流體力學--第3章習題

1、圓管層流運動圓管層流運動1. 圓管層流流動，過流斷面上切應力分布為：圓管層流流動，過流斷面上切應力分布為：A.在過流斷面上是常數(shù)；在過流斷面上是常數(shù)；B.管軸處是零，且與半徑成正比；管軸處是零，且與半徑成正比；C.管壁處是零，向管軸線性增大；管壁處是零，向管軸線性增大；D. 按拋物線分布。按拋物線分布。2. 在圓管流中，層流的斷面流速分布符合：在圓管流中，層流的斷面流速分布符合：A.均勻規(guī)律；均勻規(guī)律； B.直線變化規(guī)律；直線變化規(guī)律； C.拋物線規(guī)律；拋物線規(guī)律； D. 對數(shù)曲線規(guī)律。對數(shù)曲線規(guī)律。 一、選擇題一、選擇題BC3. 圓管層流，實測管軸線上流速為圓管層流，實測管軸線上流速為4ms

2、，則斷面平，則斷面平均流速為：均流速為：A. 4ms B. 3.2ms C. 2ms D. 1msC1. =0.85g/cm3、v=0.18cm2/s的油在管徑為的油在管徑為100mm的的 管中以管中以 =6.35cm/s的速度作層流運動，的速度作層流運動，求求（1）管中心處的最大流速；管中心處的最大流速； （2）在離管中心在離管中心r=20mm處的流速；處的流速； （3）沿程阻力系數(shù)沿程阻力系數(shù) ； （4）管壁切應力管壁切應力0及每及每1000km管長的水頭損失。管長的水頭損失。二、計算題二、計算題v解解 :（1）管中心最大流速管中心最大流速 （2）由由lpRv 42max 和和)(422r

3、Rlpv 得得)(222maxrRRvv 離管中心離管中心r=20mm處的流速處的流速smv/1067. 0)05. 0/02. 01(127. 022 （3）18. 0Re64 沿程阻力系數(shù)沿程阻力系數(shù)smscmvv/127. 0/7 .122max 353Re dv（4）由由得得lpRv 82 28Rv lp mNRvlpR/078. 04220 油柱油柱mgvdlhf37. 06 .19635. 01 . 0100018. 0222 2. 應用細管式粘度計測定油的粘度，已知細管直徑應用細管式粘度計測定油的粘度，已知細管直徑d=6mm，測量段長，測量段長l=2m ，如圖。實測油的流量，如圖

4、。實測油的流量Q=77cm3/s，水銀壓差計的讀值，水銀壓差計的讀值h=30cm，油的密度，油的密度=900kg/m3。試求油的運動粘度。試求油的運動粘度。解解: 列細管測量段前、后斷面伯努利方程列細管測量段前、后斷面伯努利方程,得得:mhpphf23. 43 . 019001360001oilHg21 假設為層流假設為層流斷面平均流速斷面平均流速22232g2vv64g2vRe64gdv ldlddlhf v lgdhf322 m/s 73. 24Qv2 d 運動粘度運動粘度校核流態(tài)校核流態(tài)層流層流smv lgdhf/1054. 873. 2232006. 08 . 923. 4322622

5、 232019181054. 8006. 073. 2vRe6 d沿程阻力系數(shù)一、選擇題一、選擇題1. 圓管紊流過渡區(qū)的沿程阻力系數(shù)圓管紊流過渡區(qū)的沿程阻力系數(shù)_。A. 與雷諾數(shù)與雷諾數(shù)Re有關；有關；B. 與管壁相對粗糙度與管壁相對粗糙度/d有關；有關；C. 與與Re和和/d有關；有關；D. 與與Re和管長和管長l有關。有關。2. 圓管紊流粗糙區(qū)的沿程阻力系數(shù)圓管紊流粗糙區(qū)的沿程阻力系數(shù)_。A. 與雷諾數(shù)與雷諾數(shù)Re有關；有關；B. 與管壁相對粗糙度與管壁相對粗糙度/d有關；有關；C. 與與Re和和/d有關；有關；D. 與與Re和管長和管長l有關。有關。CB3. 水流在管道直徑、水溫、沿程阻

6、力系數(shù)都一定時，水流在管道直徑、水溫、沿程阻力系數(shù)都一定時，隨著流量的增加，粘性底層的厚度就隨著流量的增加，粘性底層的厚度就_。A. 增加；增加；B. 減??；減??；C. 不變；不變；D. 不定。不定。B例例2.長度長度l=1000m，內(nèi)徑，內(nèi)徑d=200mm的普通鍍鋅鋼的普通鍍鋅鋼管，用來輸送運動粘度管，用來輸送運動粘度=0.35510-4m2/s的重油，的重油，已經(jīng)測得其流量已經(jīng)測得其流量Q=0.038m3/s，問其沿程水頭損失，問其沿程水頭損失為多少？（為多少？（=0.2mm）解：解： 確定流動類型，計算確定流動類型，計算雷諾數(shù)雷諾數(shù)smdQv/21. 12 . 014. 3038. 04

7、422 681710355. 02 . 021. 1Re4 dv計算計算邊界雷諾數(shù)邊界雷諾數(shù)723792 . 020098.2698.26Re78781 d因為因為1ReRe4000 流動處于流動處于湍流水力光滑區(qū)湍流水力光滑區(qū)選擇選擇布拉修斯公式布拉修斯公式0348. 0Re3164. 025. 0 沿程水頭損失沿程水頭損失油柱油柱mgvdlhf99.126 .1921. 12 . 010000348. 0222 例例3.有一鍍鋅鐵管，有一鍍鋅鐵管，l=40m，d=0.2m， =0.15mm，輸送干空氣，其密度輸送干空氣，其密度=1.2kg/m3，運動粘度，運動粘度=15.710-6m2/s

8、，測得風量，測得風量Q=1700m3/h，氣流的沿程損失為多，氣流的沿程損失為多少？少？解：解： 確定流動類型，計算確定流動類型，計算雷諾數(shù)雷諾數(shù)smdQv/1536002 . 014. 317004422 561091. 1107 .152 . 015Re dv計算計算邊界雷諾數(shù)邊界雷諾數(shù)5787811091. 110060015. 020098.2698.26Re d5685. 021091. 11005. 124160Re d故流動處于故流動處于湍流水力過渡區(qū)，湍流水力過渡區(qū)，選擇選擇柯羅布魯克公式柯羅布魯克公式)Re15. 27 . 3log(21 d是隱函數(shù)，需是隱函數(shù)，需試算。試算

9、。選取選取=0.02，代入上式，代入上式，等式左邊等式左邊等式右邊等式右邊1 . 71 7)Re15. 27 . 3log(2 d可認為等式兩邊相等，解得可認為等式兩邊相等，解得=0.02。氣流的壓強損失氣流的壓強損失Pavdlghpf54022 管路的水力計算1. 串聯(lián)管道各串聯(lián)管段的：串聯(lián)管道各串聯(lián)管段的： A.水頭損失相等；水頭損失相等； B.總能量損失相等；總能量損失相等； C.水力坡度相等；水力坡度相等； D.所通過的流量相等。所通過的流量相等。2. 長管并聯(lián)管道各并聯(lián)管段的：長管并聯(lián)管道各并聯(lián)管段的： A.水頭損失相等；水頭損失相等； B.總能量損失相等；總能量損失相等； C.水力

10、坡度相等；水力坡度相等； D.通過的水量相等；通過的水量相等；3. 并聯(lián)長管并聯(lián)長管1、2，兩管的直徑、沿程阻力系數(shù)均，兩管的直徑、沿程阻力系數(shù)均相同，長度相同，長度L2=3L1，則通過的流量為：，則通過的流量為： A.Q1=Q2； B.Q1=1.5Q2； C.Q1=1.73Q2； D.Q1=3Q2。 一、選擇題一、選擇題DAC4. 圖示兩根完全相同的長管道，只是安裝高度圖示兩根完全相同的長管道，只是安裝高度不同，兩管道的流量關系為：不同，兩管道的流量關系為： A.Q1Q2； C.Q1=Q2； D.不定。不定。C1-1斷面、斷面、2-2斷面的伯努利方程為斷面的伯努利方程為fhHH 2122Kl

11、Qhf 其中，其中，稱為流量模數(shù)稱為流量模數(shù)),( dfK 5. 兩水池水位差為兩水池水位差為H，用兩根等徑等長、沿程阻，用兩根等徑等長、沿程阻力系數(shù)均相同的管道連接，按長管考慮，則：力系數(shù)均相同的管道連接，按長管考慮，則：A.Q1Q2； B.Q1=Q2； C.Q1QnB.Q(34)dD. H09m, l(34)dBB3.孔口出流的流量系數(shù)、流速系數(shù)、收縮系數(shù)從孔口出流的流量系數(shù)、流速系數(shù)、收縮系數(shù)從小到大的正常排序是小到大的正常排序是_。A.流量系數(shù)、流速系數(shù)、收縮系數(shù)流量系數(shù)、流速系數(shù)、收縮系數(shù)B.流量系數(shù)、收縮系數(shù)、流速系數(shù)流量系數(shù)、收縮系數(shù)、流速系數(shù)C.流速系數(shù)、流量系數(shù)、收縮系數(shù)流速

12、系數(shù)、流量系數(shù)、收縮系數(shù)D.流速系數(shù)、收縮系數(shù)、流量系數(shù)流速系數(shù)、收縮系數(shù)、流量系數(shù)B1.有一直徑有一直徑d=2cm的銳緣孔口，在水頭的銳緣孔口，在水頭H=2m作用下泄流入一矩形水箱，水箱橫截作用下泄流入一矩形水箱，水箱橫截面積面積A=10cm20cm，測得收縮斷面直徑測得收縮斷面直徑dc=1.6cm，經(jīng)過，經(jīng)過49.2s后水箱內(nèi)水位上升了后水箱內(nèi)水位上升了3cm，求該孔口的收縮系數(shù)，求該孔口的收縮系數(shù)、流量系數(shù)、流量系數(shù)、流速系數(shù)流速系數(shù)和局部阻力系數(shù)和局部阻力系數(shù)。二、計算題二、計算題解：解：smQ/1022. 12 .4903. 02133 62. 026 .1902. 041022. 1223 gHAQ64. 02 ddAAcc 97. 0 06. 0112 2.在薄壁水箱上開一孔徑在薄壁水箱上開一孔徑d=10mm的圓孔，水箱水的圓孔，水箱水面位于孔口中心高度面位于孔口中心高度H=4m，孔口中心離地面高度，孔口中心離地面高度z=5m。通過實驗，測定射流與地面交點中心離水。通過實驗，測定射流與地面交點中心離水箱壁距離箱壁距離x=8.676m，孔口出