中国矿业大学流体力学第五章习题课.docx

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中国矿业大学流体力学第五章习题课

第五章粘性流动与水力计算习题课

1.设有两条材料不同而直径均为100mm的水管，一为钢管（当量粗糙度为0.46mm），另一为旧生铁管（当量粗糙度为0.75mm），两条水管流量均为20L／s，水的运动粘性系数υ=1.31×10-6m2/s。

试分别求两管单位长度沿程阻力。

解：

水的流速

，得雷诺数

对钢管

，查莫迪图，

，沿程阻力

对生铁管

，查莫迪图，

，沿程阻力

2.用新铸铁管（ε=0.3mm）输送水，水的运动粘性系数υ=1.31×10-6m2/s。

流量

，在

的管道上沿程损失为2m（水柱），试求管道直径。

3.加热炉消耗

的重油，重油的密度为

，运动黏度

。

如图所示，压力油箱位于喷油器轴线以上h=8m处，而输油管的直径d=25mm，长度l=30m。

求在喷油器前重油的表压？

（不计局部损失）

4.水箱中的水从扩张管嘴流到大气中，直径

=100mm，该处绝对压强

=0.5大气压，直径

=150mm，试求水头

，水头损失忽略不计。

解：

（1）以出水管轴线为基准面，列管径

与

处的伯努利方程，可得：

取

，

，

kPa

∵

∴

（m/s）

（2）从液面到短管出口列能量（伯努利）方程。

（m）

5.润滑油在圆管中作层流运动，已知管径d=1cm，管长l=5m，流量Q=80cm3/s，沿程损失hf=30m（油柱），试求油的运动粘度ν。

6.有一梯形断面的排水沟，底宽b=70cm，断面的边坡为1：

1.5，当水深h=40cm，断面平均流速v=2.0cm/s，水的运动粘性系数υ=1.31×10-6m2/s，试判别此时的水流形态。

如果水深和水温都保持不变，问断面平均流速减到多少才是层流？

解：

水力直径为

，

，层流和紊流都可能存在。

水流为层流时

，故

7.如图所示从一平水箱中引出一条长50m，直径为100mm的管道，在管中间安装一个闸阀（处于半开），局部阻力系数为2.5。

当水头H=4.0m时，已知其沿程阻力系数为0.025，试求此时的流量，井绘出水管的总水头线和测压管水头线。