流体力学课后习题答案第六章

1、.6-5 某蒸汽冷凝器内有250根平行的黄铜管，通过的冷却水流量q =8 l /s，水温为10oc，为了使黄铜管内冷却水保持为紊流（此时黄铜管的热交换性能比层流时好），问黄铜管的直径不得超过多少?解：查表1.3有10的水 由 及临界雷诺数 联立有 即为直径最大值 6.7 某管道的半径，层流时的水力坡度，紊流时的水力坡度，试求管壁处的切应力和离管轴轴处的切应力。解：层流时：紊流时： 6.9为了确定圆管内径，在管内通过为0.013 cm2/s的水，实测流量为35cm3/s，长15m，管段上的水头损失为2水柱，试求此圆管的内径。解: 设管内为层流校核 层流6-18 利用圆管层流，紊流光滑区和紊流粗糙

2、区这三个公式，(1)论证在层流中精品.，光滑区，粗糙区；(2) 在不计局部损失hm的情况下，如管道长度l不变，若使管径d增大一倍，而沿程水头损失hf不变，试讨论在圆管层流、紊流光滑区和紊流粗糙区三种情况下，流量各为原来的多少倍？(3) 在不计局部损失hm的情况下， 如管道长度l不变，通过流量不变，欲使沿程水头损失hf减少一半，试讨论在圆管层流、紊流光滑区和紊流粗糙区三种情况下，管径d各需增大百分之几？解：（1）由，有 即在层流 由 得 光滑区由 得粗糙区 （2）由，以上公式变为 q变为16倍 q变为6.56倍 q变为6.17倍（3）由以上公式计算可知分别19%，16%，14%6-19 两条断面

3、面积、长度、相对粗糙高度都相等的风管，断面形状分别为圆形和正方形，试求（1）若两者通过的流量相等，当其管内流动分别处在层流和紊流粗糙区两种情况下时，两种管道的沿程水头损失之比hf圆/hf方分别为多少？（2）若两者的沿程水头损失相等，且流动都处在紊流粗糙区，哪条管道的过流能力大？大多少？解：（1） 当量直径 层流时 精品. 紊流粗糙区，相等 （2）=1.06此时圆管流通能力大，大6%6.20 水管直径为50，1、2两断面相距15 m，高差3 m，通过流量q6 l/s，水银压差计读值为250，试求管道的沿程阻力系数。解:6-23测定某阀门的局部阻力系数，在阀门的上下游共设三个测压管某间距l1=1m

4、,l2=2m.若直径d=50mm,实测h1=150cm,h2=125cm,h3=40cm,流速v=3m/s,求阀门的值。解：精品. 624 用突然扩大使管道的平均流速由v1减到v2，若直径d1及流速v1一定，试求使测压管液面差h成为最大的v2及d2是多少？并求最大h值。解: 6-25 速由变到的突然扩大管，如分两次扩大，中间流速取何值时局部水头损失最小？此时的局部水头损失为多少？并与一次扩大时比较。解：其中，要使最小，则 即 所以 时局部水头损失最小精品.一次扩大时： 是两次扩大时的两倍6-26 水箱中的水通过等直径的垂直管道向大气流出。已知水箱的水深h，管道直径d，管道长l，沿程阻力系数，局

5、部阻力系数之和为，试问在什么条件下：（1）流量q不随管长l而变化？（2）q随l的增加而减小？（3）q随管l的增加而增加？解（1）水箱水面进出口断面能量方程由得，因为，解得（2），即（3），即6-28 水池中的水经弯管流入大气中（题6-26图），已知管道的直径d=100mm,水平段ab和倾斜段bc的长度均为l=50m，高差h1=2m,h2=25m，bc段设有阀门，沿程阻力系数=0.035，管道入口及转弯的局部水头损失不计。试求：为使ab段末段b处的真空高度不超过7m,阀门的局部阻力系数最小应是多少？此时的流量是多少？解：取水池自由液面和 b处断面列伯努利方程：因为： =0 =-7 =0所以：=3.088m/s取b处断面和c处断面列伯努利方程：精品.因为： = =0所以： 此时 6.29略631自水池中引出一根具有三段不同直径的水管，已知直径d50，d200，长度l100 m，水位h12 m，沿程阻力系数0.03，局部阻力系数阀5.0，试求通过水管的流量并绘总水头线及测压管水头线。解:由连续性方程列1、2断面伯努利方程hm=(入口+突扩+突缩+阀)精品.6-32某闸板阀的直径d = 100mm，该阀门在开度e/d=0.125时