水力学习题答案第六章.docx
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水力学习题答案第六章
选择题（单选题）
1.水在垂直管内由上向下流动，测压管水头差（a）hf=h；（b）hf=h+l；（c）hf=l－h；（d）hf=l。
2.圆管流动过流断面上切应力分布为：
（b）
（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。
3.圆管流的雷诺数（下临界雷诺数）：
（d）
（a）随管径变化；（b）随流体的密度变化；
（c）随流体的黏度变化；（d）不随以上各量变化。
4.在圆管流中，紊流的断面流速分布符合：
d）
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。
5.在圆管流中，层流的断面流速分布符合：
（c）
（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。
6.半圆形明渠半径r0=4m，水力半径为：
（c）
（a）4m；（b）3m；（c）2m；（d）1m。
7.变直径管流，细断面直径为d1，粗断面直径d2=2d1，粗细断面雷诺数的关系是：
（d）（a）Re1=0.5Re2；（b）Re1=Re2；（c）Re1=1.5Re2；（d）Re1=2Re2。
8.圆管层流，实测管轴线上流速为4m/s，则断面平均流速为:
（c）
（a）4m/s；（b）3.2m/s；（c）2m/s；（d）1m/s。
9.圆管紊流过渡区的沿程摩阻系数λ：
（c）
（a）与雷诺数Re有关；（b）与管壁相对粗糙ks/d有关；
（c）与Re及ks/d有关；（d）与Re和管长L有关。
10.圆管紊流粗糙区的沿程摩阻系数λ：
（b）
（a）与雷诺数Re有关；（b）与管壁相对粗糙ks/d有关；
（c）与Re及ks/d有关；（d）与Re和管长L有关。
11.工业管道的沿程摩阻系数λ，在紊流过渡区随雷诺数的增加：
（b）
（a）增加；（b）减小；（c）不变；（d）不定计算题
6.12】水管直径d=10cm，管中流速v=1m/s，水温为10℃，试判别流态。
又流速等于多少
时，流态将发生变化？
解：
查表得10°时水1.3110-6m2/s
Revd10.1676342300为紊流
1.31106
6
1.31
1062300
0.1
流速为0.30m/s时流态将发生变化.
6.13】通风管径直径为250mm，输送的空气温度为20℃，试求保持层流的最大流量。
若
输送空气的质量流量为200kg/h，其流态是层流还是紊流？
（7.087L/s；紊流）
解：
查表得20°时空气1.20kg/m3,1.5710-5m2/s
判别流态。
解：
查表得10°时水1.3110-6m2/s
RevR0.150.0666870575为紊流
1.31106
6.15】输油管的直径d=150mm，Q=16.3m3/h，油的运动粘度ν=0.2cm2/s，试求每公里管长
的沿程水头损失。
22
lv210000.25632
hf0.03330.744m
fd2g0.1519.6
6.16】应用细管式粘度计测定油的粘度。
已知细管直径d=8mm，测量段长l=2m，实测油
的流量Q=70cm3/s，水银压差计读值hp=30cm，油的密度ρ=901kg/m3。
试求油的运动
22
64lv264lv2
hf
Red2gvdd2g
9012.981050.02685Pas
Re2.98105373.1<2300层流，计算成立。
6.17】为了测定圆管内径，在管内通过运动粘度ν为0.013cm2/s的水，实测流量为35
cm3/s，长15m管段上的水头损失为2cm水柱，试求此圆管的内径。
（1.94cm）
解：
先按层流计算,由泊肃叶公式QgJπ0r得
8μ
8Q
4gJghf
d2r01.94cm
435
检验是否为层流
Revd4Q17692300d0.0133.141.94
是层流,说明计算正确
6.18】油管直径为75mm，已知油的密度为901kg/m3，运动粘度为0.9cm2/s在管轴位置安
放连接水银压差计的皮托管，水银面高差hp=20mm，试求油的流量。
（5.19L/s；）
解：
皮托管测定的是管轴处的速度
Reud2.350.057519582300流动是层流
910
vu1.175m/s
2
查穆迪图得0.031
hf
lv0.0316000.2360.176md2g0.319.6
6.20】钢筋混凝土输水管直径为300mm，长度为500m，沿程水头损失为1m，试用谢才公
式求管道中流速。
（0.59m/s）解：
查表，取n=0.135
d
Rd0.075m
4
hf1
Jf0.002
l500
11/6
CR1/648.10
n
管中流速vCRJ0.59m/s
6.21】矩形风道的断面尺寸为1000mm×600mm，空气流量为4200m3/h，空气密度为
1.11kg/m3，测得相距12m的两断面间的压强差为31.6N/m2。
试求风道的沿程摩阻系数。
（0.0144）
Q42000/3600v
A1.20.6
由pdle12v2得
0.831.6
120.51.1116.22
6.22】圆管和正方形管道的断面面积、长度和相对粗糙都相等，且通过流量相等。
试求两
6.23
种形状管道沿程损失之比
（1）层流hf32l2v
gd2
（2）紊流hfdl2vg
6.24】输水管道中设有阀门，已知管道直径为50mm，通过流量为3.34L/s，水银压差计读
2vg2hj11.790.6220.1512.612.79
6.25
】水箱中的水通过等直径的垂直管道向大气流出。
如水箱的水深H，管道直径d，管
6.25】用突然扩大使管道流速由v1减到v2，若直径d1及流速v1一定，试求使测压管液
2v1hmax1
4g
6.26】水箱中的水经管道出流，已知管道直径为25mm，长度为6m，水位H=13m，沿程摩
流量：
22
d3.140.0253
Qv6.360.00312m/s3.12L/s
44
0gRJ10009.80.0251.65101.1Pa
6.27】水管直径为50mm，1、2两断面相距15m，高差3m，通过流量Q=6L/s，水银压差计
读值为250mm，试求管道的沿程摩阻系数
解：
4Q40.006
22d23.140.052
3.06m/s
hf（
1）hp12.60.253.15m
hf3.150.0519.6lv2153.062
0.022
d2g
6.28】两水池水位恒定，已知管道直径d=10cm，管长l=20m，沿程摩阻系数λ=0.042，
局部损失系数ζ弯=0.8，ζ阀=0.26，通过流量
解：
v4Q40.0658.28m/s
22
d23.140.12
由伯努利方程得
H（进3弯阀出）
d2g
2208.282（0.530.80.2610.042）
0.119.6
43.9m
6.29】水池中的水经弯管流入大气中。
已知管道直径d=100mm，水平段AB和倾斜段BC的长度均为l=50m，高差h1=2m，h2=25m，BC段设有阀门，沿程阻力系数λ=0.035，管道入口及转弯局部阻力不计。
试求：
为使AB段末端B处的真空高度不超过7m，
阀门的局部水头损失系数ζ最小应是多少？
此时的流量是多少?
解列伯努利方程
h1h2
222v2lvv
2gd2g2g
225（10.035100）v
0.12g
19.5
22
pBvlv
h1
g2gd2g
50v2
27（10.035）
0.12g
v3.09m/s
Qvd0.0243m3/s
4
6.30】风速20m/s的均匀气流，横向吹过高H=40m，直径d=0.6m的烟囱，空气的密度ρ
=1.20kg/m3，温度为20℃，求烟囱所受风力。
解：
Revd200.657.6105
1.57105
查图表得CD0.4
V2
FDCDA
DD2
1.20202
0.40.6402304N2
6.31】有两辆迎风面积相同A=2m2的汽车。
其一为20世纪20年代的老式车，其阻力系数
CD=0.8。
另一为20世纪90年代有良好外形的最新式车，其阻力系数CD=0.28。
若
两车均以90km/h的速度在20℃的静止空气中行驶。
试求为克服空气阻力各需多
大的功率？
（15；5.25kW）
22
解：
FD1CD1V2A0.81.20（90/3.6）22600N
W1FD1V60090/3.615000w
FD2
CD2
2
V2
2
A0.28
2
1.20（90/3.6）2
2
2210N
W2FD2V21090/3.65250w
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