流体力学参考答案 李玉柱（汇总）

lV2解：h??

d2g4?h?20.02m

Q??d2V

6-13 设简单管道的淹没出流，局部损失仅包括进口?1?0.5和出口?2?1.0。若沿程损失按直径200mm和新钢管曼宁系数n?0.011~0.012计，按局部损失不大于沿程损失的5%来控制，问管道长度多少倍管径时才能看做是长管？ 解：

n2n2lV22沿程损失：hf?SlQ?24/3l?AV??4/3

ARR2V2局部损失：hj?(?1??2)

2ghj?5%hf

V21n2lV2?即：(?1??2) 2g20R4/310??1??2?R4/30.071?l??2

n2gn当n?0.011时：l?587.15m?2935.73d；

当n?0.012时，l?493.06m?2465.23d。

所以，管道长度为管径的2465.23~2935.73倍。

6-14 图示管路系统，已知管径d1?150mm,d2?100mm,d3?200mm，管长

l1?l2?l3?50m，沿程损失系数?1?0.024,?2?0.025,?3?0.023，阀门局部损失系数??0.5，

上、下游水池的水位差H?15m。计算各控制断面的测管水头和总能头，且定量绘出该管路的总水头线和测管水头。

解：以出口下游为基准面

S?8?18?0.024??26.14 2525g?d19.8???0.158?28?0.025??206.78 2525g?d29.8???0.18?38?0.023??5.94

g?2d359.8??2?0.258? 25g?d所以：S1?S2?S3?v3?Q4Q??31.83Q 2A3?d32v32H?hf?hj?(S1+S2+S3)lQ???11968.85Q2

2g?Q?0.0354m3/s

v3?1.13m/s;v2?4.51m/s;v1?2m/s

所以：出口下游：HP?0;H0?0

第三段管路入口：HP?0.4m;H0?0.399m 第二段管路入口：HP?12.36m;H0?13.4m 第一段管路入口：HP?14.7m;H0?15m

6-15 一水泵向图中串联管路的B、C、D点供水，管道轴线水平，D点的最小服务水头

hc?10m0。已

,知分

d31?流量

qB?15L/s,qC?10L/s,qD?5L/s;管径

d1?20dm2?m50ml1?500m,m,l2?400m,1l0300mmm；管长。若此管路比阻3?0按S1?9.03s2/m6,S2?41.85s2/m6,S3?365.30s2/m6计算，试求水泵出口A点的压强水头。

解：作用水头是三段管道沿程损失之和

Q3?qD?5L/s;Q2?qC?qD?15L/sQ1?Q2?qB?30L/s

H?hf1?hf2?hf32?S1l1Q12?S2l2Q2?S3l3Q32?9.03?500?0.03?41.85?400?0.015?365.3?300?0.005?10.57m所以，水泵出口A点的压强水头Ha?H?he?20.57m

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6-16 两水池的水位差H?6m，用一组管道按图中所示方式连接，管道的BC段长3000m、直径600mm，C点后分叉成两段各长3000m、直径300mm的并联管，各在D点和E点进入下游水池。设管道的沿程损失系数??0.04，问总流量多大？