注册结构工程师试题辅导：恒定流习题(2)

[例6-5-2] 图6-5-6所示虹吸管，当将管中充满水后可以源源不断将上游水池的水排至下游。在图6-5-6中，已知管长lAB=7m，lBC=3m，lCD=10m，管径为100mm。h1=3m。沿程阻力系数λ=0.03，进口处有滤网(ζ=3.0，ζ弯=0.5，求下游管道出口断面D(流入大气)应比上游水面低多少，才能使虹吸管中流量为221/s。并问虹吸管中最小压强发生在何处?数值是多少?

[解]

取上游水面为断面1—1，下游D处出口断面为断面2-2，取通过D的水平面为基准面写能量方程。

为了排出流量221/s，D点应在上游水面下方4.4m处。为了找出压强最低点，需绘制总水头线和测压管水头线，见图6-5-7。注意A和D处水头线的画法。A断面自水池水面开始(池中总水头线和测压管水头线均为水面线)，进入管道后有一进口损失——总水头竖直下降，再有AB段沿程损失——斜直线。出口D处总水头线应比断面中心高一流速水头，因出口为流入大气——自由出流，空气阻力可忽略，则无出口损失，而出口流速仍保持为v。D处的测压管水头线应在断面中心，因出口相对压强为零，测压管线与管轴入线重合。从图中看到，测压管水头线大多在管轴线下方，表示p/ρg值为负。从图中看到压强沿管线的变化，由正到零(测压管水头线与管轴线相交处，p/ρg=0)到负，负值增大直至C点，CD段负值减小到D点压强为零。故最小压强发生在断面C。为求pc，取上游水面1—1与断面C写出能量方程：(上游水面为基准面)

断面真空值为

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