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1、第四章习题解答 4-1 坝下埋设一预制混凝土引水管，直径D为 lm，长40m，进口处有一道平板闸门控制流量， 引水管出口底部高程 V62.0m，当上游水位为 V70.0m，下游水位为 V60.5m，闸门全开时能引 多大流量？ w w w .a i da a n .c n 爱答案学习资源网 41 解：本题按短管自由出流计算 混凝土糙率n0.014 作用水头H70.0（62.0+D/2）7.5m 0 7.5HHm=不计行进流速水头，则 0.25 4 D Rm= 1/61/6 11 0.2556.6 0.014 CR n = 2 8 0.0245 g C = w w w .a i da a n .c
2、 n 爱答案学习资源网 取0.3= 11 0.66 40 11 0.02450.3 1 c l d = + 3 26.3/ c QAgHms= 6.3 8.03/1.2/ 0.785 Q Vm sm s A =属于阻力平方区 w w w .a i da a n .c n 爱答案学习资源网 4-2 倒虹吸管采用500mm直径的铸铁管， 长 l 为125m，进出口水位高程差为5m，根 据地形，两转弯角各为60和50，上下 游渠道流速相等。问能通过多大流量？ w w w .a i da a n .c n 爱答案学习资源网 42 解：本题按短管淹没出流计算 铸铁管糙率n0.0125 0.125 4 d
3、 Rm= 1/61/6 11 0.12556.57 0.0125 CR n = 2 8 0.0245 g C = 0.5 进口 1.0 出口 w w w .a i da a n .c n 爱答案学习资源网 24 60 6060 0.946sin2.05sin0.365 22 =+= o oo 24 50 5050 0.946sin2.05sin0.236 22 =+= o oo 11 0.35 125 0.02450.3650.2360.5 1 0.5 c l d = + 3 20.68/ c QAgZms= 3.46/1.2/ Q Vm sm s A =属于阻力平方区 w w w .a i
4、da a n .c n 爱答案学习资源网 4-3 水泵自吸水井抽水，吸水井与蓄水池用自流管相接， 其水位均不变，如图所示。水泵安装高度z，为4.5m；自 流管长 l 为20m，直径d为150mm；水泵吸水管长l1为 12m，直径dl为150mm；自流管与吸水管的沿程阻力系数 =0.03；自流管滤网的局部水头损失系数=2.0；水泵 底阀的局部水头损失系数 =9.0；90弯头的局部水头 损失系数0.3；若水泵进口真空值不超过6m水柱，求 水泵的最大流量是多少？在这种流量下，水池与水井的水 位差z将为若干？ w w w .a i da a n .c n 爱答案学习资源网 43 解：（1）计算水泵最大
5、流量 2 1 1 () 2 Sv lv Zh dg + 1 1 ()2(64.5) 2 9.8 1.52/ 12 1 0.039.3 0.15 vS hZg vm s l d = + QvA= 222 1 3.14 0.150.0177 44 Adm = 3 max 1.52 0.01770.0268/Qms= w w w .a i da a n .c n 爱答案学习资源网 （2）计算水池与水井的水位差Z 按短管淹没出流计算 2 c QAgZ= 11 0.378 20 0.032 1 0.15 c l d = + 2 2 0.82 ()2 c Q Zm Ag = w w w .a i da a
6、 n .c n 爱答案学习资源网 4-4 钢管输水，流量Q为52.5 l /s，管径d为200mm， 管长l为300m，局部水头损失按沿程水头损失的5计。 问水塔水面要比管道出口高多少？ w w w .a i da a n .c n 爱答案学习资源网 4-4 解： 钢管取n=0.011 05. 0 4 = d R 6 1 1 R n C = 18.55 05. 0 011. 0 1 6 1 = = sm A Q V/67. 1 2 . 0 4 14. 3 0525. 0 2 = = w w w .a i da a n .c n 爱答案学习资源网 0258. 0 18.55 8 . 988 22
7、 = = C g d l h f =m g V 47. 5 8 . 92 67. 1 2 . 0 300 0258. 0 2 2 = = mn j 274. 047. 505. 0= mhh g V H jf 9 . 5274. 047. 5 8 . 92 67. 11 2 22 =+ =+= w w w .a i da a n .c n 爱答案学习资源网 4-5 用水泵提水灌溉，水池水面高程179.5m， 河面水位155.0m；吸水管为长4m、直径 200mm的钢管，设有带底阀的莲蓬头及45弯头 一个。压力水管为长50m，直径150mm的钢管， 设有逆止阀（=1.7）、闸阀（=0.1），45
8、 的弯头各一个，机组效率为80%；已知流量为 50000cm3/s，问要求水泵有多大扬程？ w w w .a i da a n .c n 爱答案学习资源网 4-5 解：钢管取n0.011 22 11 0.0314 4 Adm = 1 1 0.05 4 d Rm= 1/6 11 1 55CR n = 1 2 1 8 0.026 g C = 22 22 0.0177 4 Adm = 2 2 0.0375 4 d Rm= 1/6 22 1 52.6CR n = 2 2 2 8 0.0283 g C = w w w .a i da a n .c n 爱答案学习资源网 其中 22 1122 1212 1
9、2 22 fff l Vl V hhh dgdg =+=+ 1 1 1.59/ Q Vm s A = 2 2 2.84/ Q Vm s A = 12 3.915 fff hhhm=+= w w w .a i da a n .c n 爱答案学习资源网 22 12 12 22 22 1.592.84 (5.20.183)(1.70.1 0.183 1) 2 9.82 9.8 1.916 j VV h gg =+ =+ = 3.915 1.9165.831 wfj hhh=+=+= (179.5 155)5.831 30.331 tw HZh m =+ =+ = 水泵的扬程 w w w .a i d
10、a a n .c n 爱答案学习资源网 4-6 用虹吸管从蓄水池引水灌溉。虹吸管采用直径 0.4m的钢管，管道进口处安一莲蓬头，有2个40转 角；上下游水位差H为4m；上游水面至管顶高程z为 1.8m；管段长度l1为8m，l2为4m、l3为12m。要求 计算：1. 通过虹吸管的流量为多少？2. 虹吸管中 压强最小的断面在哪里，其最大真空值是多少？ w w w .a i da a n .c n 爱答案学习资源网 4-6 解： 灌溉用钢管 n = 0.012 22 2 126 . 0 4 . 0 4 14 . 3 4 m d A= m d R1 . 0 4 4 . 0 4 = 6 1 1 R n
11、C= sm /8 .561 . 0 012. 0 1 2 1 6 1 = 0243. 0 8 .56 8 . 988 22 = = C g w w w .a i da a n .c n 爱答案学习资源网 139. 0 2 40 sin05. 2 2 40 sin946. 0 42 40 =+= oo o 无底阀） 蓬 (5 . 2=0 . 1= 出 45. 0 1139. 025 . 2 4 . 0 24 0243. 0 11 = + = + = d l c ghAQ c 2= 2 5 . 048 . 92126. 045. 0m= 2 . 1/97. 3 126. 0 5 . 0 =sm A
12、 Q V 属阻力平方区,虹吸管中压强最小的断面在距离蓄水 池水位最高处，即第二个弯管前的断面处。 w w w .a i da a n .c n 爱答案学习资源网 mZ6 . 1 2 4 . 0 8 . 1 3 = g V d l dZh sv 2 ( 2 40 max ） 进 o += m1 . 5 81 . 9 2 97. 3 )139. 05 . 2 4 . 0 12 0243. 01 (6 . 1 2 = += w w w .a i da a n .c n 爱答案学习资源网 4-7 水泵压水管为铸铁管，向B、C、D点供水。D点 的服务水头为4m（即D点的压强水头为4m水柱）；A、 B、C
13、、D点在同一高程上。今已知qB为10000cm3/s， qC为5000cm3/s，qD为10000cm3/s；管径d1为200mm， 管长l1为500m；管径d2为150mm，管长l2为450m；管 径d3为100mm，管长l3为300m，求水泵出口处压强应 为若干？ w w w .a i da a n .c n 爱答案学习资源网 解： 铸铁管取n=0.0125, 根据 md200 1 =md150 2 =md100 3 = 查表4-1得管的相应流量摸数： sLK/1 .341 1 = sLK/4 .158 2 = sLK/72.53 3 = 又根据连续性方程得： slqQQ B /25101
14、5 21 =+=+= slqQQ c /15510 32 =+=+= w w w .a i da a n .c n 爱答案学习资源网 slqQ D /10 3 = 各管段的沿程损失： 1 2 1 1 )( 1 l K Q h f = m67. 2500) 1 .341 25 ( 2 = 2 2 2 2 )( 2 l K Q h f = m06. 4450) 4 .158 15 ( 2 = 3 2 3 3 )( 3 l K Q h f =m4 .10300) 72.53 10 ( 2 = w w w .a i da a n .c n 爱答案学习资源网 校核是否存在阻力平方区： = 4 2 1 1
15、 1 1 1 d Q A Q V sm/796. 0 2 . 014. 3 025. 04 2 = = 4 2 2 2 2 2 2 d Q A Q V sm/849. 0 15. 014. 3 015. 04 2 = = 4 2 3 3 3 3 3 d Q A Q V sm/273. 1 1 . 014. 3 01. 04 2 = w w w .a i da a n .c n 爱答案学习资源网 由此可知管道1和管道2的流速均小于1.2 m/s , 属于过度区，由表4-2 查得修正系数 06. 1 1 =k 05. 1 2 =k 水泵出水口A点的压强水头为 221 21fff DA A hhkhk pp H+= 水柱高m5 .214 .1006. 405. 169. 206. 14=+= w w w .a i da a n .c n 爱答案学习资源网 48 水塔供水的管道上有并联管道1及2，如图所示。管 道为铸铁管，水自D点出流时，要求服务水头Hz为8m， 其流量QD为20 l
