计算题

某铸铁管路，当量粗糙度Δ=0.3mm，管径d=200mm，通过流量Q=0.06m³/s，管路中有一个90°的折管弯头的局部损失，如图所示。今欲减小其局部损失，拟将90°折管弯头换为两个45°的折管弯头，水温t=20℃。试求上述二种情况下的局部损失h_j1：h_j2之比和每种情况下的等值长度l′₁、l′₂。

问答题现有一直径d=100mm的板式阀门，试求这个阀门在二个开度（e d=0.125，e d=0.5）情况下的等值长度l′。该管的沿程阻力系数λ=0.03。

问答题流速由v1变到v2的突然扩大管，如分为两次扩大（如图所示），中间流速v取何值时，局部损失最小，此时局部损失hj2为多少，并与一次扩大时hj1比较。

问答题一直立突然扩大水管，如图所示。已知d1=150mm，d2=300mm，h=1.5m，v2=3m s。试确定水银压差计中的水银面哪一侧较高，差值Δh为多少？（沿程损失略去不计）。

问答题有一如图所示的水平突然扩大管路，已知直径d1=5cm，直径d2=10cm，管中水流量Q=0.02m3 s。试求U形水银压差计中的压差读数Δh。

问答题有一梯形断面渠道，已知底宽b=10m，均匀流水深h=3m，边坡系数m=1，土渠的粗糙系数n=0.020，通过的流量Q=39m3 s 。试求1km渠道长度上的沿程损失hf。

问答题烟囱（如图所示）的直径d=1m，通过的烟气流量Q=18000kg h，烟气的密度ρ=0.7kg m3，烟囱外大气的密度按ρa=1.29kg m3考虑。如烟道的λ=0.035，要保证烟囱底部1—1断面的负压不小于100Pa（注：断面1—1处的速度很小，可略去不计），试求烟囱的高度H至少应为多少米。

问答题矩形风道的断面尺寸为1200mm×600mm，风道内气流的温度为45℃，流量为42000m3 h，风道的当量粗糙度Δ=0.1mm。今用酒精微压计测量风道水平段A、B两点的压差，如图所示。微压计读值l=7.5mm，已知α=30°，lAB=12m，酒精的密度ρ=860kg m3。试求风道的沿程阻力系数λ。注：气流密度ρa=1.11kg m3。

问答题设有一镀锌钢板（当量粗糙度Δ=0.15mm）制成的矩形风管，已知管长l=30m，截面尺寸为0.3m×0.5m，管内气流流速v=14m s，气流温度t=20℃。试用莫迪图求沿程损失hf，以mmH2O表示。

问答题设有压恒定均匀管流（湍流）的过流断面形状分别为圆形和方形，当它们的过流断面面积、流量、管长、沿程阻力系数都相等的情况下，试问哪种过流断面形状的沿程损失大，为什么？

问答题已知铸铁输水管（当量粗糙度Δ=1.2mm）直径d=300mm，管长l=1000m，通过流量Q=0.1m3 s，水温t=10℃，试用莫迪图和舍维列夫公式计算沿程损失hf。

问答题一条新钢管（当量粗糙度Δ=0.1mm）输水管道，管径d=150mm，管长l=1200m，测得沿程损失hf=37mH2O，水温为20℃（运动粘度v=1.003×10-6m2 s），试求管中流量Q。

问答题水在一实用管道内流动，已知管径d=300mm，相对粗糙度，水的运动粘度v=1×10-6m2 s，密度ρ=999.23kg m3，流速v=3m s。试求：管长l=300m时的沿程损失hf和管壁切应力τ0、动力速度v*，以及离管壁y=50mm处的切应力τ1和流速u1。

问答题水管直径d=50mm，长度l=10m，在流量Q=0.01m3 s时为阻力平方区流动。若测得沿程损失hf=7.5mH2O，试求该管壁的当量粗糙度Δ值。

问答题用一直径d=200mm，管长l=1000m的旧水管（当量粗糙度Δ=0.6mm）输水，测得管轴中心处最大流速umax=3m s，水温为20℃，运动粘度v=1.003×10-6m2 s，试求管中流量Q和沿程损失hf。

问答题已知恒定均匀有压圆管湍流过流断面上的流速u分布为式，即如图所示。若为光滑管，且雷诺数，其沿程阻力系数可按布拉休斯公式λ=计算。试证明此时流速分布公式中的指数