水流运动的基本原理小结与复习题.docxVIP

水流运动的基本原理小结 本章主要介绍了有关液体运动的一些基本概念；水流运动的基本规律，即水动力学三大方程；水头损 失及其计算。 描述液体运动的方法有两种，即拉格朗日法（迹线法）和欧拉法（流场法），水力学普便采用欧拉法来 研究水流的运动；水流运动的基本概念包括流管、微小流束、总流、过水断面、流量、断面平均流速等； 水流运动可从不同角度划分为恒定流和非恒定流，均匀流和非均匀流，渐变流和急变流，一元流、二元流、 三元流等。 水动力学三大方程包括恒定总流的连续性方程、恒定总流的能量方程和恒定总流的动量方程，分别揭 示了运动水流内部的质量守恒、能量守恒及动量守恒的规律。 液体的粘滞性是产生水头损失的根本原因，水头损失包括沿程水头损失和局部水头损失。沿程水头损 失的计算既可采用理论公式一一达西公式，也可采用经验公式一一谢才公式；局部水头损失的计算那么采用V2 通用公式：h： =C——OJ 2g 复习题 2-1描述水流运动的方法有哪些？有何区别？ 2-2何为迹线？何为流线？流线的特点？流线和迹线有何关系？ 2-3何为过水断面？过水断面一定是平面吗？ 2-4何为断面平均流速？断面平均流速应满足何种条件？ 2-5均匀流一定是恒定流吗？非均匀流一定是非恒定流吗？试举例说明。 2-6均匀流或渐变流中，符合静水压强的分布规律，即各点的测压管水头为常数，对吗？ 2-7总水头线是一条下降的线，而测压管水头线一定是一条下降或上升的线，对吗？ 2-8对于沿程有流量输入或输出的恒定总流，连续性方程、能量方程、动量方程均不再适用，对吗？ 2-9液体运动总是从（1）高处向低处流动；（2）压力大处向压力小处流动；（3）流速大处向流速小处 流动；（4）总机械能大处向机械能小处流动；试判断上述哪一种说法是正确。 2-10引起液流水头损失的根本原因是什么？水头损失的分类？实际水头损失应如何计算？沿程水头 损失和局部水头损失各有何特点？ 2-11液体运动的两种形态？如何判别？ 2-12均匀流一定是层流吗？紊流一定是非均匀流吗？ 2-13沿程水头损失的计算公式一一达西公式的适用条件是什么？ 2-14沿程阻力系数大是一个定值吗？它与什么有关？ 2-15在套用局部水头损失的计算公式时，应注意什么问题？ 2-16如图2-27所示，圆管过水断面直径上的流速分布规律为u=u0 （l-r/ro）1/7,式中u为半径r处 的流速，,为中心点的流速，「°为圆管半径。设q二10cm,测得/=3 m/s,求流量及断面平均流速%。 图 2-27 图 2-27 2-17如图2-28所示，水流从水箱经过管径d| =5cm,d? =2.5cm的管道在c处流入大气，出口 流速为lm/s,求管道中的流量及AB管段的断面平均流速。 图 2-28图 2-29 2-18圆管水流如图2-29,试问：（1）水流流动方向是由A到B,还是由B到A? （2） AB间水流的单 位能量损失h ”,为多少米水头？ ：dA = 0.2m,dH = 0.4m, pA = 6.86N/cm~, pH = 1.96N/cm2,= Im/s,zlZ = Im。 2-19图2-30为一大容器接一铅直管道，容器内的水通过管道流入大气。h2=3mo假设不计水头损失，那么管道出口流速为多少? hih2\大气出流图 2-30 hi h2 \大气出流 图 2-30 2-20如图2-31, 一矩形渠道宽4m,渠中设有薄壁堰，堰顶水深1m,堰高2m,下游尾水深0.8m, 通过的流量Q = 0.8m3/s,堰后水舌内外均为大气，试求水流对堰壁产生的水平推力（上、下游河底 为平底，河底摩擦阻力可忽略）。 2-21在直径d=32mm的管路中，流动着液压油，流量为3L/s,油液运动粘度v= 30 x 10-2 cm2/s , 试确定：1）流动状态；2）在此温度下油的临界速度。 2-22水平管直径”100 mm,管中装一蝶阀。为测定蝶阀的局部水头损失系数a在蝶阀前后设有U 形水银压差计，如图2-32所示，当管中通过流量Q=15.7L/s时，水银柱高差h=500mm,设沿程水头损失可 忽略不计，求蝶阀在该开度时的局部水头损失系数。（C = 3.09） 图 2-32图 2-33 2-23某灌溉系统的塑料管道，管径d=50mm,管长/=5m。已测得20s内出口出水量为200L,管道首 末测压管水头差为0.5 m,求管道糙率n和相应的沿程水头损失系数。 2-24如图2-33所示有两个水池。其底部以一水管连通。在恒定的水面差H的作用下，水从左水池流 入右水池。水管直径d=500mm,管总长L=100mm,沿程阻力系数九二0.025,直角进口，闸阀的相对开度为5/8 , 90。缓弯管的转变半径R=2d,管中流量为0.5m3/s。求两水池水面的高差H。 Pip, 2-25如图2