1、流體力學作業3 答案對作業 3 的回答（第 5 章和第 6 章 ）第五章一，選擇題1 .管道中液體的雷諾數與（d）無關。a溫度b .管道直徑c .流速d .管道長度2 .圓管的直徑d = 30mm毫米，其中液體的平均流速為20厘米/秒。如果液體粘度系數為0.0114厘米/秒，則管3介質液體流動狀態為（b）。A.層流b .從層流到紊流c .紊流3。等直徑圓管中湍流的速度分布為（d） a 是拋物線，b 是對數， c 是橢圓， d 是雙曲線。4.對于等直徑圓管中的層流，橫截面中的平均流速為（C ）A 1.0 乘以B1/3乘以C1/4乘以D1/2乘以5。圓管中層流的損失與管中的平均流速成正比。A.一階

2、b,二階c,三階d,四階6。圓管的水力半徑為（a）A. 第二天，第三天，第四天，第五天。7、優值公式中的優值因子單位是 （c）3A。無量綱 B.m12s C. m2s D. m2s8.判斷層流和紊流的臨界雷諾數是（攝氏度）A. 上臨界雷諾數b .下臨界雷諾數C.上、下臨界雷諾數的代數平均值d .上、下臨界雷諾數的幾何平均值 ii ，判斷問題1.沿層流的水頭損失系數只與雷諾數有關。（正確）2。 壁光滑的管道必須是液壓光滑管道。（錯誤）3。局部水頭損失通常發生在流動截面的突變處。（正確）4.等直徑圓管中的層流，橫截面中的平均流速是圓管5 中最大流速的1/2 倍。流體內應力的方向與流體運動的方向相同

3、。（錯誤）6。阻力平方區的阻力系數與雷諾數無關。（正確）1正確 ）（3）簡短回答問題1.圓管中層流和湍流的速度分布有什么不同？答 :層流是拋物線分布，湍流是對數曲線分布。（也可以畫畫）2。簡述尼古拉茲實驗中阻力系數 入沿路徑的變化規律。答:尼古拉的實驗揭示了阻力系數入沿路徑、書面表達式或數學公式表達式的變化規律。層流:？（關于）；液壓平滑區域:？ （關于）；過渡粗糙區域：？ ? F（Re,粗糙面積（電阻平方面積）:？ ？ F（K） dK）。d3。寫出管道流和明渠流的雷諾數表達式，并解釋層流和紊流的準則？回答:管道流量：Re? vd?你呢。2000（層流）Re? 2000年（湍流）明渠流量：Re

4、? vR?你呢。500（層流）Re? 500（湍流）4 .雷諾數的物理意義？為什么它可以用來判斷流動模式？答 :雷諾數本質上反映了粘滯力與慣性力的比值。在層流中，慣性力不大， 但粘滯力起主導作用，流體顆粒在粘滯力的約束下有規律地運動。慣性力在湍流中占主導地位，渦流是由于干擾而形成的。當粘性力不能抑制渦流時，流體顆粒相互混合，因此雷諾數可以用來判斷流型。5 .當管徑不變時，雷諾數是隨著流量的增加而增加還是減少？當水管的流量不變時，雷諾數是隨著管徑的增大而增大還是減小？答 :當水管直徑不變時，雷諾數隨著流量的增加而增加。當水管的流量不變時，雷諾數隨著管徑的增大而減小。6 .在不同粘度的液體中，兩個

5、不同直徑管道的臨界雷諾數是否相同？不一定。7 .有多少種形式的能量損失？能量損失的物理原因是什么？答 :沿線有兩種類型的能量損失和局部能量損失。一是因為流體是粘性的，二是因為固體邊界條件的影響。四、計算問題(思想和答案的分解)31.有一條現有的石油管道，其長度為1.5米？直徑100米。 5厘米，已知的石油密度？ ？ 930kgm,動態粘性系統號碼？ 0.072 牛頓？ sm .當流量通過輸油管道時問？在0.005 毫秒時， 判斷液流的流動狀態，并計算沿輸油管道的壓頭損失hf。 解決方法 :(1)計算雷諾數來判斷流型。223(2)計算沿路徑的阻力系數 (3)計算沿沖程的水頭損失hf。答:層流水頭

6、損失hf = 25.74m米(油柱)02.管道直徑d? 10毫米，管道中的流速v? 0.2m/s,水溫t? 10C試圖區分它的流動模式；(2)如果流量和水溫不變，管徑改為30 毫米，管道內的流動狀態如何？(3)當流速和水溫不變，管道流量由層流變為湍流時，管道的直徑是多少？解決方法 :(1)查表，找出運動粘度系數？計算雷諾數來判斷流型。答:層流(2)與上面相同的答案:湍流(3)將雷諾數設為2000，計算管徑。回答:d？ 13.06毫米Cm/s的水，通過q? 35cm2/s,管長度3。有一根圓管穿過管子？ ？在 0.01315米管段上測得的水頭損失為2厘米，確定了管道內徑d。解決方案：(1)假設管

7、道中的流動是層流，沿管道的阻力系數入的表達式被導出并代入數據；21v2(2)將上述公式替換為達西公式hf? ?簡化并替換數據以找到管道直徑。回答 :D？ 14.2毫米04.管道直徑d？ 100毫米， 管道中的流速v？ 100厘米/秒， 水溫t？ 10C，試著識別它的流動模式。解決方案 :回答:湍流5.明渠水流均勻，水力梯度為J？ 0.0009，明渠底部寬度為b？ 2m，水深h? 1m,粗糙度系數n? 0.014,計算通過明渠的流量(分別用曼寧公式和巴比特公式計算)。解決方案:這個通道是矩形的。計算的水力因素:區域A， 濕循環？水力半徑r， (2)用曼寧公式和巴比特公式計算齊諧系數c， (3)用

8、齊諧公式計算流量；(4)計算金額答 :問？2.7 米 /秒 (由曼寧公式計算)q？ 3.03 米 /秒 (根據巴比特公式計算）3336.由兩段不同管徑組成的管道連接在水箱的側壁上。已知d1？ 150毫米，d2？ 75 毫米，l? 50m,管道的等效粗糙度k? 0.6毫米，水溫20? c .如果管道的出口流量v2？ 2m/s，尋求(1)水位h； (2)繪制總水頭線和測壓管水頭線。解決方法:(1)計算管道中的雷諾數來判斷流型。(第一條管道處于水力平滑區，第二條管道處于紊流粗糙區域)。(2)用經驗公式計算沿程阻力系數？(3)兩個管道連接的地方是突然增大的局部阻力系數和入口局部阻力系數？0.5 (4)

9、沿阻力系數？選擇公式不同，結果也可能不同。回答 :h？ 12.93米7.一個水位恒定的水池通過一個直徑為D? 100毫米，管長1?對于800 米管道，水池水面和管道出口之間的高度差h 是已知的。20m，管道上有兩個彎頭，每個彎頭的局部阻力系數？0.3，管道入口為直角入口(？0.5)沿管道全長的阻力系數？0.025，嘗試找到通過管道的流量。解決方案:管道的作用水頭等于管道沿線水頭損失和局部水頭損失之和。 沿路徑的阻力系數和局部阻力系數是已知的，可以由公式直接求解。答 :問？ 10.94升 /秒 4第六章一，選擇題1.虹吸管工作正常，虹吸管頂部的真空度一般不大于水柱高度。A.6.0 米、 7.5米

10、、 9米、 10米、 2米。當計算短管的淹沒出流時，作用水頭為（b）。短管出口中心與上游水面之間的高度差；b 短管出口中心與下游水面的高度差；c .上游和下游水位差3.外延噴嘴的正常工作條件是（d）A. 管道長度大于3-4 倍的管道直徑，工作水頭小于0.75H0C.作用頭大于0.75h0d。管道長度l=（3-4）d,作用頭h? 0.75H04 .通過 短管進行水力計算的管道有（C ）（ D）虹吸管b環形管網C支管網絡D 倒虹吸管2，對或錯1 .在計算阻力損失時，短管應同時考慮局部阻力損失和沿程阻力損失。長管道計算也應考慮這兩種損失。（錯誤）2 .長管是指幾何長度非常長的管道。（正確）3 .當孔淹沒流出時，孔淹沒得越深，流出速度和流速越大。（正確）4 .噴嘴收縮段的真空度與作用水頭成正比。作用水頭越大，收縮段和 排水的真空度越大 流量越大。（正確 ）5 .自由出流和淹沒出流條件下同一短管的流量計算公式和流量系數的形式？的平均值一樣。（正確）6 .兩個孔的形狀和大小完全一樣，作用頭也一樣