水力学(流动阻力与水头损失)-试卷2

水力学（流动阻力与水头损失）-试卷2

(总分：80.00，做题时间：90分钟)

一、计算题(总题数：9，分数：18.00)

1.某管道的直径d=100mm，(1)当通过流量Q=0．004m 3／s、水温为20℃时，其流态为层流还是紊流?(2)若通过相同流量、运动黏度为v=1．5×10 -4 m 2／s的重燃油，其流态为层流还是紊流?

（分数：2.00）

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正确答案：()

解析：

2.有一梯形断面的排水沟，底宽b=70cm，断面的边坡系数为1：1．5(图4—1)。当水深h=40cm，断面平均流速v=5．0cm／s，水温为20℃，试判别水流流态。如果水温和水深都保持不变，问断面平均流速减到多

少时水流方为层流

（分数：2.00）

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正确答案：()

解析：

3.有一送风系统，输送空气的管道直径d=400mm，管内的断面平均流速v=12m／s，空气温度为10℃。试判断空气在管内的流动型态。如果输气管的直径改为100mm，求管道内维持紊流时的断面平均流速。

（分数：2.00）

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正确答案：(正确答案：维持紊流时的断面平均流速：)

解析：

4.有一供实验用的圆管，直径为15mm，今进行沿程水头损失试验，量测段管长为4．0m，试问：(1)当流量Q=0．00002m 3／s时，水流所处的流态，并计算该量测段的沿程水头损失；(2)当水流处于由紊流至层流的临界转变点时，量测段的流速和沿程水头损失各为多少?设水温为40℃。

（分数：2.00）

__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：(1)断面平均流速运动黏度v=1．5722×10 -6 (m 2／s)。(2)当水

流从紊流转为层流时，Re=2000。)

解析：

5.直径d=300mm的管道长L=5km，输送重度γ=9．66kN／m 3的重油，其重量流量G=2373kN／h(h为小时)，试计算油温从t 1=10℃(运动黏度v 1 =25cm 2／s)变到t 2 =40"C(v 2 =1．5cm 2／s)时，管道损失功率的变化。

（分数：2.00）

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正确答案：(正确答案：N 1 =γQh f1=9660×0．0683 × 438=288982(W)≈289(kW) N 2 =γQh f2 =9660×0．0683 × 26．3=17352(W)≈17．35(kW))

解析：

6.半径t 0 =150mm的输水管在水温t=15℃下进行试验，所得数据为断面平均流速v=3．0m／s及沿程水头损失系数λ=0．015。(1)求r=0．5r 0和r=0处的切应力；(2)如果流速分布曲线在r=0．5r 0处的时均流速梯度为4．34／s，求该点的黏性切应力和紊流附加切应力。

（分数：2.00）

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正确答案：(正确答案：t=15℃的水的v=1．139×10 -6 m 2／s (1)r=0处切应力τ)

解析：

7.有3个管道，其断面形状分别为如图4—2所示的圆形、正方形和矩形，它们的过水断面积相等，水力坡度也相等。试求：(1)三者边壁上的平均切应力之比；(2)当沿程水头损失系数λ相等时，三者的流量之比。

（分数：2.00）

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正确答案：(正确答案：由面积相等，得：)

解析：

8.推导动能修正系数α和动量修正系数α’的计算公式。

（分数：2.00）

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正确答案：()

解析：

9.有甲乙两输水管，甲管直径为200mm，当量粗糙度为0．86mm，流量为0．00094m 3／s；乙管直径为40mm，当量粗糙度为0．19mm，流量为0．0035m 3／s，水温为15℃，试判别两根管中水流处于何种流区。如果处于水力光滑区请用布拉休斯公式计算λ；如果处于过渡区可先用Jain公式计算λ，最后计算两管的水力坡度J。

（分数：2.00）

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正确答案：()

解析：

二、判断题请判断下列各题正误。(总题数：24，分数：48.00)

10.紊流光滑区的沿程水头损失系数λ仅与雷诺数有关，而与相对粗糙度无关。 ( )

（分数：2.00）

A.正确√

B.错误

解析：

11.圆管紊流的动能校正系数大于层流的动能校正系数。 ( )

（分数：2.00）

A.正确

B.错误√

解析：

12.紊流中存在各种大小不同的涡体，而层流中不会存在涡体。 ( )

（分数：2.00）

A.正确

B.错误√