流体力学--第3章习题

1、圆管层流运动,1. 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； B.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； D. 按抛物线分布。,在圆管流中，层流的断面流速分布符合： A.均匀规律； B.直线变化规律； C.抛物线规律； D. 对数曲线规律。,一、选择题,B,C,3. 圆管层流，实测管轴线上流速为4ms，则断面平均流速为： A. 4ms B. 3.2ms C. 2ms D. 1ms,C,1. =0.85g/cm3、v=0.18cm2/s的油在管径为100mm的 管中以 =6.35cm/s的速度作层流运动， 求（1）管中心处的最大流速； （2）在离管

2、中心r=20mm处的流速； （3）沿程阻力系数 ； （4）管壁切应力0及每1000km管长的水头损失。,二、计算题,解 :（1）管中心最大流速,（2）由,和,得,离管中心r=20mm处的流速,（3）,沿程阻力系数,（4）由,得,2. 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l=2m ，如图。实测油的流量Q=77cm3/s，水银压差计的读值h=30cm，油的密度=900kg/m3。试求油的运动粘度。,解: 列细管测量段前、后断面伯努利方程,得:,假设为层流,断面平均流速,运动粘度,校核流态,层流,沿程阻力系数,一、选择题,1. 圆管紊流过渡区的沿程阻力系数_。 A. 与雷诺

3、数Re有关； B. 与管壁相对粗糙度/d有关； C. 与Re和/d有关； D. 与Re和管长l有关。,2. 圆管紊流粗糙区的沿程阻力系数_。 A. 与雷诺数Re有关； B. 与管壁相对粗糙度/d有关； C. 与Re和/d有关； D. 与Re和管长l有关。,C,B,3. 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_。 A. 增加； B. 减小； C. 不变； D. 不定。,B,例2. 长度l=1000m，内径d=200mm的普通镀锌钢管，用来输送运动粘度=0.35510-4m2/s的重油，已经测得其流量Q=0.038m3/s，问其沿程水头损失为多少？（=0.2m

4、m）,解：,确定流动类型，计算雷诺数,计算边界雷诺数,因为,流动处于湍流水力光滑区,选择布拉修斯公式,沿程水头损失,例3. 有一镀锌铁管，l=40m，d=0.2m， =0.15mm，输送干空气，其密度=1.2kg/m3，运动粘度=15.7 10-6m2/s，测得风量Q=1700m3/h，气流的沿程损失为多少？,解：,确定流动类型，计算雷诺数,计算边界雷诺数,故流动处于湍流水力过渡区，选择柯罗布鲁克公式,是隐函数，需试算。,选取=0.02，代入上式， 等式左边 等式右边,可认为等式两边相等，解得=0.02。,气流的压强损失,管路的水力计算,1. 串联管道各串联管段的： A.水头损失相等； B.总

5、能量损失相等； C.水力坡度相等； D.所通过的流量相等。 2. 长管并联管道各并联管段的： A.水头损失相等； B.总能量损失相等； C.水力坡度相等； D.通过的水量相等； 3. 并联长管1、2，两管的直径、沿程阻力系数均相同，长度L2=3L1，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,D,A,C,4. 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： A.Q1Q2； C.Q1=Q2； D.不定。,C,1-1断面、2-2断面的伯努利方程为,其中， 称为流量模数,5. 两水池水位差为H，用两根等径等

6、长、沿程阻 力系数均相同的管道连接，按长管考虑，则： A.Q1Q2； B.Q1=Q2； C.Q1Q2； D.Q2=0。,B,二、计算题,解：列1-1面和B面的伯努利方程，基准面通过水平管的轴心线,其中,代入数据得到,列1-1面和C面的伯努利方程，基准面取为通过C面中心的水平面,代入数据得到,4. 水从直径d，长L的铅垂管路流入大气中，水箱中液面高度为h，管路局部阻力可忽略 沿程阻力系数为。 （1）求管路起始断面A处压强。 （2）h等于多少时，可使A点的压强等于大气压。,7.如图，要求保证自流式虹吸管中液体流量，按长管计算。试确定： （1）当H=2m，l=44m，=10-4m2/s，=900kg

7、/m3时，为保证层流，d应为多少？ （2）若在距进口l/2处断面A上的极限真空的压强水头为5.4m，输油管在上面贮油池中油面以上的最大允许超高zmax为多少？,1,1,2,2,解： （1）列两自由液面的伯努利方程，只计沿程损失，得到,所以,（2）列1-1、A断面的伯努利方程，只计沿程损失，得到,孔口与管嘴出流,一、选择题,1. 在正常工作条件下，作用水头H，直径d相等时，小孔口的流量Q与圆柱形直角外管嘴的流量Qn相比较，有_。,A. QQn,B. QQn,C. Q=Qn,D. 不定,2. 圆柱形直角外管嘴的正常工作条件是_ 。,A. H09m, l=(34)d,B. H09m, l=(34)d

8、,C. H09m, l(34)d,D. H09m, l(34)d,B,B,3. 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_。,A. 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,C. 流速系数、流量系数、收缩系数,D. 流速系数、收缩系数、流量系数,B,1. 有一直径d=2cm的锐缘孔口，在水头H=2m作用下泄流入一矩形水箱，水箱横截面积A=10cm20cm，测得收缩断面直径dc=1.6cm，经过49.2s后水箱内水位上升了3cm，求该孔口的收缩系数、流量系数、流速系数和局部阻力系数。,二、计算题,解：,2. 在薄壁水箱上开一孔径d=10mm的圆孔，水箱水面位于孔口中