甘肅廣播電視大學(xué)流體力學(xué)形考作業(yè)5-形考作業(yè)5（第五章10分）答案

1、試卷總分:10 得分:1.2一、選擇題1.1 管道中液體的雷諾數(shù)與（ ）無關(guān)。流速溫度管長管徑答案:C2.2 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 0.0114cm 3 /s ，則此管中液體流態(tài)為（ ? ）。紊流層流層流向紊流過渡答案:C3.3 等直徑圓管中紊流的過流斷面流速分布是（ ）。呈橢圓曲線分布呈拋物線分布呈對數(shù)線分布呈雙曲線分布答案:4.4 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（ ? ）。1/2 倍1/3 倍1/4 倍1.0 倍答案:C5.5 圓管中的層流的沿程損失與管中平均流速的（ ? ）成正比 .二次方三次方四次方

2、一次方答案:A6.6 圓管的水力半徑是（ ? ）。d/5d/2d/4d/3答案:B7.7 謝才公式中謝才系數(shù)的單位是（ ）。圖圖無量綱圖答案:A8.8 判斷層流和紊流的臨界雷諾數(shù)是（ ? ）。下臨界雷諾數(shù)上臨界雷諾數(shù)上下臨界雷諾數(shù)幾何平均上下臨界雷諾數(shù)代數(shù)平均答案:二、判斷題9.1 層流的沿程水頭損失系數(shù)僅與雷諾數(shù)有關(guān)。答案:正確10.2 壁面光滑的管道一定是水力光滑管。答案:錯誤11.3 在過流斷面突變處一般發(fā)生局部水頭損失。答案:正確12.4 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 1/2 倍。答案:正確13.5 流體內(nèi)切應(yīng)力方向與流體運(yùn)動方向相同。答案:錯誤14.6

3、 阻力平方區(qū)內(nèi)阻力系數(shù)與雷諾數(shù)無關(guān)。答案:正確三、簡答題15.1 圓管中層流與紊流，其流速分布有什么不同？答案:層流為拋物線分布,紊流為對數(shù)曲線分布16.2 簡述尼古拉茲實(shí)驗(yàn)中沿程阻力系數(shù)的變化規(guī)律。答案:尼古拉茲實(shí)驗(yàn)揭示了沿程阻力系數(shù)的變化規(guī)律,文字表述或數(shù)學(xué)公式表述.層流:=f(Re);水力光滑區(qū):=f(Re) ;過渡粗糙區(qū): =f(Re,K/d)粗糙區(qū)(阻力平方區(qū)) :=f(K/d) 17.3 寫出管流和明渠水流雷諾數(shù)的表達(dá)式，并說明其層流、紊流的判別標(biāo)準(zhǔn)？答案:管流:Re=vd/v Re2000 (紊流) 明渠水流: Re=vR/v Re500 (紊流)18.4 雷諾數(shù) 圖 的物理意義

4、？它為什么能用來判別流態(tài)？答案:雷諾數(shù)實(shí)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(diǎn)做規(guī)則運(yùn)動。紊流時慣性力占主導(dǎo)，受到干擾形成渦體，當(dāng)粘性力約束不了渦體時，流體質(zhì)點(diǎn)互相摻混，所以用雷諾數(shù)可以來判別流態(tài)。19.5 當(dāng)輸水管直徑一定時，隨流量增大，雷諾數(shù)是增大還是變小？當(dāng)輸水管流量一定時，隨管徑加大，雷諾數(shù)是增大還是變??？答案:當(dāng)輸水管直徑一定時，隨流量增大，雷諾數(shù)增大； 當(dāng)輸水管流量一定時，隨管徑加大，雷諾數(shù)變小。20.6 兩個不同管徑的管道，通過不同粘滯性的液體，它們的臨界雷諾數(shù)是否相同？答案:不一定21.7 能量損失有幾種形式？產(chǎn)生能量損失的物理原

5、因是什么？答案:有沿程能量損失和局部能量損失兩種。一是因?yàn)榱黧w具有粘滯性，二是因?yàn)楣腆w邊界條件的影響四、計算題 （請寫出計算過程）22.1 有已輸油管，管長 圖 , 管徑 圖 ，已知油的密度 圖 ，動力粘滯系數(shù) 圖 。當(dāng)通過輸油管的流量 圖 時，判斷液流的流態(tài)，計算輸油管的沿程水頭損失 圖 。答案:答案：層流 沿程水頭損失hf=25.74m(油柱)23.2 水管直徑 圖 ，管中水流流速 圖 ，水溫 圖 ，（ 1 ）試判別其流態(tài)；（ 2 ）若流速與水溫不變，管徑改變?yōu)?圖 ，管中流態(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？答案:(1) 查表, 求運(yùn)動粘滯系數(shù),

6、 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：d=13.06mm24.3 有一圓管，在管內(nèi)通過 圖 的水，測得通過的流量為 圖 ，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 。答案:（1）設(shè)管中水流為層流，推導(dǎo)出沿程阻力系數(shù)表達(dá)式并代入數(shù)據(jù)；（2）將上式再代入達(dá)西公式hf=l/d * v2/2g并化簡，代入數(shù)據(jù)求管徑。答案：d=14.2mm25.4 水管直徑 圖 ，管中水流流速 圖 ，水溫 圖 ，試判別其流態(tài)。答案:紊流26.5 凝土明渠中水流為均勻流，水力坡度 圖 ，明渠底寬為 圖 ，水深 圖 ，粗糙系數(shù) 圖 ，計

7、算明渠中通過的流量（分別用曼寧公式和巴氏公式計算）。答案:此渠道為矩形渠道， 計算出水力要素：面積A，濕周，水力半徑R， 用曼寧公式和巴氏公式計算謝齊系數(shù)C， 謝齊公式計算流速； 計算量答案：Q=2.7m3/s（用曼寧公式計算） Q=3.03m3/s （用巴氏公式計算）27.6 水箱側(cè)壁接出一根由兩段不同管徑所組成的管路。已知 圖 ， 圖 ， 圖 ，管道的當(dāng)量粗糙度 圖 ，水溫為 圖 。若管道的出口流速 圖 ，求（ 1 ）水位 H ；（ 2 ）繪出總水頭線和 測壓管水頭 線。圖答案:(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)驗(yàn)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(jìn)口局部阻力系數(shù)=0.5（4）沿程阻力系數(shù)選取公式有別，結(jié)果可不同。答案：H=12.93m28.7 某一水池，水位恒定，通過一根管徑 圖 、管長 圖 的管道，已知水池水面和管道出口高差 圖 ，管道上有兩個彎頭，每個彎