水力学习题答案第六章.docx

1、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；

2、 （ 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 r 0=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=0.5 Re2；（ b） Re1= Re2；（ c） Re1=1.5 Re2；（ d） Re1=2 Re2。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）4 m

3、/s ；（ b） 3 .2m/s ；（c）2 m/s ；（ d）1 m/s。9.圆管紊流过渡区的沿程摩阻系数 ：（ 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 ：（ 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 ，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

4、=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 1.31 10 -6 m2 /sRe vd 1 0.1 6 7634 2300 为紊流1.3110 661.3110 6 23000.1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, 1.57 10-5 m2 /s判别流态。解：查表得 10时水 1.31

5、 10-6 m 2/sRe vR 0.15 0.066 6870 575 为紊流1.3110 66.15】输油管的直径 d=150mm，Q=16.3m3/h ，油的运动粘度 =0.2cm2/s，试求每公里管长的沿程水头损失。22l v 2 1000 0.25632hf 0.0333 0.744 mf d 2g 0.15 19.66.16】 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 =901kg/m3。试求油的运动2264 l v2 64 l v 2hfRed 2g vd d 2g901

6、 2.98 10 5 0.02685Pa sRe 2.98 10 5 373.12300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 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 Q gJ0r得88Q4 gJ ghfd 2r0 1.94 cm4 35检验是否为层流Re vd 4Q 1769 2300 d 0.013 3.14 1.94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

7、/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Re ud 2.35 0.05 75 1958 2300 流动是层流9 10v u 1.175 m/s2查穆迪图得 0.031hfl v 0.031 600 0.236 0.176m d 2g 0.3 19.66.20】 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=0.135dR d 0.075 m4hf 1J f 0.002l 5001 1/ 6C R1/

8、 6 48.10n管中流速 v C RJ 0.59 m/s6.21】 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/m 3 ，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 ）Q 42000 / 3600 vA 1.2 0.6由 p dle 12 v2得0.8 31.612 0.5 1.11 16.226.22】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hf 32 l2 vgd2(2) 紊流hf dl 2vg6.2

9、4】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2vg2 hj 11.790.622 0.15 12.6 12.796.25】 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2 v1 h max 14g6.26 】 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：22d 3. 14 0.025 3Q v 6.36 0.00312 m /s 3. 12 L/s440 gRJ 1000

10、9.8 0.025 1.65 101.1 Pa6.27 】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：4Q 4 0.00622 d 2 3.14 0.0523.06 m/shf (1)h p 12.6 0.25 3.15 mh f 3.15 0.05 19.6 l v 2 15 3.0620.022d 2g6.28 】 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 =0.042 ，局部损失系数 弯=0.8 ， 阀=0.26 ，通过流量解：v 4Q 4 0.065 8.

11、28 m/s22d2 3.14 0.12由伯努利方程得H （ 进 3弯 阀 出 ）d 2g2 20 8. 282 (0.5 3 0.8 0.26 1 0.042 )0.1 19.643.9 m6.29 】 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 =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 最小应是多少？此时的流量是多少 ?解 列伯努利方程h1 h22 2 2 v 2l v v2g d

12、2g 2g2 25 (1 0.035 100 ) v0.1 2g19.522pB v l vh1g 2g d 2g50 v 22 7 (1 0.035 )0.1 2gv 3.09 m/sQ v d 0.0243m3/s46.30 】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 =1.20kg/m3 ，温度为 20，求烟囱所受风力。解： Re vd 20 0.6 5 7.6 1051.57 10 5查图表得 CD 0.4V2FD CD AD D 21.20 2020.4 0.6 40 2304 N 26.31 】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：FD1 CD1 V2A 0.8 1.20 (90/3.6)2 2 600 NW1 FD1V 600 90 / 3.6 15000 wFD 2CD22V22A 0.2821.20 (90/3.6)222 210 NW2 FD 2V 210 90 / 3.6 5250 w