8管道不可压缩流体恒定流.doc

思考题及答案 一、选择 1 二、例题 3 三、问答 14 一、选择二、例题 l=lAB+lBC=30+40=70m，d=200mm。钻井至集水池间的恒定水位高差H=1.60m。又已知λ=0.03，管路进口120弯头90°弯头及出口处的局部阻力系数分别为|?1=0.5，|?2=0.2，|?3=0.5，|?4=1.0。 试求:（1）流经虹吸管的流量； ?????（2）如虹吸管顶部B点的安装高度hB=4.5m ，校核其真空度。 ? （1）列1-1，3-3能量方程，忽略行进流速v0=0 图8-5 ? ??? ?? ? （2）假设2-2中心与B点高度相当，离管路进口距离与B点也几乎相等， ???列1-1，2-2能量方程： ??? ?? ?? 所以虹吸管可正常工作。 例2? ?路基上设置的钢筋混凝土倒虹管，如图8-6所示。管长lAB=60m,lBC=80m,lCD=60m,α=20°。 试求：（1）如上、下游水位差为27.4m-19.4m=8m，管径d=2m，计算其泄流能力Q； ????? （2）如泄流量Q=25.14m3/s ，若管径与下游水位维持不变，由上游水位怎样变化？ ????? （3）如流量Q=25.14m2/s ，上、下游水位保持原状不变（即H=8m），问管径应如何变化？ 图8-6 解（1）取基准面0-0及计算断面1-1、2-2，写能量方程 ? ???? （1） ? 用满宁公式???? ? 其中水力半径???? ? 谢才系数???? ? 沿程阻力系数???? ? 局部阻力系数???? ? ? 解得管内流速???? ? 管内流量???? ? （2）据题意， ? ? 水头损失为此加大成 ，H随之大于H，故上游水位壅高。 ? ? 因为管长、管径、管材及管道布置未变，则各项阻力系数不变，故 ? ? 故HH，上游水位壅高至?30.06m。 ? （3）据题意，管径改变为d d，则管内流速改变为v2，由式（1）得 ? ? 或?? ? 整理得 ? ? 用试算法解此一元五次方程，得 ? ? 如采用成品管材，则查产品规格选用略大于d 的管径的管道。由于管径的改变，R,C,l均随之变化，所以如作精确计算，还宜以d 值重新计算C,λ0，此处不作赘述。 例3? 一直径为d的水平直管从水箱引水、如图8-7所示，已知：管径d=0.1m，管长l=50m，H=4m，进口局部水头损失系数z1=0.5，阀门局部水头损失系数z2=2.5 ，今在相距为10m的1-1断面及2-2断面间设有一水银压差计，其液面差Δh=4cm，试求通过水管的流量Q。 解：以管轴水平面为基准面，写1-1，2-2断面的能量方程，得 图8-7 ? ? ? 由压差计原理知 ? ? 所以 ? 全管路沿程水头损失 ? ? 再由水箱断面与管道出口断面的能量方程 ? ? ? ? 例? ?图8-10中，水由封闭容器A沿垂直变直径管道流入下面的水池，容器内p0=2N/cm2且液面保持不变。若d1=50mm，d2=75mm，容器内液面与水池液面的高差H=1m（只计局部水头损失）。 求：（1）管道的流量Q； ??? （2）距水池液面处的管道内B点的压强。 解：（1） 图8-10 ? 因p0pa相当于容器内液面抬高2.04m，所以作用水头为1+2.04=3.04m ? 管道流量为? ??? （1） ? 局部水头损失系数：进口|?1=0.5，出口|?2=1 ，突然扩大 ? ? 突然缩小 ? ? 将各有关数值代入（1）式，得 ? ? （2）以C-C为基准面，写B-B断面和C-C断面的能量方程 ? ?INCLUDEPICTURE \d file://E:/dianzljiaoan/jpkc.zju.edu.cn/k/405/d08z/02j/D0802PIC/D080202/D0802018.gif 牋 ? INCLUDEPICTURE \d file://E:/dianzljiaoan/jpkc.zju.edu.cn/k/405/d08z/02j/D0802PIC/D080202/D0802019.gif ?INCLUDEPICTURE \d file://E:/dianzljiaoan/jpkc.zju.edu.cn/k/405/d08z/02j/D0802PIC/D080202/D0802020.gif 例1?采用内壁涂水泥砂浆的铸铁管供水，作用水头H=10m，管长l=1000m，管径d=200mm（如图8-12所示）。 求：（1）校验管道能否输水Q=50 l/s。 ??? （2）如管道输水能力不足，为通过上述流量，在管道中加接部分并