定性绘出图示管道短管的总水头线和测压管水头线

1、定性绘出图示管道（短管）的总水头线和测压管水头线。

2、绘出图中的受压曲面AB 上水平分力的压强分布图和垂直分力的压力体图。

3、图示圆弧形闸门AB(1/4圆), A 点以上的水深H ＝

1.2m ，闸门宽B =4m ，圆弧形闸门半径R =1m ，水面均为大气压强。

确定圆弧形闸门AB 上作用的静水总压力及作用方向。

解：水平分力 P x =p c ×A x =74.48kN

铅垂分力 P y =γ×V=85.65kN,

静水总压力 P 2= P x 2+ P y 2,

P=113.50kN,

tan α= P y /P x =1.15 ∴ α=49°

合力作用线通过圆弧形闸门的圆心

4、图示一跨河倒虹吸管，正方形断面面积为 A=0.64 m2，长 l =50 m ，两个 30。折角、

进口和出口的局部水头损失系数分别为ζ1=0.2，ζ2=0.5，ζ3=1.0，沿程水力摩擦系数λ

=0.024，上下游水位差 H=3m 。求通过的流量 Q ?

解： 按短管计算，取下游水面为基准面，对上下游渠道内的计算断面建立能量

方程 g v R l h H w 2)4(2∑+==ξλ

计算圆管道断面的水力半径和局部水头损失系数 9.10.15.022.0 , m 2.04/=++?====∑ξχd A

R

将参数代入上式计算，可以求解得到

/s m 091.2 , m /s 16.4 3===∴

vA Q v

即倒虹吸管内通过的流量为2.091m 3/s 。 5、如图从水箱接一橡胶管道及喷嘴，橡胶管直径D=7.5cm ，喷嘴出口直径d=2.0cm ，水头

H=5.5m ，由水箱至喷嘴出口的水头损失h w =0.5m 。用压力表测得橡胶管与喷嘴接头处的压

强p=4.9N/cm 2。行近流速v 0≈0，取动能、动量修正系数均为1。

（1）计算通过管道的流量Q ；

（2）如用手握住喷嘴，需要多大的水平力？方向如何？

解：（1）通过流量

以喷嘴出口中心所在水平面为基准面0—0，选取水箱内接近管道入口

满足渐变流条件的1—1断面、喷嘴出口处的2—2断面及橡胶管与喷嘴接

头处的3—3断面。对1—1与2—2列能量方程：

w h g v H +=222

2α

s

m s m h H g v w 8995.9)5.05.5(8.92)(22=-??=-= s m s m v d Q 3

33

222101100.38995.902.044-?=??==π

π

（2）手握住喷嘴需要的水平力 橡胶管流速s m s m D

v d v 7040.08995.9)5.72(22223=?== 对喷嘴段3—3与2—2间水体列水平方向的动量方程：

F P P v v Q --=-233322)(ββρ

P 2=0

N N D p P 4754.216075.0410

9.442423=??==-ππ

)(323v v Q P F --=ρ

N

N N 8771.187)7040.08995.9(101100.310004754.2163=-??-=- 答：用手握住喷嘴需要的握力为187.8771N ，方向水平向左。

总水头线和测压管水头线绘制注意

§5-2-4 总水头线和测压管水头线的绘制 §5-2-4-1绘制总水头线和测压管水头线的具体步骤 测压管水头线与能头线的绘制的具体步骤(观看动画) 绘制管道的测压管水头线，是为了了解管中动水压强沿程变化的情况。 ，计算相应的流速υi、沿程水头损失h fi和１、根据和顺利完成的流量Ｑ ｉ 局部水头损失h ji。 ２、自管道进口到出口,算出第一管段两端的总水头值,并绘出总水头线. ３、在绘制测压管水头线之前，常先绘制总水头线，这是因为任一断面的测压管水头等于该断面的总水头与流速水头之差。 在绘制总水头线时，局部水头损失可作为集中损失绘在边界突然变化的断面上，沿程水头损失则沿程逐渐增加的，因此总水头线在有局部水头损失的地方是突然下降的，而在有沿程水头损失的管段中则是逐渐下降的。从总水头线向下减去相应断面的流速水头值，便可绘出测压管水头线。 也可算出各断面的测压管水头值，即可绘出管道的测压管水头线。 管道出口断面压强受到边界条件的控制。 由总水头线，测压管水头线和基准线三者的相互关系可以明确地表示出管道任一断面各种单位机械能量的大小。 §5-2-4-2 绘制总水头线和测压管水头线应注意的问题 沿管长均匀分布。 １、在绘制总水头线和测压管水头线时，等直径管段的ｈ ｆ

２、在等直径管段中，测压管水头线与总水头线平行。 ３、在绘制水头线时，应该注意管道出口的边界条件条件，如图５－６所示。 图５－６ 图５－７ 当上游行近流速水头时，总水头线的起点在上游液面，如图５－ ６（ａ），当时，总水头线在起点较上游液面高出，如图５－６（ｂ）。 ４、此外，还应注意管道出口的边界条件，如图５－７所示。

热力管道水力计算表

热力管道水力计算表

————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： ?

热力管道水力计算表(一） Kｄ=0.5mm r＝９58.4kg/m３ DN 25 32 4０50 DN 2５３２40 50 70 D w×δ３2×25 ３8×2.545×2．557×３．５D w×δ3２×2.５38×2．545×2.557×3.573×３.5 G(t／ｈ) W R W R W R ＷR G(t/h）W ＲW R W R W R ＷＲ 0.２0.1 0． 95 １.2５0.63 34.2 ０.4 2 １ 1.6 ０.2 9 4．2 0.１ 8 1． ３4 0.22 0.11 1.1 ４ １．3 0． 66 37 0． ４4 １ 2.6 0.3 4.5 １ 0.１ 9 1.４ ４ 0． 11 0． 34 ０.２4 0.1 ２ 1．3 ５ 1.35 0.68 ３9. ９ 0.46 13.6 ０.3 1 4． ８6 0.２ １ ．55 ０ ．１ 1 0.37 0.２6 0.13 1.59 1.40 0．7 １ 42.9 0． 47 1 ４ ．6 0.３ 2 ５.2 1 ０.2 1 1． ６ ７ 0.1 ２ ０.3 ９ ０.28 0.１ 4 1． 82 1.4５0.73 46 0.49 15 ．７ 0.33 5.5 ９ ０.2 １ 1.78 0． 12 0.42 0.30 0． 15 ２.0 ８ １.５0 0． 76 49.2 ０ ．５ １ 16.8 ０.3 ５ ５.9 8 0.2 ２ 1.91 0.１ 3 0.4 ５ 0.３２０.1 6 ２.3 ７ 1.５5 0.７ ９ 52.6 0.53 17 ．９ 0.３ 6 ６ ．３ 8 ０ ．23 2.02 0.13 0.48 ０.3４0.17 2.7 １ 1．6 0.8 １ 5６ 0.5 ４ 19.1 0.３ 7 6．8 0.２ 4 2.14 0． 13 0.5

定性绘出图示管道短管的总水头线和测压管水头线(学习类别)

1、定性绘出图示管道（短管）的总水头线和测压管水头线。 2、绘出图中的受压曲面AB上水平分力的压强分布图和垂直分力的压力体图。 3、图示圆弧形闸门AB(1/4圆), A点以上的水深H＝ 1.2m，闸门宽B=4m，圆弧形闸门半径R=1m，水面均为大气压强。确定圆弧形闸门AB上作用的静水总压力及作用方向。 解：水平分力P x=p c×A x=74.48kN 铅垂分力P y=γ×V=85.65kN, 静水总压力P2= P x2+ P y2, P=113.50kN, tan = P y/P x=1.15 ∴ =49° 合力作用线通过圆弧形闸门的圆心 4、图示一跨河倒虹吸管，正方形断面面积为A=0.64 m2，长l =50 m，两个30。折角、进口和出口的局部水头损失系数分别为ζ1=0.2，ζ2=0.5，ζ3=1.0，沿程水力摩擦系数λ=0.024，上下游水位差H=3m。求通过的流量Q ? 测 压管水头线 总水头线 v0=0

解： 按短管计算，取下游水面为基准面，对上下游渠道内的计算断面建立能量方程 g v R l h H w 2)4(2∑+==ξλ 计算圆管道断面的水力半径和局部水头损失系数 9.10.15.022.0 , m 2.04/=++?====∑ξχd A R 将参数代入上式计算，可以求解得到 /s m 091.2 , m /s 16.4 3===∴ vA Q v 即倒虹吸管内通过的流量为2.091m 3/s 。 5、如图从水箱接一橡胶管道及喷嘴，橡胶管直径D=7.5cm ，喷嘴出口直径d=2.0cm ，水头 H=5.5m ，由水箱至喷嘴出口的水头损失h w =0.5m 。用压力表测得橡胶管与喷嘴接头处的压 强p=4.9N/cm 2。行近流速v 0≈0，取动能、动量修正系数均为1。 （1）计算通过管道的流量Q ； （2）如用手握住喷嘴，需要多大的水平力？方向如何？ 解：（1）通过流量 以喷嘴出口中心所在水平面为基准面0—0，选取水箱内接近管道入口 满足渐变流条件的1—1断面、喷嘴出口处的2—2断面及橡胶管与喷嘴接 头处的3—3断面。对1—1与2—2列能量方程： w h g v H +=222 2α s m s m h H g v w 8995.9)5.05.5(8.92)(22=-??=-= s m s m v d Q 3 33 222101100.38995.902.044-?=??==π π （2）手握住喷嘴需要的水平力 橡胶管流速s m s m D v d v 7040.08995.9)5.72(22223=?== 对喷嘴段3—3与2—2间水体列水平方向的动量方程： F P P v v Q --=-233322)(ββρ P 2=0 N N D p P 4754.216075.0410 9.442423=??==-ππ

流体力学课后答案

流体力学课后答案 一、流体静力学实验 1、同一静止液体内的测压管水头线是根什么线 答：测压管水头指，即静水力学实验仪显示的测压管液面至基准面的垂直高度。测压管水头线指测压管液面的连线。从表的实测数据或实验直接观察可知，同一静止液面的测压管水头线是一根水平线。 2、当时，试根据记录数据确定水箱的真空区域。 答：以当时，第2次B点量测数据（表）为例，此时，相应容器的真空区域包括以下3三部分：（1）过测压管2液面作一水平面，由等压面原理知，相对测压管2及水箱内的水体而言，该水平面为等压面，均为大气压强，故该平面以上由密封的水、气所占的空间区域，均为真空区域。（2）同理，过箱顶小杯的液面作一水平面，测压管4中该平面以上的水体亦为真空区域。（3）在测压管5中，自水面向下深度为的一段水注亦为真空区。这段高度与测压管2液面低于水箱液面的高度相等，亦与测压管4液面高于小水杯液面高度相等，均为。 3、若再备一根直尺，试采用另外最简便的方法测定。 答：最简单的方法，是用直尺分别测量水箱内通大气情况下，管5油水界面至水面和油水界面至油面的垂直高度和，由式，从而求得。 4、如测压管太细，对测压管液面的读数将有何影响 答：设被测液体为水，测压管太细，测压管液面因毛细现象而升高，造成测量误差，毛细高度由下式计算 式中，为表面张力系数；为液体的容重；为测压管的内径；为毛细升高。常温（）的水，或，。水与玻璃的浸润角很小，可认为。于是有 一般说来，当玻璃测压管的内径大于10mm时，毛细影响可略而不计。另外，当水质不洁时，减小，毛细高度亦较净水小；当采用有机玻璃作测压管时，浸润角较大，其较普通玻璃管小。 如果用同一根测压管测量液体相对压差值，则毛细现象无任何影响。因为测量高、低压强时均有毛细现象，但在计算压差时。相互抵消了。 5、过C点作一水平面，相对管1、2、5及水箱中液体而言，这个水平是不是等压面哪一部分液体是同一 等压面 答：不全是等压面，它仅相对管1、2及水箱中的液体而言，这个水平面才是等压面。因为只有全部具备下列5个条件的平面才是等压面： （1）重力液体； （2）静止； （3）连通； （4）连通介质为同一均质液体； （5）同一水平面 而管5与水箱之间不符合条件（4），因此，相对管5和水箱中的液体而言，该水平面不是等压面。 ※6、用图装置能演示变液位下的恒定流实验吗 答：关闭各通气阀，开启底阀，放水片刻，可看到有空气由C进入水箱。这时阀门的出流就是变液位下的恒定流。因为由观察可知，测压管1的液面始终与C点同高，表明作用于底阀上的总水头不变，故为恒定流动。这是由于液位的的降低与空气补充使箱体表面真空度的减小处于平衡状态。医学上的点滴注射就是此原理应用的一例，医学上称之为马利奥特容器的变液位下恒定流。 ※7、该仪器在加气增压后，水箱液面将下降而测压管液面将升高H，实验时，若以时的水箱液面作为测量基准，试分析加气增压后，实际压强（）与视在压强H的相对误差值。本仪器测压管内径为,箱体内径为20cm。

各种管道水头损失的简便计算公式

各种管道水头损失的简便计算公式 (879) 摘要：从计算水头损失的最根本公式出发，将各种管道的计算公式加以推导，得出了计算水头损失的简便公式，使得管道工程设计人员从繁琐的计算中解脱出来，提高了工作效率。 关键词：水头损失塑料管钢管铸铁管混凝土管钢筋混凝土管 在给水工程应用中经常要用到水头损失的计算公式，一般情况下计算水头损失都是从水力摩阻系数λ等基本参数出发，一步一步的代入计算。其实各个公式之间是有一定的联系的，有的参数在计算当中可以抵消。如果公式中只剩下流速、流量、管径这些基本参数，那么就会给计算者省去不少的麻烦。在此我们充分利用了各参数之间以及水头损失与水温的关系，将公式整理简化，供大家参考。 1、PVC-U、PE的水头损失计算 根据《埋地硬聚氯乙烯给水管道工程技术规程》规定，塑料管道沿程水头损失hf应按下式计算： （式1-1） 式中λ—水力摩阻系数； L—管段长度（m）； di—管道内径（m）；

v—平均流速（m/s）； g—重力加速度，9.81m/s2。 因考虑到在通常的流速条件下，常用热塑性塑料给水管PVC-U、PE管一般处于水力光滑区，管壁绝对当量粗糙度对结果的影响非常小或没有影响，故水力摩阻系数λ可按下式计算： （式1-2） 式中Re—雷诺数。 雷诺数Re应按下式计算： （式1-3） 式中γ—水的运动粘滞度（m3/s），在不同温度时可按表1采用。 表1水在不同温度时的γ值（×10-6） 05101520253040 水温℃ 1.78 1.52 1.31 1.14 1.000.890.80 0.66

γ（m3/s） 从前面的计算可知，若要计算水头损失，需将表1中的数据代入，并逐步计算，最少需要3个公式，计算较为繁琐。为将公式和计算简化，以减少工作量，特推导如下： 因具体工程水温的变化较大，水力计算中通常按照基准温度计算，然后根据具体情况，决定是否进行校正。冷水管的基准温度多选择10℃。 当水温为10℃时的γ=1.31×10-6 m3/s，代入式1-3 得（式1-4） 将式1-4代入式1-2 （式1-5） 再将式1-5代入式1-1 得（式1-6） 取L为单位长度时，hf即等同于单位长度的水头损失i，所以 （式1-7） 又因为（式1-8）

总水头线和测压管水头线绘制注意

总水头线和测压管水头线 绘制注意 Prepared on 24 November 2020

●绘制总水头线和测压管水头线的具体步骤 绘制管道的测压管水头线，是为了了解管中动水压强沿程变化的情况。 在绘制测压管水头线之前，常先绘制总水头线，这是因为任一断面的测压管水头等于该断面的总水头与流速水头之差。 在绘制总水头线时，局部水头损失可作为集中损失绘在边界突然变化的断面上，沿程水头损失则沿程逐渐增加的，因此总水头线在有局部水头损失的地方是突然下降的，而在有沿程水头损失的管段中则是逐渐下降的。从总水头线向下减去相应断面的流速水头值，便可绘出测压管水头线。 由总水头线，测压管水头线和基准线三者的相互关系可以明确地表示出管道任一断面各种单位机械能量的大小。 ●绘制总水头线和测压管水头线应注意的问题 １、在绘制总水头线和测压管水头线时，等直径管段的ｈｆ沿管长均匀分布。 ２、在等直径管段中，测压管水头线与总水头线，如图1所示。当时，总水头线在起点较上游液面高出，如图1（ｂ），当上游行近流速水头时，总水头线的起点在上游液面，如图1（ａ）。 图1

３、在绘制水头线时，应该注意管道出口的边界条件条件，如图2所示。 图2 图2（ａ）为自由出流，测压管水头线的终点应画在出口断面的形心上； 图2（ｂ）为淹没出流，且下游流速水头，测压管水头线的终点应与下游液面平齐； 图2（ｃ）亦为淹没出流，且下游流速水头，表示管流出口的动能没有全部损失掉，一部分转化为动能，为尚有一部分转化为下游势能，使下游液面抬高，高于管道出口断面的测压管水头，故测压管水头线的终点应低于下游液面。 4、测压管水头线沿程可以上升或下降，但总水头线沿程只能下降。 负压段的判别 测压管水头高于管轴线的部分其压强水头正，否则为负。 图3 .

各种管道水头损失的简便计算公式教学文案

各种管道水头损失的简便计算公式

各种管道水头损失的简便计算公式 (879) 摘要：从计算水头损失的最根本公式出发，将各种管道的计算公式加以推导，得出了计算水头损失的简便公式，使得管道工程设计人员从繁琐的计算中解脱出来，提高了工作效率。 关键词：水头损失塑料管钢管铸铁管混凝土管钢筋混凝土管 在给水工程应用中经常要用到水头损失的计算公式，一般情况下计算水头损失都是从水力摩阻系数λ等基本参数出发，一步一步的代入计算。其实各个公式之间是有一定的联系的，有的参数在计算当中可以抵消。如果公式中只剩下流速、流量、管径这些基本参数，那么就会给计算者省去不少的麻烦。在此我们充分利用了各参数之间以及水头损失与水温的关系，将公式整理简化，供大家参考。 1、PVC-U、PE的水头损失计算 根据《埋地硬聚氯乙烯给水管道工程技术规程》规定，塑料管道沿程水头损失hf应按下式计算： （式1-1） 式中λ—水力摩阻系数； L—管段长度（m）；

di—管道内径（m）； v—平均流速（m/s）； g—重力加速度，9.81m/s2。 因考虑到在通常的流速条件下，常用热塑性塑料给水管PVC-U、PE管一般处于水力光滑区，管壁绝对当量粗糙度对结果的影响非常小或没有影响，故水力摩阻系数λ可按下式计算： （式1-2） 式中Re—雷诺数。 雷诺数Re应按下式计算： （式1-3）

式中γ—水的运动粘滞度（m3/s），在不同温度时可按表1采用。 表1水在不同温度时的γ值（×10-6） 从前面的计算可知，若要计算水头损失，需将表1中的数据代入，并逐步计算，最少需要3个公式，计算较为繁琐。为将公式和计算简化，以减少工作量，特推导如下： 因具体工程水温的变化较大，水力计算中通常按照基准温度计算，然后根据具体情况，决定是否进行校正。冷水管的基准温度多选择10℃。 当水温为10℃时的γ=1.31×10-6 m3/s，代入式1-3

管道水头损失产生原因及计算

流体力学二类考核 指导老师：冯亮花——小组成员：蒙伦智、周肖、王桐

供水管道水头损失产生原因及计算 摘要：水流在运动过程中克服水流阻力而消耗的能量称为水头损失，根据边界条件的不同把水头损失分为两类：对于平顺的边界，水头损失与沿程成正比的称为沿程水头损失，用hf表示；由局部边界急剧改变导致水流结构改变、流速分布改变并产生旋涡区而引起的水头损失称为局部水头损失，用hj表示，两者的计量单位都为米。 关键词：水头损失原因计算真空有压流 1．在分析水头损失产生原因之前，首先应该明确两个概念。 1.1水流阻力 水流阻力是由于固体边界的影响和液体的粘滞性作用，使液体与固体之间、液体内有相对运动的各液层之间存在的摩擦阻力的合力，水流阻力必然与水流运动方向相反。 1.2水头损失 水流在运动过程中克服水流阻力而消耗的能量称为水头损失。其中边界对水流的阻力是产生水头损失的外因，液体的粘滞性是产生水头损失的内因，也是根本原因。根据边界条件的不同把水头损失分为两类：对于平顺的边界，水头损失与流程成正比的称为沿程水头损失，用hf表示；由局部边界急剧改变导致水流结构改变、流速分布改变并产生旋涡区而列起的水头损失称为局部水头损失，用hj表示，两者的计最单位都为米。 由水头损失所产生的能量消耗，将直接影响供水水泵的选型，管道材质与内径的确定，增加机械能损耗，这一直是水利工作者在给水工程设计过程中想要尽量减小的设计 因子，要想将水头损失降低到最低限度，就要了解水头损失产生的真正原因。 2．水头损失产生的原因 2.1供水管道的糙率是产生沿程水头损失的外部原因，也是直接原因。 在理想的状态下，液体在管道内部流动是不受管道内壁影响的，但由于现在市场上 供应的各种管材，内壁绝对光滑的材质是不存在，现有的技术只是尽量减小管道材质的 糙率（即粗糙度，一般用n表示）。如给水用的PVC管，管道内壁糙率为一般取值0.009，球墨铸铁给水管道内壁糙率一般取值0.012-0.0 1 3，其它管材糙率国家都有相应的技术标准。 由于管道糙率的存在，使的水流在行进过程液体与固体接触面产生摩擦阻力，水流 消耗动能，产生沿程水头损失。对沿程水头损失的计算可以参照如下经验公式。 经验公式：

水力学作业答案D

水力学-在线作业_D用户名：W150305111057最终成绩：100.0 一单项选择题 1. 流量一定时，管径沿程减小，测压管水头线（）。 (5.0 分) 可能沿程上升也可能沿程下降 不可能低于管轴线 只能沿程下降 总是与总水头线平行 知识点： 3.4 恒定流的能量方程式 用户解答：只能沿程下降 2. 理想液体和实际液体的主要区别是（）。 (5.0 分) 惯性 粘滞性 万有引力特性 压缩性 知识点： 1 绪论 用户解答：粘滞性 3. 在缓坡明渠中不可以发生的流动是（）。 (5.0 分) 非均匀缓流 非均匀急流 均匀急流 均匀缓流 知识点：7.2 明渠水流的三种流态 用户解答：非均匀急流 4. 棱柱体地下河槽中没有临界底坡的原因是（）。 (5.0 分) 速度水头非常小，没有临界水深 速度水头非常小，断面比能为零 没速度水头非常小，断面比能非常大

以上都不对 知识点：10.4 棱柱体地下河槽中恒定渐变渗流的浸润曲线用户解答：速度水头非常小，没有临界水深 5. 紊流的断面流速分布规律符合（）。 (5.0 分) 抛物线分布 对数分布 直线分布 椭圆分布 知识点： 4.6 紊流的形成过程与基本特征 用户解答：对数分布 6. 同一管道中，当流速不变，温度上升时，则雷诺数（）。 (5.0 分) 减小 增大 不变 不一定 知识点： 4.3 液流形态及其判别 用户解答：增大 7. 水跃是明渠水流由（）。 (5.0 分) 缓流向缓流过渡的水力现象 急流向缓流过渡的水力现象 急流向急流过渡的水力现象 缓流向急流过渡的水力现象 知识点：7.4 水跃 用户解答：急流向缓流过渡的水力现象 8. 在渗流模型中假定（）。 (5.0 分)

总水头线和测压管水头线绘制注意

●绘制总水头线和测压管水头线的具体步骤 绘制管道的测压管水头线，是为了了解管中动水压强沿程变化的情况。 在绘制测压管水头线之前，常先绘制总水头线，这是因为任一断面的测压管水头等于该断面的总水头与流速水头之差。 在绘制总水头线时，局部水头损失可作为集中损失绘在边界突然变化的断面上，沿程水头损失则沿程逐渐增加的，因此总水头线在有局部水头损失的地方是突然下降的，而在有沿程水头损失的管段中则是逐渐下降的。从总水头线向下减去相应断面的流速水头值，便可绘出测压管水头线。 由总水头线，测压管水头线和基准线三者的相互关系可以明确地表示出管道任一断面各种单位机械能量的大小。 ●绘制总水头线和测压管水头线应注意的问题 １、在绘制总水头线和测压管水头线时，等直径管段的ｈ 沿管长均匀分布。 ｆ ２、在等直径管段中，测压管水头线与总水头线平行，如图1所示。当 时，总水头线在起点较上游液面高出，如图1（ｂ），当上游行近流速水头时，总水头线的起点在上游液面，如图1（ａ）。 图1

３、在绘制水头线时，应该注意管道出口的边界条件条件，如图2所示。 图2 图2（ａ）为自由出流，测压管水头线的终点应画在出口断面的形心上； 图2（ｂ）为淹没出流，且下游流速水头，测压管水头线的终点应与下游液面平齐； 图2（ｃ）亦为淹没出流，且下游流速水头，表示管流出口的动能没有全部损失掉，一部分转化为动能，为尚有一部分转化为下游势能，使下游液面抬高，高于管道出口断面的测压管水头，故测压管水头线的终点应低于下游液面。 4、测压管水头线沿程可以上升或下降，但总水头线沿程只能下降。 负压段的判别 测压管水头高于管轴线的部分其压强水头正，否则为负。

流体力学习题解

流体力学实验思考题解答 （一）流体静力学实验 1、 同一静止液体内的测压管水头线是根什么线？ 答：测压管水头指γ p Z + ，即静水力学实验仪显示的测压管液面至基准面的垂直高度。测 压管水头线指测压管液面的连线。从表1.1的实测数据或实验直接观察可知，同一静止液面的测压管水头线是一根水平线。 2、 当0

水力学实验报告思考题答案(想你所要)

实验二不可压缩流体恒定流能量方程（伯诺利方程）实验 成果分析及讨论 1.测压管水头线和总水头线的变化趋势有何不同？为什么？ 测压管水头线（P-P）沿程可升可降，线坡J P 可正可负。而总水头线（E-E）沿程只降不升，线坡J 恒为正，即J>0。这是因为水在流动过程中，依据一定边界条件，动能和势能可相互转换。测点5至测点7，管收缩，部分势能转换成动能，测压管水头线降低，Jp>0。测点7至测点9，管渐扩，部分动能又转 换成势能，测压管水头线升高，J P <0。而据能量方程E 1 =E 2 +h w1-2 , h w1-2 为损失能量，是不可逆的，即恒有h w1-2 >0， 故E 2恒小于E 1 ，（E-E）线不可能回升。(E-E) 线下降的坡度越大，即J越大，表明单位流程上的水头损失 越大，如图2.3的渐扩段和阀门等处，表明有较大的局部水头损失存在。 2.流量增加，测压管水头线有何变化？为什么？ 有如下二个变化： （1）流量增加，测压管水头线（P-P）总降落趋势更显著。这是因为测压管水头 ，任一断面起始时的总水头E及管道过流断面面积A为定值时，Q增大， 就增大，则必减小。而且随流量的增加阻力损失亦增大，管道任一过水断面上的总水头E相应减 小，故的减小更加显著。 （2）测压管水头线（P-P）的起落变化更为显著。 因为对于两个不同直径的相应过水断面有 式中为两个断面之间的损失系数。管中水流为紊流时，接近于常数，又管道断面为定值，故Q增大，H亦增大，（P-P）线的起落变化就更为显著。 3.测点2、3和测点10、11的测压管读数分别说明了什么问题？ 测点2、3位于均匀流断面（图2.2），测点高差0.7cm，H P =均为37.1cm（偶有毛细影响相差0.1mm），表明均匀流同断面上，其动水压强按静水压强规律分布。测点10、11在弯管的急变流断面上，测压管水头差为7.3cm，表明急变流断面上离心惯性力对测压管水头影响很大。由于能量方程推导时的限制条件之一是“质量力只有重力”，而在急变流断面上其质量力，除重力外，尚有离心惯性力，故急变流断面不能选作能量方程的计算断面。在绘制总水头线时，测点10、11应舍弃。 4.试问避免喉管（测点7）处形成真空有哪几种技术措施？分析改变作用水头（如抬高或降低水箱的水位）对喉管压强的影响情况。 下述几点措施有利于避免喉管（测点7）处真空的形成： （1）减小流量，（2）增大喉管管径，（3）降低相应管线的安装高程，（4）改变水箱中的液位高度。

流体力学实验报告思考题答案(2)

流体力学实验报告思考题答案 实验三流量测量 2、为什么Q计算与Q实际不相等？ 因为Q计算是在不考虑水头损失情况下，即按理想液体推导的，而实际流体存在粘性必引起阻力损失，从而减小过流能力。 3、本实验中，影响文透利管流量系数大小的参数及因素有哪些？哪个参数最敏感？ 实验五恒定流能量方程实验 1、测压管水头线和总水头线的变化趋势有何不同？为什么？ 测压管水头线沿程可升可降，线坡可正可负。总水头线沿程只降不升，线坡恒为正。 水在流动过程中，依据一定边界条件，动能和势能可相互转换。 2、流量增加，测压管水头线有何变化？为什么？ 3、测点2.、3和测点10、11的测压管读数分别说明了什么问题？ 测点2、3位于均匀流断面，表明均匀流各断面上，其动水压强按静水压强规律分布。 测点10、11在弯管的急变流断面上，表明急变流断面上离心惯性力对测压管水头影响很

大。 4、答案：（1）减小流量、（2）增大喉管管径（3）降低相关管线的安装高程（4）改变水箱中的液体高度 管道喉管的测压管水头随水箱水位同步升高，但水箱水位的升高对提高喉管的压强效果不明显。 实验七管道局部阻力系数测定实验 产生突扩局部阻力损失的主要部位在突扩断面的后部。 产生突缩水头损失的主要部位是在突缩断面后。 为了减小局部阻力损失，在设计变断面管道几何边界形状时应流线型化或 实验八管道沿程阻力系数测定实验 1、为什么压差计的水柱差就是沿程水头损失？实验管道向下倾斜安装，是否影响实验结果？ 在管道中的水头损失直接反应与水头压力，测力水头两端压差就等于水头损失。 不影响实验结果。但压差计应垂直，如果在特殊情况下无法垂直，可乘以倾斜角度转化值。 3、实际工作中的钢管中的流动，大多为光滑紊流或紊流过渡区，而水电站泄洪洞的流动，大多为紊流阻力平方区，其原因何在？

5 课堂测试-第五章 有压管恒定流

第五章有压管流 一、判断题 1 短管是指管径沿程不变，且没有分岔的管道。（× ） 2 水泵的安装高度不可能大于10m。（√ ） 3 水流总是从压强大的地方向压强小的地方流动。（× ） 4 层流的断面流速分布比紊流的断面流速分布更均匀。（× ） 5 水力学中认为，管长超过某一定长度时即规定为长管。（× ） 6 若圆管中液体为层流，则沿程水头损失系数与雷诺数成正比。（× ） 7 当管径和流量一定时，粘度越小，越容易从层流转变为紊流。（√ ） 8 自由出流简单长管的作用水头等于其沿程水头损失。（√ ） 9 抽水机扬程就是抽水机提水高度。（× ） 10当作用水头和几何条件相同时，有压短管的自由出流的流量系数与淹没出流的流量系数相等。（√ ） 11 当作用水头和几何条件相同时，有压短管的自由出流的流量与淹没出流的流量不可能相 等。（× ） 12 输水圆管由直径为d1和d2的两段管路串联而成，且d1 > d2，流量为q v时相应雷诺 数为Re1和Re2，则Re1 >Re2。（× ） 13 在已定的管道系统中，其沿程水头损失h f随着流量的增加而增加。（√ ） 14 图示两个容器由两根直管相连，两管的管径、管长及糙率均相同，所以通过的流量相等。 （√ ） 15 压管道中水流作均匀流动时，总水头线、测压管水头线和管轴线三者必定平行。（× ） 16 串联长管道各管段的水头损失可能相等，也可能不相等。（√） 17 在并联管路中，如果各支管长度相同，则各支管的水力坡度也相同。（√） 18 沿程均匀泄流管道中的水流是均匀流。（×） 19 长管的总水头线与测压管水头线相重合。（×） 20 有压短管计算时，令h w=0。 二、单选题 1 不属于长管特征的是（ A ）。 A 沿程水头损失可以忽略不计 B 局部水头损失可以忽略不计； C 有效水头全部用于克服阻力作功 D 流速水头可以忽略不计 2 水流在等直径直管中作恒定流动时，其测压管水头线沿程变化是（ A ）。 A 下降 B 上升 C 不变 D 可以上升，亦可下降。 3 管流的负压区是指测压管水头线（ C ）。 A 在基准面以下的部分 B 在下游自由水面以下的部分 C 在管轴线以下的部分 D 在基准面以上的部分。

流体力学三个实验_34274

流体力学 实验指导书与报告 静力学实验 流体伯诺里方程实验 雷诺实验 中国矿业大学能源与动力实验中心

学生实验守则 一、学生进入实验室必须遵守实验室规章制度，遵守课堂纪律，衣着整洁，保持安静，不得迟到早退，严禁喧哗、吸烟、吃零食和随地吐痰。如有违犯，指导教师有权停止基实验。 二、实验课前，要认真阅读教材，作好实验预习，根据不同科目要求写出预习报告，明确实验目的、要求和注意事项。 三、实验课上必须专心听讲，服从指导教师的安排和指导，遵守操作规程，认真操作，正确读数，不得草率敷衍，拼凑数据。 四、预习报告和实验报告必须独自完成，不得互相抄袭。 五、因故缺课的学生，可向指导教师申请一次补做机会，不补做的，该试验以零分计算，作为总成绩的一部分，累计三次者，该课实验以不及格论处，不能参加该门课程的考试。 六、在使用大型精密仪器设备前，必须接受技术培训，经考核合格后方可使用，使用中要严格遵守操作规程，并详细填写使用记录。 七、爱护仪器设备，不准动用与本实验无关的仪器设备。要节约水、电、试剂药品、元器件、材料等。如发生仪器、设备损坏要及时向指导教师报告，属责任事故的，应按有关文件规定赔偿。 八、注意实验安全，遵守安全规定，防止人身和仪器设备事故发生。一旦发生事故，要立即向指导教师报告，采取正确的应急措施，防止事故扩大，保护人身安全和财产安全。重大事故要同时保护好现场，迅速向有关部门报告，事故后尽快写出书面报告交上级有关部门，不得隐瞒事实真相。 九、试验完毕要做好整理工作，将试剂、药品、工具、材料及公用仪器等放回原处。洗刷器皿，清扫试验场地，切断电源、气源、水源，经指导教师检查合格后方可离开。 十、各类实验室可根据自身特点，制定出切实可行的实验守则，报经系(院)主管领导同意后执行，并送实验室管理科备案。 1984年5月制定 2014年4月再修订 中国矿业大学能源与动力实验中心

管道水头损失产生原因及计算

流体力学二类考核 指导老师：冯亮花 ——小组成员：蒙伦智、周肖、王桐

供水管道水头损失产生原因及计算 摘要：水流在运动过程中克服水流阻力而消耗的能量称为水头损失，根据边界条件的 不同把水头损 失分为两类：对于平顺的边界，水头损失与沿程成正比的称为沿程水头损失， 用hf 表示；由局部边界急剧改变导致水流结构改变、流速分布改变并产生旋涡区而引起的 水头损失称为局部水头损失，用 hj 表示，两者的计量单位都为米。 关键词：水头损失 原因计算真空有压流 1 ?在分析水头损失产生原因之前，首先应该明确两个概念。 1.1水流阻力 水流阻力是由于固体边界的影响和液体的粘滞性作用， 使液体与固体之间、液体内有相 对运动的各液层之间存在的摩擦阻力的合力，水流阻力必然与水流运动方向相反。 1.2水头损失 水流在运动过程中克服水流阻力而消耗的能量称为水头损失。 其中边界对水流的阻力是 产生水头损失的外因， 液体的粘滞性是产生水头损失的内因， 也是根本原因。根据边界条件 的不同把水头损失分为两类：对于平顺的边界，水头损失与流程成正比的称为沿程水头损失， 用hf 表示；由局部边界急剧改变导致水流结构改变、流速分布改变并产生旋涡区而列起的 水头损失称为局部水头损失，用 hj 表示，两者的计最单位都为米。 由水头损失所产生的能量消耗，将直接影响供水水泵的选型，管道材质与内径的确 定，增加机械能损耗，这一直是水利工作者在给水工程设计过程中想要尽量减小的设计 因子，要想将水头损失降低到最低限度，就要了解水头损失产生的真正原因。 2 ?水头损失产生的原因 2.1供水管道的糙率是产生沿程水头损失的外部原因，也是直接原因。 在理想的状态下，液体在管道内部流动是不受管道内壁影响的，但由于现在市场上 供应的各种管材，内壁绝对光滑的材质是不存在，现有的技术只是尽量减小管道材质的 糙率（即粗糙度，一般用 n 表示）。如给水用的PVC 管，管道内壁糙率为一般取值 0.009, 球墨铸铁给水管道内壁糙率一般取值 0.012-0.0 1 3，其它管材糙率国家都有相应的技术标 准。 由于管道糙率的存在，使的水流在行进过程液体与固体接触面产生摩擦阻力，水流 消耗动能，产生沿程水头损失。对沿程水头损失的计算可以参照如下经验公式。 经验公式： 公式中：hf-沿程水头损失 d —管道内径 6.35*16* n 2*Q 2* L — 哈森一威廉斯公式: