水力学闻德荪习题答案第六章

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）h

f

=h；（b）h f=h+l；（c）h f=l－h；（d）h f=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d

1，粗断面直径d

2

=2d

1

，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k s/d有关；

（c）与Re及k s/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k s/d有关；

（c）与Re及k s/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/s m 101.312-6⨯=ν

230076341031.11.01vd Re 6

>=⨯⨯=ν=- 为紊流

m/s 30.01

.023001031.1d Re v 6c c =⨯⨯=ν=-

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/m 101.57 ,kg/m 20.12-53⨯=ν=ρs

m/s 144.025

.023001057.1d Re v 5c c =⨯⨯=ν=

L/s ./s m ....d

v Q 3c c 0770070704

250143144042

2

==⨯⨯==π

c 3m

v Q /s m ..Q Q >=⨯=

=

0462020

13600200

ρ

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/s m 101.31 2-6⨯=ν

cm h b bh R 615

22015

202=⨯+⨯=+=

575687010

31.106

.015.0vR Re 6>=⨯⨯=ν=

- 为紊流 【6.15】输油管的直径d =150mm ，Q =16.3m 3/h ，油的运动粘度ν=0.2cm 2/s ，试求每公里管长

的沿程水头损失。 解：m 2563.03600

15.014.33

.164d Q 4v 2

2=⨯⨯⨯=π=

1922102.015.02563.0vd Re 4

=⨯⨯=ν=

-

0333.01922

64Re 64===

λ m .....g v d l h f 74406

192563015010000333022

2=⨯⨯==λ

【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 =70cm 3/s ，水银压差计读值h p =30cm ，油的密度ρ=901kg/m 3。试求油的运动粘度ν和动力粘度μ。（0.743cm 2/s μ=8.56×10-6m 2／s ） 解：列细管测量段前后断面（1、2）伯努利方程，化

简

m ..h g p g p h p m f 23430190113600111=⨯⎪⎭⎫

⎝⎛-=⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛-=-=

ρρρρ设为层流 s /m ..d Q v 39100801070442

6

2=⋅⨯⨯==-ππ

g

v d l vd g v d l Re h f 2642642

2υ==

s m .....lv gd h f 252

21098239

12640080892234642-⨯=⨯⨯⨯⨯⨯==υ

s Pa ..⋅=⨯⨯==-026850109829015

ρυμ

1.37310

98.2008.039.1vd Re 5=⨯⨯=υ=

-＜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0.013cm 2/s 的水，实测流量为35

cm 3/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4

08πr μ

ρgJ Q =

得 cm ...gh Ql gJ Q r f 9702

9801431500

350130888444

0=⨯⨯⨯⨯⨯===πνπρμ cm .r d 94120==

检验是否为层流

2300176994

1143013035

44<=⨯⨯⨯==

=

...d Q vd

Re νπν

是层流,说明计算正确