流體力學(xué)作業(yè)3答案

1、流體力學(xué)作業(yè)3 答案對(duì)作業(yè) 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(shù)與（d）無關(guān)。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(shù)為0.0114厘米/秒，則管3介質(zhì)液體流動(dòng)狀態(tài)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(duì)數(shù)， c 是橢圓， d 是雙曲線。4.對(duì)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(yōu)值公式中的優(yōu)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(shù)是（攝氏度）A. 上臨界雷諾數(shù)b .下臨界雷諾數(shù)C.上、下臨界雷諾數(shù)的代數(shù)平均值d .上、下臨界雷諾數(shù)的幾何平均值 ii ，判斷問題1.沿層流的水頭損失系數(shù)只與雷諾數(shù)有關(guān)。（正確）2。 壁光滑的管道必須是液壓光滑管道。（錯(cuò)誤）3。局部水頭損失通常發(fā)生在流動(dòng)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(nèi)應(yīng)力的方向與流體運(yùn)動(dòng)的方向相同

3、。（錯(cuò)誤）6。阻力平方區(qū)的阻力系數(shù)與雷諾數(shù)無關(guān)。（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(duì)數(shù)曲線分布。（也可以畫畫）2。簡述尼古拉茲實(shí)驗(yàn)中阻力系數(shù) 入沿路徑的變化規(guī)律。答:尼古拉的實(shí)驗(yàn)揭示了阻力系數(shù)入沿路徑、書面表達(dá)式或數(shù)學(xué)公式表達(dá)式的變化規(guī)律。層流:？（關(guān)于）；液壓平滑區(qū)域:？ （關(guān)于）；過渡粗糙區(qū)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(shù)表達(dá)式，并解釋層流和紊流的準(zhǔn)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(shù)的物理意義？為什么它可以用來判斷流動(dòng)模式？答 :雷諾數(shù)本質(zhì)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(dǎo)作用，流體顆粒在粘滯力的約束下有規(guī)律地運(yùn)動(dòng)。慣性力在湍流中占主導(dǎo)地位，渦流是由于干擾而形成的。當(dāng)粘性力不能抑制渦流時(shí)，流體顆粒相互混合，因此雷諾數(shù)可以用來判斷流型。5 .當(dāng)管徑不變時(shí)，雷諾數(shù)是隨著流量的增加而增加還是減少？當(dāng)水管的流量不變時(shí)，雷諾數(shù)是隨著管徑的增大而增大還是減??？答 :當(dāng)水管直徑不變時(shí)，雷諾數(shù)隨著流量的增加而增加。當(dāng)水管的流量不變時(shí)，雷諾數(shù)隨著管徑的增大而減小。6 .在不同粘度的液體中，兩個(gè)

5、不同直徑管道的臨界雷諾數(shù)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?yàn)榱黧w是粘性的，二是因?yàn)楣腆w邊界條件的影響。四、計(jì)算問題(思想和答案的分解)31.有一條現(xiàn)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(dòng)態(tài)粘性系統(tǒng)號(hào)碼？ 0.072 牛頓？ sm .當(dāng)流量通過輸油管道時(shí)問？在0.005 毫秒時(shí)， 判斷液流的流動(dòng)狀態(tài)，并計(jì)算沿輸油管道的壓頭損失hf。 解決方法 :(1)計(jì)算雷諾數(shù)來判斷流型。223(2)計(jì)算沿路徑的阻力系數(shù) (3)計(jì)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(qū)分它的流動(dòng)模式；(2)如果流量和水溫不變，管徑改為30 毫米，管道內(nèi)的流動(dòng)狀態(tài)如何？(3)當(dāng)流速和水溫不變，管道流量由層流變?yōu)橥牧鲿r(shí)，管道的直徑是多少？解決方法 :(1)查表，找出運(yùn)動(dòng)粘度系數(shù)？計(jì)算雷諾數(shù)來判斷流型。答:層流(2)與上面相同的答案:湍流(3)將雷諾數(shù)設(shè)為2000，計(jì)算管徑?；卮?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(nèi)徑d。解決方案：(1)假設(shè)管

7、道中的流動(dòng)是層流，沿管道的阻力系數(shù)入的表達(dá)式被導(dǎo)出并代入數(shù)據(jù)；21v2(2)將上述公式替換為達(dá)西公式hf? ?簡化并替換數(shù)據(jù)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(shí)別它的流動(dòng)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(shù)n? 0.014,計(jì)算通過明渠的流量(分別用曼寧公式和巴比特公式計(jì)算)。解決方案:這個(gè)通道是矩形的。計(jì)算的水力因素:區(qū)域A， 濕循環(huán)？水力半徑r， (2)用曼寧公式和巴比特公式計(jì)算齊諧系數(shù)c， (3)用

8、齊諧公式計(jì)算流量；(4)計(jì)算金額答 :問？2.7 米 /秒 (由曼寧公式計(jì)算)q？ 3.03 米 /秒 (根據(jù)巴比特公式計(jì)算）3336.由兩段不同管徑組成的管道連接在水箱的側(cè)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(jì)算管道中的雷諾數(shù)來判斷流型。(第一條管道處于水力平滑區(qū)，第二條管道處于紊流粗糙區(qū)域)。(2)用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算沿程阻力系數(shù)？(3)兩個(gè)管道連接的地方是突然增大的局部阻力系數(shù)和入口局部阻力系數(shù)？0.5 (4)

9、沿阻力系數(shù)？選擇公式不同，結(jié)果也可能不同?；卮?:h？ 12.93米7.一個(gè)水位恒定的水池通過一個(gè)直徑為D? 100毫米，管長1?對(duì)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(gè)彎頭，每個(gè)彎頭的局部阻力系數(shù)？0.3，管道入口為直角入口(？0.5)沿管道全長的阻力系數(shù)？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(shù)和局部阻力系數(shù)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(dāng)計(jì)算短管的淹沒出流時(shí)，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(jìn)行水力計(jì)算的管道有（C ）（ D）虹吸管b環(huán)形管網(wǎng)C支管網(wǎng)絡(luò)D 倒虹吸管2，對(duì)或錯(cuò)1 .在計(jì)算阻力損失時(shí)，短管應(yīng)同時(shí)考慮局部阻力損失和沿程阻力損失。長管道計(jì)算也應(yīng)考慮這兩種損失。（錯(cuò)誤）2 .長管是指幾何長度非常長的管道。（正確）3 .當(dāng)孔淹沒流出時(shí)，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(jì)算公式和流量系數(shù)的形式？的平均值一樣。（正確）6 .兩個(gè)孔的形狀和大小完全一樣，作用頭也一樣