（整理完）流体力学网上作业题20150626解析

19、判断圆管流动流态的临界雷诺数常用下临界雷诺数，数值为2300。? ?

20、当过流断面为非圆过流断面时，判断流动流态的雷诺数通过水力半径来定义，数值为2300。? ? 21、计算过流断面的水力半径时，湿周是指整个过流断面积的周长。? ? 22、当过流断面为非圆过流断面时，Re大于575，流动为层流。? ? 23、圆管层流中，过流断面的平均流速为管轴线处的流速最大的一般。? ? 24、圆管层流中，过流断面上管轴线处的流速最大。

25、圆管层流中，沿程水头损失与流速的二次方成正比。（ ? 26、圆管层流中，沿程损失因数与管壁的粗糙程度有关。（ ?

27、湍流中，流体各点流速、压强等运动要素在时间和空间中会发生不规则的脉动。? ? 28、涡体的产生并不一定能形成湍流。? ?

29、湍流的形成条件包括涡体的形成和雷诺数达到一定的数值。? ? 30、在一段时间间隔内，脉动速度的代数和为零。? ? 31、湍流物理量可以表示为时均值与脉动值之和。? ? 32、湍流运动的时均切应力只有附加切应力。（ ?

33、湍流运动的切应力中包含的粘性切应力可以根据牛顿内摩擦定律计算。（ ） 34、湍流运动的附加切应力与流体密度和脉动速度有关。（ ） 35、理想流体的雷诺数趋近于无穷大。（ ）

36、雷诺数很大的实际流体可以忽略粘性，作理想流体假设。（ ? 37、雷诺数越大，流动中的边界层越厚。（ ?

38、湍流运动的边界层内，粘性切应力可以忽略不计。（ ?

39、在边界层的前部，边界层厚度较小，边界层内的流速梯度很大，边界层内的流动属层流，这部分边界层成为湍流边界层。（ ?

40、随着边界层厚度增加，内部流速梯度减小，粘性作用力减弱，边界层内的流体流态从层流经过过渡态变为湍流。 （ ） 41、粘性底层内的流体运动状态为层流。 （ ） 42、理想流体不会发生边界层分离现象。（ ） 43、管道的突然扩大处容易发生边界层分离现象。（ ）

44、粘性流体所受到的切应力主要集中在物体表面的边界层内。（ ） 45、均匀流时，只出现沿程水头损失，总水头线是一条沿程降低的斜线。（ ） 46、流动处于水力光滑区时，湍流速度分布式中不含有绝对粗糙度Δ这一参数。（ ） 47、流动处于水力粗糙区时，沿程损失因数只与雷诺数有关。（ ? 48、当粘性底层厚度δ小于绝对粗糙度Δ时，管流表现为水力光滑。（ ） 49、同一个固体边界，雷诺数不同，可能是不同的水力流态。 （ ） 50、圆管湍流运动的湍流区的速度服从对数分布。（ ）

51、水流总是从压强大的地方向压强小的地方流动。 （ ） 52、水力粗糙管道是表示管道的边壁比较粗糙。 ? ? 53、水头损失可以区分为沿程水头损失和局部水头损失。 ( )

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54、实际流体圆管层流的切应力分布是中间最大、管壁边缘为零的线性分布。? ? 55、从层流过渡到湍流和从湍流过渡到层流的临界雷诺数是相同的。 （ ） 56、尼古拉兹曲线是利用人工粗糙管得到的实验数据绘制的 （ ） 57、凡是满管流流动，任何断面上的压强均大于大气的压强。（ ） 四、 简答题

1、根据尼古拉兹实验，简单叙述沿程水头损失系数λ在不同流态的变化规律。 2、湍流的瞬时速度、时均速度、脉动速度、断面平均速度有何联系和区别？ 3、如何区分水力光滑管和水力粗糙管，两者是否固定不变？ 4、压差阻力产生的原因？ 5、分析局部水头损失产生的原因。

6、试从水头损失的角度，分析“均匀流总水头线和测压管水头线是相互平行的直线”的原因。

7、试从受力分析的角度，验证均匀流沿程水头损失与壁面切应力的关系为

8、有一圆形水管，其直径d为100mm，管中水流的平均流速v为1.0m/s，水温为100℃，试判别管中水流的型态。

9、粘性流体在圆管中作层流运动，已知管径d=0.12m，流量qV=0.01m3/s，求管轴线上的流速及断面平均流速。

10、为什么谢才公式只适用于阻力平方区？ 11、简述边界层分离的原因。

五、计算题

1、水面高差为H=20 m的两个水池用输水管连接，此管道由两段组成，如图示，管径均是d=0.15 m，已知两管段的长度和沿程损失因数分别是：l1=1000 m, λ1=0.025, l2=2000 m, λ2=0.030，管道依次由于突然缩小、折管、闸阀、突然扩大等引起的局部水头损失因数为：ζ1=0.5，ζ2=0.2，ζ3=5.8，ζ4=1.0，求管道的体

积流量qv？（10分）

2、有一条油管，长l=3 m，直径d=0.02 m，油的运动粘度v=35×10-6 m2/s，流量qv=2.5×10-4 m3/s，求此管段的沿程水头损失。

3、如图所示，水从水箱A流入水箱B，管路长l为25m，管径d为25mm，沿程阻力系数λ为0.03，管路中有两个90°弯管??d??a??1?及一个闸板式阀门??0.5?，当两水箱的水位差H为1.0m时，试求管内

?d????26

通过的流量为若干？已知局部损失因素如下：90°弯管ξ=0.2942，阀门ξ=2.06，管道入口入ξ=0.5，管道出口ξ=1.0。

4、如图所示为离心式水泵抽水装置。已知流量Q=20 L/s，几何给水高度Hg=18m。吸水管长度l1，=8m，管径d1=150mm；压水管长度l2=20m，管径d2=100mm。沿程摩阻系数?=0.042，局部水头损失系数为：进口?e=5.0，弯头?b=0.17。水泵的安装高度Hs=5.45m，水泵进口的允许真空度[hv]=7mH2O。试校核水泵进口的真空度hv；

5、图示两水池 A.，B 水位差z?3m，其间连接一铸铁管，长度l?60m，管径d?200mm，沿程阻力系数??0.026。弯头局部阻力系数?弯?0.132，阀门局部阻力系数?阀?2.06。求此管中的流量Q。

6、有一长度为L的有压管道，管径d=0.1m，作用水头H=3m，在L/2处装一测压管，已知测压管水面高于管轴1m，不计行进流速，求管道中通过的流量（已知水池进入管道处的局部水头损失因数为0.5）。

L/2 H 1m L

7、管道直径 d = 10 mm，通过流量 Q = 20 cm3/s，运动粘度ν= 0.0101 cm2/s。问管中水流流态属层流还

是紊流？若将直径改为 d = 30 mm，水温、流量不变，问管中水流属何种流态？ 8、图示水箱一侧有一向上开口的短管，箱内水位恒定，水通过管嘴向上喷射。若管嘴出口至水箱水面的高度h=5 m，管嘴局部水头损失系数ζ=0.2，取动能校正系数α=1。求管嘴的出流速度v及此射流达到的高度

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z。

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9、从水箱接一橡胶管道及喷嘴(如图)。橡胶管直径D=7.5cm，喷嘴出口直径d=2.0cm。水头H =5.5 m。由水箱至喷嘴的水头损失hw = 0.5m。用压力表测得橡胶管与喷嘴接头处的压强p = 4.9N?cm2。如用手握

住喷嘴，需要多大的水平力R，行近流速v0=0，取动能校正系数和动量校正系数均为1。

10、有一梯形渠道，底宽 b =10 m，水深 h = 3 m，边坡为 1:1，糙率 n = 0.014，底坡i=0.001。如流动在紊流粗糙区 ，求流量Q。

11、有一矩形断面混凝土渡槽，糙率n=0.014，底宽b＝1.5m，槽长L＝120m。进口处槽底高程Z1=52.16m，出口槽底高程Z2＝52.04m，当槽中均匀流水深h0=1.7m时，试求渡槽底坡i和通过的流量Q。 12、某矩形断面渠道，粗糙系数n=0.025，通过流量Q=5.0m3／s，底宽b=4m，水深h=2m，问此渠道底坡应为多少?

13、有一条油管，长l=3 m，直径d=0.02 m，油的运动粘度v=35×10-6 m2/s，流量qv=2.5×10-4 m3/s，求此管段的沿程水头损失。

14、沿直径 d = 200 mm，长 l = 3000 m 的无缝钢管（? = 0.2 mm）输送密度 ? = 900 kg/m3 的石油。已知流量 q = 27.8?10-3 m3/s，石油的运动粘度在冬天 ?W = 1.092 ?10-4 m2/s ，在夏天 ?s = 0.355 ?10-4 m2/s。试求沿程水头损失 hf 。

15、有一浆砌块石的矩形断面渠道，宽b = 6m，当Q = 14.0m3/s时，渠中均匀水深h = 2m，糙率n = 0.025，试求500m长渠道中的沿程水头损失。

16、如下图所示：水箱侧壁接出一根由两段不同管径所组成的管道，已知d1?200mm，d2?100mm，两管短长均为L=50m，H?10m，沿程阻力系数??0.01,?A?0.3,?B?0.2,求：管道中水的流量、流速.

17、有一梯形渠道，底宽 b =10 m，水深 h = 3 m，边坡为 1:1，粗糙率 n = 0.014，底坡i=0.001。如流

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