層流和紊流及水流阻力和水頭損失

精品好文檔，推舉學習溝通精品好文檔，推舉學習溝通感謝感謝25僅供學習與溝通，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除第四章 層流和紊流及水流阻力和水頭損失1、紊流光滑區(qū)的沿程水頭損失系數(shù)僅與雷諾數(shù)有關(guān)，而與相對粗糙度無關(guān)。 2、圓管紊流的動能校正系數(shù)大于層流的動能校正系數(shù)。3、紊流中存在各種大小不同的渦體。4、紊流運動要素隨時間不斷地變化，所以紊流不能按恒定流來處理。5、謝才公式既適用于有壓流，也適用于無壓流。u”u”x y

只能代表X方向的紊流時均附加切應力。 7、臨界雷諾數(shù)隨管徑增大而增大。8、在紊流粗糙區(qū)中，對同一材料的管道，管徑越小，則沿程水頭損失系數(shù)越大。9、圓管中運動液流的下臨界雷諾數(shù)與液體的種類及管徑有關(guān)。10的公式是在沒有任何假設的狀況下導出的。11、液體的粘性是引起液流水頭損失的根源。11、不管是均勻?qū)恿骰蚓鶆蛭闪鳎溥^水斷面上的切應力都是按線性規(guī)律分布的。12、公式gRJ 即適用于管流，也適用于明渠水流。13、在漸漸收縮的管道中，雷諾數(shù)沿程減小。14、管壁光滑的管子肯定是水力光滑管。15、在恒定紊流中時均流速不隨時間變化。16、恒定均勻流中，沿程水頭損失hf 總是與流速的平方成正比。17、粘性底層的厚度沿流程增大。18、阻力平方區(qū)的沿程水頭損失系數(shù) 與斷面平均流速v的平方成正比。19、當管徑和流量肯定時，粘度越小，越簡潔從層流轉(zhuǎn)變?yōu)槲闪鳌?0、紊流的脈動流速必為正值。21、繞流阻力可分為摩擦阻力和壓強阻力。22、有一管流，屬于紊流粗糙區(qū)，其粘滯底層厚度隨液體溫度上升而減小。23、當管流過水斷面流速符合對數(shù)規(guī)律分布時，管中水流為層流。24、沿程水頭損失系數(shù)總是隨流速的增大而增大。25、邊界層內(nèi)的流淌也有層流與紊流之分。26、當雷諾數(shù)Re很大時，在紊流核心區(qū)中，切應力中的粘滯切應力可以無視。27、其它條件不變，層流內(nèi)摩擦力隨壓力的增大而〔〕⑴增大 ； ⑵減??； ⑶ 不變 ； ⑷ 不定 。28、按普朗特動量傳遞理論，紊流的斷面流速分布規(guī)律符合 1 對數(shù)分布 ； 2 橢圓分布 ；3 拋物線分布 ； 4 直線分布 。29、其它條件不變，層流切應力隨液體溫度的上升而 1 增大 ； 2 減?。?3 不變 ； 4 不定 。30、其它條件不變，液體雷諾數(shù)隨溫度的增大而 1 增大 ； 2 減小 ； 3 不變 ； 4 不定 。與 2成正比；4與 2成正比；4C與1成正比。1C與成正比；2 C與 1成正比；3C 32、A、B兩根圓形輸水管，管徑一樣，雷諾數(shù)一樣，A管為熱水，B管為冷水，則兩管流量 1 qvA > qvB; 2 qvA ＝ qvB; 3 qvA< qvB ；4不能確定大小 。33、圓管紊流附加切應力的最大值消滅在 1 管壁 ； 2 管中心 ； 3 管中心與管壁之間 ； 4 無最大值 。34、粘滯底層厚度隨Re的增大而 1 增大 ； 2 減小 ；3 不變； 4 不定 。35A相等)J一樣，則三者的邊壁切應力的相互關(guān)系如下假設沿程阻力系數(shù)也相等則三管道通過的流量的相互關(guān)系如下：

q q q123

0圓0圓<0圓

0方0方<0方

0矩 ，qv圓0矩 ，qv圓<0矩 ，qv圓<

v方qv方<qv方<q

v矩 ；qv矩 ；qv矩 ；q4

0矩 ，v圓

v矩 。 36、圓管均勻?qū)恿髋c圓管均勻紊流的1 斷面流速分布規(guī)律一樣 ；2斷面上切應力分布規(guī)律一樣；3 斷面上壓強平均值一樣 ；4水力坡度一樣 。37、紊流內(nèi)部構(gòu)造分區(qū)的判別參數(shù)是1 管壁確定粗糙度 ；2 管壁相對粗糙度；3 粘滯底層厚度與管壁確定粗糙度之比；4 雷諾數(shù) 。38、圖示兩管道的管長L、管徑d、流量qv及水溫均一樣，但測壓管水面差h1>h2 ,則兩管糙率n1與n2的關(guān)系為 1 n1>n2； 2 n1<n2； 3 n1=n2 ； 4 無法確定 。1139、謝才系數(shù)C的量綱是： 111 L ； 2 L2T1 ；3 1T2； 4 無量綱量。A、B二種截面管道，二管長度一樣，通過流量一樣，沿程水頭損失系數(shù)一樣，則二管道的沿程水頭損失1 hfB；2hfB； 3hfAhfB；441、邊界層的外邊界限可看成是 1 一條流線； 2 一條跡線；3 有旋流淌與有勢流淌的分界限；4 層流與紊流的分界限。42、紊流附加切應力uu

等號右端的負號是由于 。xy43層流 ＝f 的影響因素分別是： 紊流光滑區(qū)＝f紊流過渡區(qū) ＝f 紊流粗糙區(qū)＝f44、水流臨界雷諾數(shù)可以作為判別流淌形態(tài)的準則數(shù)。圓管流的臨界雷諾數(shù)Re= 流的臨界雷諾數(shù)Re= 。45、在紊流光滑區(qū)，沿程水頭損失系數(shù) 與相對粗糙度無關(guān)的原因是 .。46、紊流形態(tài)可分為三個流區(qū)，其判別標準是：光滑區(qū) ，過渡區(qū) ，粗糙區(qū) 。47aa邊壁切應力之比 ;再假定沿程水頭損失系數(shù)亦一樣，求它們的流量之比q1 2

4 q 23〔1 ； 1 〕3 3 q2 248、動力粘滯系數(shù)為的液體在寬度為b的矩形斷面明渠中作層流運動。液體深度為 h，流速分別方程v=v0[1-(y/h)2]，式中v0y由液面鉛直向下。假設、b、v0為，求：(1)斷面平均流速；(2)渠底切應力。 〔(1)v=2u3 0

(2) 底=2u0 〕h49、導出直徑為d的圓管的沿程水頭損失系數(shù) 與管壁糙率n之間的關(guān)系式。設水流處于阻力平方區(qū)。d13〔12.7n2d1350、圓管中的流速分布為uu m

17urm

為管道半徑，r

為任一液層處的半徑。試計算：(1)斷面平均流速v與um

的比值； 〔0.817〕rcd

與r的比值。 〔0.757〕051、有一圓形斷面輸水隧洞，長度L=500m，直徑d=5m。當通過流量qv=200m3/s時，沿程水頭損失hv=7.58m。求沿程水頭損失系數(shù)。 〔0.0143〕z=0.2m。油的重度g=8600N/m3。損失hf； 〔0.0245m〕A、B兩點的測壓管水頭差； 〔0.0245m〕圓管邊壁的切應力0，并繪出圓管斷面的切應力分布圖。 〔6N/m2〕53、帶有兩個90轉(zhuǎn)彎的管道，直徑d=100mm，長度l=10m，沿程水頭損失系數(shù)λ=0.037，轉(zhuǎn)彎的局部水頭損失系數(shù)ξ=0.29，現(xiàn)取消兩彎段，但管長和管段兩端的總水頭差均不變。問流量能增加百分之幾？ 54v1v2v取多？〔v

1(v2

v)；h2 j2

1(vv)2= [ 1 2 ]〕2 2g55l2m，d0.1m1000kg/m3qv0.02m3/sh1.8m1)管道壁面切應力；2)該管段的沿程水頭損失系數(shù)。 〔 23.44N/m2； w w56d=32mm的管路中，流淌著液壓油，流量為3l/s，油液運動粘度3010-2cm2/s，試確定：流淌狀態(tài); 2)在此溫度下油的臨界速度?！参闪?；vc

=1.88m/s〕57d75mmg18.83kN/m310.9cm2/s差計的畢托管，水銀液面高差hp20mm，求重油流量。g2133.38kN/m3(下標12)〔q 5.21 l/s〕v58、圓管直徑d=15cm，平均流速v=1.5m/s，水溫t=18C，=0.01062cm2/s，沿程阻力系數(shù) =0.03，。假設水流速度提高至3.0m/s，0如何變化？又假設流速不變，管徑增大到30cm，0又如何變化？(0

32.8dRe Re

)

=0.0134cm

59qv7.7ml/sd6mml2mh=18cm，水銀hg=133.38kN/m3，油的og=8.43kN/m3，求油的運動粘度。 60、水平管直徑d=100mm，管中裝一蝶閥。為測定蝶閥的局部水頭損失系數(shù)，在蝶閥前后設有U形水銀壓差h=500mm該開度時的局部水頭損失系數(shù)。

vv

y( max h

(1n)313n

vmax為斷面上時均最大流速，h為水深，y為從壁面到該點的距離，n為指數(shù)。62、證明在推導圓管突然擴大局部水頭損失過程中，假設考慮壁面摩擦力(0)和沿程損失，所得結(jié)果與略去摩擦力和不計沿程損失的結(jié)果一樣。63、假設沿程水頭損失系數(shù)被取值的誤差為20，問當hf為常數(shù)時，相應計算出的流量誤差有多大？ 〔10%〕64、某澆灌系統(tǒng)的塑料管道，管徑d=50mm，管長l=5m。已測得20秒內(nèi)出口出水量為200升，管道首末測壓管水頭差為0.5m，求管道糙率n和相應的沿程水頭損失系數(shù)。 〔0.00849；n0.005〕65、圖示管道出口段長l=10m，直徑d=0.1m，通過密度=1000kg/m3的流體，流量qv=0.02m3/s。h=0.2m，hm=0.1m，Hg=13.6，求：1)管道壁面切應力w；2)該管段的沿程水頭損失系數(shù)。 66d100mmQ0.004m3/s的水，水溫為200C；該管通過一樣流量的重燃油，其運動粘度5104m

/s，試推斷以上兩種狀況的流態(tài)。67、有一梯形斷面的排水溝，底寬b70cm1：1.5〔如圖示。當水深h40cm，斷面平均流速5.0cm/s200C，試判別水流流態(tài)。假設水溫順水深都保持不變，問斷面平均流速減到多少時水流方為層流？ 〔V=0.21cm/s〕max11h1.5b68d400mm，管內(nèi)的斷面平均流速12m/s，空氣溫度為100C。試推斷C69、在水深為h的寬矩形明槽中，水流維持恒定均勻紊流，利用紊流普適流速分布律公式〔4-2-23〕推導寬矩形明槽斷面平均流速的表達式u

max

vu

/，并計算水面以下何處的時均點流速等于其斷面平均流速。70A點的縱向和垂向的瞬時速度u和ux y

，見下表，表中數(shù)據(jù)是每隔0.5s測得2.02m/s，試計算該點的1〕時均流速u和u〔2〕縱向和垂向的相對紊動強度〔3〕紊x y動附加切應力”yx

。假設Aduy

dy0.26/s，求Al。渦粘度〔即紊動動力粘性系數(shù)〕及渦運動粘度〔即紊動運動粘性系數(shù)〕200C，試將與相比較，兩者差異到底有多大？〔1〕2.02m/s0〔2〕0.11；0.0677〔3〕27.33N/m2〔〕0.6364m105NS/m20.1053m2/s〔5〕0510〕測次uxuy測次u測次uxuy測次uxuy11.880.1061.740.1822.05-0.0671.620.2132.34-0.2181.930.0642.30-0.1991.98-0.0452.170.12102.19-0.1071、有一供試驗用的圓管，直徑為15mm，今進展沿程水頭損失試驗，量測段管長為4.0m，試問：〔1〕當流量Q0.00002m3/s時，水流所處的流態(tài)，并計算該量測段的沿程水頭損失〔2〕當水流處于由紊流至層流的臨界轉(zhuǎn)400〔1〕0.0103〔2〕0.000037m3/；0.0191〕精品好文檔，推舉學習溝通精品好文檔，推舉學習溝通感謝感謝30僅供學習與溝通，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除72、直徑d300mm的管道長l5km，輸送重度9.66kN/m3的重油，其重量流量G2373kN/h〔h為小時，試計算油溫從t 100C〔運動粘度 25cm2/s〕變到t1 1

400C〔 1.cm2/s〕時，管道的損失功2率的變化。并說明你做完此題后得到的啟發(fā)?！瞙=438m,N=289KW,h=23.6m,N=17.35KW〕f1 1 f2 273r150mmt150Cvm/s及沿程水頭損失0系數(shù)0.015〔1〕r0.5r0

和r0處的切應力〔2rr0

4.34/s，該點的粘性切應力和紊流附加切應力〔3l承受沙特克維奇公式ly1yr0合長度和卡門常數(shù)。

r0.5r0

處的混〔(1)=8.45Pa,=0(r=0；(2)τ=4.94×10-Paτ=8.445Pa(3)l=0.021m,κ=0.39597〕1 274、假設要一次測得圓管層流的斷面平均流速，試問比托管應放在距離管軸多遠處？ 〕075、有三個管道，其斷面外形分別為如圖示的圓形、正方形和矩形，它們的過水斷面積相等，水力坡度也相等。試〔1〕〔2〕相等時，三者的流量之比。〔1〕1.0:0.886:0.837〔21.0:0.9461:0.915〕76、推求圓管和寬矩形明槽在層流流速分布條件下的動量修正系數(shù)”。 〔α’ =1.33,α’

=1.2〕圓管 寬矩形77、假設圓管紊流光滑區(qū)的流速分布聽從指數(shù)規(guī)律，即有uu

n。求證動能修正系數(shù)和動量修正系數(shù)”分

max 0

n13

n23

和 ”

n1

2,并推求混合長度l的數(shù)學表達式.nn2 2n(n1)3、推求指數(shù)流速分布條件下的寬矩形明槽的,”及混合長度l的表達式. 3n1

,α’=2n1〕、依據(jù)例題4-12所供給的數(shù)據(jù),計算從左水箱到右水箱的連接收的全部水頭損失的數(shù)據(jù),繪制水頭線圖.200mm,0.86mm,0.00094m3s;40mm,當量粗糙度0.0035m3s,150C,試判別兩根管中水流處于何種流區(qū)。假設處于水力光滑區(qū)請用布拉休斯公式計算;Jain公式計算.最終計算兩管的水力坡度J?！布坠?光滑區(qū)J=0.00000852；乙管:紊流過度區(qū),λ=0.0311,J=0.308〕、有三根直徑一樣的輸水管,直徑d100mm,Q0.015m3/s,管長均為l1000m,各管的當量粗糙度分別為1

2

0.4mm,3

3mm,200C,h,水f,

和各管中的損失功率. 〔h=38.7m,J=0.0387,u=0.0974m/s,N=5.689KW； f1 1 *1 1h=55.837m,J=0.0558,u=0.117m/s,N=8.207KW； h=106.1m,J=0.106,u=0.161m/s,N=15.6KW〕f2 2 *2 2 f3 3 *3 38264Re0.3164Re0.25公式及完全粗糙區(qū)的1d25分析沿程水頭損失hf

與斷面平均流速之間的關(guān)系。83、有一梯形斷面的渠道，：底寬b10mh3m1：1，渠道的粗糙系數(shù)〔即糙率〕n0.02Q39m3/s，試求在每公里渠道長度上的水頭損失及摩阻流速和沿程水頭損失系數(shù)。〔0.148m,u=0.0553m/s,λ=0.0245〕*84、如圖示有兩個水池。其底部以一水管連通。在恒定的水面差H的作用下，水從左水池流入右水池。水管直徑d500mm，當量粗糙度0.6mm，管總長l100m，直角進口，閘閥的相對開度為58，900緩彎管的轉(zhuǎn)變半徑R2d，水溫為200C，管中流量為0.5m3/s。求兩水池水面的高差H?？梢哉J為出水池〔即右水池〕的過水斷面面積遠大于水管的過水斷面面積。 〔3.81m〕85、設計一給水管道，其直徑d已定，今就其長度l25%。假設水塔的水面高程不變，另因水管都很長，可以不計局部水頭損失和流速水頭，試就光滑管和完全粗糙管兩種流區(qū)狀況分別推求兩種方案的流量比Q/Q。 〔光滑管區(qū)Q/Q=1.179,粗糙區(qū)Q/Q=1.155〕Ⅱ Ⅰ Ⅱ Ⅰ Ⅱ Ⅰ86l1

20m，管徑d1

150mm，l2

12md2

150mm0.6mmh0m。自流管的蓮蓬頭進口，自流管出口入池，吸水管的帶底閥的蓮蓬頭進口以及吸水管的緩彎頭的局部水頭損失系數(shù)依感謝感謝32僅供學習與溝通，如有侵權(quán)請聯(lián)系網(wǎng)站刪除精品好文檔，推舉學習溝通次為1

2

3

4

0.36.0m水溫為20C。 Q=0.04126m/s〕87有一圓形斷面有壓隧洞長l200m通過流量Q700m3/s假設洞的內(nèi)壁不加襯砌其平均直徑d 7.8m，1糙率n0.033；假設用混凝土襯砌，則直徑d 7.0m，糙率n0.014；試問襯砌方案比不襯砌方案沿程水頭損2失削減幾多？ 〔h-h=19.21-6.16=13.05m〕f1 f288、某鑄鐵管路，當量粗糙度0.3mm，管徑d200mm，通過流量Q0.06m3

/s900折角彎頭今欲削減其水頭損失擬將900折角彎頭換為兩個450折角彎頭或者換為一個緩彎900角彎〔轉(zhuǎn)彎半徑Rm水溫為200試求〔1三種彎頭的局部水頭損失之比〔2每個彎頭相當于多少米長管路的沿程水頭損失。 〔(1)ζ=1.1,ζ=0.35,ζ=0.1316,(2)l=4.7