工程流体力学泵与风机习题答案(3)

6-26 为测定90弯头的局部阻力系数ζ，可采用如图所示的装置。已知AB段管长10m，管径为50mm，沿程阻力系数为0.03。实测AB两断面测压管水头差Δh=0.629m且经两分钟流入量水箱的水量为0.329m3。求弯头的局部阻力系数ζ。（蔡4-24,0.32）

题 6-26 图 题 6-27 图

6-27 测定某阀门的局部阻力系数ζ，在阀门的上下游共设三个测压管，其间距L1=1m，L2=2m。若直径d =50mm，实测H1=150cm，H2=125cm，H3=40cm，流速v =3m/s，求阀门的ζ值。（蔡4-25,0.76, 135页）

6-28 用突然扩大使管道的平均流速由v1减到v2，若直径d1及流速v1一定，试求使测压管液面差h成为最大的v2及d2是多少？并求最大的h值。（张5-14，0.5v1、1.414d1；v12/4g）

6-29 流速由v1变到v2的突然扩大管，如分两次扩大，中间流速v取何值时局部水头损失最小？此时的局部水头损失为多少？并与一次扩大时比较。（蔡4-27, 0.5(v1+v2)， 题 6-29 图 已知水箱的水深H，管道直径d，（1）流量Q不随l的增加而增加？ （蔡例4-10,张5-13，H=d(1+∑ζ)/λ；H>d(1+∑ζ)/λ；H<d(1+∑ζ)/λ）

6-31 水箱中的水经管道出流，已知管道直径为25mm，长度为6m，作用水头H 13m，

沿程阻力系数λ=0.02。试求流量Q及管壁切应力τ0。（张5-15，3.12 l/s；101Pa）

题 6-30 图 题 6-31 图

6-32 一直立的突扩管如图所示，水由上向下流动，已知d1=150mm，d2=300mm，h=1.5m，v2=3m/s，试确定水银测压计中的水银液面哪一侧较高？差值为多少？（蔡4-28, 左低右高，0.22mHg）

6-33 如图所示，气体在一直立的突扩管内由下向上流动，已知d1=50mm，d2=100mm，管内气体密度ρ=0.8kg/m3，外部空气密度ρa=1.2kg/m3，流速v1 =20m/s，1断面测压管读值

题6-32图 题6-33图

h1 = 100mmH2O，两断面间的高差H=10m，沿程水头损失不计，试求突扩管的局部压强损失和2断面测压管读值h2。（屠7-28, 1079Pa，110mm）

6-34 水池中的水经弯管流入大气中，已知管道直径d =100mm，水平段AB和倾斜段BC的长度均为l = 50m，高差h1=2m，h2=25m， BC段设有阀门，沿程阻力系数λ=0.035，管道入口及转弯的局部水头损失不计。试求：为使AB段末端B处的真空高度不超过7m，阀门的局部阻力系数ζ最小应是多少？此时的流量是多少？（刘6-29，173页，19.5，0.024m3/s）

题6-34图

6-35 针对如图所示管路系统：(1)绘制水头线；(2)若将上游阀门A关小，各段水头线如何变化？若将下游阀门B关小，各段水头线又如何变化？ (3) 若分别将上游阀门A、B

关小或开大，对固定断面1-1的压强产生什么影响？（蔡4-1）

题6-35图

6-36 两水池水位恒定，已知管道直径d = l0cm，管长l = 20m，沿程阻力系数λ=0.042，局部阻力系数：弯头ζb=0.8，阀门ζv =0.26，通过流量Q = 65 l/s，试求水池水面高差H。（张5-17，43.93 m）

6-37 自水池中引出一根具有三段不同直径的水管，已知直径d = 50mm，D = 200mm，长度l = 100m，水位H =12m，沿程阻力系数 0.03，阀门的局部阻力系数ζv =5.0，试求通

1=97.3，度lzh。（299页，闻7-29，324.3m，6.87m）

6-39 某铸铁管道的直径d = 200mm，当量粗糙高度ks为0.3mm，通过的流量Q = 60 l/s。如图所示，管路中有一个90o的折管弯头，今欲减小其局部水头损失，拟将此90o折管弯头换为两个45o的折管弯头，或者换成一个90o的缓弯管弯头（转弯半径R=1m），水温20oC。试求上述三种情况下局部水头损失和每种情况下的折算长度lzh。（闻7-30，0.205m，0.13m，0.025m，10m，6.36 m，1.2 m）

题 6-39 图

第八章

习 题

8-1 薄壁圆形孔口的直径d =10mm，作用水头H =2m。现测得射流收缩断面的直径dc=8mm，在32.8s

时间内，经孔口流出的水量为0.01m3，试求该孔口的收缩系数ε，流量系数μ、流速系数φ及孔口局部阻力系数ζ。（张6-1，0.64，0.62，0.97，0.06）

8-2 薄壁孔口出流如题8-1图所示，直径d =2cm，水箱水位恒定H =2m，试求：（1）孔口流量Q ；（2）此孔口外接圆柱形管嘴的流量Qn ；（3）管嘴收缩断面的真空。（张6-2，1.22 l/s，1.61 l/s，1.5mH2O）

8-3 如图所示，某诱导器的静压箱上装有圆柱形管嘴，管径d=4mm，长度l=100mm，沿程阻力系数λ=0.02，从管嘴入口到出口的局部阻力系数∑ζ=0.5，试求：（1）管嘴的流速系数和流量系数；（2）当管嘴外为当地大气压，空气密度ρa=1.2kg/m3，若要求管嘴的出流速度为30m/s，此时静压箱内的压强应保持多大？（周5-5.6，0.707，0.707，1.08kPa）

8-4 某恒温室采用孔板送风，风道中的静压为200Pa，孔口直径d=20mm，空气温度为20oC，孔口流量系数为0.8，要求通风量Q=1.0m3/s，问需要布置多少孔口？（周5-7，219）

8-5 水箱用隔板分为A、B两室，隔板上开一孔口，其直径d1=4cm，在B室底部装有圆柱形外管嘴，其直径d2=3cm。已知H=3m，h3=0.5m，试求：（1）出流恒定的条件；（2）在恒定出流时的h1，h2；（3）流出水箱B的流量Q。（张6-3，Q1= Q2，1.07m，1.43m，3.57 l/s）

8-3 图 d =10cm的孔口流入B水箱，孔口流量系数为0.62。设A水箱的作用水头H1=3m保持不变，试求在下列三种情况下，通过孔口的流量；（1）B水箱中无水，即H2=0；（2）B水箱中的作用水头H2=2m；（3）A水箱水面压力为2000Pa，H1=3m，同时B水箱水面与大气相通，H2=2m。（周5-8，0.037m3/s，0.022m3/s，0.024m3/s）

题 8-6 图 题 8-7 图 题 8-8 图

8-7 某厂房利用自然通风进行换气，其上下部各有一面积为8m2的窗口，两窗口的中心高差为7m，窗口流量系数为0.64，室外空气温度为20 oC，室内空气温度为30 oC，气流在自然压头作用下流动，求车间的自然通风换气量（质量流量）。（周5-9，9.24kg/s）

8-8 某气体管道安装了孔板流量计，如图所示U形管测压计的读值h=100mmH2O，流量系数为0.62，管道直径d =10cm，输送空气温度为20 oC，求此时的流量。（周5-10.11，0.197m3/s）

8-9 有一平底空船，其水平面积Ω=8m，船舷高h=0.5m，船自重G=9.8kN。现船底破一直径l0cm的圆孔，水自圆孔漏入船中，试问经过多长时间后船将沉没。（张6-4，394s）

8-10 游泳池长l=25m，宽B=10m，水深H=1.5m，池底设有直径d=0.1m的放水孔直通排水地沟，试问放空池水所需时间。（刘7-12，7. 89h）

8-11 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μ，试求该车充满油后所需卸空时间。（张6-6，4lD

1.5

3 A

2g

）

题 8-9 8-12

ρa=1.2kg/m36-8，43.21m）

=2m，，沿程阻力系数λ=0.031，管道入口和弯头的局部阻力系数为ζe=0.5和ζb=0.5。试求虹吸管的流量。（屠8-6， 0.05 m3/s）

8-15 由水库引水，先用长l1=25m，直径d1=75mm的管道将水引至贮水池中，再由长l2=150m，直径d2=50mm的管道将水引至用水点。已知水头H=8m，沿程阻力系数λ1=λ2=0.03，阀门的局部阻力系数ζv =3。（1）试求流量Q2和水面高差h；（2）绘出总水头线和测压管水头线。（屠8-10， 0.0025 m3/s，0.188m）

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