流体力学--第3章习题

1、圆管层流运动圆管层流运动1. 圆管层流流动，过流断面上切应力分布为：圆管层流流动，过流断面上切应力分布为：A.在过流断面上是常数；在过流断面上是常数；B.管轴处是零，且与半径成正比；管轴处是零，且与半径成正比；C.管壁处是零，向管轴线性增大；管壁处是零，向管轴线性增大；D. 按抛物线分布。按抛物线分布。2. 在圆管流中，层流的断面流速分布符合：在圆管流中，层流的断面流速分布符合：A.均匀规律；均匀规律； B.直线变化规律；直线变化规律； C.抛物线规律；抛物线规律； D. 对数曲线规律。对数曲线规律。 一、选择题一、选择题BC3. 圆管层流，实测管轴线上流速为圆管层流，实测管轴线上流速为4ms

2、，则断面平，则断面平均流速为：均流速为：A. 4ms B. 3.2ms C. 2ms D. 1msC1. =0.85g/cm3、v=0.18cm2/s的油在管径为的油在管径为100mm的的 管中以管中以 =6.35cm/s的速度作层流运动，的速度作层流运动，求求（1）管中心处的最大流速；管中心处的最大流速； （2）在离管中心在离管中心r=20mm处的流速；处的流速； （3）沿程阻力系数沿程阻力系数 ； （4）管壁切应力管壁切应力0及每及每1000km管长的水头损失。管长的水头损失。二、计算题二、计算题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 离管中心离管中心r=20mm处的流速处的流速smv/1067. 0)05. 0/02. 01(127. 022 （3）18. 0Re64 沿程阻力系数沿程阻力系数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. 应用细管式粘度计测定油的粘度，已知细管直径应用细管式粘度计测定油的粘度，已知细管直径d=6mm，测量段长，测量段长l=2m ，如图。实测油的流量，如图

4、。实测油的流量Q=77cm3/s，水银压差计的读值，水银压差计的读值h=30cm，油的密度，油的密度=900kg/m3。试求油的运动粘度。试求油的运动粘度。解解: 列细管测量段前、后断面伯努利方程列细管测量段前、后断面伯努利方程,得得:mhpphf23. 43 . 019001360001oilHg21 假设为层流假设为层流断面平均流速断面平均流速22232g2vv64g2vRe64gdv ldlddlhf v lgdhf322 m/s 73. 24Qv2 d 运动粘度运动粘度校核流态校核流态层流层流smv lgdhf/1054. 873. 2232006. 08 . 923. 4322622

5、 232019181054. 8006. 073. 2vRe6 d沿程阻力系数一、选择题一、选择题1. 圆管紊流过渡区的沿程阻力系数圆管紊流过渡区的沿程阻力系数_。A. 与雷诺数与雷诺数Re有关；有关；B. 与管壁相对粗糙度与管壁相对粗糙度/d有关；有关；C. 与与Re和和/d有关；有关；D. 与与Re和管长和管长l有关。有关。2. 圆管紊流粗糙区的沿程阻力系数圆管紊流粗糙区的沿程阻力系数_。A. 与雷诺数与雷诺数Re有关；有关；B. 与管壁相对粗糙度与管壁相对粗糙度/d有关；有关；C. 与与Re和和/d有关；有关；D. 与与Re和管长和管长l有关。有关。CB3. 水流在管道直径、水温、沿程阻

6、力系数都一定时，水流在管道直径、水温、沿程阻力系数都一定时，随着流量的增加，粘性底层的厚度就随着流量的增加，粘性底层的厚度就_。A. 增加；增加；B. 减小；减小；C. 不变；不变；D. 不定。不定。B例例2.长度长度l=1000m，内径，内径d=200mm的普通镀锌钢的普通镀锌钢管，用来输送运动粘度管，用来输送运动粘度=0.35510-4m2/s的重油，的重油，已经测得其流量已经测得其流量Q=0.038m3/s，问其沿程水头损失，问其沿程水头损失为多少？（为多少？（=0.2mm）解：解： 确定流动类型，计算确定流动类型，计算雷诺数雷诺数smdQv/21. 12 . 014. 3038. 04

7、422 681710355. 02 . 021. 1Re4 dv计算计算边界雷诺数边界雷诺数723792 . 020098.2698.26Re78781 d因为因为1ReRe4000 流动处于流动处于湍流水力光滑区湍流水力光滑区选择选择布拉修斯公式布拉修斯公式0348. 0Re3164. 025. 0 沿程水头损失沿程水头损失油柱油柱mgvdlhf99.126 .1921. 12 . 010000348. 0222 例例3.有一镀锌铁管，有一镀锌铁管，l=40m，d=0.2m， =0.15mm，输送干空气，其密度输送干空气，其密度=1.2kg/m3，运动粘度，运动粘度=15.710-6m2/s

8、，测得风量，测得风量Q=1700m3/h，气流的沿程损失为多，气流的沿程损失为多少？少？解：解： 确定流动类型，计算确定流动类型，计算雷诺数雷诺数smdQv/1536002 . 014. 317004422 561091. 1107 .152 . 015Re dv计算计算边界雷诺数边界雷诺数5787811091. 110060015. 020098.2698.26Re d5685. 021091. 11005. 124160Re d故流动处于故流动处于湍流水力过渡区，湍流水力过渡区，选择选择柯罗布鲁克公式柯罗布鲁克公式)Re15. 27 . 3log(21 d是隐函数，需是隐函数，需试算。试算

9、。选取选取=0.02，代入上式，代入上式，等式左边等式左边等式右边等式右边1 . 71 7)Re15. 27 . 3log(2 d可认为等式两边相等，解得可认为等式两边相等，解得=0.02。气流的压强损失气流的压强损失Pavdlghpf54022 管路的水力计算1. 串联管道各串联管段的：串联管道各串联管段的： A.水头损失相等；水头损失相等； B.总能量损失相等；总能量损失相等； C.水力坡度相等；水力坡度相等； D.所通过的流量相等。所通过的流量相等。2. 长管并联管道各并联管段的：长管并联管道各并联管段的： A.水头损失相等；水头损失相等； B.总能量损失相等；总能量损失相等； C.水力

10、坡度相等；水力坡度相等； D.通过的水量相等；通过的水量相等；3. 并联长管并联长管1、2，两管的直径、沿程阻力系数均，两管的直径、沿程阻力系数均相同，长度相同，长度L2=3L1，则通过的流量为：，则通过的流量为： A.Q1=Q2； B.Q1=1.5Q2； C.Q1=1.73Q2； D.Q1=3Q2。 一、选择题一、选择题DAC4. 图示两根完全相同的长管道，只是安装高度图示两根完全相同的长管道，只是安装高度不同，两管道的流量关系为：不同，两管道的流量关系为： A.Q1Q2； C.Q1=Q2； D.不定。不定。C1-1断面、断面、2-2断面的伯努利方程为断面的伯努利方程为fhHH 2122Kl

11、Qhf 其中，其中，称为流量模数称为流量模数),( dfK 5. 两水池水位差为两水池水位差为H，用两根等径等长、沿程阻，用两根等径等长、沿程阻力系数均相同的管道连接，按长管考虑，则：力系数均相同的管道连接，按长管考虑，则：A.Q1Q2； B.Q1=Q2； C.Q1QnB.Q(34)dD. H09m, l(34)dBB3.孔口出流的流量系数、流速系数、收缩系数从孔口出流的流量系数、流速系数、收缩系数从小到大的正常排序是小到大的正常排序是_。A.流量系数、流速系数、收缩系数流量系数、流速系数、收缩系数B.流量系数、收缩系数、流速系数流量系数、收缩系数、流速系数C.流速系数、流量系数、收缩系数流速

12、系数、流量系数、收缩系数D.流速系数、收缩系数、流量系数流速系数、收缩系数、流量系数B1.有一直径有一直径d=2cm的锐缘孔口，在水头的锐缘孔口，在水头H=2m作用下泄流入一矩形水箱，水箱横截作用下泄流入一矩形水箱，水箱横截面积面积A=10cm20cm，测得收缩断面直径测得收缩断面直径dc=1.6cm，经过，经过49.2s后水箱内水位上升了后水箱内水位上升了3cm，求该孔口的收缩系数，求该孔口的收缩系数、流量系数、流量系数、流速系数流速系数和局部阻力系数和局部阻力系数。二、计算题二、计算题解：解：smQ/1022. 12 .4903. 02133 62. 026 .1902. 041022. 1223 gHAQ64. 02 ddAAcc 97. 0 06. 0112 2.在薄壁水箱上开一孔径在薄壁水箱上开一孔径d=10mm的圆孔，水箱水的圆孔，水箱水面位于孔口中心高度面位于孔口中心高度H=4m，孔口中心离地面高度，孔口中心离地面高度z=5m。通过实验，测定射流与地面交点中心离水。通过实验，测定射流与地面交点中心离水箱壁距离箱壁距离x=8.676m，孔口出