水力学(闻德荪)习题答案第六章水力学(闻德荪)习题答案第六章.doc

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=0.5 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/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35 cm3/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： 层流 紊流 【6.23】输