【文章內(nèi)容簡介】 C. 三次方 D. 四次方 ( A ) A. d/2 B. d/3 C. d/4 D. d/5. 謝才公式中謝才系數(shù)的單位是（ C ） A. 無量綱 B. sm21 C. sm23 D. sm2 8. 判斷層流和紊流的臨界雷諾數(shù)是 （ C ） 14 諾數(shù) 二、判斷題 1. 層流的沿程水頭損失系數(shù)僅與雷諾數(shù)有關(guān)。 ( 正確 ) 2. 壁面光滑的管道一定是水力光滑管。 ( 錯誤 ) 3. 在過流斷面突變處一般發(fā)生局部水頭損失。 ( 正確 ) 4. 等直徑圓管中的層流 ,其過流斷面平均流速是圓管中最大流速的 1/2倍 （ 正確 ） 5．流體內(nèi)切應力方向與流體運動方向相同。 （ 錯誤 ） 6．阻力平方區(qū)內(nèi)阻力系數(shù)與雷諾數(shù)無關(guān)。 （ 正確 ） 三、簡答題 1. 圓管中層流與紊流，其流速分布有什么不同？ 答 : 層流為拋物線分布 ,紊流為對數(shù)曲線分布 .(也可以畫圖 ) 2. 簡述尼古拉茲實驗中沿程阻力系數(shù)λ的變化規(guī)律。 答 : 尼古拉茲實驗揭示了沿程阻力系數(shù)λ的變化規(guī)律 ,文字表述或數(shù)學公式表述 . 層流 : (Re)f?? 。水力光滑區(qū) : (Re)f?? 。過渡粗糙區(qū) : )(Re, dKf?? 粗糙區(qū) (阻力平方區(qū) ) : )(dKf?? . ，并說明其層流、紊流的判別標準？ 答 : 管流 : ?vd?Re 2021Re? (層流 ) 2021Re? (紊流 ) 明渠水流 : ?vR?Re 500Re? (層流 ) 500Re? (紊流 ) Re 的物理意義？它為什么能用來判別流態(tài)？ 答 : 雷諾數(shù)實質(zhì)是反映粘性力與慣性力之比。層流時慣性力不大 ,而粘性力占主導 ,受粘性力的約束，流體質(zhì)點做規(guī)則運動。紊流時慣性力占主導，受到干擾形成渦體，當粘性力約束不了渦體時，流體質(zhì)點互相摻混，所以用雷諾數(shù)可以來判別流態(tài)。 ，隨流量增大，雷諾數(shù)是增大還是變??？當輸水管流量一定時，隨管徑加大，雷諾數(shù)是增大還是變??？ 答 : 當輸水管直徑一定時，隨流量增大，雷諾數(shù)增大； 當輸水管流量一定時，隨管徑加大，雷諾數(shù)變小。 ，通過不同粘滯性的液體，它們的臨界雷諾數(shù)是否相同？ 答 :不一定。 ？產(chǎn)生能量損失的物理原因是什么？ 15 答 : 有沿程能量損失和局部能量損失兩種。一是因為流體具有粘滯性，二是因為固體邊界條件的影響。 四、計算題 （解體思路與答案） 1. 有已輸油管，管長 ml 100? ,管徑 cmd 5? ，已知油的密度 3930 mkg?? ，動力粘滯系數(shù) msN ??? 。當通過輸油管的流量 smQ ? 時，判斷液流的流態(tài)，計算輸油管的沿程水頭損失 fh 。 解： (1) 計算雷諾數(shù)判別流態(tài)。 (2) 計算沿程阻力系數(shù)λ。 (3) 計算沿程水頭損失 fh 。 答案：層流 沿程水頭損失 fh =(油柱 ) 管直徑 mm10d? ，管中水流流速 sm20v /.? ，水溫 C10T 0? ，（ 1）試判別其流態(tài)；（ 2）若流速與水溫不變，管徑改變?yōu)?mm30 ，管中流態(tài)又如何？（ 3）若流速與水溫不變，管流由層流轉(zhuǎn)變?yōu)槲闪鲿r，水管直徑為多大？ 解： (1) 查表 , 求運動粘滯系數(shù) ? , 計算雷諾數(shù)判別流態(tài)。 答案：層流 （ 2）同上 答案：紊 流 （ 3）設(shè)雷諾數(shù)等于 2021，求管徑。 答案： mmd ? ，在管內(nèi)通過 scm / 2?? 的水，測得通過的流量為 scmQ /35 2? ，在管長 15m 的管段上測得水頭損失為 2cm，試求該圓管內(nèi)徑 d。 解：（ 1） 設(shè)管中水流為層流，推導出沿程阻力系數(shù)λ表達式并代入數(shù)據(jù)； （ 2）將上式再代入達西公式gvdlhf 22?? 并化簡，代入數(shù)據(jù)求管徑。 答案： mmd ? mm100d ? ，管中水流流速 scm100v /? ，水溫 C10T 0? ，試判別其流態(tài)。 解： 答案：紊流 5．凝土明渠中水流為均勻流，水力坡度 00090J .? ，明渠底寬為 m2b? ，水深 m1h? ，粗糙系數(shù) 0140n .? ，計算明渠中通過的流量（分別用曼寧公式和巴氏公 式計算）。 解： 此渠道為矩形渠道， ① 計算出水力要素：面積 A，濕周 ? ，水力半徑 R， ② 用曼寧公式和巴氏公式計算謝齊系數(shù) C， ③ 謝齊公式計算流速； ④ 計算量 16 答案： smQ / 3? （用曼寧公式計算） smQ / 3? （用巴氏公式計算） 。已知 mm150d1 ? ， mm75d2 ? ， m50l? ，管道的當量粗糙度 mm60K .? ，水溫為 C20? 。若管道的出口流速 sm2v2 /? ，求（ 1）水位 H；（ 2）繪出總水頭線和測壓管水頭線。 解： (1)計算管中的雷諾數(shù)判斷流態(tài) .。（第 1條管道在水力光滑區(qū)，第 2條管道在紊流 粗糙區(qū)）。 （ 2）用經(jīng)驗公式計算沿程阻力系數(shù) ? （ 3）兩管聯(lián)接處為突然放大的局部阻力系 數(shù)，進口局部阻力系數(shù) ?? （ 4）沿程阻力系數(shù) ? 選取公式有別，結(jié)果可不同。 答案： mH ? ，水位恒定，通過一根管徑 mm100d ? 、管長 m800l? 的管道，已知水池水面和管道出口高差m20H? ，管道上有兩個彎頭，每個彎頭的局部阻力系數(shù) 30.?? ，管道進口是直角進口（ 50.?? ）管道全長的沿程阻力系數(shù) 0250.?? ，試求通過管道的流量。 解： 管道作用水頭等于沿程水頭損失與局部水頭損失之和。 沿程阻力系數(shù)、局部阻力系數(shù)已知，可用公式直接求解。 答案： slq /? 17 第 6章 一、選擇題 1. 虹吸管正常工作，其頂部的真空值一般不大于（ B ）水柱高。 A. B. C. 9m 2. 短管淹沒出流的計算時，作用水頭為（ B ）。 A. 短管出口中心至上游水面高差； B短管出口中心至下游水面高差； C. 上下游水面高差 3．外延管嘴正常工作的條件是（ D ） A．管長大于 34倍的管徑 0H C. 作用水頭大于 0H D. 管長 l =(34)d ，作用水頭 ?H 0H 4．按短管進行水力計算的管路是 （ C ） ( D ) 二、判斷題 1． 計算阻力損失時，短管既要考慮局部阻力損失，也要考慮沿程阻力損失，長管計算同樣也要考慮這兩項損失。（ 錯誤 ） 2．長管是指幾何長度很長的管道。（ 正確 ） 3．孔口淹沒出流時，孔口淹沒越深，其出流的流速和流量就越大。（正確 ） 4．管嘴收縮斷面的真空度與作用水頭成正比，作用水頭越大，收縮斷面的真空度越大，泄 流量也越大。（正確） 5．同一短管，在自由出流和淹沒出流條件下，流量計算公式的形式及流量系數(shù) ? 的數(shù)值均 相同。（ 正確 ） 兩孔口形狀、尺寸完全相同，作用水頭相同，一個為自由出流，一個為淹沒出流，二者的流量是相同的。 （錯誤 ） 三、簡答題 1． 為什么管嘴出流時，阻力增加了，泄流量反而增大？ 答 ：因為在管嘴進口收縮斷面處形成了負壓，相當增加了作用水頭，在相同條件下管嘴出流比孔口出流的流量大。 2． 寫出薄壁小孔口出流的收縮系數(shù) ? ，流速系數(shù) ? 和流量系數(shù) ? 的表達式。 答： （略） 3． 外延管嘴的正常工作條件是什么？ 答： 管嘴長： dl )4~3(? ，作用水頭 ： 2mHH ? 4. 為什么外延管嘴出流比同等條件下孔口出流的流量大？ 18 答： （與 1重復） 四、計算題 （解體思路與答案） 1．有一虹吸管，作用水頭 mHmH , 21 ?? ，管長 mll ?? ，管徑 mdd ?? ，沿程損失系數(shù) ?? ，進口設(shè)攔污柵，進口局部損失系數(shù) ?? ，彎管局部損失系數(shù) ?? 。求該虹吸管的過流量、管中最大真空值，并定性繪出其測壓管水頭線。 解： 此題屬短管的水力計算，可以用能量方程求解，也可直接用公式。要點有 2 。 ① 局部損失系數(shù)要考慮周全 （共 3個）。 ② 此題，管中最大真空值發(fā)生在最高處。 答案： smQ / 3? )(2mHgp v ?? 2. 一水塔供水系統(tǒng)如圖所示，已知管道末端要求的自由水頭 Hz=10m，管徑 d1=450mm， d2=350mm， d3=250mm，管長L1=100m， L2=100m， L3=100m， q1= sm/3 ， q2= sm/3 ， q3= sm/3 ，管道的粗糙系數(shù) n=。試確定水塔高度 H。 解： 此題屬短管的水力計算，也可直接用公式求解。要點有 3 。 ① 長管公式要記住，應注意修正。 ② 管中（節(jié)點）流量要算對。 ③ 題目中給出了管道的粗糙系數(shù)，意指管流在粗糙區(qū)，不必修正，但要記住以下公式， 611Rnc? 28cg?? 528 dgs ??? 2slQH? 19 答案： H= 3. 圓形有壓涵管穿過路基，管長 ml 50? ，管徑 md ? ，上下游水位差 mH 3? ，管路沿程阻力系數(shù) ?? ，局部阻力系數(shù)：進口 ?e? ，彎管 ?b? ，水下出口 ?se? ，求通過流量？ 解： 此題屬短管的水力計算，也可直接用公式求解。要點是局部損失系數(shù)要考慮周全（共 4個） 答案 : smQ / 3? 作業(yè) 4 答案 (第 7章、第 8章、第 9章、第 10章 ) 第 7章 一、 選擇題 1. 對于管道無壓流，當充滿度 ? 分別為（ B ）時，其流量和速度分別達到最大。 A. , B. , C. , 081 D. , 2. 對于 a, b, c三種水面線，下列哪些說法是錯誤（ A ）（ C ） A．所有 a、 c型曲線都是壅水曲線，即 0?dsdh ，水深沿程增大。 B．所有 b型曲線都是壅水曲線，即 0?dsdh ，水深沿程增大。 C．所有 a、 c型曲線都是降水曲線，即 0?dsdh ，水深沿程減小。 D．所有 b型曲線都是降水曲線，即 0?dsdh ，水深沿程減小。 20 3. 跌水的形成條件是（ D ） 渡到急流 4．水躍的形成條件是（ C ） 5．兩段長直的棱柱形渠道，通過的流量相同 ,（ B ） （ 1n 2n ），其他參數(shù)相同（ ), Qmbn ，則 0201 hh ? （ 21 ii ? ），其他參數(shù)相同（ ), Qmbi ，則 0201 hh ? （ 21 bb? ），其他參數(shù)相同（ ), Qmni ，則 0