2体运动的流束理论+250.001m,两断面间的水头损失h。0.05张,试H2ght12求流量。解由连续性方程21和伯努利方程惠2.5图WA,=VA.2+0.05元2+包+-pg2g2g2gpg送一+0.05号近-p-pa=h-h得2g2gPg[(会) -1+0. 05]-hh代入已知数据,得=1.9636m/sQ=uA,=3.927X10m/s【2.6】题2.6图所示的为水平安装的文丘里流量计.已知水管直径d,=15cm,喉道直径d=10cm水银差压计的左、右水银面的高差Ah=20cm,不计水头损失,试求通过管道的水流量Q解设图中的断面1-1和断面2-2中心的位置高程分别为2、(:2)水银差压计的2左、右水银面高程分别设为Z和且一0.2m。不计水头损失,由能量方程一2+起+++近2gpg2gpg题2.6图
+26.水力学习题详解一得2gAg两断面处在新变流中,动水压强服从静水压强分布规律,因此p+g(z-z)=p+g-z)+pg(z-z)5近=(2-1)(2—2)2g[1-(会)门-(%-1)4h式中,p=13600kg/m是水银密度。代人已知数据,得ws=7.8454m/s故Q=Az=0.06162m/s【2.7]】文丘里流量计的水管直径D=10.4cm,喉道直径d=6.4cm,为了测量压差,在大管段和哦道上各装一条开口测压管,当流量Q=5L/s时,两测压管水柱高差h,=11cm,当Q=5.7L/s时,两测压管水柱高差△hz=14cm,试求该文丘里流量计的流量系数。解参见题2.5图。由断面1-1和断面2-2的连续性方程以及不计水头损失的伯努利方程UA,=A好++一效++送pg2gpg2g5h得2gpg浆[1-(会) ]= Ah2gAhU/i-()
液体运动的流束理论.27.rd2g4hQ=4-()式中d=0.064m,D=0.104m当Ah,=0.11m时,Q=5×10-m/s,由此算得流量系数μ=0.97967.当Ah,=0.14m时,Q=5.7×10-m/s,算得m0.98996。取平均值,得#-(m+)/2=0.98482【2.8】如题2.8图所示,水池底部引出一条直径d=10cm的水管,已知水深H=5m,从水管进口至出口之间的管流的水头损失为0.8 %(为管流的断面平均流速),试求通过管道的水流2g量Q.解水池的液面是一个过流-断面,在此断面上,流线铅直向下,H流速可视为零。这里的已知条件多,应用伯努利方程时这种液面常常被选作一个计算断面。题2.8图对水面和管道出口断面应用伯努利方程,有UH=(g+0.8)2g2gH故=7.3786m/sU=Na+0.8Q=ud?=0.05795m/s4[2.9]如题2.9图所示,为了将水库中的水引至堤外灌溉,安装了一根直径d=15cm的虹吸管,若不计水头损失,间通过虹
·28水力学习题详解吸管的流量Q为多少虹吸管顶部s处的压强为多少?已知管道出口至水面的高度h,=3m,管道顶部s至水面的高度h2=2m。解对水库的水面和虹吸管/出口断面,应用伯努利方程,有hh+包=包+ppg2g故=2gh=7.668m/sQnd=0.1355m/s7题2.9图为了求处的真空压强,对水面和管道断面s应用伯努利方程,有2一品+h+元2gpgpgw已算出,h已知,因而p==h+%=h+h=5m2gpgP.-p49000Pa【2.10】从水深H=5m保持不变的水池下方引出条管路,管路末端通大气。管路由三段管道组成,如题2.10图所示,其过水断面面积分别是A=0.05m,A=0.03m,A=0.04m水池容积很大,其内流速可以忽略,若不计水头损失,试求:(1)管路流量及各管流速:(2)绘制管路总水头线和测压管水头线:解(1)对水池的水面和管路出口断面应用伯努利方程,有H-2g故ty-2gH-9.9m/sQ=wA,=0.396m/s
2液体运动的流束理论.29.总水头线32题2.10图u=Q/A=7.92m/sw=Q/A,=13.2m/s(2)为了画测压管水头线,需计算各管段的速度水头:u=3.2m2g5=8.89m2g=5m2g各管段的测压管水头线(虚线)、总水头线(实线)如题2.10图所示。【2.11】如题2.11图所示的是水电站压力水管的渐变段,其直径分别为D,=1.5m,D=1m,渐变段起点断面1-1的压强p=400kPa,流量Q=1.8m/s,若不计水头损失,求渐变段镇墩上所受的轴向推力为多少?解渐变段两个端面的平均流速分别是U=Q/A,=1.019m/s=Q/A=2.292m/s断面2-2的压强可由伯题2.11图