1、一、名詞解釋1.邊界層:黏性流體流經(jīng)固體壁面時，在固體壁面法線方向上存在一速度急劇變化的薄層，稱為邊界層。2.管道進(jìn)口段:邊界層相交以前的管段稱為管道進(jìn)口段（或稱起始段），其長度以L*表示。3、粘性底層：緊貼壁面有一因壁面限制而脈動消失的層流薄層，其粘滯力使流速使流速急劇下降，速度梯度較大，這一薄層稱為粘性底層。二、簡答題1：何謂普朗特混合長理論？根據(jù)這一理論紊流中的切應(yīng)力應(yīng)如何計算？答：沿流動方向和垂直于流動方向上的脈動速度都與時均速度的梯度有關(guān)。2：什么是水力光滑管與水力粗糙管？與哪些因素有關(guān)？答：當(dāng)粘性底層厚度大于管壁的粗糙突出部分時，粘性底層完全淹沒了管壁的粗糙突出部分。這時紊流完全感

2、受不到管壁粗糙度的影響，流體好像在完全光滑的管子中流動一樣。這種情況的管內(nèi)流動稱作“水力光滑”，或簡稱“光滑管”。當(dāng)粘性底層厚度小于管壁的粗糙突出部分時，管壁的粗糙突出部分有一部分或大部分暴露在紊流區(qū)中，當(dāng)流體流過突出部分時，將產(chǎn)生漩渦，造成新的能量損失，管壁粗糙度將對紊流產(chǎn)生影響。這種情況的管內(nèi)紊流稱作“水力粗糙”，或簡稱“粗糙管”。對于同樣的管子，其流動處于水力光滑或水力粗糙取要看雷諾數(shù)的大小。3、黏性流體總體的伯努利方程及適用條件？黏性流體總體的伯努利方程：適用條件：流動為定常流動； 流體為黏性不可壓縮的重力流體； 列方程的兩過流斷面必須是緩變流截面，而不必顧及兩截面間是否有急變流。 4

3、、 黏性流體在管內(nèi)流動時產(chǎn)生的損失有哪幾種？分別怎么計算？答：沿程損失是發(fā)生在緩變流整個流程中的能量損失，是由流體的粘滯力造成的損失。單位重力作用下流體的沿程損失可用達(dá)西魏斯巴赫公式計算。局部損失發(fā)生在流動狀態(tài)急劇變化的急變流中，單位重力作用下流體流過某個局部件時，產(chǎn)生的能量損失:。總能量損失：5、試從流動特征、速度分布、切應(yīng)分布以及水頭損失等方面來比較圓管中的層流和紊流特性。流動特征層流流動：微通道和速度低、黏性大。紊流流動：流體質(zhì)點(diǎn)相互摻混，做無定向、無規(guī)則的運(yùn)動，運(yùn)動要素具有隨機(jī)性；紊流質(zhì)點(diǎn)間的相互碰撞，導(dǎo)致流體質(zhì)點(diǎn)間進(jìn)行劇烈的質(zhì)量、動量、熱量等物理量的輸運(yùn)、交換、混合等；除黏性消耗一部

4、分能量外，紊流附加切應(yīng)力會引起更大的耗能。速度分布： 圓管中的層流流動，其流速的分布規(guī)律為旋轉(zhuǎn)拋物面。紊流流動由于流動機(jī)制不同于層流，其速度分布和層流有根本的不同。在靠近管軸的大部分區(qū)域內(nèi)，流體質(zhì)點(diǎn)的橫向脈動使層流間進(jìn)行的動量交換較為劇烈，速度趨為均勻，速度梯度較小，該區(qū)域稱為紊流充分發(fā)展區(qū)或紊流核區(qū)。由于緊貼壁面有一因壁面限制而脈動消失的層流薄層，其粘滯力使流速急劇下降，速度梯度較大，這一薄層稱為黏性底層。切應(yīng)力分布： 黏性流體在圓管中作層流流動時，同一截面上的切向應(yīng)力的大小與半徑成正比，同樣適用于圓管中的紊流流動。6. 結(jié)合尼古拉茲實(shí)驗(yàn)曲線簡述各分區(qū)及其影響因素。層流區(qū)。且。該區(qū)域內(nèi)，管壁

5、的相對粗糙度與沿程損失系數(shù)無關(guān)。過渡區(qū)。可能是層流也可能是紊流。紊流光滑區(qū)。該區(qū)域沿程損失系數(shù)與相對粗糙度無關(guān)，只與雷諾數(shù)有關(guān)。紊流粗糙管過渡區(qū)。此過程中，隨雷諾數(shù)的增大，黏性底層逐漸減弱，水力光滑管逐漸變?yōu)樗Υ植诠埽M(jìn)入粗糙管過渡區(qū)。該區(qū)域的沿程損失系數(shù)與相對粗糙度、雷諾數(shù)有關(guān)。紊流粗糙管平方阻力區(qū)。沿程損失系數(shù)與雷諾數(shù)無關(guān)，只與相對粗糙度有關(guān)。三、計算題、在管徑d=100mm、管長L=300m的圓管中流動著t=10的水，雷諾數(shù)Re=試求管內(nèi)=0.15mm的均勻沙粒人工粗糙管時，其沿程損失。在圖5-22所示并聯(lián)管道中，11=900m，d1=0.3m,1=0.0003m;l2=600m,d2

6、=0.2m,2=0.00003m;l3=1200m,d3=0.4m,3=0.000024m；=1×10-6m2/s,=998kg/m3,pA=9.807×105pa,zA=zB=20m,若總流量qv=0.4m3/s.求每個分支管道的流量qvi和B點(diǎn)的壓強(qiáng)pB.解 由于管道很長，局部損失忽略不計。按式（5-42）,式（5-43）計算沿程損害系數(shù)。對于管1，試取qv1=0.1m3/s.則v1=1.415m/s,Re1=424413，由于1/d1=0.001,可算得1=0.02143. hf1=0.02143×(900/0.3)×(1.4152/(2×

7、;9.807)=6.563m 對于管2 2×（600/0.2）×(22/(2×9.807)=6.563m 由于2/d2=0.00015,試取2=0.016,則2=1.638m/s,Re2=327524Reb2=2.333×107,在試取2=0.01632.則2=1.621m/s,Re2=324279,2=0.01634,故有 qv2=/4×0.22×1.621=0.0509m3/s對于管3 3×1200/0.4×23/2×9.807=6.563m由于3/d3=0.00006,試取3=0.014，則3=1.

8、75m/s,Re3=700276Reb2=2.333×107，3=0.01384。以3為試取值，則3=1.76m/s,Re3=704346,3=0.01383,故有 qv 3=/4×0.42×1.76=0.2212m3/s qv=0.1+0.0509+0.2212=0.3721m3/s流量的分配為 qv1=(0.1/0.3721)×0.4=0.1075m3/s qv2=(0.0509/0.3721)×0.4=0.0547m3/s Qv3=(0.2212/0.3721)×0.4=0.2378m3/s 校核hf 1=1.521m/s,Re1=456244,1=0.02138,hf1=7.565m 2=1.741m/s,Re2=348231,2=0.01622,hf2=7.521m 3=1.892m/s,Re3=756941,3=0.01373hf3=7.5517mHf1,hf2與hf3 之間的最大誤差不超過1%，這在工程商事允許的，可取平均損失水頭hf=7.534m作為計算的依據(jù)，由于 Za+pA/g=zB+pB/g+hf故 pB=pA-ghf=9