计算题

设有一段水平输水管，如图所示。已知d₁=1.5m，d₂=1m，p₁=39.2×10⁴Pa，Q=1.8m³/s。水流由过流断面1-1流到过流断面2-2，若不计能量损失，试求作用在该段管壁上的轴向力F_R。

问答题有一沿铅垂直立墙壁敷设的弯管如图所示，弯头转角为90°，起始断面1-1到断面2-2的轴线长度l为3.14m，两断面中心高差Δz为2m。已知断面1-1中心处动水压强p1为11.76×104Pa，两断面之间水头损失hw为0.1mH2O，管径d为0.2m，流量Q为0.06m3 s。试求水流对弯头的作用力FR。

问答题设管路中有一段水平（Oxy平面内）放置的等管径弯管，如图所示。已知管径d=0.2m，弯管与x轴的夹角θ=45°，管中过流断面1-1的平均流速v1=4m s，其形心处的相对压强p1=9.81×104Pa。若不计管流的能量损失，试求水流对弯管的作用力FR。

问答题设水由水箱经管嘴射出，如图所示。已知水头为H（恒定不变），管嘴截面积为A，水箱水面面积很大。若不计能量损失，试求作用于水箱的水平分力FR。

问答题设烟囱直径d=1m，通过烟气量Q=176.2kN h，烟气密度ρ=0.7kg m3，周围气体的密度ρa=1.2kg m3，烟囱压强损失用计算，烟囱高度H，如图所示。若要保证底部（断面1－1）负压不小于10mmH2O，烟囱高度至少应为多少？试求高度上的压强。v为烟囱内烟气速度。

问答题锅炉省煤器的进口处测得烟气负压h1=10.5mmH2O，出口负压h2=20mmH2O，如图所示。如炉外空气密度ρa=1.2kg m3，烟气的平均密度ρ=0.6kg m3，两测压断面高差H=5m，试求烟气通过省煤器的压强损失。

问答题矿井竖井和横向坑道相连，如图所示。竖井高为200m，坑道长为300m，坑道和竖井内气温保持恒定t=15℃，密度ρ=1.18kg m3，坑外气温在早晨为5℃，ρa=1.29kg m3，中午为20℃，ρa=1.16kg m3，试问早晨、中午的气流方向和气流速度v的大小。假定总的损失为

问答题高层楼房煤气立管布置，如图所示。B、C两个供煤气点各供应Q=0.02m3 s的煤气量。假设煤气的密度ρ=0.6kg m3，管径d=50mm，压强损失AB段用计算，BC段用计算，假定C点要求保持余压为300Pa，试求A点酒精（ρs=0.8×103kg m3）液面应有的高差h。空气密度ρa=1.2kg m3。

问答题设有一水泵管路系统，如图所示。已知流量Q=101m3 h，管径d=150mm，管路的总水头损失hw1-2=25.4mH2O，水泵效率η=75.5%，上下两水面高差h=102m，试求水泵的扬程Hm和功率P。

问答题设水流从水箱经过铅垂圆管流入大气，如图所示。已知管径d=常数，H=常数<10m，水箱水面面积很大，能量损失略去不计，试求管内不同h处的流速和压强变化情况，绘出总水头线和测压管水头线，并指出管中出现负压（真空）的管段。

问答题水箱中的水通过一铅垂渐扩管满流向下泄去，如图所示。已知高程▽3=0，▽2=0.4m，▽1=0.7m，直径d2=50mm，d3=80mm，水箱水面面积很大，能量损失略去不计，试求真空表M的读数。若d3不变，为使真空表读数为零，试求d2应为多大。真空表装在▽=0.4m断面处。

问答题设水流在宽明渠中流过闸门（二维流动），如图所示。已知H=2m，h=0.8m，若不计能量损失，试求单宽（b=1m）流量q，并绘出总水头线和测压管水头线。

问答题设水流从左水箱经过水平串联管路流出，在第二段管道有一半开的闸阀，管路末端为收缩的圆锥形管嘴，如图所示。已知通过管道的流量Q=0.025m3 s、第一、二段管道的直径、长度分别为d1=0.15m、l1=25m和d2=0.125m、l2=10m，管嘴直径d3=0.1m，水流由水箱进入管道的进口局部损失系数ζj1＝0.5，第一管段的沿程损失系数ζf1=6.1，第一管道进入第二管道的突然收缩局部损失系数ζj2＝0.15，第二管段的沿程损失系数ζf2=3.12，闸阀的局部损失系数ζj3＝2.0，管嘴的局部损失系数ζj4＝0.1（所给局部损失系数都是对局部损失后的断面平均速度而言）。试求水箱中所需水头H，并绘出总水头线和测压管水头线。

问答题水从铅垂立管下端射出，射流冲击一水平放置的圆盘，如图所示。已知立管直径D=50mm，圆盘半径R=150mm，水流离开圆盘边缘的厚度δ=1mm，试求流量Q和水银压差计中的读数Δh。能量损失略去不计，且假定各断面流速分布均匀。

问答题一铅垂立管，下端平顺地与两水平的平行圆盘间的通道相联，如图所示。已知立管直径d=50mm，圆盘的半径R=0.3m，两圆盘之间的间隙δ=1.6mm，立管中的平均流速v=3m s，A点到下圆盘顶面的高度H=1m。试求A、B、C、D各点的压强值。能量损失都略去不计，且假定各断面流速均匀分布。

问答题一消防水枪，从水平线向上倾角α=30°，水管直径d1=150mm，喷嘴直径d2=75mm，压力表M读数为0.3×1.013×105Pa，能量损失略去不计，且假定射流不裂碎分散。试求射流喷出流速v2和喷至最高点的高度H及其在最高点的射流直径d3。（断面1-1，2-2间的高程差略去不计，如图所示。）