流体力学-第3章习题

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BC3.

圆管层流，实测管轴线上流速为4m／s，则断面平均流速为：A.4m／s

B.3.2m／s

C.2m／s

D.1m／sC1.

ρ=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）在离管中心r=20mm处的流速；（3）沿程阻力系数λ

；（4）管壁切应力τ0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ρ=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。CB3.

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ν=0.355×10-4m2/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？（△=0.2mm）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ρ=1.2kg/m3，运动粘度ν=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λ=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λ=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DAC4.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.Q1<Q2；

B.Q1>Q2；

C.Q1=Q2；

D.不定。C1-1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，用两根等径等长、沿程阻力系数均相同的管道连接，按长管考虑，则：A.Q1>Q2；

B.Q1=Q2；

C.Q1<Q2；

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λ。（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，ν=10-4m2/s，ρ=900kg/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？1122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.Q>QnB.Q<QnC.Q=QnD.不定

2.圆柱形直角外管嘴的正常工作条件是______。A.H0≥9m,l=(3~4)dB.H0≤9m,l=(3~4)dC.H0≥9m,l>(3~4)dD.H0≤9m,l<(3~4)dBB3.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B1.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=10cm×20cm，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ε、流量系数μ、流速系数φ和局部阻力系数ζ。二、计算题解：2.在薄壁水箱上开一孔