A,B,H,h,7.14 虹吸管将 A 池中的水输入 B 池,已知长度l1 =3m,l2 =5m,直径d =75mm,两池水面高 差 H =2m,最大超高h =1.8m,沿程摩阻系数 =0.02,局部损失系数:进口 a =0.5,转弯 b =0.2,出口 c =1,试求流量及管道最大超高断面的真空度 C,l,1,l,2,,解:以下游水面为基准面,从上池水面到下池水面列伯努利方程:,,,,,,,,v2,l v2,2gd 2g,v2 2g,v2 2g,0.075 2g,,3 5 v2,H , , , 0.7 1.0 0.02,,,,,b,c,进,,,,,,, v 29.807 23.83 3.20 (m/s),,2,,Q vA 3.20 0.075 14.14 (L/s),4 从 C 过流断面到下池水面列伯努利方程:,,,C,C,v2,d 2g,v2 2g,p v2l, g2g,z C C 2 C,取C 1 vC v,,,,5,0.075, HV,aC C g, g, v2, p p, , p 1.8 2.01 0.02,1.0 ,, 2g,,,53.202,1, 3.8 0.02 ,,0.0752 9.807, 3.10 m,答:流量Q 14.14 L/s,管道最大超高断面的真空度为3.10 m。
7.16 水从密闭容器 A ,沿直径 d =25mm,长l =10m 的管道流入容器 B ,已知容器 A 水面的 相对压强 p1 =2at,水面高 H1 =1m, H2 =5m,沿程摩阻系数 =0.025,局部损失系数:阀门 v =4.0,弯头 b =0.3,试求流量H1,H2,A,p1,B,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,H1,H2,A,p1,B,,解:以地面为基准面,从 A 池面到 B 池面列伯努利方程:,,,,2,2,1 1 1,2 2 2,H1, g2g g2g,,l v2,p v,p v, H2,,,,d 2g, 进 出 v 3 b ,取v1 v2 0 ; p2 0 ; 进 0.5 ; 出 1.0 ,则有,,,,,1,1, g,p ,1,2g H H2 ,, 2 ,v ,10, 0.5 1.0 4.0 3 0.3 0.025,,0.025 ,,,,,1,2,16.4, 2g 1, 20 5 ,,,,,,,2,2,4, 4.37 (m/s) ,Q vA 4.37 0.025 2.15 (l/s),答:流量Q 2.15l/ 7.17 水车由一直径d =150mm,长l =80m 的管道供水,该管道中有两个闸阀和 4 个 90弯,头( =0.03,闸阀全开 a =0.12,弯头 b =0.48)。
已知水车的有效容积V 为 25 m , 水塔 3 具有水头h =18m,试求水车充满水所需的最短时间H,,解:以管出水口为基准面,列伯努利方程:,,,,v2,,l v2,,,,d 2g2g,H 进 4 弯 2阀 ,,, 80 v2, 0.5 1.0 4 0.48 2 0.12 0.03 0.15 2g,,,,,,,,, v 2gH 19.66 4.24 (m/s),,2,4,,Q vA 4.24 0.15 74.89 (l/s),V QT,,,25,3, T V ,Q74.89 103, 333.84 (s) 5.56 (min),答:水车充满水所需的最短时间为5.56 min 4.自密闭容器经两段串联管道输水,已知压力表读值 pM =1at,水头 H =2m,管长l1 =10m, l2 =20m,直径d1 =100mm,d2 =200mm, 沿程摩阻系数1 = 2 =0.03,试求流量并绘总水头 线和测压管水头线H,l1d1,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,pM,,,,,,,,l2d2,,H,l1d1,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,pM,,,,,,,,l2d2,,解:以管中心线为基准面,从容器水面到出口断面列伯努利方程:,12,v2v2,v2,2g,1 d 2g,2 d,2g,p v2,v v 2ll, g2g进 2g,H M 2 2 2 12 11 22,1 12 2, v A v A ,,,,1,2,v,v,d, d,2,,,,21 ,2,, 1.0,可求得:,,,,,,,,,,2,4,2,4,2,2,2 p,d,d,dd,, ,1 2 ,,,2gH ,,v ,,,,,,,l2 , d2 , l1 d2 , ,1.0 ,2 1,,1,d , d ,, 1 ,1 1 , 1 ,, , ,2 ,进 ,,,,,44,4,,1 2 , 2 9.807 2 10,1020 ,0.5 2 1.0 9 0.03 0.1 2 0.03 0.2 ,,, 1.847 (m/s), d,2,v1 2 , d1 ,1.85 7.3877 (m/s),,2,,Q v2 A2 1.85 4 0.2 58.03 (L/s),,,,,,12 10.6,2.26,0.174,0.696 0.522,-0.52,x,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,答:流量Q 58.03 L/s,总水头线和测压管水头线见上图。
7.19 水从密闭水箱沿垂直管道送入高位水池中,已知管道直径d =25mm,管长l =3m,水深 h =0.5m,流量Q =1.5L/s,沿程摩阻系数 =0.033,局部损失系数:阀门 a =9.3, 入口 e =1,试求密闭容器上压力表读值 pM ,并绘总水头线和测压管水头线5,l,,,,,,,,,,,,pM,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,h,h,,,,,解:以下池水面为基准面,列伯努利方程:,,,,,M, g,p,0 , l h ,d 2g,,, 进出a, l h v2,,,,,2,3.5,2,0.025,M, 4 1.5103 2, ,, p l h g 1.0 1.0 0.033, 9.3 ,, , 0.025,,,, 34.32103 74.33103 108.65 (kPa),,v ,6,41.5103 0.0252, 3.06 (m/s),l,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,h,h,,,,,,,,3.5,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,3.977,,,4.44,11.58,11.10,H,Hp(m),,,,答:密闭容器上压力表读值 pM 108.65 kPa,总水头线和测压管水头线见上图。
7.20 工厂供水系统,由水塔向 A 、B 、C 三处供水,管道均为铸铁管,已知流量Qc =10 L / s , qB =5 L / s ,qA =10 L / s ,各段管长l1 =350m,l2 =450m,l3 =100m,各段直径d1 =200mm, d2 =150mm, d3 =100mm,整个场地水平,试求所需水头 .20 工厂供水系统,由水塔向 A 、B 、C 三处供水,管道均为铸铁管,已知流量Qc =10 L / s , qB =5 L / s ,qA =10 L / s ,各段管长l1 =350m,l2 =450m,l3 =100m,各段直径d1 =200mm, d2 =150mm, d3 =100mm,整个场地水平,试求所需水头水塔,l,1,d,1,l,2,d,2,l,3,d,3,,,,,,,,,,A,B,C,qA,qB,QC,,解:以水平面为基准面,从水塔水面到C 断面出口列伯努利方程:,lll,v2v2v2,d1 2g,d2 2g,d3 2g,H 1 11 2 22 3 33,,10.3n2,7,d 5.33,其中: a ,,取n 0.013,查表 7-3 可得:,a1 9.30 ; a2 43.0 ; a3 375 Q1 25 (l/s); Q2 15 (l/s); Q3 10 (l/s) 代入可得: H 9.33500.0252 43.04500.0152 3751000.012 10.138 (m) 答:所需水头为10.138 m。
7.21 在长为 2 l ,直径为d 的管道上,并联一根直径相同,长为l 的支管(图中虚线),若水 头 H 不变,不计局部损失,试求并联支管前后的流量比l,l,H,,解:并联前,设管道的比阻为a ,则有:,,,,,,,H 2al,H 2alQ2 , Q ,并联后,总流为Q,,,2,2,5,2,4, Q 2,H alQ al,,,,,,,,,4H 5al,,alQ , Q ,,12,2,两支路的流量为Q Q Q,,,,,,,,,,Q55,8,Q 8 2,10 1.26,答:并联支管前后的流量比为1.26 7.22 有一泵循环管道,各支管阀门全开时,支管流量分别为Q1 、Q2 ,若将阀门 A 开度变小,,其他条件不变,试论证主管流量Q 怎样变化,支管流量Q1 、Q2,怎样变化Q,Q1,Q2,A,,解:设主管阻抗为 S0 ,支管阻抗为 S1 , S2 主管损失为h S Q2 ,支管损失为h SQ2 S Q2 S Q2 f 00 0f 11 12 2,,,,,,,11,1,S, hf 1 2 hf 1 2, hf 1 2, Q Q ,12, S, S ,1 2 ,,,,,,,,,,,,111,S1 S2 S1S2,,,,,,2,12,SS1S2 S1S2, S ,S S,水泵扬程,,,,,0,0,2,12,f 0f 10,S1S2,,,2,H h h, S,S Q S,,S S, , Q2,,,,,,,,222,0 0 0,0,1 2,1,01,1,2,SS,dHdHdQ,dQ,S S,dSdQdS,0 dS,S2 ,0 0 ,,,,,Q S , 2Q,2 ,S1 ,S1 S,,30 0 ,,,,,,,,,,2,1,S2 S2,Q0,H0dH0,dS,S2 ,Q0dQ0,dQ0 ,,S1 ,2,,,dHdQ 对离心泵,一般有0 0 ,成立0 0 。
dQ0dS1 即Q0 减小,而 H 0 增加, hf 0 减小,故 hf 1 增加9,又 Q0 Q1 Q2 ,当hf 1 增加时, S2 不变,故Q2 增加 Q1 减少 答:主管流量Q 减小,支管流量Q1 减少、Q2 增加 7.23 电厂引水钢管直径d =180mm,壁厚 =10mm,流速v =2 m / s ,工作压强为 1106Pa, 当阀门突然关闭时,管壁中的应力比原来增加多少倍?,,0,g,解:H c v,,,,,,,,,,,,,10,1435,c0,K D,其中 c ,,91 2.110180 2,1 E ,1,,,,20.01010,, 1319 (m/s),其中 K 2。