流體力學作業(yè)3 答案.doc

《流體力學作業(yè)3 答案.doc》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、作業(yè)3答案(第5章、第6章)第5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.管徑C.流速D.管長2.某圓管直徑d=30mm，其中液體平均流速為20cm/s。液體粘滯系數(shù)為0.0114cm3/s，則此管中液體流態(tài)為（B）。A.層流B.層流向紊流過渡C.紊流3.等直徑圓管中紊流的過流斷面流速分布是（D）A呈拋物線分布B.呈對數(shù)線分布C.呈橢圓曲線分布D.呈雙曲線分布4.等直徑圓管中的層流，其過流斷面平均流速是圓管中最大流速的（C）A1.0倍B.1/3倍C.1/4倍D.1/2倍5.圓管中的層流的沿程損失與管中

2、平均流速的（B）成正比.A.一次方B.二次方C.三次方D.四次方6.圓管的水力半徑是(A)A.d/2B.d/3C.d/4D.d/5.7、謝才公式中謝才系數(shù)的單位是（C）A.無量綱B.C.D.8.判斷層流和紊流的臨界雷諾數(shù)是（C）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)代數(shù)平均D.上下臨界雷諾數(shù)幾何平均二、判斷題1.層流的沿程水頭損失系數(shù)僅與雷諾數(shù)有關(guān)。(正確)2.壁面光滑的管道一定是水力光滑管。(錯誤)3.在過流斷面突變處一般發(fā)生局部水頭損失。(正確)4.等直徑圓管中的層流,其過流斷面平均流速是圓管中最大流速

3、的1/2倍（正確）5．流體內(nèi)切應(yīng)力方向與流體運動方向相同。（錯誤）6．阻力平方區(qū)內(nèi)阻力系數(shù)與雷諾數(shù)無關(guān)。（正確）三、簡答題1.圓管中層流與紊流，其流速分布有什么不同？答:層流為拋物線分布,紊流為對數(shù)曲線分布.(也可以畫圖)2.簡述尼古拉茲實驗中沿程阻力系數(shù)λ的變化規(guī)律。答:尼古拉茲實驗揭示了沿程阻力系數(shù)λ的變化規(guī)律,文字表述或數(shù)學公式表述.層流:;水力光滑區(qū):;過渡粗糙區(qū):粗糙區(qū)(阻力平方區(qū)):.3.寫出管流和明渠水流雷諾數(shù)的表達式，并說明其層流、紊流的判別標準？答:管流:(層流)(紊流)明渠水流:(層流)(紊流)4.

4、雷諾數(shù)的物理意義？它為什么能用來判別流態(tài)？答:雷諾數(shù)實質(zhì)是反映粘性力與慣性力之比。層流時慣性力不大,而粘性力占主導(dǎo),受粘性力的約束，流體質(zhì)點做規(guī)則運動。紊流時慣性力占主導(dǎo)，受到干擾形成渦體，當粘性力約束不了渦體時，流體質(zhì)點互相摻混，所以用雷諾數(shù)可以來判別流態(tài)。5.當輸水管直徑一定時，隨流量增大，雷諾數(shù)是增大還是變??？當輸水管流量一定時，隨管徑加大，雷諾數(shù)是增大還是變??？答:當輸水管直徑一定時，隨流量增大，雷諾數(shù)增大；當輸水管流量一定時，隨管徑加大，雷諾數(shù)變小。6.兩個不同管徑的管道，通過不同粘滯性的液體，它們的臨界雷諾

5、數(shù)是否相同？答:不一定。7.能量損失有幾種形式？產(chǎn)生能量損失的物理原因是什么？答:有沿程能量損失和局部能量損失兩種。一是因為流體具有粘滯性，二是因為固體邊界條件的影響。四、計算題（解體思路與答案）1.有已輸油管，管長,管徑，已知油的密度，動力粘滯系數(shù)。當通過輸油管的流量時，判斷液流的流態(tài)，計算輸油管的沿程水頭損失。解：(1)計算雷諾數(shù)判別流態(tài)。(2)計算沿程阻力系數(shù)λ。(3)計算沿程水頭損失。答案：層流沿程水頭損失=25.74m(油柱)2.水管直徑，管中水流流速，水溫，（1）試判別其流態(tài)；（2）若流速與水溫不變，管徑改

6、變?yōu)椋苤辛鲬B(tài)又如何？（3）若流速與水溫不變，管流由層流轉(zhuǎn)變?yōu)槲闪鲿r，水管直徑為多大？解：(1)查表,求運動粘滯系數(shù),計算雷諾數(shù)判別流態(tài)。答案：層流（2）同上答案：紊流（3）設(shè)雷諾數(shù)等于2000，求管徑。答案：3.有一圓管，在管內(nèi)通過的水，測得通過的流量為，在管長15m的管段上測得水頭損失為2cm，試求該圓管內(nèi)徑d。解：（1）設(shè)管中水流為層流，推導(dǎo)出沿程阻力系數(shù)λ表達式并代入數(shù)據(jù)；（2）將上式再代入達西公式并化簡，代入數(shù)據(jù)求管徑。答案：4.水管直徑，管中水流流速，水溫，試判別其流態(tài)。解：答案：紊流5．凝土明渠中水流為均

7、勻流，水力坡度，明渠底寬為，水深，粗糙系數(shù)，計算明渠中通過的流量（分別用曼寧公式和巴氏公式計算）。解：此渠道為矩形渠道，①計算出水力要素：面積A，濕周，水力半徑R，②用曼寧公式和巴氏公式計算謝齊系數(shù)C，③謝齊公式計算流速；④計算量答案：（用曼寧公式計算）（用巴氏公式計算）6.水箱側(cè)壁接出一根由兩段不同管徑所組成的管路。已知，，，管道的當量粗糙度，水溫為。若管道的出口流速，求（1）水位H；（2）繪出總水頭線和測壓管水頭線。解：(1)計算管中的雷諾數(shù)判斷流態(tài).。（第1條管道在水力光滑區(qū)，第2條管道在紊流粗糙區(qū)）。（2）用經(jīng)

8、驗公式計算沿程阻力系數(shù)（3）兩管聯(lián)接處為突然放大的局部阻力系數(shù)，進口局部阻力系數(shù)（4）沿程阻力系數(shù)選取公式有別，結(jié)果可不同。答案：7.某一水池，水位恒定，通過一根管徑、管長的管道，已知水池水面和管道出口高差，管道上有兩個彎頭，每個彎頭的局部阻力系數(shù)，管道進口是直角進口（）管道全長的沿程阻力系數(shù)，試求通過管道的流量。解：管道作用水頭