[考研类试卷]水力学(孔口出流、管嘴出流和有压管流)模拟试卷1及答案与解析.doc
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1、水力学(孔口出流、管嘴出流和有压管流)模拟试卷 1 及答案与解析1 并联管道中各支管的单位机械能损失相同,因而各支管水流的总机械能损失也应相等。 ( )(A)正确(B)错误2 恒定管流的总水头线不可能沿流程上升,而测压管水头线可以沿流程上升,也可以沿流程下降。 ( )(A)正确(B)错误3 在等直径圆管中的有压管流一定是均匀流。 ( )(A)正确(B)错误4 各并联支管的水头损失相同,所以其水力坡度也相同。 ( )(A)正确(B)错误5 图 6-25 所示虹吸管中 B 点的压强水头和测压管水头均小于 0。 ( )(A)正确(B)错误6 图 6-26 所示两个容器由两根直管相连,两管的管径、管长
2、及糙率均相同,所以通过的流量相等。 ( )(A)正确(B)错误7 设计管道时,若选用的糙率大于实际的糙率,则求得的管道直径不能通过要求的设计流量。 ( )(A)正确(B)错误二、单项选择题下列各题的备选答案中,只有一个是符合题意的。8 图 6-27 所示 A、B 两点间有两根并联管道,设管 1 的沿程水头损失为 hf1,管 2的沿程水头损失为 hf2。则 hf1 与 hf2 的关系为_。 ( )(A)h f1h f2(B) hf1h f2(C) hf1=hf2(D)无法确定9 图 6-28 所示为坝身下部的 3 根泄水管 a、b、c ,其管径、管长、上下游水位差均相同,则流量最小的是_。 (
3、)(A)a 管(B) b 管(C) c 管(D)无法确定。三、填空题请完成下列各题,在各题的空处填入恰当的答案。10 在管道断面突然扩大处,测压管水头线沿程_;在管道断面突然缩小处,测压管水头线沿程_。11 图 6-29 所示为一串联管段恒定流。各管段流量 qv1、q v2、q v2 的关系为_。各管段流速 v1、v 2、v 3 的关系为_。12 对于有压管流出口为自由出流时,测压管水头线终点在_;出口为淹没出流时,若下游水池中流速 v2=0,测压管水头线终点在_,若 v20,测压管水头线应_下游水面。13 有一硬塑料输水管道,其沿程阻力系数可以表达为 =025Re 0.226,试推导出管道谢
4、才系数、流量模数、比阻及沿程水头损失的表达式。14 图 610 为一直径为 1m、水深为 2m 的圆柱形容器,若在容器底部中心位置开一个直径为 0010m 的孔口让水流入一个底面直径为 1m、高为 2m 的圆锥形容器中。当圆锥形容器中水深为 1m 时,水面上升的速度为多少 ?15 有一薄壁圆形孔口,其直径 d=10mm,水头 H=2m。现测得射流收缩断面的直径dc=8mm,在 328s 时间内,经孔口流出的水量为 001 m 3。试求该孔口收缩系数、流量系数 、流速系数 及孔口局部阻力系数 。16 薄壁孔口出流如图 611 所示,直径 d=2cm,水箱水深恒定 H=2m。试求:(1)孔口流量
5、Q;(2)此孔口外接圆柱形管嘴的流量 Q;(3)管嘴收缩断面的真空度。17 有一串联管道如图 612 所示,各管段的长度、管径、沿程阻力系数分别为:l1=125m,l 2=75m,d 1=150mm,d 2=125mm, 1=0 030, 2=0032,闸阀处的局部损失系数为 01,管道的设计输水流量为 Q=0 025m3s 。(1)分析沿程水头损失和局部水头损失在总水头损失中所占比例;(2)分别按长管和短管计算作用水头H。18 一管道系统如图 613 所示,各管段的长度分别为:l1=300m,l 2=200m,l 3=400m,管径 d=300mm,沿程阻力系数 =003,闸阀处的局部损失系
6、数为 007,折管 A、B 处的局部损失系数分别为 03、035。已知z1=90m,z 2=140m,p M=200kNm 2,试计算流量并绘制总水头线和测压管水头线。19 有一长管道系统如图 614 所示,A、C 两管上接水池,下接 B 管,C 管连有水泵。已知各管段的长度均为 l=800m,各管段的直径均为 d=600mm,沿程阻力系数=0025,水池水面高程 z=100m,水泵扬程 Hm=100m,C 管流速为vc=30ms。试计算各管段流量及 B 管出口高程。20 在图 615 的水力发电管路系统中,管径为 1m,管长为 320m,管道粗糙系数为 0014,每个弯头局部损失系数均为 0
7、25,闸阀处局部损失系数为 045,上、下游水池液面差为 70m,流量为 2m3s,试求水轮机的效率为 075 时,水轮机的功率。21 如图 616 所示,水池 A、B、C 由 3 个管段相连,已知各管段的管径均为d=300mm,管长均为 L=1500m。沿程阻力系数 =004,各水池水面高程分别为zA=60m,z B=30m,z C=15m。(1)判断各管段的流向;(2)计算各管段的流量及水头损失。22 有一并联管道,由 3 支旧钢管组成(图 617),各管段的长度、管径分别为:l1=1000m,l 2=600m,l 3=1500m,d 1=d2=147mm,d 3=198mm,3 支管道的
8、总流量为Q=01m 3 s。试求 3 支管道的流量及水头损失。23 有一串联管道如图 618 所示,各管段的长度、管径、沿程阻力系数分别为:l1=2m,l 2=1 5m,l 3=5m。d 1=50mm,d 2=100mm,d 3=75mm, 1=2=3=0032,闸阀处的局部损失系数为 01,折管处的局部损失系数为 05,管道的设计输水流量为 Q=0035m 3s 。试计算作用水头 H。24 有一虹吸管输水管道如图 619 所示,虹吸管的长度、管径、沿程水头损失系数分别为:l 1=10m,l 2=5m,l 3=15m,d=020m,=004,进口的局部损失系数为 06,折管处的局部损失系数为
9、020。当虹吸管的最大安装高度为 55m ,上游水面与管道出口中心点高差为 z=40m 时,试计算: (1)虹吸管的输水流量为多少?(2)虹吸管中的最大真空压强为多少?(3) 绘制管道系统的总水头线和测压管水头线。25 如图 620 所示的离心泵抽水系统。已知抽水流量 Q=19Ls ,提水高度z=18m,吸水管直径为 d 吸 =0125m,压水管直径为 d 压 =0100m ,吸水管长度l1=8m,压水管长度 l2=20m,沿程阻力系数为 0042,吸水管进口局部阻力系数为50,压水管出口局部阻力系数为 10,每个弯管和闸阀的局部阻力系数均为017,离心泵最大允许真空值为 7m。(1)确定离心
10、泵的最大安装高度;(2)计算离心泵的扬程;(3)绘制管道系统的总水头线和测压管水头线。26 某水塔供水管道系统由 4 段旧铸铁管组成(图 621),其中 BC 段为并联管段。已知管段长度分别为 l=200m,l 1=l3=100m,l 2=121m,计算内径分别为d=124mm,d 1=d2=d3=99mm,结点 C 的分流量为 qC=9Ls ,进口流量为Q=21Ls,出口地面高程 zD 和水塔地面高程 zA 相同,试确定水塔高度。27 在图 622 所示的沿程均匀泄流管道中,进口总流量为 Q,出口过境流量为Qt,单位长度沿程泄流量为 q,全管长 l 的沿程泄流总量为 Qn=ql。假设水流处于
11、层流区,试推导沿程均匀泄流沿程水头损失的表达式。28 如图 623 所示,水塔向 B、C、D 3 点供水,已知流量QB=15Ls , QC=QD=10Ls ,管径 dAB=199mm,d BC=149mm,d CD=99mm,管长lAB=400m,l BC=300m,l CD=250m。水塔地面高程 zM=20m,供水点 D 处地面高程zD=15m,要求供水点 D 处具有 h=15m 的自由水头,试确定水塔高度 H。29 在图 6-24 所示由铸铁管组成的环状管网中,各管段的比阻可按舍维列夫公式计算,各管段的长度、管径分别为:l1=l2=l5=l7=50m,l 2=l4=l6=100m,d 1
12、=d4=d7=199mm,d 2=d3=d5=d6=149mm,各结点的供水流量分别为 q1=一 100Ls,q 2=q4=q5=20L s,q 3=15Ls ,q 6=25Ls。试对程序进行适当修改并计算各管段的流量及水头损失。30 水箱用隔板分 A、B 两室如图 634 所示,隔板上开一孔口,其直径 d1=4cm;在 B 室底部装有圆柱形外管嘴,其直径 d2=3cm。已知 H=3m,h 3=05m,水恒定出流。试求:(1)h 1,h 2;(2) 流出水箱的流量 Q。31 有一钢筋混凝土输水管道,输水流量 Q=550Ls ,管长 l=3000m,内径d=600mm,糙率 n=0013 ,试求
13、管道的谢才系数、流量模数、比阻及沿程水头损失。32 一串联管道系统如图 635 所示,已知管径d1=0 15m, d2=025m, d3=015m,管长 L1=15m,L 2=25m,L 3=15m,上、下游水头差 H=12m,管道的沿程阻力系数分别为1=004, 2=0033, 3=0040,试求管道通过的流量,并绘制总水头线和测压管水头线。33 如图 636 所示的离心泵抽水管道系统,已知抽水流量 Q=30Ls ,上、下水池的水面高程分别为 z1=30m,z 2=55m,吸水管长度 l1=15m,管径 d1=200mm,压水管长度 l2=200m,管径 d2=150mm,各管段的沿程阻力系
14、数均为 0038,各局部阻力系数分别为 阀 =50, 90=10, 闸 =010, 折 =011,水泵最大允许真空值为 7m。(1)确定水泵的最大安装高度;(2) 计算水泵的扬程;(3)绘制管道系统的总水头线和测压管水头线。34 如图 637 所示的倒虹吸管,管径 d=1m,管长 L=50m,上、下游水头差H=224m ,设倒虹吸管的沿程阻力系数和局部阻力系数分别为:=002, 进=05, 弯 =025, 出 =10,试求虹吸管通过的流量。35 有一虹吸管输水管道如图 638 所示,虹吸管的长度、管径、粗糙系数分别为:l1=13m,l 2=20m,l 3=15m,d=10m,n=0 014,进
15、出口的局部损失系数分别为05 和 10,折管处的局部损失系数为 0183。(1)当上、下游水面差为 z=10m时,虹吸管的输水流量为多少?(2)当虹吸管中的最大允许真空值为 hv=7m 时,虹吸管的最大安装高度为多少?36 在图 639 所示的环状管网中,各管段的长度、管径分别为:l1=450m,l 2=l3=500m,l 4=400m,l 5=550m,d 1=d5=250mm,d 2=150mm,d 3=d4=200mm,各结点的供水流量分别为:q 1=-80Ls ,q 2=15 Ls,q 3=55Ls,q 4=10Ls,试按舍维列夫公式计算各管段的水头损失及流量。37 如图 640 所示
16、虹吸装置,管径 d=200mm,管长AC=10m,CE=15m, A=05, B=D=09, E=18,=003,求: (1)通过虹吸管的恒定流流量 Q; (2)上、下游水位差 z。38 如图 641 所示用水泵从蓄水池中抽水,蓄水池中的水由自流管从河中引入,自流管管长 l1=20m,直径 d1=150mm,吸水管管长 l2=12m,直径 d2=150mm,两管的沿程水头损失系数 =0024,河的水面与水泵进口断面中点高差 h=20m,自流管的莲蓬头进口、出口入池、吸水管的莲蓬头进口以及弯头的局部水头损失系数分别为 1=02, 2=1, 3=6, 4=03,水泵的进口断面的最大真空高度为60m
17、,求最大的抽水流量为多少?39 图 642 所示水银压差计装置,管长 L=75cm,管径 d=25cm,流速v=3m s,沿程水头损失系数 =002,进口局部水头损失系数 =05。计算水银液面高差 hp。40 一水泵管道布置如图 643 所示。已知流量Q=6Ls,l 1=35m,l 2=15m,l 3=2m,l 4=15m, l5=3m,z=18m ,水泵最大真空度 hv=6m,管径 d=75mm,沿程水头损失系数 =004,局部水头损失系数1=8, 2=3=4=03, 5=10。取动能修正系数为 1。(1) 确定水泵允许安装高度hs; (2)计算水泵总扬程 H;(3)定性绘出水泵管道的总水头
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