流体力学试卷、习题及答案(7)

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题 5-21 图

5-22 自水池中引出一根具有三段不同直径的水管如图所示。已知d=50mm，D=200mm，l=100m，H=12m，局部阻力系数ζ进=0.5，ζ阀=5.0，，沿程阻力系数λ=0.03，求管中通过的流量并绘出总水头线与测压管水头线。

5-23 图中l=75cm，d=2.5cm，υ=3.0m/s，λ=0.020，ζ进=0.5，计算水银差压计的水银面高差hp，并表示出水银面高差方向。

题 5-22 图

题 5-23 图

5-24 如图所示为一突然扩大的管道，其管径由d1=50mm突然扩大到d2=100mm，管中通过流量Q=16m3/h的水。在截面改变处插入一差压计，其中充以四氯化碳(ρ2=1600kg/m3)，读得的液面高度差h=173mm。试求管径突然扩大的损失系数，并把测得的结果与按理论计算的结果相比较。

5-25 计算图中逐渐扩大管的局部阻力系数。已知d1=7.5cm，p1=0.7工程大气压， d2=15cm，p2=1.4工程大气压，l=150cm，流过的水量Q=56.6L/s。

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题5-24 图

题5-25 图

5-26 测定一蝶阀的局部阻力系数装置如图所示，在蝶阀的上、下游装设三个测压管，其间距l1=1m，l2=2m。若圆管直径d=50mm，实测▽1=150cm，▽2=125cm，▽3=40cm，流速υ=3m/s，试求蝶阀的局部阻力系数ζ值。

题 5-26 图

5-27 一圆形桥墩立于水中，桥墩直径为0.4m，水深2m，平均流速2m/s。试求桥墩受到的水流作用力。（水温为20℃）

5-28 一个直径d=1cm，比重为1.82的小球在静水中下沉，达到等速沉降时

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速度u0=463m/s，求：

（1）等速沉降时小球所受到的绕流阻力D； （2）绕流阻力系数CD及雷诺数Re。（水温为20℃）

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第六章 孔口、管嘴及有压管道流动

6-1 若管嘴出口面积和孔口面积相等，且作用水头H也相等，为什么管嘴出流量要比孔口出流量大？并写出管嘴收缩断面处真空高度的表达式。

6-2 液流从贮藏箱的垂直侧壁上的小孔口中水平射出，从收缩断面处量起，水平射程为x，孔口中心离地高为y。试用x和y来表示出流流速。若贮液箱内液面比孔口中心高出H，求流速系数的表达式。

习题6-2

6-3 在混凝土坝中设置一泄水管，如图所示，管长l?4m，管轴处的水头

H?6m，现需通过流量qV?10m3/s，若流量系数??0.82，试决定所需管径d，

并求管道水流收缩断面处的真空值。

习题6-3

6-4 如题图所示的水箱用隔板分成左右两个水箱，隔板上开一直径水箱底接一直径d2?30mm的外管嘴，管嘴长l?0.1m，d1?40mm的薄壁小孔口，

H1?3m。试求在恒定出流时水深H2和水箱出流流量qV1、qV2。

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习题6-4

6-5 水从A水箱通过直径为10cm的孔口流入B水箱，流量系数为0.62。设上游水箱的水面高程H1?3m保持不变。若水箱A、B顶部均与大气相通，求（1）

B水箱中无水时，通过孔口的流量为多少？（2）B水箱水面高程H2?2m时，

通过孔口的流量为多少？（3）若A箱水面压力改为p0A?2000Pa，H1?3m，B水箱水面压力p0B?0，H2?2m，求通过孔口的流量。

习题6-5

6-6 如图所示虹吸管，上、下游水池的水位差H为2.5m，管长lAC段为15m，

lCB段为25m，管径d?200mm，沿程阻力每当λ?0.025，入口水头损失系数ζc?1.0，各转弯的水头损失系数均为0.2，管顶允许真空高度hV?7m。试求通过流量及最大允许安装高度hs。

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