发布时间 : 星期三 文章南昌大学期末作业更新完毕开始阅读64e833febcd126fff6050b41
5-14 如图5-28所示，水箱侧壁接出一根由两段不同管径所组成的管路。已知d1=150mm，d2=75mm，l=50m，管道的当量粗糙度△=0.6mm，水温为20℃。若管道的出口流速v2=2m/s，求（1）水位H；（2）绘出总水头线和测压管水头线。 总水头线 H d1 d2 测压管水头线
l l 图5-28 习题5-14
解：（1）取管道轴线所在水平面为基准面，可列出水箱水面与管道出口间能量方程： H=∑hf +∑hj+v22/2g
其中 hf=λ*（l*v2）/（d*2g），包括d1 和d2 两部分
d1段速度v1=v2*A2/A1，d1=2d2，可算得v1=0.5m/s，温度为20℃时 有γ=0.010cm2/s，d1和d2段雷诺数
Re1=vd/γ=（50cm/s*15cm/s）/ （0.010cm2/s）=75000＞2300紊流 Re2=vd/γ=（200cm/s*7.5cm/s）/ （0.010cm2/s）=150000＞2300紊流 用莫迪图查λ值，△1/d=0.6mm/150mm=0.004，λ1=0.029
△2/d=0.6mm/75mm=0.008，λ2=0.036（都在粗糙区）
代入公式，∑hf= hf1+hf2=0.123m+4.898m=5.021m
局部水头损失hj=ζ*v2/2g，也分成两部分，带入公式∑hj=hj1+hj2 突然缩小ζ=0.4，v1和v2已知得到∑hj=0.005m+0.077m=0.082m H=∑hf +∑hj+v2/2g=5.021m+0.082m+0.204m=5.307m （2）总水头线和测压管水头线画在原图上，如图
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5-17 如图5-31所示为某一水池，通过一根管径d=100mm、管长l=800m的管道，恒定地放水。已知水池水面和管道出口高差H=20m，管道上有两个弯头，每个弯头的局部阻力系数ζ=0.3，管道进口是直角进口（ζ=0.5）管道全长的沿程阻力系数λ=0.025，试求通过管道的流量。 d H l 图5-31 习题5-17
解：取管道出口面轴线所在水平面为基准面，列出水箱水面与管道出口间能
量方程：H=∑hf +∑hj+v2/2g，v为出口流速。由连续性方程，管道速度一致，都为v。
其中∑hf =hf=λ*（l*v）/（d*2g）
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∑hj有三部分，两个弯头和一个突然缩小，hj=ζ*v2/2g ∑hj=2*0.3*v2/2g+0.5*v2/2g，
H=∑hf +∑hj+v2/2g可写为20m=（0.025*800/0.1+2*0.3+0.5+1）*v2/2g
计算出v=1.393m/s，流量Q=A*v=πd2/4*0.393m/s=0.011m2/s
5-18为测定90°弯头的局部阻力系数ζ，可采用如图5-32所示的装置。已知AB段管长l=10m，管径d=50mm，λ=0.03.实验数据为：（1）AB两断面测压管水头差△h=0.629m；（2）经2min流入量水箱的水量为0.329m3。求弯头的局部阻力系数ξ。
△h
A
B
图5-32 习题5-18 解：经2min流入量水箱的水量为0.329m3，V=Q*t，Q=A*v可以算得v=V/（A*t） A=πd2/4，可知v=1.397m/s
取B断面的轴线所在水平面为基准面，列AB之间的能力方程 HA+pA/ρg+vA2/2g=HB+pB/ρg+vB2/2g+∑hf +∑hj
其中HB=0，且AB两断面测压管水头差△h=0.629m，根据连续性方程vA=vB 上式改写为△h=∑hf +∑hj
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∑h=h=λ*（l*v）/（d*2g）=0.03*10/0.05*v/2g ff
=0.597m
∑hj=hj=ζ
*v2/2g，ζ即为所求弯头的局部阻力系数ξ，速度已知。
上式都代入△h=∑hf +∑hj
有0.629m=0.597m+ζ*v2/2g，解得ξ=0.321