流体力学第四章-习题

第四章流体阻力与水头损失计算习题一、填空题1．雷诺数Re是反映流体流动状态的准数，它反映了流体流动时粘性力与惯性力的对比关系，雷诺数Re越大，说明液流的惯性力越大；雷诺数Re越小，说明液流的粘滞力越大；2.流体在管道中流动时，流动阻力包括沿程阻力和局部阻力；3．流体流动阻力产生的根本原因是流体本身的惯性与粘性，其中粘性是流动阻力的根本原因。4．由紊流转变为层流的临界流速kv小于由层流转变为紊流的临界流速kv，其中kv称为上临界速度，kv称为下临界速度；5.达西公式的表达式为22fLvhdg，计算局部水头损失的通用公式是22jvhg;7、对圆管来说，临界雷诺数值kRe2000。8、雷诺数的表达公式为vdvdRe，当Re≤2000,则液体的流动状态为层流，当Re＞2000,则液体的流动状态为紊流；9、通过雷诺实验，可知，流体的流动状态分为层流与紊流；其中，质点以平行于管轴方向呈直线运动而无横向运动的流动状态，称为层流状态。液体质点的互相撞击和掺混，有横向位移，称为紊流状态。层流到紊流的过渡，称为临界状态。10、紊流由紊流核心、层流边层和过渡层三部分组成。11、我们把在管壁附近作层流运动的液层称为层流边界层，其厚度用“”，表示。12、壁面的粗糙度有两种表示方法：绝对粗糙度和相对粗糙度。13、绝对粗糙度△是壁面粗糙突出的平均高度。14、紊流的三种类型有水力光滑管、水力粗糙管、混合摩擦管。二、选择题1、雷诺数的物理意义表示：（c）A、粘滞力与重力之比；B、重力与惯性力之比；C、惯性力与粘滞力之比；D、压力与粘滞力之比。2、圆管紊流粗糙区的沿程摩阻系数D；A、与雷诺数Re有关B、与和管长l有关C、与Re和d有关D、与管壁相对粗糙度dD有关3、在圆管流动中，层流的断面速度分布符合C；A、均匀规律B、直线变化规律C、抛物线变化规律D、对数曲线规律4、流体在管内作层流流动时，其沿程损失hf值与断面平均流速v的A次方成正比。A、1B、1.75C、1.75~2D、25、有压管道的管径d与管流水力半径的比值d/R=B;A、8；B、4；C、2；D、1。6、当某管路流动在紊流粗糙管平方阻力区范围内时，则随着雷诺数Re的增大，其沿程损失系数λ将B。A、增大B、减小C、不变D、增大或减小7、水在直径为mmd100的管中流动，流速是smv/5.0，水的运动粘度是sm/10126，则水在管中呈何种流动状态B。A、层流B、紊流C、不稳定流D、可能是层流，也可能是紊流8、已知液体流动的沿程水力摩擦系数与边壁相对粗糙度和雷诺数Re都有关，即可以判断该液体流动属于答案：C。A、层流区；B、紊流光滑区；C、紊流过渡粗糙区；D、紊流粗糙区9、雷诺实验中，由层流向紊流过渡的临界流速vcr'和由紊流向层流过渡的临界流速crv之间的关系是B。A.vcr'＜vcr；B.vcr'＞vcr；C.vcr'＝vcr；D.不确定10、己知某管路截面为正方形，边长为12cm，其水力半径为C。A、12cmB、6cmC、3cm11、已知液体流动的沿程水力摩擦系数与边壁相对粗糙度和雷诺数Re都有关，即可以判断该液体流动属于答案：cA、层流区；B、紊流光滑区；C、紊流过渡粗糙区；D、紊流粗糙区12、粘性流体总水头线沿程的变化是(A)。A、沿程下降B、沿程上升C、保持水平D、前三种情况都有可能。13、己知某管路截面为正方形，边长为12cm，其水力半径为（C）A、12cmB、6cmC、3cm三、判断题1．圆形管的直径就是其水力半径。（×）2．所谓水力光滑管是指内壁面粗糙度很小的管道。（×）3．紊流的沿程水头损失fh与流速v成正比。（×）4、外径为D，内径为d的环形过流有效断面，其水力半径为。(√)5、粘滞性是液体产生水头损失的内因。(√)6.实际流体流经水力半径小的过水断面时，流动阻力小。（×）7、紊流的沿程水头损失与流速成正比。（×）8、通常采用雷诺数作为判断流态的依据。(√)9、从层流过渡到湍流和从湍流过渡到层流的临界雷诺数是相同的。（×）10、在过流断面相同的情况下，湿周越长，流动阻力越大。(√)11、大直径的管路，流动阻力反而小。(√)12、当过流断面A一定时，湿周X愈大，则水力半径R愈小，流动能力越大。（×）13、在输油管线中，当输送量较小、粘度较大时，液流一般以层流状态流动。(√)14、一般输水管线为层流。（×）15、在实际工程中，除很少一部分液体以层流状态运动外，绝大多数液体都是以紊流状态运动的。(√)四、简答题1、液流产生水头损失的原因是什么?什么是沿程水头损失和局部水头损失?2、液体有哪两种运动状态?如何判断?3、什么叫“雷诺数Re”?有何物理意义?如何计算?4、说明在层流、紊流两种状态下，液流沿程水头损失与流速之间有何不同的变化关系。5、紊流时液流内部由哪几部分组成?6、两条管路的直径、长度和绝对粗糙度均相同，一条输水（运动粘度较小），另一条输油（运动粘度较大），那么，当两条管路中液体的流速相等时，其沿程水头损失fh是否相等？当两管路中液体的雷诺数Re相等时，七沿程水头损失fh是否相等？五、计算题1．有一恒定有压均匀管流，已知管径d=20mm，管长l=20m，管中水流流速u=0.12m/s，水的运动粘度=1.306×10-6m2/s。（1）判断该管中水的流态是层流还是紊流。（2）求沿程阻力损失。2、一压缩机润滑油管长2.2ml，内径10mmd，油的运动粘度21.98cm/s，若流量0.1L/sQ。（1）判断管中油的流态是层流还是湍流。（2）求沿程阻力损失fh。3、相对密度为0.9、动力粘度为18厘泊的原油沿管径d＝100mm的管路输送，全长L＝1000m，流量为200吨/天，求管路上的沿程水头损失。解：3320010002.5710ms0.91000243600Q3222.57100.3276ms0.144QVd30.910000.32760.1Re163820001810Vd64640.039Re16382210000.32760.0392.135m20.129.8fLVhDg4、管内径d＝100mm，水的流速V＝0.5m/s，水的＝10-6m2/s，问水在管中呈何种流态？如果管中为油，V不变，＝31×10-6m2/s，则又呈何流态？解：水的雷诺数：460.50.1Re510200010Vd故，水在管中呈紊流状态。油的雷诺数：60.50.1Re161020003110Vd故，油在管中呈层流状态。