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学习单元三、短管水力计算一、管流概述在水利土木工程和日常生活中，经常用管道来输送液体，如水利工程中的有压引水隧洞、有压泄洪隧洞、水电站的压力管道、灌溉工程中的虹吸管和倒虹吸管、抽水机的吸水管和压水管、建筑或城市给排水工程中的自来水管、通风热水管道、石油工程中的输油管、人体中的血管等，都是常见的有压管流。
有压管流一般都采用圆形管道输送。
水流运动的特点是：整个断面被液体所充满，没有自由液面，管道的整个边壁上都受动水压强作用，而且一般不等于大气压强。
因此，管流又称为有压流。
管道中的断面如果未被水冲满，则不能视为有压流，是无压流动（明渠流动）根据管道中水流的沿程水头损失、局部水头损失及流速水头所占的比重不同，管流可分为长管流动和短管流动。
长管即管道中水流的沿程水头损失较大，而局部水头损失和流速水头很小，此两项之和只占沿程水头损失5%以下，以致可以忽略不计。
一般自来水管可视为长管。
短管即管道中局部水头损失与流速水头两项之和占沿程水头损失的5%以上，水力计算时不能忽略，必须一起考虑在内。
虹吸管、倒虹吸管、坝内泄水管、抽水机的吸水管等，均可按短管计算。
特别需要指出的是，长管和短管并不是按管道的长度分类的，即使很长的管道，局部水头损失和流速水头不能忽略时，仍应按短管计算。
根据水流运动要素随时间是否变化，可分为有压恒定流和有压非恒定流。
当管中任一点的水流运动要素不随时间而改变时，即为有压恒定流，否则为有压非恒定流。
本课程主要研究有压恒定流的计算。
本节先介绍短管流动下图5-6表示一段短管的自由出流过程。
列1-1断面和2-2断面的能量方程，有：212222201-+=+w h gv g v H αα令0212H gv H =+α，称为作用水头。
又有∑∑+=-j f w h h h 21。
因此g v d lH 2)(220∑++=ξλα取 12=α 则g v dlH 2)1(2∑++=ξλ图5-6 短管的自由出流管中流速0211gH dl v ∑++=ξλ通过管道流量 002211gH A gH A dl Q c μξλ=++=∑式中 ∑++=ξλμdl c 11称为管道系统的流量系数。
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形考任务1一、单选题（共5题，每题8分，共40分）题目1连续介质假定认为流体（）连续。
选择一项：A. 在宏观上B. 原子间C. 分子间D. 在微观上题目2在国际单位制中水力学基本量纲不包括（）。
选择一项：A. 力B. 长度C. 质量D. 时间题目3牛顿内摩擦定律适用于（）。
选择一项：A. 牛顿流体B. 非牛顿流体C. 任何流体D. 理想流体题目4液体不具有的性质是（）。
选择一项：A. 抗拉性B. 易流动性C. 黏滞性D. 压缩性题目5下述哪些力属于质量力（）。
选择一项：A. 表面张力B. 粘性力C. 弹性力D. 惯性力二、多选题（共1题，每题1分，共15分）题目6在水利水电工程中经常遇到的水力学问题主要有（）。
选择一项或多项：A. 特殊水力学问题B. 确定水流能量的利用和消耗C. 分析水流运动形态D. 确定水力荷载、计算过流能力三、判断题（共5题，每题6分，共30分）题目7理想流体与实际流体的区别仅在于，理想流体具有不可压缩性。
（）选择一项：对错题目8水动力学是研究液体在静止或平衡状态下，作用在液体上各种力的平衡关系。
（）选择一项：对错题目9压强和切应力属表面力。
（）选择一项：对错题目10流体惯性力与加速度方向相同。
（）选择一项：对错题目11黏滞性可以制止流体流动。
（）选择一项：对错四、计算选择题（共1题，每题15分，共15分）题目12如图所示，面积为0.5m2的平板在水面上以速度u=1m/s沿水平方向运动，水层厚度δ=2mm，假设水层内的流速呈直线分布，水温为10oC。
第四章 有压管道恒定流第一节 概述前面我们讨论了水流运动的基本原理,介绍了水流运动的三大方程,水流形态和水头损失,从第五章开始,我们进入实用水利学的学习,本章研究有压管道的恒定流.一. 管流的概念1.管流是指液体质点完全充满输水管道横断面的流动，没有自由水面存在。
2.管流的特点.①断面周界就是湿周，过水断面面积等于横断面面积；②断面上各点的压强一般不等于大气压强，因此，常称为有压管道。
③一般在压力作用而流动.1.根据出流情况分自由出流和淹没出流管道出口水流流入大气，水股四周都受大气压强作用，称为自由出流管道。
管道出口淹没在水面以下，则称为淹没出流。
2.根据局部水头损失占沿程水头损失比重的大小，可将管道分为长管和短管。
在管道系统中，如果管道的水头损失以沿程水头损失为主，局部水头损失和流速水头所占比重很小（占沿程水头损失的5%～10%以下），在计算中可以忽略，这样的管道称为长管。
否则，称为短管。
必须注意，长管和短管不是简单地从管道长度来区分的，而是按局部水头损失和流速水头所占比重大小来划分的。
实际计算中，水泵装置、水轮机装置、虹吸管、倒虹吸管、坝泄水管等均应按短管计算；一般的复杂管道可以按长管计算。
3. 根据管道的平面布置情况，可将管道系统分为简单管道和复杂管道两大类。
简单管道是指管径不变且无分支的管道。
水泵的吸水管、虹吸管等都是简单管道的例子。
由两根以上管道组成的管道系统称为复杂管道。
各种不同直径管道组成的串联管道、并联管道、枝状和环状管网等都是复杂管道的例子。
工程实践中为了输送流体，常常要设置各种有压管道。
例如，水电站的压力引水隧洞和压力钢管，水库的有压泄洪洞和泄洪管，供给城镇工业和居民生活用水的各种输水管网系统，灌溉工程中的喷灌、滴灌管道系统，供热、供气及通风工程中输送流体的管道等都是有压管道。
研究有压管道的问题具有重要的工程实际意义。
有压管道水力计算的主要容包括：①确定管道的输水能力；②确定管道直径；③确定管道系统所需的总水头；④计算沿管线各断面的压强。
(更新版)国家开放大学电大专科《水力学(B)》机考判断多项选择题题库及答案盗传必究一、判断题题目1某点存在真空，是指该点的绝对压强小于大气压强选择一项：对错题目2静止流体中某点压强的大小，不仅与其淹没深度有关还与受压面的方位有关。
选择一项：对错题目2以每个流体质点运动规律为研究对象的方法称为拉格朗日法。
选择一项：对错题目3在写总流能量方程时，过流断面上的代表点、基准面可以任意选取。
选择一项：对错题目4在过流断面突变处一般发生局部水头损失。
选择一项：对错题目5两个不同管径的管道，通过不同粘滞性的液体，它们的临界雷诺数相同。
选择一项：错题目6同一短管，在自由出流和淹没出流条件下，流量计算公式的形式及流量系数的数值均相同。
选择一项：对错题目7计算阻力损失时，短管既要考虑局部阻力损失，也要考虑沿程阻力损失，长管计算同样也要考虑这两项损失。
选择一项：对错题目8长管是指几何长度很长的管道。
选择一项：对错题目9明渠均匀流一定是恒定流。
选择一项：对错题目10测压管水头线（水面线）沿程不可能上升。
选择一项：对错题目11明渠中临界流一定是均匀流。
选择一项：对题目12明渠水流的水面线与总能水头可以重合。
选择一项：对错题目13水力最优断面时设计渠道的必须遵循的原则。
选择一项：对错题目14缓流一定是均匀流，急流一定不是均匀流。
选择一项：对错题目15只要宽顶堰下游水深超过堰顶，就为淹没出流。
选择一项：对错题目16对于闸孔出流，当闸门开度与上游水深之比时，闸孔出流转化为堰流。
选择一项：对错题目17达西定律是渗流中最基本的定律，它适用于所有的渗流。
选择一项：对错题目18选择一项：对错题目19力学相似的必要条件是几何相似，运动相似，动力相似。
选择一项：对错题目20黏滞性可以制止流体流动。
（）选择一项：对错题目21某点存在真空，是指该点的绝对压强小于大气压强。
（）选择一项：对错题目22拉格朗日法是以每一个液体质点作为研究对象，观察其运动轨迹、速度和加速度，掌握其运动状况，综合所有质点的运动，就可得到液体整体的运动情况。
第四章 有压管道恒定流第一节 概述前面我们讨论了水流运动的基本原理,介绍了水流运动的三大方程,水流形态和水头损失,从第五章开始,我们进入实用水利学的学习,本章研究有压管道的恒定流.一. 管流的概念1.管流是指液体质点完全充满输水管道横断面的流动，没有自由水面存在。
2.管流的特点.①断面周界就是湿周，过水断面面积等于横断面面积；②断面上各点的压强一般不等于大气压强，因此，常称为有压管道。
③一般在压力作用而流动.1.根据出流情况分自由出流和淹没出流管道出口水流流入大气，水股四周都受大气压强作用，称为自由出流管道。
管道出口淹没在水面以下，则称为淹没出流。
2.根据局部水头损失占沿程水头损失比重的大小，可将管道分为长管和短管。
在管道系统中，如果管道的水头损失以沿程水头损失为主，局部水头损失和流速水头所占比重很小（占沿程水头损失的5%～10%以下），在计算中可以忽略，这样的管道称为长管。
否则，称为短管。
必须注意，长管和短管不是简单地从管道长度来区分的，而是按局部水头损失和流速水头所占比重大小来划分的。
实际计算中，水泵装置、水轮机装置、虹吸管、倒虹吸管、坝内泄水管等均应按短管计算；一般的复杂管道可以按长管计算。
3. 根据管道的平面布置情况，可将管道系统分为简单管道和复杂管道两大类。
简单管道是指管径不变且无分支的管道。
水泵的吸水管、虹吸管等都是简单管道的例子。
由两根以上管道组成的管道系统称为复杂管道。
各种不同直径管道组成的串联管道、并联管道、枝状和环状管网等都是复杂管道的例子。
工程实践中为了输送流体，常常要设置各种有压管道。
例如，水电站的压力引水隧洞和压力钢管，水库的有压泄洪洞和泄洪管，供给城镇工业和居民生活用水的各种输水管网系统，灌溉工程中的喷灌、滴灌管道系统，供热、供气及通风工程中输送流体的管道等都是有压管道。
研究有压管道的问题具有重要的工程实际意义。
有压管道水力计算的主要内容包括：①确定管道的输水能力；②确定管道直径；③确定管道系统所需的总水头；④计算沿管线各断面的压强。
