流體力學(xué)作業(yè)3 答案Word版

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1、作業(yè)3 答案 (第5章、第6章)第5章一、選擇題1. 管道中液體的雷諾數(shù)與( D )無關(guān)。A. 溫度 B. 管徑 C. 流速 D. 管長2. 某圓管直徑d=30mm,其中液體平均流速為20cm/s。液體粘滯系數(shù)為0.0114cm3/s,則此管中液體流態(tài)為( B )。A. 層流 B. 層流向紊流過渡 C.紊流3.等直徑圓管中紊流的過流斷面流速分布是 ( D )A呈拋物線分布 B. 呈對數(shù)線分布C.呈橢圓曲線分布 D. 呈雙曲線分布4.等直徑圓管中的層流,其過流斷面平均流速是圓管中最大流速的( C )A 1.0倍 B.1/3倍 C. 1/4倍 D. 1/2倍5.圓管中的層流的沿程損失與管中平均流速

2、的( B )成正比.A. 一次方 B. 二次方 C. 三次方 D. 四次方 6.圓管的水力半徑是 ( A )A. d/2 B. d/3 C. d/4 D. d/5.7、 謝才公式中謝才系數(shù)的單位是( C )A. 無量綱 B. C. D. 8. 判斷層流和紊流的臨界雷諾數(shù)是 ( C )A.上臨界雷諾數(shù) B.下臨界雷諾數(shù)C.上下臨界雷諾數(shù)代數(shù)平均 D.上下臨界雷諾數(shù)幾何平均 二、判斷題 1. 層流的沿程水頭損失系數(shù)僅與雷諾數(shù)有關(guān)。 ( 正確 )2. 壁面光滑的管道一定是水力光滑管。 ( 錯誤 )3. 在過流斷面突變處一般發(fā)生局部水頭損失。 ( 正確 )4. 等直徑圓管中的層流,其過流斷面平均流速是

3、圓管中最大流速的1/2倍 ( 正確 )5流體內(nèi)切應(yīng)力方向與流體運動方向相同。 ( 錯誤 )6阻力平方區(qū)內(nèi)阻力系數(shù)與雷諾數(shù)無關(guān)。 ( 正確 ) 整理為word格式三、簡答題 1. 圓管中層流與紊流,其流速分布有什么不同?答: 層流為拋物線分布,紊流為對數(shù)曲線分布.(也可以畫圖)2. 簡述尼古拉茲實驗中沿程阻力系數(shù)的變化規(guī)律。答: 尼古拉茲實驗揭示了沿程阻力系數(shù)的變化規(guī)律,文字表述或數(shù)學(xué)公式表述.層流:;水力光滑區(qū): ;過渡粗糙區(qū): 粗糙區(qū)(阻力平方區(qū)) : .3.寫出管流和明渠水流雷諾數(shù)的表達式,并說明其層流、紊流的判別標準?答: 管流: (層流) (紊流) 明渠水流: (層流) (紊流)4.雷

4、諾數(shù)的物理意義?它為什么能用來判別流態(tài)? 答: 雷諾數(shù)實質(zhì)是反映粘性力與慣性力之比。層流時慣性力不大,而粘性力占主導(dǎo),受粘性力的約束,流體質(zhì)點做規(guī)則運動。紊流時慣性力占主導(dǎo),受到干擾形成渦體,當粘性力約束不了渦體時,流體質(zhì)點互相摻混,所以用雷諾數(shù)可以來判別流態(tài)。5.當輸水管直徑一定時,隨流量增大,雷諾數(shù)是增大還是變???當輸水管流量一定時,隨管徑加大,雷諾數(shù)是增大還是變?。?答: 當輸水管直徑一定時,隨流量增大,雷諾數(shù)增大; 當輸水管流量一定時,隨管徑加大,雷諾數(shù)變小。6.兩個不同管徑的管道,通過不同粘滯性的液體,它們的臨界雷諾數(shù)是否相同? 答:不一定。7.能量損失有幾種形式?產(chǎn)生能量損失的物理

5、原因是什么? 答: 有沿程能量損失和局部能量損失兩種。一是因為流體具有粘滯性,二是因為固體邊界條件的影響。四、計算題 (解體思路與答案)1. 有已輸油管,管長,管徑,已知油的密度,動力粘滯系數(shù)。當通過輸油管的流量時,判斷液流的流態(tài),計算輸油管的沿程水頭損失。解:(1) 計算雷諾數(shù)判別流態(tài)。整理為word格式(2) 計算沿程阻力系數(shù)。(3) 計算沿程水頭損失。答案:層流 沿程水頭損失=25.74m(油柱)2.水管直徑,管中水流流速,水溫,(1)試判別其流態(tài);(2)若流速與水溫不變,管徑改變?yōu)?,管中流態(tài)又如何?(3)若流速與水溫不變,管流由層流轉(zhuǎn)變?yōu)槲闪鲿r,水管直徑為多大? 解: (1) 查表,

6、求運動粘滯系數(shù), 計算雷諾數(shù)判別流態(tài)。 答案:層流(2)同上 答案:紊流(3)設(shè)雷諾數(shù)等于2000,求管徑。答案:3.有一圓管,在管內(nèi)通過的水,測得通過的流量為,在管長15m的管段上測得水頭損失為2cm,試求該圓管內(nèi)徑d。 解:(1)設(shè)管中水流為層流,推導(dǎo)出沿程阻力系數(shù)表達式并代入數(shù)據(jù);(2)將上式再代入達西公式并化簡,代入數(shù)據(jù)求管徑。答案:4.水管直徑,管中水流流速,水溫,試判別其流態(tài)。 解:答案:紊流5凝土明渠中水流為均勻流,水力坡度,明渠底寬為,水深,粗糙系數(shù),計算明渠中通過的流量(分別用曼寧公式和巴氏公式計算)。 解:此渠道為矩形渠道, 計算出水力要素:面積A,濕周,水力半徑R, 用曼

7、寧公式和巴氏公式計算謝齊系數(shù)C, 謝齊公式計算流速; 計算量答案:(用曼寧公式計算) (用巴氏公式計算)整理為word格式6.水箱側(cè)壁接出一根由兩段不同管徑所組成的管路。已知,管道的當量粗糙度,水溫為。若管道的出口流速,求(1)水位H;(2)繪出總水頭線和測壓管水頭線。 解:(1)計算管中的雷諾數(shù)判斷流態(tài).。(第1條管道在水力光滑區(qū),第2條管道在紊流粗糙區(qū))。(2)用經(jīng)驗公式計算沿程阻力系數(shù)(3)兩管聯(lián)接處為突然放大的局部阻力系數(shù),進口局部阻力系數(shù)(4)沿程阻力系數(shù)選取公式有別,結(jié)果可不同。答案:7.某一水池,水位恒定,通過一根管徑、管長的管道,已知水池水面和管道出口高差,管道上有兩個彎頭,每

8、個彎頭的局部阻力系數(shù),管道進口是直角進口()管道全長的沿程阻力系數(shù),試求通過管道的流量。解:管道作用水頭等于沿程水頭損失與局部水頭損失之和。沿程阻力系數(shù)、局部阻力系數(shù)已知,可用公式直接求解。答案:整理為word格式第6章一、選擇題 1. 虹吸管正常工作,其頂部的真空值一般不大于( B )水柱高。A. 6.0m B. 7.5m C. 9m D.10m 2. 短管淹沒出流的計算時,作用水頭為( B )。A. 短管出口中心至上游水面高差;B短管出口中心至下游水面高差;C. 上下游水面高差3外延管嘴正常工作的條件是( D )A管長大于3-4倍的管徑 B.作用水頭小于0.75C. 作用水頭大于0.75

9、D. 管長=(3-4)d ,作用水頭0.754按短管進行水力計算的管路是 ( C )( D )A.虹吸管 B.環(huán)狀管網(wǎng) C.支狀管網(wǎng) D.倒虹吸管二、判斷題 1計算阻力損失時,短管既要考慮局部阻力損失,也要考慮沿程阻力損失,長管計算同樣也要考慮這兩項損失。( 錯誤 )2長管是指幾何長度很長的管道。( 正確 )3孔口淹沒出流時,孔口淹沒越深,其出流的流速和流量就越大。(正確 )4管嘴收縮斷面的真空度與作用水頭成正比,作用水頭越大,收縮斷面的真空度越大,泄流量也越大。(正確)5同一短管,在自由出流和淹沒出流條件下,流量計算公式的形式及流量系數(shù)的數(shù)值均相同。( 正確 ) 6、 兩孔口形狀、尺寸完全相

10、同,作用水頭相同,一個為自由出流,一個為淹沒出流,二者的流量是相同的。 (錯誤 ) 三、簡答題1 為什么管嘴出流時,阻力增加了,泄流量反而增大?答:因為在管嘴進口收縮斷面處形成了負壓,相當增加了作用水頭,在相同條件下管嘴出流比孔口出流的流量大。2 寫出薄壁小孔口出流的收縮系數(shù),流速系數(shù)和流量系數(shù)的表達式。 答:P117P118整理為word格式3 外延管嘴的正常工作條件是什么? 答:管嘴長:,作用水頭 :4. 為什么外延管嘴出流比同等條件下孔口出流的流量大? 答:(與1重復(fù))四、計算題 (解體思路與答案)1有一虹吸管,作用水頭,管長,管徑,沿程損失系數(shù),進口設(shè)攔污柵,進口局部損失系數(shù),彎管局部

11、損失系數(shù)。求該虹吸管的過流量、管中最大真空值,并定性繪出其測壓管水頭線。 解:此題屬短管的水力計算,可以用能量方程求解,也可直接用公式。要點有2 。 局部損失系數(shù)要考慮周全(共3個)。 此題,管中最大真空值發(fā)生在最高處。 答案: 2. 一水塔供水系統(tǒng)如圖所示,已知管道末端要求的自由水頭Hz=10m,管徑d1=450mm,d2=350mm,d3=250mm,管長L1=100m,L2=100m,L3=100m,q1=0.10,q2=0.08,q3=0.05,管道的粗糙系數(shù)n=0.02。試確定水塔高度H。整理為word格式 解:此題屬短管的水力計算,也可直接用公式求解。要點有3 。 長管公式要記住,應(yīng)注意修正。 管中(節(jié)點)流量要算對。 題目中給出了管道的粗糙系數(shù),意指管流在粗糙區(qū),不必修正,但要記住以下公式, 答案:H=15.1m3. 圓形有壓涵管穿過路基,管長,管徑,上下游水位差,管路沿程阻力系數(shù),局部阻力系數(shù):進口,彎管,水下出口,求通過流量?解:此題屬短管的水力計算,也可直接用公式求解。要點是局部損失系數(shù)要考慮周全(共4個)答案: 友情提示:本資料代表個人觀點,如有幫助請下載,謝謝您的瀏覽! 整理為word格式

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