水力学闻德荪习题答案第六章.docx
《水力学闻德荪习题答案第六章.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《水力学闻德荪习题答案第六章.docx(10页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
水力学闻德荪习题答案第六章
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h,两断面间沿程水头损失,则:
(a)
(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
为紊流
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
s
为紊流
【6.14】有一矩形断面的小排水沟,水深15cm,底宽20cm,流速0.15m/s,水温10℃,试判别流态。
解:
查表得10°时水
为紊流
【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。
解:
【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。
试求油的运动粘度ν和动力粘度μ。
(0.743cm2/s μ=8.56×10-6m2/s)
解:
列细管测量段前后断面(1、2)伯努利方程,化简
设为层流
<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35cm3/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
得
检验是否为层流
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
以管轴处速度为特征流速计算雷诺数
流动是层流
【6.19】自来水管长600m,直径300mm,铸铁管道,通过流量60m3/h,试用穆迪图计算沿程水头损失。
(0.176m)
解:
铸铁管道,取ks=1.25mm(平均值)
查穆迪图得
【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
管中流速
【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)
解:
【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。
试求两种形状管道沿程损失之比。
(1)管流为层流;
(2)管流为紊流粗糙区。
(
(1)0.785;
(2)0.886)
解:
(1)层流
(2)紊流
【6.23】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,水银压差计读值∆h=150mm,沿程损失不计,试求阀门的局部损失系数。
(12.83)
解:
【6.24】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,管道长L,沿程摩阻系数为λ,局部损失系数为ζ,试求在什么条件下,流量随管长的增加而减小?
解:
由伯努利方程得
当
时,管中流速随管长增加而减小,因管直径不变,流量也随管长增加而减小,即
时流量随管长的增加而减小
【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,试求使测压管液面差成为最大的v2及d2是多少,并求最大h值。
(H>(1+ζ)d/λ)
解:
由伯努利方程得
由连续性方程得
【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,沿程摩阻系数为λ=0.02,试求流量及管壁切应力τ。
(3.12L/s;101.12N/m2)
解:
由伯努利方程得
流量:
【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:
【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Q=65L/s,试求水池水面高差H。
解:
由伯努利方程得
【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
【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:
查图表得
【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)
解:
如有侵权请联系告知删除,感谢你们的配合!
21276531C匜9239555D93嶓3422485B0薰3324781DF臟231465A6A婪2270058AC墬D243175EFD廽0R240395DE7巧R3941399F5駵25741648D撍
Z382179549镉37770938A鎊3375283D8菘F30349768D皍s24906614A慊?
>
36877900D逍:
395569A84骄