第一章習(xí)題簡(jiǎn)答13為防止水溫升高時(shí)，體積膨脹將水管脹裂，通常在水暖系統(tǒng)頂部設(shè)有膨脹水箱，若系統(tǒng)內(nèi)水的總體積為10M3，加溫前后溫差為50，在其溫度范圍內(nèi)水的體積膨脹系數(shù)V00005/。求膨脹水箱的最小容積VMIN。鍋爐散熱器題13圖解由液體的熱脹系數(shù)公式，DTV1據(jù)題意，V00005/，V10M3，DT50故膨脹水箱的最小容積3250105MDV14壓縮機(jī)壓縮空氣，絕對(duì)壓強(qiáng)從PA升高到PA，溫度從486795108420升高到78，問(wèn)空氣體積減少了多少解將空氣近似作為理想氣體來(lái)研究，則由得出RTP故341/162073869MKGRTP8041568/25211212352MV15如圖，在相距40MM的兩平行平板間充滿動(dòng)力粘度07PAS的液體，液體中有一長(zhǎng)為A60MM的薄平板以U15M/S的速度水平向右移動(dòng)。假定平板運(yùn)動(dòng)引起液體流動(dòng)的速度分布是線性分布。當(dāng)H10MM時(shí)，求薄平板單位寬度上受到的阻力。解平板受到上下兩側(cè)黏滯切力T1和T2作用，由可得DYUA（方向與U12U15TA0768404NH相反）16兩平行平板相距05MM，其間充滿流體，下板固定，上板在2N/M2的力作用下以025M/S勻速移動(dòng)，求該流體的動(dòng)力黏度。解由于兩平板間相距很小，且上平板移動(dòng)速度不大，則可認(rèn)為平板間每層流體的速度分布是直線分布，則，得流體的動(dòng)力黏度為UADYTSPA431025017溫度為20的空氣，在直徑為25CM的管中流動(dòng)，距管壁上1MM處的空氣速度為3CM/S。求作用于單位長(zhǎng)度管壁上的黏滯切力為多少解溫度為20的空氣的黏度為183106PAS如圖建立坐標(biāo)系，且設(shè)UAY2C由題意可得方程組CAC22015031解得A1250，C0195則U1250Y20195則YDYDYU912PADYUAT56104801251025138（與課本后的答案不一樣。）18如圖，有一底面積為08M02M的平板在油面上作水平運(yùn)動(dòng)，已知運(yùn)動(dòng)速度為1M/S，平板與固定邊界的距離10MM，油的動(dòng)力粘度115PAS，由平板所帶動(dòng)的油的速度成直線分布，試求平板所受的阻力。題18圖解NUADYT4180281519某圓錐體繞豎直中心軸以角速度15RAD/S等速旋轉(zhuǎn)，該錐體與固定的外錐體之間的間隙1MM，其間充滿動(dòng)力粘度01PAS的潤(rùn)滑油，若錐體頂部直徑D06M，錐體的高度H05M，求所需的旋轉(zhuǎn)力矩M。題19圖解取微元體，微元面積COS2DHRLDA切應(yīng)力YUT微元阻力矩DMDTR阻力矩MNHTGDHTTGRDHRARTMHH1378501462COS421COS2134303030第二章習(xí)題簡(jiǎn)答21題21圖示中的A、B點(diǎn)的相對(duì)壓強(qiáng)各為多少單位分別用N/M2和MH2O表示題21圖解OMHPAGHPBA2232940381050522已知題22圖中Z1M，H2M，試求A點(diǎn)的相對(duì)壓強(qiáng)。解取等壓面11，則PAGHZPA310892189023已知水箱真空表M的讀數(shù)為098KPA，水箱與油箱的液面差H15M，水銀柱差，求為多少米M20H3/K80油1解取等壓面11，則MGHHPHGHHGHAA658901205123821211油油24為了精確測(cè)定密度為的液體中A、B兩點(diǎn)的微小壓差，特設(shè)計(jì)圖示微壓計(jì)。測(cè)定時(shí)的各液面差如圖示。試求與的關(guān)系及同一高程上A、B兩點(diǎn)的壓差。解如圖取等壓面11，則（對(duì)于A段空氣產(chǎn)生的壓力忽略不計(jì)）得BGB1取等壓面22，則GHBAGPHBA25圖示密閉容器，壓力表的示值為4900N/M2，壓力表中心比A點(diǎn)高04M，A點(diǎn)在水面下15M,求水面壓強(qiáng)。解PAGHHP580140984026圖為傾斜水管上測(cè)定壓差的裝置，已知，壓差計(jì)液面之差，CM2ZCM12H求當(dāng)（1）的油時(shí)（2）為空氣時(shí)A、B兩點(diǎn)的壓差分別為多少31K/M91解（1）取等壓面11OMHPAGHZPGHABB211190218650298092（2）同題（1）可得AGHABB2087412098（第2小題跟課本后的答案不一樣，課本為005MH2O）27已知傾斜微壓計(jì)的傾角，測(cè)得，容器中液面至測(cè)壓管口高度35L,求壓力。M10HP解30SINGLHPPAGL147059830SIN28如圖所示，U型管壓差計(jì)水銀面高度差為。求充滿水的A、B兩容器CMH內(nèi)的壓強(qiáng)差。解取等壓面11PAGHPGHHBA158209813229一灑水車以等加速度在平地上行駛，水車靜止時(shí)，B點(diǎn)位置2/SMA，求運(yùn)動(dòng)后該點(diǎn)的靜水壓強(qiáng)。MX51H解由自由液面方程可得MZHXGA150089故B點(diǎn)的靜水壓強(qiáng)為115MH2O210正方形底、自重的容器裝水高度，2BNG4MH150容器在重物的牽引力下沿水平方向勻加速運(yùn)動(dòng)，設(shè)容器底與桌面間的固體NQ摩擦系數(shù)，滑輪摩擦忽略不計(jì)，為使水不外溢試求容器應(yīng)有的高度。3FH解對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行受力分析，可得22/1968925038915018940SMMQGFAANVGG選坐標(biāo)系0XYZ,O點(diǎn)置于靜止時(shí)液面的中心點(diǎn)，OZ軸向上，由式ZDYYXXDP質(zhì)量力XA,Y0,ZG代入上式積分，得CGZAXP由邊界條件，X0,Z0,PPA,得CPA則令PPA,得自由液面方程GZ使水不溢出，X01M,MX0631896所以容器的高度HHZ01500630213M211油槽車的圓柱直徑，最大長(zhǎng)度，油面高度，油的比重DL5B1為。90（1）當(dāng)水平加速度時(shí)，求端蓋A、B所受的軸向壓力。2/SA（2）當(dāng)端蓋A上受力為零時(shí)，求水平加速度是多少。A解（1）選坐標(biāo)系0XYZ,O點(diǎn)置于靜止時(shí)液面的中心點(diǎn)，OZ軸向上，由質(zhì)量力XA,Y0,ZG可得CGZAXPO點(diǎn)處XY0,得C0則NSPPPAGBLAGZAXZPBA130296152015208925662102（2）ZA2/589SMLGBA212圓柱形容器的半徑，高，盛水深，若容器以等CR1CH50CMH30角速度繞軸旋轉(zhuǎn)，試求最大為多少時(shí)不致使水從容器中溢出。Z解因旋轉(zhuǎn)拋物體的體積等于同底同高圓柱體體積的一半，因此，當(dāng)容器旋轉(zhuǎn)使水上升到最高時(shí)，旋轉(zhuǎn)拋物體自由液面的頂點(diǎn)距容器頂部H2HH40CM等角速度旋轉(zhuǎn)直立容器中液體壓強(qiáng)的分布規(guī)律為02PGZRP對(duì)于液面，PP0,則，可得出GRZ22R將ZH,RR代入上式得SRH/671815049213裝滿油的圓柱形容器，直徑，油的密度，頂蓋中心CMD3/0MKG點(diǎn)裝有真空表，表的讀數(shù)為，試求（1）容器靜止時(shí)，作用于頂蓋上總壓力的大PA490小和方向；（2）容器以等角速度旋轉(zhuǎn)時(shí)，真空表的讀數(shù)值不變，作用于頂蓋上2S總壓力的大小和方向。解（1）方向豎直向下NAPP2468049（2）如圖建立直角坐標(biāo)系，根據(jù)CGZRP在O點(diǎn),R0,Z0,P4900PA,代入上式可得，C4900PA令Z0得4902RP則方向豎直向上NDRDPPD372040214頂蓋中心開(kāi)口的圓柱形容器半徑為，高度為，頂蓋重量為MR40MH0，裝入的水后以勻角速度繞垂直軸轉(zhuǎn)動(dòng)，試求作用在頂NG535MV1S蓋螺栓組上的拉力。題214圖解如圖建立坐標(biāo)系MRVHV50222旋轉(zhuǎn)形成的拋物體的體積應(yīng)等于容器內(nèi)沒(méi)裝水部分的體積，則12HHRHR將ZH，10S1,代入自由表面方程為可得2HGRZ2MGRGH5710894011010則HHR355722等角速旋轉(zhuǎn)直立容器中液體壓強(qiáng)分布規(guī)律為0PGZRP由于容器的頂蓋中心開(kāi)口，則P00本題均指相對(duì)壓強(qiáng)將10S1，R03，ZH0571M，P00代入上式得59622RGZRNGPFNRDDRDP51305185180962435403540（與課本后的答案不一樣，課本為12486N。）215直徑D600MM，高度H500MM的圓柱形容器，盛水深至H04M，剩余部分裝以密度為08G/CM3的油，封閉容器上部蓋板中心油一小孔，假定容器繞中心軸，等角速度旋轉(zhuǎn)時(shí)，容器轉(zhuǎn)軸和分界面的交點(diǎn)下降04M，直至容器底部。求必須的旋轉(zhuǎn)角速度及蓋板、器底的最大、最小壓強(qiáng)。題215圖解如圖建立坐標(biāo)系根據(jù)質(zhì)量守恒可得222036450614MHHDRR等壓面當(dāng)RR,ZH,代入上式得GRZ212560389SRGZ蓋板中心的壓強(qiáng)最小，PMIN上0蓋板邊緣壓強(qiáng)最大，0MAXPZP上則OHGHP204508油油OMHPGDPZRP2220MAX1548935160油上器底的最小壓強(qiáng)也在器底的中心，PMIN下P油04MH2O邊緣壓強(qiáng)最大，PMAX下PMAX上H11505165MH2O216矩形平板閘門(mén)一側(cè)擋水，門(mén)高，寬，要求擋水深度超過(guò)HB801H時(shí)，閘門(mén)即可自動(dòng)開(kāi)啟，試求轉(zhuǎn)軸應(yīng)設(shè)的位置。M2Y題216圖解先求出作用點(diǎn)MBHHAYIYCD5618052022131要使擋水深度超過(guò)時(shí)閘門(mén)自動(dòng)開(kāi)啟，轉(zhuǎn)軸應(yīng)低于閘門(mén)上水靜壓力的作用點(diǎn)。所以轉(zhuǎn)1HM2軸應(yīng)設(shè)的位置為YH1YD2156044M218蓄水池側(cè)壁裝有一直徑為D的圓形閘門(mén)，閘門(mén)平面與水面夾角為，閘門(mén)形心C處水深，閘門(mén)可繞通過(guò)形心C的水平軸旋轉(zhuǎn)，證明作用于閘門(mén)水壓力對(duì)軸的力矩與形心CH水深無(wú)關(guān)。證明圓心處壓強(qiáng)為,閘門(mén)所受壓力大小為,壓力中心D到圓心C點(diǎn)CGH4/2GHC距離為,對(duì)園,因而所求力矩為CAYJ/64/4DRJASINC,約去后得到一常數(shù)42DGHC6/2SINCC219金屬的矩形平板閘門(mén)，門(mén)高，寬，由兩根工字鋼橫梁支撐，擋MH3B1水面于閘門(mén)頂邊齊平，如要求兩橫梁所受的力相等，兩橫梁的位置應(yīng)為多少。21,Y題219圖解先求出閘門(mén)所受的水靜壓力和作用點(diǎn)MBHAYIGHPCDX21351213橫梁所受力則GP12141MHYH413231則由力矩平衡可得21YPYMD58621220如圖217所示的擋水板可繞N軸轉(zhuǎn)動(dòng)，求使擋板關(guān)緊所需施加給轉(zhuǎn)軸多大的力矩。已知擋板寬為，。M21B81HM612題220圖解左側(cè)的靜水壓力及其作用點(diǎn)NBHGAHPXC3762180298211MYID821311右側(cè)的水靜壓力及其作用點(diǎn)MHYNBGAPDXC0671321502698222對(duì)N點(diǎn)求矩，可得力矩MNYPMD18056785228761221折板ABC一側(cè)擋水，板寬，高度，傾角，試求作01B21H4用在折板上的靜水總壓力。題221圖解KNAHGPBABAB61928921KPPKNYBCXABYCXC985861954SIN2514SIN2221總222已知測(cè)222圖示平面AB的寬，傾角，水深，試求支桿M0B4M3H的支撐力。題222圖解KNAHGPC3762145SIN2389HD要使板平衡，則力偶相等，得KNHHPFPYHD64132762SINSIN224封閉容器水面的絕對(duì)壓強(qiáng)，容器左側(cè)開(kāi)的方形孔，20/1MKPM2覆以蓋板AB，當(dāng)大氣壓時(shí)，求作用于此板上的水靜壓力及作用點(diǎn)。2/798KNA題224圖解MAYIYKNGHPPHCDEC0526SIN341/8934260SIN20798310故水靜壓力的作用點(diǎn)位于距離形心C005M的下方。226如圖，一弧形閘門(mén)AB，寬B4M，圓心角45，半徑R2M，閘門(mén)轉(zhuǎn)軸恰與水面齊平，求作用于閘門(mén)的靜水總壓力。解閘門(mén)所受的水平分力為PX，方向向右，即NRBRPOOX392045SIN245SIN2098SINSI21980閘門(mén)所受的垂直分力為PZ，方向向上NRRGVOZ23754CS25SIN213604598II02閘門(mén)所受水的和力NPZX36合力壓力與水平方向79ARCTNX227圖示一球形容器由兩個(gè)半球鉚接而成，鉚釘有N個(gè)，內(nèi)盛重度為的液體，求每一個(gè)鉚釘所受的拉力。題227圖解31342122RHGNRHRGNVP總229某圓柱體的直徑，長(zhǎng)，放置于的斜面上，求作用于圓柱體上MDL560的水平和鉛直分壓力及其方向。解水平方向分力大小方向水平向右KNHLGAPCXCX524189鉛直方向分力大小KNLDVZ120531321方向鉛直向上230圖示用一圓錐形體堵塞直徑的底部孔洞，求作用于此錐形體的水靜壓力。MD解由于左右兩邊受壓面積大小相等，方向相反，故PX0313221321VGVGPVGZZZ側(cè)面上表面?zhèn)葌?cè)面上上表面NVGPHRRHVRZK21906478353501245012222211則而所以PPZ12KN，方向向上。232內(nèi)徑的薄壁鋼球貯有的氣體，已知鋼球的許用拉應(yīng)力MD3PAP67是，試求鋼球的壁厚。A7106XT題232圖解極限狀態(tài)鋼球的拉力RT2氣體壓力按曲面壓力分析。考慮X方向力的平衡，因，故2RAXPPX據(jù)平衡方程TPX即22RPR得M1840657147（與課本后的答案不一樣，課本為00184M。課本答案應(yīng)該是錯(cuò)的）第三章習(xí)題簡(jiǎn)答31已知流體流動(dòng)的速度分布為，求通過(guò)2YXUXYU2的一條流線。1,YX解由流線微分方程得則有YXUDDYX兩邊積分可得YXYD22C32即0623C將X1,Y1代入上式，可得C5，則流線方程為523YX（與課本后的答案不一樣，課本為。課本答案應(yīng)該是錯(cuò)的）023YX33已知流體的速度分布為（0，0）TUYX00試求流線方程，并畫(huà)流線圖。解由流線微分方程得則有YXDDYX兩邊積分可得TYDTX00C2流線方程為C235以平均速度流入直徑為D2CM的排孔管中的液體，全部經(jīng)8個(gè)直徑SMV/51D1MM的排孔流出，假定每孔出流速度依次降低2，試求第一孔與第八孔的出流速度各為多少題35圖解由題意得V2V112，V3V1122，V8V1127根據(jù)質(zhì)量守恒定律可得2823221283444DVDVDVDQQSMDV/480910259819122188312則V8V1127804127698M/S（與課本后的答案不一樣，課本為804M/S和698M/S。課本和答案應(yīng)該是錯(cuò)的）36油從鉛直圓管向下流出。管直徑，管口處的速度為，試求CD10SMV/41管口處下方H15M處的速度和油柱直徑。題36圖解取11和22斷面，并以22斷面為基準(zhǔn)面列11、22斷面的伯努利方程222121221/6541890SMVGHVPGH由連續(xù)方程得214DCDV0238利用畢托管原理測(cè)量輸水管的流量如圖示。已知輸水管直徑D200MM，測(cè)得水銀差壓計(jì)讀書(shū)60MM，若此時(shí)斷面平均流速，這里為畢托管前管軸上PHMAX84UAX未受擾動(dòng)水流的流速。問(wèn)輸水管中的流量Q為多大題38圖解由題意可得SMDVQUSMHGHG/102423438508/85316912MAXAX39水管直徑50MM，末端閥門(mén)關(guān)閉時(shí)，壓力表讀值為21。閥門(mén)打開(kāi)后讀2/KN值降至55，如不計(jì)水頭損失，求通過(guò)的流量。2/MKN題39圖解根據(jù)能量守恒定理可得SLSMDVQPGV/910/054654/56122322121310水箱中的水從一擴(kuò)散短管流到大氣中，直徑，該處絕對(duì)壓強(qiáng)MD大氣壓，直徑，求水頭H，水頭損失忽略不計(jì)。5PMD1502題310圖解以00截面為基準(zhǔn)面,列22、33截面的伯努利方程GHVHGV20得列11、22截面的連續(xù)方程GHDVDV24412412221得列11、22截面的伯努利方程GPGP20201將P105PA，P2PA及式和式代入上式中，得MHDAA23110659805984142311同一水箱上、下兩孔口出流，求證在射流交點(diǎn)處，。21YH題311圖解列容器自由液面0至小孔1及2流線的伯努利方程，可得到小孔處出流速度2VGH。此公式稱托里拆利公式（TORICELLI），它在形式上與初始速度為零的自由落體運(yùn)動(dòng)一樣，這是不考慮流體粘性的結(jié)果。由1YT公式，分別算出流體下落Y距離所需的時(shí)間，其中1212YTG，經(jīng)過(guò)及T時(shí)間后，兩孔射流在某處相交，它們的水平距離相等，即12VT，其中1H，22VGH，因此YYG即12312水自下而上流動(dòng)，已知、，U型管中裝有水銀，CMD301CD152A80CM、B10CM，試求流量。題312圖解取等壓面33GBHGPAPBAH212列11、22截面的伯努利方程，并以11為基準(zhǔn)面HGPDGQDQPDVVVG2142124221212880,代入得而將及各數(shù)據(jù)代入上式BHPHG211013650389421242QHBDHGSMQ/0913解得313離心式通風(fēng)機(jī)用集流器A從大氣中吸入空氣，直徑處接一根細(xì)玻MD20璃管，已知管中的水上升，求進(jìn)氣流量（空氣的密度）。MH1503/91KG題313圖解取等壓面33GHPGP水水220列11、22截面的伯努利方程GV02SMDGHDVQGP/51204291580424322水水水則314由噴嘴射出速度的自由射流，欲達(dá)到H2M，試問(wèn)噴嘴軸線的傾斜SMV/7角是多少題314圖解由能量守恒定理可得386940ARCSIN940722ISIN2VGH315傾斜水管上的文丘里流量計(jì)，倒U形差壓計(jì)CMD1CD152中裝有比重為的輕質(zhì)不混于水的液體，其讀數(shù)為，收縮管中的水頭60H0損失為管中速度水頭的，試求喉部速度與管中流量。1D202VQ題315圖解列11、22截面的伯努利方程GVPZGVZ2021211連續(xù)方程代入伯努利方程可得1214DVDGVDVGPZPZ280280411224而HHGPZ621則VDV40802241SMDVQGH/02781549274/380124412316高層樓房煤氣立管B、C兩個(gè)供煤氣點(diǎn)各供應(yīng)的煤氣量。SMQ/023假設(shè)煤氣的密度為，管徑50MM，壓強(qiáng)損失AB段用計(jì)算,BC段用3/60KG1V,假定C點(diǎn)要求保持余壓為，求A點(diǎn)酒精（）液24V2/N3/86KG酒面應(yīng)有的高差（空氣密度為）。321KG題316圖解由題意可求得SMDQVSMDQV/180542/72054221取斷面11、22，列出伯努利方程MGPHPAZGPVPPVZGALLA64089635260892180642370371860221221121221317鍋爐省煤器的進(jìn)口處測(cè)得煙氣負(fù)壓，出口負(fù)壓OMHH2150。如爐外空氣，煙氣的平均，兩測(cè)壓斷面OMHH2203/21KG3/6KG高差H5M，試求煙氣通過(guò)省煤器的壓強(qiáng)損失。題317圖解本題要應(yīng)用非空氣流以相對(duì)壓強(qiáng)表示的伯努利方程形式。由進(jìn)口斷面11至出口斷面22列伯努利方程PVZGVPA22121式中0598709PA264V1V2故125164P得6374PAP318圖為礦井豎井和橫向坑道相連，豎井高為200M，坑道長(zhǎng)為300M，坑道和豎洞內(nèi)氣溫保持恒定，密度，坑外氣溫在清晨為，CT153/18KGC5，中午為，問(wèn)早午空氣的氣流流向及氣流速度30/29MKG2030/6M的大小。假定總的損失。V29V題318圖解因?yàn)榭諝馐怯筛邷貐^(qū)向低溫區(qū)流動(dòng)，所以早上空氣是由坑內(nèi)流向坑外，下午則是由坑外流向坑內(nèi)。取斷面11、22，列出伯努利方程29221201VPZGVP早上02212VZGSMVV/0562189108922解得中午2012VZGSMVV/582218910962解得319如圖所示，已知離心泵的提水高度，抽水流量，效率MZ2SLQ/35。若吸水管路和壓水管路總水頭損失，電動(dòng)機(jī)的效率，820OHH15902試求電動(dòng)機(jī)的功率。P解以吸水池面為基準(zhǔn)面，列11、22截面的伯努利方程212211LMGVPZHGVPZ即500得HM215M所以電動(dòng)機(jī)的功率KWQPM479508213921題319圖題320圖321將一平板放在自由射流之中，并垂直于射流軸線，該平板截去射流流量的一部分，并引起射流的剩余部分偏轉(zhuǎn)一角度。已知，試求1QSLQSSMV/1,/6,/30射流對(duì)平板的作用力F以及射流偏轉(zhuǎn)角，不計(jì)摩擦力與液體重量的影響。解設(shè)水柱的周圍均為大氣壓。由于不計(jì)重力，因此由伯努利方程可知VV1V230M/S由連續(xù)方程Q得310361204/S取封閉的控制面如圖，并建立XOY坐標(biāo)，設(shè)平板對(duì)射流柱的作用力為F（由于不考慮粘性，僅為壓力）。由動(dòng)量定理方向COS2V即103601430COSAY方向SIN2Q即SI4故30代入A式56NF即作用在板上合力大小為，方向與F方向相反題321圖題322圖322求水流對(duì)1M寬的挑流坎AB作用的水平分力和鉛直分力。假定A、B兩斷面間水重為269KN，而且斷面B流出的流動(dòng)可以認(rèn)為是自由射流解列00、11截面的伯努利方程GVV2062120根據(jù)連續(xù)方程10AVQ得10V由兩式可得V0162M/S，V1566M/S列11、22截面的伯努利方程G29621將V1566M/S代入上式，解得V2511M/SSMAQ/4031KNVQGHVPFX738654COCOS212221動(dòng)量定理可得KQVGFY98145SIN402316945SIN2所以水流挑流坎AB作用的水平分力為873KN，方向?yàn)檠豖軸正向；鉛直分力1498KN，方向?yàn)檠豗軸負(fù)向。323水流垂直于底面的寬度為12M,求它對(duì)建筑物的水平作用力。解以00面為基準(zhǔn)面，列11、22截面的伯努利方程GVV095根據(jù)連續(xù)方程21AVQ得21V由兩式可得V12572M/S，V24287M/SSMA/6345721又NBGHPP1320598021847622動(dòng)量定理可得NVQPF52727431031221題323圖題324圖324如圖所示在矩形渠道重修筑一大壩。已知單位寬度流量為，上游水深，求下游水深及水流作用在單位寬度壩上的/1MSQMH512H水平力F。假定摩擦阻力與水頭損失可忽略不計(jì)。解以00面為基準(zhǔn)面，列11、22截面的伯努利方程GV02根據(jù)連續(xù)方程21AVQ得21HVQ由兩式可得V128M/S，V2859M/S，H2163M/S又NGP50980211813622動(dòng)量定理可得KNVQPF425940813501221325已知一個(gè)水平放置的90彎管輸送水D1150MM，D275MM，P1206105PA，Q002M3/S求水流對(duì)彎管的作用力大小和方向（不計(jì)水頭損失）。解SMDAV/124215722取11、22兩斷面列伯努利方程GV21P所以，PAP521210964對(duì)選取的控制體列動(dòng)量方程X方向011VQRAPXY方向22Y所以，NRRYX95836Y7214XARCTG所以，水流對(duì)彎管壁的作用力為F的反作用力F，大小相等，方向相反。題325圖題326圖326旋轉(zhuǎn)式噴水器由三個(gè)均布在水平平面上的旋轉(zhuǎn)噴嘴組成；總供水量為Q，噴嘴出口截面積為A，旋臂長(zhǎng)為R，噴嘴出口速度方向與旋臂的夾角為。1不計(jì)一切摩擦，試求旋臂的旋轉(zhuǎn)角速度2如果使已經(jīng)有角速度旋臂停止，需要施加多大的外力矩M解1由題意可得則在圓周切線方向的投影速度為AQV3SIN3SIAQVSINR2外力矩SIN3212RVRVQFRM第四章習(xí)題簡(jiǎn)答42管徑，管長(zhǎng)的水平管中有比重為09油液流動(dòng)，水銀差壓計(jì)讀CMD5L6數(shù)為，三分鐘內(nèi)流出的油液重量為。管中作層流流動(dòng)，求油液的運(yùn)動(dòng)H214N50粘度。解管內(nèi)平均流速為SMQV/6041/1890/22園管沿程損失HF為水銀油0142136/0912004M園管沿程損失HF可以用達(dá)西公式表示,對(duì)層流,有GVDLHFRE/,但,從而,代入已知量,可得到FGDLV264REVDRELF642SM/105972題42圖44為了確定圓管內(nèi)徑，在管內(nèi)通過(guò)的水，實(shí)測(cè)流量為，SCM/0132SCM/35長(zhǎng)管段上的水頭損失為水柱。試求此圓管的內(nèi)徑。M15CM2解4222184664REGDLQDGLLVGDLVLHFGDLQ0908921351218446比重,的油在粗糙度的無(wú)縫鋼管中流50SM/24M動(dòng)，管徑，流量,求沿程阻力系數(shù)。CM33解當(dāng)RE4000時(shí)，使用光滑管紊流區(qū)公式786D。2370RE1園管平均速度,流動(dòng)的,SDQV/41/395REVD,從而9898267D0218/2103237O48輸油管的直徑,流量，油的運(yùn)動(dòng)黏度,M50HQ6SCM/2試求每公里長(zhǎng)的沿程水頭損失。解361422DQVMGVDLHF743089256106492RE4410長(zhǎng)度，內(nèi)經(jīng)的普通鍍鋅鋼管，用來(lái)輸送運(yùn)動(dòng)粘度ML10的重油，已經(jīng)測(cè)得其流量。求沿程損失為多少S103524SQ/3解園管平均速度,流動(dòng)的,SDQV/209614/26815REVD,038RE/3164025MGVLHF7412混凝土排水管的水力半徑，水均勻流動(dòng)的水頭損失為，粗糙R5K1M系數(shù)，試計(jì)算管中流速。N解01LHJF用謝才公式求流速SMRJNJCV/421050141616415水管中的水通過(guò)直徑為，長(zhǎng)度為，沿程阻力系數(shù)為的鉛直管向大氣中泄DL水如圖。求為多大時(shí)，流量與無(wú)關(guān)。HQL解取11、22斷面列伯努利方程FHGVL2DFLHDLHGV12LHGQ242所以，當(dāng)DH時(shí)，Q與H、L無(wú)關(guān)。416如題416圖，水從直徑，長(zhǎng)的鉛垂管路流入大氣中，水箱中液面高度為，DLH管路局部阻力可忽略，沿程阻力系數(shù)為。（1）求管路起始斷面A處壓強(qiáng)。（2）H等于多少時(shí)，可使A點(diǎn)的壓強(qiáng)等于大氣壓。解（1）設(shè)A斷面上的壓強(qiáng)為，對(duì)液面及A斷面列伯努力方程P即PGV對(duì)A斷面稍后和管出口斷面稍前列伯努力方程并將上式代入GVDLGVA22由此可得1DLHPA（2）A處壓強(qiáng)為大氣壓，即表壓強(qiáng)為零。由上式可得0H即時(shí)，A斷面處表壓強(qiáng)為零。DH417一輸水管直徑，管長(zhǎng)，管壁的切應(yīng)力，求在MD25L202N/M46長(zhǎng)管上的水頭損失及在圓管中心和處的切應(yīng)力。M20R1解由有在園管中心R0,LPRAPRL275/46/切應(yīng)力在R100MM處,切應(yīng)力LPR2APLPR83620147水頭損失MGHF150418從相對(duì)壓強(qiáng)的水管處接出一個(gè)橡皮管，長(zhǎng)，直徑PAP5049ML1，橡皮管的沿程阻力系數(shù)，在橡皮管靠始端接一閥門(mén)，閥門(mén)的局部CD2102阻力系數(shù)，求出口速度。7解列橡皮管進(jìn),出口兩端伯努力方程GVDLGPM2VSM02451802457195題418圖題419圖419長(zhǎng)管輸送液體只計(jì)沿程損失，當(dāng)，L一定，沿程損失為時(shí)，管路輸送功H3/H率為最大，已知,管路末端可用水頭，管路末端可用MH4127L502H功率為,求管路的輸送流量與管路直徑。KW10解管路輸送功率為QHNF32輸送流量SMHQ32147891023沿程損失522263DGQLDGLVDLHF034178901631625GLD0507M420水從封閉容器沿直徑,長(zhǎng)度的管道流入容器，若容器AMD5LB水面的相對(duì)壓強(qiáng)為2個(gè)工程大氣壓，,局部阻力系數(shù)，A1PH15250進(jìn)，沿程阻力系數(shù)，求流量。40閥30彎0Q解列11、22兩斷面的伯努利方程98023450210982598012221VVGDLGHGPH彎閥進(jìn)解得SMV/342SMDVQ/43432題420題421圖421水箱中的水通過(guò)等直徑的垂直管道向大氣流出。如水箱的水深，管道直徑,HD管道長(zhǎng)，沿程摩阻系數(shù)，局部水頭損失系數(shù)，試問(wèn)在什么條件下，流量隨管長(zhǎng)的增L加而減小解（1）對(duì)液面及出流斷面列伯努力方程GVDLGVLH22DLHGDVQL12412要使流量隨管長(zhǎng)的增加而減小，則/0DL422一條輸水管，長(zhǎng)，管徑，設(shè)計(jì)流量。水的運(yùn)動(dòng)M13DSLQ/84粘度為，如果要求此管段的沿程水頭損失為，試問(wèn)應(yīng)選擇SC/0132MHF057相對(duì)粗糙度為多少的管道。DK/解SDQV/2130482029357922LVGHLHFF103RE4由于RE2000，流動(dòng)是紊流根據(jù)RE和查莫迪圖，得0004MMDK/（課本后的答案為12MM,很明顯課后答案是錯(cuò)的。）423水管直徑為，、兩斷面相距，高差，通過(guò)流量，M5012M153SLQ/6水銀壓差計(jì)讀值為，試求管道的沿程阻力系數(shù)。2解SDQAV/063422列1、2兩斷面的伯努利方程GVDLGPZVGPZ22211由題意可得V1V2VHHZZHGHG21將上述兩式代入伯努利方程可得GVDLG202631589013622LVDHHG題423圖題424圖424兩水池水位恒定，已知管道直徑，管長(zhǎng)，沿程阻力系數(shù)CMD10L20，局部水頭損失系數(shù)，通過(guò)流量。試求04280彎26閥SLQ/65水池水面高差。H解SDQAV/314522列11、22兩斷面的伯努利方程LHH00GVGVDLHMFL232閥彎則GVGVDLHHL232閥彎M93826083104）（閥彎課本后的答案為439M425自水池中引出一根具有三段不同直徑的水管如圖所示。已知，MD50，局部阻力系數(shù)，設(shè)沿程阻MD2LH150進(jìn)閥力系數(shù)，求管中通過(guò)的流量并繪出總水頭線與測(cè)壓管水頭線。03題425圖解以00截面為基準(zhǔn)面，列11、22截面的伯努利方程LHGVH201GVDDGVDGVHLLLHMFMFL215021211211221閥進(jìn)則GVDGVDGVDLGVDLDLGVHL21502122211211112閥進(jìn)由連續(xù)方程可得，代入上式，得1SMDDDDLDGHVGVLDHGVL/2152015201520130521895/2150121542541122421閥進(jìn)閥進(jìn)SLMDVQ/42/104250421431426圓管和正方形管的斷面面積、長(zhǎng)度、沿程阻力系數(shù)都相等，且沿程水頭損失也相等，試分析兩種形狀管道的流量之比。方圓Q/解LGHDAGADLGVLH222圓圓LQLVLEE222方方06142/2ADLAGHLDQEE方圓427水平管路直徑由突然擴(kuò)大為，在突然擴(kuò)大的前后各安裝CMD41CM82一測(cè)壓管，讀得局部阻力后的測(cè)壓管比局部阻力前的測(cè)壓管水柱高出。求管中CH的流量。解對(duì)突然擴(kuò)大前后斷面列伯努利方程式，則FHGVPG2211212221221VGVVGHF由連續(xù)方程，21DV將代入，41221DV則，GHDV12所以，422DVQSM/0327148904221題427圖題428圖428直立的突然擴(kuò)大管路，已知，MD150D302MH51，試確定水銀比壓計(jì)中的水銀液面哪一側(cè)較高，差值為多少SMV/32解對(duì)11、22截面列伯努利方程式，則GVAGVPGH22121由連續(xù)方程V1A1V2A2得SMDV/503211代入上式得MHGVDHGVGP254189231503221221221所以右側(cè)的水銀液面高列33等壓面方程MHGHGHPHHGHH2301360525454412課本后的答案為0219M429水平突然縮小管路的，水的流量。用水銀CD1C12MIN23Q測(cè)壓計(jì)測(cè)得。求突然縮小的水頭損失。CMH8解對(duì)突然縮小前后斷面列伯努利方程式，則J221HGVPG，212JH由測(cè)壓計(jì)知HGPHG621SMDQV/2410648521所以，水柱HF7890612課本后的答案為0268MH2O題429圖題430圖430如圖所示，水箱側(cè)壁接出一根由兩段不同管徑所組成的管道。已知直徑，管道的當(dāng)量糙度，水溫為。MD150D752ML0MK60C02若管道出口流速，求（1）水位。（2）繪出總水頭線和測(cè)壓管水頭線。SV/H解（1）20水的運(yùn)動(dòng)黏度為1007106M2/S由連續(xù)方程，得21SDV/50172211,450075RE61DV14907RE62DV，1K08562K根據(jù)RE和查莫迪圖，得10039，20036D/對(duì)液面及出流斷面列伯努力方程210LHGVHMGVDLDLLGVLH34589250103982150707561212150212221課本后的答案為544M2第五章習(xí)題簡(jiǎn)答51有一薄壁圓形孔口，直徑D10MM，水頭H為2M?，F(xiàn)測(cè)得射流收縮斷面的直徑DC為8MM，在328S時(shí)間內(nèi)，經(jīng)孔口流出的水量為001M3，試求該孔口的收縮系數(shù)，流量系數(shù)，流速系數(shù)及孔口局部損失系數(shù)。解6401822DACSMQV/3/42262097640119708622GHVG52薄壁孔口出流，直徑D2CM，水箱水位恒定H2M，試求（1）孔口流量Q；（2）此孔口外接圓柱形管嘴的流量QN；（3）管嘴收縮斷面的真空高度。題52圖解（1）孔口出流流量為SLSMGHAQ/219/10298204623（2）LN/68（3）真空高度GPCV48127053水箱用隔板分為A、B兩室，隔板上開(kāi)一孔口，其直徑D14CM，在B室底部裝有圓柱形外管嘴，其直徑D23CM。已知H3M，H305M試求（1）H1，H2；（2）流出水箱的流量Q。題53圖解隔板孔口的流量112GHAQ圓柱形外管嘴的流量1322HHG由題意可得Q1Q2，則121211308046HHHDGA解得MH071SLSMGAQMH/563/056792423573311254有一平底空船，其船底面積為8M2，船舷高H為05M，船自重G為98KN?，F(xiàn)船底破一直徑10CM的圓孔，水自圓孔漏入船中，試問(wèn)經(jīng)過(guò)多少時(shí)間后船將沉沒(méi)。題54圖解在船沉沒(méi)的過(guò)程中存在21GHG得MGH508921SMAQ/106279214603船沉沒(méi)過(guò)程中水自圓孔漏入的流量是不變的。另外，當(dāng)H20時(shí)，H10125，則SQHT9410627583155游泳池長(zhǎng)25M，寬10M，水深15M，池底設(shè)有直徑10CM的放水孔直通排水地溝，試求放凈池水所需的時(shí)間。解設(shè)孔口在某時(shí)間T的作用水頭為H，DT時(shí)間內(nèi)經(jīng)孔口流出的水的體積DTGAT2又DT時(shí)間內(nèi)游泳池水面下降DH，則體積減少為DVDH由連續(xù)方程可得DVQTHSGAHGHDTTHGAH8972406891046252220即56油槽車的油槽長(zhǎng)度為L(zhǎng)，直徑為D，油槽底部設(shè)有卸油孔，孔口面積為A，流量系數(shù)為，試求該車充滿油后所需卸空時(shí)間。題56圖解在某時(shí)間T時(shí)，油槽中油面高度為H,DT時(shí)間內(nèi)經(jīng)孔口泄出的油的體積為DTGHAQT2又DT時(shí)間內(nèi)游泳池水面下降DH，則體積減少為DHDLDLDHV222由連續(xù)方程可得VQT即DHLTGA22GALDGDHLTDHLTH2342058虹吸管將A池中的水輸入B池，已知長(zhǎng)度L13M，L25M直徑D75MM，兩池水面高差H2M，最大超高H18M，沿程阻力系數(shù)002，局部損失系數(shù)進(jìn)口A05，轉(zhuǎn)彎B02，出口C10，試求流量及管道最大超高斷面的真空管度。題58圖解這樣簡(jiǎn)單短管道水力計(jì)算特點(diǎn)，應(yīng)用公式有SLSMGHDLAGHDLAVQ/134/0143289012507302422232121SDAQV/754322列斷面00、11伯努力方程LHGVPZ201又C1MGVDLGVHGVZPBALC1389205730289312212得59如圖所示，用水泵自吸水井向高位水箱供水。已知吸水井水面高程為1550M，水泵軸線的高程為1596M，高位水箱水面高程為1795M，水泵的設(shè)計(jì)流量為0034M3/S，水泵吸、壓水管均采用鑄鐵管，其長(zhǎng)度分別為8M和50M，吸水管進(jìn)口帶底閥濾網(wǎng)的局部阻力系數(shù)152，管路中三個(gè)彎頭的局部阻力系數(shù)均為202，水泵出口斷面逆止閥和閘閥的局部阻力系數(shù)分別為365和401，水泵進(jìn)口斷面的允許真空度HV60MH2O。試確定（1）水泵吸、壓水管直徑D吸和D壓；（2）校核水泵進(jìn)口斷面的真空度是否滿足允許值；（3）若該水泵能夠正常工作，其揚(yáng)程H為多少（4）繪制水泵管路系統(tǒng)的測(cè)壓管水頭線和總水頭線。題59圖解（1）吸水管路V允許12M/S取D吸200MMMQD1902344吸壓水管路V壓2M/S取D壓150MMV47壓（2）MQV0821322103421031吸D列00、11截面的伯努利LHGPZ21又C1OMHHGVDLGVHGVZPGVLC2221121604589058034980569則所以水泵進(jìn)口斷面的真空度是滿足允許值（3）71530302壓DDQV913422MHHMMGVDLHLLLLL52846530215796538924105621037895284243222114510風(fēng)動(dòng)工具的送風(fēng)系統(tǒng)由空氣壓縮機(jī)、貯氣筒、管道等組成，已知管道總長(zhǎng)L100M，直徑D75MM，沿程阻力系數(shù)0045，各項(xiàng)局部水頭損失系數(shù)之和44，壓縮空氣密度786KG/M3，風(fēng)動(dòng)工具要風(fēng)壓650KPA，風(fēng)量0088M3/S，試求貯氣筒的工作壓強(qiáng)。題510圖解SMDQV/9210758422KPAGHVPVDLHLL75260108976310298675232454221221511水從密閉容器A，沿直徑D25MM，長(zhǎng)L10M的管道流入容器B，已知容器A水面的相對(duì)壓強(qiáng)P12AT，水面高H11M，H25M，沿程阻力系數(shù)0025，局部損失系數(shù)閥門(mén)V40，彎頭B03，試求流量。題511圖解列兩液面的伯努力方程LHHGP021其中，代入上式得VDLHLGVDLGP2021SMDVQSMLGPHV/2504584/584304192192321課本后的答案為214M3/S512由水塔向水車供水，水車由一直徑D150MM，長(zhǎng)L80M的管道供水，該管道中共有兩個(gè)閘閥和4個(gè)90彎頭（003，閘閥全開(kāi)A012，彎頭B048）。已知水車的有效容積V為25M3，水塔具有水頭H18M，試求水車充滿水所需的最短時(shí)間。題512圖解列水塔液面及管道出流斷面的伯努利方程SMDLGHVGVDLHVZLL/2948012508319120221SVVT429542課本后的答案為334S513自閉容器經(jīng)兩段串聯(lián)管道輸水，已知壓力表讀值PM1AT，水頭H2M，管長(zhǎng)L110M，L220M，直徑D1100MM，D2200MM，沿程阻力系數(shù)12003，試求流量并繪總水頭線和測(cè)壓管水頭線。題513圖解可將本題看成簡(jiǎn)單長(zhǎng)管的水力計(jì)算，不計(jì)流速水頭和局部水頭損失。則作用水頭MGPHM129802SLSHQQSDGLSL/5670813428/1938/3412122152552121課本后的答案為58L/S由于不計(jì)流速水頭和局部水頭損失，故其總水頭線與測(cè)壓管水頭線重合，并且坡度沿流程不變的直線。具體結(jié)果如下圖所示。515儲(chǔ)氣箱中的煤氣經(jīng)管道ABC流入大氣中，已知測(cè)壓管讀值H為10MMH2O，斷面標(biāo)高ZA0、ZB10M、ZC5M，管道直徑D100MM，長(zhǎng)度LAB20M，LBC10M，沿程阻力系數(shù)003，管道進(jìn)口E06和轉(zhuǎn)彎的局部阻力系數(shù)B04煤氣密度06KG/M3，空氣密度12KG/M3，試求流量。題515圖解PAGHP9801981水列11、22斷面的伯努利方程SLDVQSMLZGPVDLZPVBEBEL/4910264/216401306589628211222212煤空氣煤空氣煤空氣516水從密閉水箱沿垂直管道送入高位水池中，已知管道直徑D25MM，管長(zhǎng)L3M，水深