第四章 粘性流体的一维流动习题 一、判断题 1、实际流体中总水头线是沿程下降的,而测压管水头线在一定条件下会沿程上升。( ) 2、动能修正系数α被假定为1.0,则从物理意义来说,相当于假设端面流速均匀分布。( ) 3、过水断面一定是平面。 ( ) 4、圆形管的直径就是其水力半径。 ( ) 5、有两个圆形管道,管径不同,输送的液体也不同,则流态判别数(雷诺数)不相同。( ) 6、有两根管道,一根输油管,一根输水,当直径 d、长度 L、边界粗糙度Δ均相等时,则 沿程水头损失必然相等。 ( ) 7、产生水流阻力和水头损失的原因是液体存在黏滞性。 ( ) 8、水平放置的等直径管道,沿水流方向,前一断面的压强水头一定放大于后一段面的压强 水头。 ( ) 9、水流中由于阻力的存在,其水流能量总是沿流程减小的。 ( ) 二、选择题 1、雷诺数的物理意义是 A、惯性力与压力之比; B、惯性力与重力之比; C、惯性力与黏性力之比; D、惯性力与表面张力之比 2、圆管流动的下临界雷诺数Re为: A 、300 B 、1200 C 、3600 D 、2300 3、在紊流粗糙管区中: A、层流底层覆盖粗糙高度; B、沿程阻力系数只取决于雷诺数 C、沿程水头损失与流速的平方成正比 D、沿程阻力系数与相对粗糙无光 4、两根直径d,长度l,管壁当量粗Δ(ks),都相同的工业管道,其中一根输油,一根输水, 运动粘滞系数nu油>nu水,若两管的流速相等,则沿程水头损失: A、hf油=hf水 B、hf油>hf水 C、hf油< hf水 D、( A ),( B )都有可能; 5 、长管并联管道各并联管段的: A、水头损失相等 B、水力坡度相等 C、总能量损失相等 D、通过的水量相等. 6.如图所示,有两个长度和断面尺寸相同的支管并联,如果在支管2中加一个调节阀,则 水头损失( ) A. 21 ww hh > B. 21wwhh< C. 21wwhh= D. 阀j1whh= 7.圆管层流中,沿程水头损失与速度的( ) A.0.5次方成正比 B.1.0次方成正比 C.1.75次方成正比 D.2.0次方成正比 三、计算题 1、为了测量管道中的流量,可以将收缩一扩张管(文丘利管)接到管道中去,如图示。通过 测量颈部及来流段的压力差以确定流体平均速度及流量。为了测量这个压力差,可以利用U 形管测压器。试建立颈部流速与U形管中液面高差的关系。 2、不可压理想平面射流冲击固定挡板,如图示。假定流动定常,重力不计,射流 3-3 截面 处流动均匀,其速度为V,射流宽度为d。流体密度 及挡板倾斜角 为已知。求由于射 流冲击,附加在挡板上的力F以及力的作用点C的位置。 V θ 3、判断下列流动状态是层流还是湍流? (a)很长的水管,直径 ,流速 ,运动粘性系数 。 (b)很长的油管,直径 ,流速 ,运动粘性系数 。 4、油在水平园管道内作定常层流流动,已知 , , , 壁面上 ,求动力粘性系数 ,并验算Re数,以考察层流假设是否成立? 5、某工厂架设一条铸铁输水管,长 500m,直径200mm,流量为 ,水源为 5m深井, 进口有一个滤水网( ),管路中有10个 弯头( ),两个闸门( ), 为 ,管道的绝对粗糙度 。求水泵压头。 答案: 一、1、 正确 2、正确 3、错误 4、错误 5、错误 6、错误 7、正确 8、正确 9、正确 二、1、C 2、D 3、C 4、D 5、A 6、C 7、B 三、1、不可压流体管流连续方程,将管的中心线视为流线,沿流线的伯努利方程,U形管 中静力学压力平衡关系,由于管子倾斜,1-1,2-2截面有高度差,但不影响答案。 答案: 2、关于控制体的动量方程,理想流体作用力垂直于表面,沿流线的伯努利方程,自由面上 处处大气压,故处处流速为V,运用动量矩方程可以求力的作用点。 3、雷诺数的计算公式: ,园管层流的临界雷诺数 。 (a) 层流 (b)湍流 4、由园管内的体积流量 反推动力粘性系数 。 动力粘性系数 ; ,故层流假设是成立的。 5、由流量求出管流的平均速度、雷诺数,再由相对粗糙度查莫迪图得出管道的沿程阻力系 数,代入能量方程,即得水泵压头。 水泵压头53.3m。