，8311330.0179.74.14220.001nQhi 1.70h（m），3.4 0b（m）答：断面尺寸为1.70h

48、 m，3.40b m。8.14 修建梯形断面渠道，要求通过流量Q=1sm/3，边坡系数m=1.0，底坡i=0.0022，粗糙系数n=0.03，试按不冲允许流速maxv=0.8sm/，设计断面尺寸。解：max0.8vv，0.8QA，max11.250.8QAv（m2）又 23max1vRivn，即2max3120.03 0.80.5020.0022n vRi 0.366R 有 21.25hbmh 220.36621hbmhbhm 即有 21.252 23.42hbhbh 解得：21.870.6840hh 0.51.37h，2.012.455b 2.00b（m），0.5h（m）答：断面尺寸为2.0

49、0b m，0.5h m。8.15 已知一钢筋混凝土圆形排水管道，污水流量Q=0.2sm/3，底坡i=0.005，粗糙系数n=0.014，试确定此管道的直径。解：取充满度为0.6hd，则20.4920Ad，0.2776Rd。8222333110.49200.27760.0051.05750.20.014QARidddn 0.535d（m）故应取0.75hd，则由表 8-4 查得20.6319Ad，0.3017Rd word 文档 可自由复制编辑 831.43570.2d，0.478d（m）故取500d（mm）答：管道的直径500d mm。8.16 钢筋混凝土圆形排水管，已知直径d=1.0m，粗糙

50、系数n=0.014，底坡i=0.002，试校核此无压管道的过流量。解：满流时的过流量为：23223000110.0020.014 44dQARidn 231110.0020.01444 0.996（m3/s）对管径为1m 的输水管，取0.80hd 由图 8-16 查得：00.98QQ，0.974Q（m3/s）解法 2：取0.80hd，则20.67360.6736Ad；0.30420.3042Rd 22330.67360.30420.0020.9730.014AQRin（m3/s）答：无压管道的过流量0.973Q m3/s。8.17 三角形断面渠道，顶角为 90，通过流量Q=0.83/ms，试求