流体力学作业3 答案电子教案
国开电大流体力学形考作业3参考答案
A.质量守恒
B.力的平衡
C.动量守恒
D.能量守恒
【答案】：能量守恒
题目2.2．流线和迹线重合的条件为（）。
A.恒定流
B.非恒定流
C.非恒定均匀流
【答案】：非恒定均匀流
题目3.1．以每个流体质点运动规律为研究对象的方法称为拉格朗日法。
对
错
【答案】：对
答案: ax=a2x ay=a2y
题目4.2．恒定流一定是均匀流。
对
错
【答案】：错
题目5.1．述流体运动的两种方法是什么？简述其内容。
【答案】：
答：研究流体运动有两种不同的观点，因而形成两种不同的方法：一，称之为拉格朗日法；另一种方法则是从分析流体所占据的空间中各固定点处的流体的运动着手，即设立观察站的方法来研究流体在整个空间里的运动，称其为欧拉法
题目6.1．恒定二维流动的速度场为，其中秒-1。（1）论证流线方程为；（2）绘出C＝0、1及4m2的流线；（3）求出质点加速度的表达式。
【答案】：
解：（1）流线方程为：dx/ux=dy/uy代入数值推导
（2）
（3）由：αx=?ux/?t + ?ux/?x + uy*?ux/?y代入数值求解。
ay=?uy/?t + ux*?uy/?x + uy*?uy/?y代入数值求解。
流体力学第三、四部分作业及答案
3.1水在垂直管道上流过，压力表插入点A和B，管径分别为0.15m和0.075m。
B点低于A 点2.5m时，在管子下的流速为0.02 cumecs，在B点的压力是大于在A14715 N/m2一个cumec是速记立方米每秒; CMS或立方米/秒（M3S-1）。
假设在A和B之间的管道的损失，其中v是速度在A可以表示为22vkg，求k的值。
如果A和B处的压力表所取代由管注满水并连接到U型管中含有汞的相对密度为13.6，给出草图，示出两肢的U形管的水平如何在不同的和计算的值这种以米为单位的差异。
（1）解以B为基准（datum），伯努利方程为：得出：（2）解：3.2 入口直径为0.3m，喉部直径为0.2m的阿文丘里流量计用于测量流过管道的气体的体积。
流量系数为0.96。
假设是恒定在19.62 N/m3气体的比重，计算体积时流过的入口之间的压力差和喉咙为0.06米水U型管压力计测量。
3.3文丘里流量计用于测量沿管道流动的水。
文丘里喉管的直径是管道直径的五分之二。
连接的进气口和咽喉装满水的管，U型管水银压力计。
的速度沿管道的流动被发现是米/秒，其中，H是读入米汞柱压力计。
确定之间的进气口和咽喉的文丘里H是0.49米时水头损失。
Manometer：压力计Venturimeter：文丘里管流量计3.4水从水槽中排出通过收敛发散喉舌。
从水箱的出口由四舍五入，遭受的损失可以忽略同时排水口最小直径为0.05米。
如果头部在油箱上面中心线的喉舌是1.83米。
a）怎样排出？b）求必须是在出口处的直径，如果上面的最小面积的绝对压力是是2.44米的水？三）如果口片的发散部分被拆除。
将怎样排出？（设大气压为10m水）。
3.5一个封闭水箱有一个孔口0.025米的的直径在一个垂直边。
容器中包含的油的深度0.61米以上的中心孔和油上方的空气空间中的压力保持13780 N/m2高于大气压。
确定从孔口排出。
（排出孔口系数是0.61，油的相对密度为0.9）3.6文丘里流量计的流量系数，发现流率超过一定值是恒定的。
流体力学作业3 答案
作业3 答案 (第5章、第6章)第5章一、选择题1. 管道中液体的雷诺数与（ D ）无关。
A. 温度B. 管径C. 流速D. 管长2. 某圆管直径d=30mm ，其中液体平均流速为20cm/s 。
液体粘滞系数为0.0114cm 3/s ，则此管中液体流态为（ B ）。
A. 层流B. 层流向紊流过渡C.紊流3.等直径圆管中紊流的过流断面流速分布是 （ D ）A 呈抛物线分布 B. 呈对数线分布C.呈椭圆曲线分布D. 呈双曲线分布4.等直径圆管中的层流，其过流断面平均流速是圆管中最大流速的（ C ）A 1.0倍 B.1/3倍 C. 1/4倍D. 1/2倍5.圆管中的层流的沿程损失与管中平均流速的（ B ）成正比.A. 一次方B. 二次方C. 三次方D. 四次方6.圆管的水力半径是 ( A )A. d/2B. d/3C.d/4D. d/5.7、 谢才公式中谢才系数的单位是（ C ）A. 无量纲B.s m 21C. s m 23D. s m 28. 判断层流和紊流的临界雷诺数是 （ C ）A.上临界雷诺数B.下临界雷诺数C.上下临界雷诺数代数平均D.上下临界雷诺数几何平均二、判断题1. 层流的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。
( 正确 )2.壁面光滑的管道一定是水力光滑管。
( 错误 )3.在过流断面突变处一般发生局部水头损失。
( 正确 )4. 等直径圆管中的层流,其过流断面平均流速是圆管中最大流速的1/2倍（正确 ） 5．流体内切应力方向与流体运动方向相同。
（ 错误 ）6．阻力平方区内阻力系数与雷诺数无关。
（ 正确 ）三、简答题1. 圆管中层流与紊流，其流速分布有什么不同？答: 层流为抛物线分布,紊流为对数曲线分布.(也可以画图)2. 简述尼古拉兹实验中沿程阻力系数λ的变化规律。
答: 尼古拉兹实验揭示了沿程阻力系数λ的变化规律,文字表述或数学公式表述.层流:(Re)f =λ;水力光滑区: (Re)f =λ;过渡粗糙区: )(Re,d K f =λ 粗糙区(阻力平方区) : )(dK f =λ . 3.写出管流和明渠水流雷诺数的表达式，并说明其层流、紊流的判别标准？答: 管流:νvd=Re 2000Re <(层流) 2000Re > (紊流)明渠水流: νvR =Re 500Re <(层流) 500Re > (紊流)4.雷诺数Re 的物理意义？它为什么能用来判别流态？答: 雷诺数实质是反映粘性力与惯性力之比。
《流体力学》课后习题答案.pdf
得：T1 = t1 + 273 = 50 + 273 = 323K ，T2 = t2 + 273 = 78 + 273 = 351K
根据
p
=
mRT V
，有：
p1
=
mRT1 V1
，
p2
=
mRT2 V2
得： V2 V1
=
p1 p2
T2 T1
=
9.8067 104 5.8840 105
351 323
=
0.18
设管段长度 l，管段表面积： A = dl
单位长度管壁上粘滞力： = A u = dl u − 0 = 3.14 0.025 0.03
l y l
0.001
1-8 解： A = 0.8 0.2 = 0.16m2 ，u=1m/s， = 10mm ， = 1.15Pa s
T = A u = A u − 0 = 1.15 0.16 1 = 18.4N
1
=
T1 b
=
A b
u
−0 −h
=
0.7 0.06b b
15 − 0 0.04 − 0.01
=
21N
/m，方向水平向左
下表面单位宽度受到的内摩擦力：
2
=
T2 b
=
Au−0 b h−0
=
0.7 0.06b 15 − 0
b
0.01− 0
= 63N
/m，方向水平向左
平板单位宽度上受到的阻力：
= 1 + 2 = 21+ 63 = 84N ，方向水平向左。
h1 = 5.6m
2.4 解：如图 1-2 是等压面，3-4 是等压面，5-6 段充的是空气，因此 p6 = p5 ，6-7 是等压面，
流体力学第三章课后习题答案
流体力学第三章课后习题答案流体力学第三章课后习题答案流体力学是研究流体运动和流体力学性质的学科。
在学习流体力学的过程中，课后习题是巩固知识和提高理解能力的重要环节。
本文将为大家提供流体力学第三章的课后习题答案，帮助读者更好地掌握流体力学的相关知识。
1. 一个液体的密度为1000 kg/m³，重力加速度为9.8 m/s²，求其比重。
解答：比重定义为物体的密度与水的密度之比。
水的密度为1000 kg/m³，所以比重为1。
因此，该液体的比重也为1。
2. 一个物体在液体中的浮力与物体的重力相等，求物体在液体中的浸没深度。
解答：根据阿基米德原理，物体在液体中的浮力等于物体所排除液体的重量。
浮力的大小等于液体的密度乘以物体的体积乘以重力加速度。
物体的重力等于物体的质量乘以重力加速度。
根据题目条件，浮力等于重力，所以液体的密度乘以物体的体积等于物体的质量。
浸没深度可以通过浸没体积与物体的底面积之比来计算。
3. 一个圆柱形容器中盛有液体，容器的高度为10 cm，直径为5 cm，液体的密度为800 kg/m³，求液体的压强。
解答：液体的压强等于液体的密度乘以重力加速度乘以液体的深度。
容器的高度为10 cm，所以液体的深度为10 cm。
重力加速度为9.8 m/s²，所以液体的压强为800 kg/m³乘以9.8 m/s²乘以0.1 m，即784 Pa。
4. 一个水龙头的出水口半径为2 cm，水流速度为10 m/s，求水龙头出水口附近的压强。
解答：根据质量守恒定律，水流速度越大，压强越小。
根据伯努利定律，水流速度越大，压强越小。
因此，水龙头出水口附近的压强较小。
5. 在一个垂直于水平面的圆柱形容器中，盛有密度为900 kg/m³的液体。
容器的半径为10 cm，液体的高度为20 cm。
求液体对容器底部的压力。
解答：液体对容器底部的压力等于液体的密度乘以重力加速度乘以液体的高度。
流体力学三课后答案
流体力学三课后答案———————————————————————————————————————————————————————————————— 作者：作者： ———————————————————————————————————————————————————————————————— 日期：日期：第一章 流体的基本概念1-1 单位换算：1. 1.海水的密度海水的密度ρ=1028公斤公斤//米3，以达因以达因//厘米3，牛/米3为单位，表示此海水的重度γ值。
值。
解：解：2.2.酒精在酒精在0℃时的比重为0.8070.807，，其密度ρ为若干公斤为若干公斤//米3? ? 若若干克干克//厘米3? ? 其重度其重度γ为若干达因为若干达因//厘米3? ? 若干牛若干牛若干牛//米3?解：l-2 粘度的换算：1. 1.石油在石油在5050℃时的重度℃时的重度γ=900达因达因//厘米3，动力粘度μ=58.86×10-4牛.秒/米2。
求此石油的运动粘性系数ν。
解：解：2.2.某种液体的比重为某种液体的比重为1.0461.046，动力粘性系数，动力粘性系数μ=1.85厘泊，其运动粘性系数为若干斯动粘性系数为若干斯? ?3323333w w/8.790/7908/8.9/807 0.807g/cm 807kg/m 1000kg/m 0.807; cmdy m N s m m kg g ==⨯===⨯=⨯=∴==γρρργρρ比重比重酒精酒精√sm s cm cm dy s cm cm s dy g g /104.6/1064 /900/)/980101086.58( ; 26233224--⨯=⨯=⨯⋅⨯==∴==γμνργρμν33235/44.1007/4.10074/8.9/1028 101; cm dy m N s m m kg dy N g ==⨯=∴==γργ解：3.3.求在求在1大气压下，3535℃时空气的动力粘性系数℃时空气的动力粘性系数μ及运动粘性系数ν之值。
流体力学习题及答案-第三章
第三章 流体运动学3-1粘性流体平面定常流动中是否存在流函数？ 答：对于粘性流体定常平面流动，连续方程为：()()0=∂∂+∂∂yv x u ρρ； 存在函数：v t y x P ρ-=),,(和()u t y x Q ρ=,,，并且满足条件：()()yP x Q ∂∂=∂∂。
因此，存在流函数，且为：()()()dy u dx v Qdy Pdx t y x ρρψ+-=+=⎰⎰,,。
3-2轴对称流动中流函数是否满足拉普拉斯方程?答：如果流体为不可压缩流体，流动为无旋流动，那么流函数为调和函数，满足拉普拉斯方程。
3-3 就下面两种平面不可压缩流场的速度分布分别求加速度。
（1）22222 ,2yx ym v y x x m u +⋅=+⋅=ππ （2）()()()222222222 ,yxKtxyv yxx y Kt u +-=+-=，其中m ，K 为常数。
答：（1）流场的加速度表达式为：yv v x v u t v a y u v x u u t u a x ∂∂+∂∂+∂∂=∂∂+∂∂+∂∂=y ,。
由速度分布，可以计算得到：0 ,0=∂∂=∂∂tvt u ，因此： ()222222y x x y m x u +-⋅=∂∂π，()22222y x xy m y u +-⋅=∂∂π；()22222y x xy m x v +-⋅=∂∂π，()222222y x y x m y v +-⋅=∂∂π。
代入到加速度表达式中：()()()22222222222222222222220y x x m y x xym y x y m y x x y m y x x m a x +⋅⎪⎭⎫⎝⎛-=+-⋅⋅+⋅++-⋅⋅+⋅+=πππππ()()()22222222222222222222220y x y m y x y x m y x y m y x xym y x x m a y +⋅⎪⎭⎫⎝⎛-=+-⋅⋅+⋅++-⋅⋅+⋅+=πππππ（2）由速度分布函数可以得到：()()()322222222 ,y x Kxyt v y x x y K t u +-=∂∂+-=∂∂ ()()3222232y x y x Ktx x u +-⋅=∂∂，()()3222232y x y x Kty y u +-⋅=∂∂； ()()3222232y x x y Kty x v +-⋅-=∂∂，()()3222232yx y x Ktx y v +-⋅-=∂∂。
流体力学三课后答案
流体力学三课后答案————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：第一章 流体的基本概念1-1 单位换算：1.海水的密度ρ=1028公斤/米3，以达因/厘米3，牛/米3为单位，表示此海水的重度γ值。
解：2.酒精在0℃时的比重为0.807，其密度ρ为若干公斤/米3 ? 若干克/厘米3 ? 其重度γ为若干达因/厘米3 ? 若干牛/米3 ?解：l-2 粘度的换算：1.石油在50℃时的重度γ=900达因/厘米3，动力粘度μ=58.86×10-4牛.秒/米2。
求此石油的运动粘性系数ν。
解：2.某种液体的比重为1.046，动力粘性系数μ=1.85厘泊，其运动粘性系数为若干斯?3323333w w/8.790/7908/8.9/807 0.807g/cm 807kg/m 1000kg/m 0.807; cm dy m N s m m kg g ==⨯===⨯=⨯=∴==γρρργρρ比重比重酒精酒精√s m s cm cmdy s cm cm s dy g g /104.6/1064 /900/)/980101086.58(; 26233224--⨯=⨯=⨯⋅⨯==∴==γμνργρμν33235/44.1007/4.10074/8.9/1028 101 ; cm dy m N s m m kg dyN g ==⨯=∴==γργ解：3.求在1大气压下，35℃时空气的动力粘性系数μ及运动粘性系数ν之值。
解：1-3 相距10毫米的两块相互平行的板子，水平放置，板间充满20℃的蓖麻油(动力粘度μ=9.72泊)。
下板固定不动，上板以1.5米/秒的速度移动，问在油中的切应力τ是多少牛/米2?解：1-4 直径为150毫米的圆柱，固定不动。
内径为151.24毫米的圆筒，同心地套在圆柱之外。
二者的长度均为250毫米。
柱面与筒内壁之间的空隙充以甘油。
东大14秋学期《工程流体力学》在线作业3答案
B.正确
?
正确答案：B
7.液体都具有可压缩性。
A.错误
B.正确
?
正确答案：A
8.流体作有旋流动的特征是（）
A.错误
B.正确
?
正确答案：B
9.曲面壁所受静水总压力的竖直分量等于压力体的重量，作用点为压力体的形心，这里所说的曲面仅限于二维曲面。
A.错误
B.正确
?
正确答案：A
10.毛细上升高度与管径成正比。
14秋学期《工程流体力学》在线作业3
一,单选题
1. A. 0.44
B. 5.3
?
正确答案：B
2.流函数存在于（）
A.不可压缩流体平面流动中
B.不可压缩流体轴对称流动中
?
正确答案：A
3.在____流动中，流线和迹线重合。
A.定常
B.不可压缩
?
正确答案：A
4.当收缩喷管的质量流量达到极大值时，出口处M____
A.错误
B.正确
?
正确答案：A
3.静止流体中点压强是空间坐标的函数，不同点的压强值相同。
A.错误
B.正确
?
正确答案：A
4.定常流动的边界层的厚度不随时间发生变化。
A.错误
B.正确
?
正确答案：B
5.大气层中的压强与密度、温度的变化有关而且受季节、气候等因素的影响。
A.错误
B.Байду номын сангаас确
?
正确答案：B
6.流体静止时，切应力为零。
A.大于1
B.等于1
C.小于1
?
正确答案：B
5.流体的体积压缩系数kp是在____条件下单位压强变化引起的体积变化率。
(完整版)工程流体力学课后习题答案1-3.doc
第一章 流体及其主要物理性质1-1. 轻柴油在温度 15oC 时相对密度为 0.83，求它的密度和重度。
水1000kg / m 3 相对密度： d解： 4oC 时9800 N / m3水水水0.83 所以，0.83水水0.83 1000 830kg / m 3 0.83 9800 8134 N / m 31-2.甘油在温度 0oC 时密度为 1.26g/cm 3 ，求以国际单位表示的密度和重度。
解： 1g / cm 3 1000kg / m 3g1.26g / cm 3 1260kg / m 3g 1260 9.8 12348N / m 31-3.水的体积弹性系数为 1.96×109N/m 2，问压强改变多少时，它的体积相对压缩 1％？解： E1(Pa)pdV VpdppV VV E 0.01E 1.96 10 7 Pa 19.6MPapV1-4.35 2时容积减少3容积 4m 的水，温度不变，当压强增加 10 N/m 1000cm ，求该水的体积压缩系数β p 和体积弹性系数 E 。
V V 1000 10 6解：4 91pp1052.5 10 PaE12.5 1 4 10 8 Pap10 91-5. 用 200L 汽油桶装相对密度为 0.70 的汽油，罐装时液面上压强为 1 个大气压，封闭后由于温度变化升高了 20oC ，此时汽油的蒸气压为 0.18 大气压。
若汽油的膨胀系数为 0.0006oC －1，弹性系数为 2。
试计算由于14000kg/cm 压力及温度变化所增减的体积？问灌桶时每桶最多不超过多少公斤为宜？4解： E ＝E ’· g ＝14000×9.8×10 PadVVdTVdpT pV V 0 VTVV V 0 V TTTppp Vp所以， dVVdTVdpT V 0dTp V 0dpTp从初始状态积分到最终状态得：V T pdVT V 0 dTp V 0 dpV 0T 0p 0即V V 0T (T T 0 )V 01( p p 0 )V 0E 1040.000620 0.18 9.8 2002009.8 104140002.4L2.57 10 3 L 2.4LMVV 0.7 1000200 2.4138.32kg 1000另解：设灌桶时每桶最多不超过 V 升，则V dV t dV p 200dV t tVdt 0.00061 20VdV ppV dp1 0.18V （1 大气压＝ 1Kg/cm 2）14000V ＝197.6 升dV t ＝2.41 升-3G ＝0.1976×700＝ 138Kg ＝ 1352.4N1-6.石油相对密度 0.9，粘度 28cP ，求运动粘度为多少 m 2/s?解： 1cP 10 2 P1mPa s 10 3 Pa s1P 0.1Pa s28 10 3 3.1 10 5 m 2 / s 0.31St 31cSt0.9 10001-7.相对密度 0.89 的石油，温度 20oC 时的运动粘度为 40cSt ，求动力粘度为 多少？解： d-420.89ν＝ 40cSt ＝0.4St ＝ 0.4 ×10 m/s水μ＝νρ＝ 0.4 ×10-4 ×890＝ 3.56 × 10-2 Pa ·s1-8. 图示一平板在油面上作水平运动，已知运动速度 u=1m/s ，板与固定边界的距离δ =1，油的动力粘度μ＝ 1.147Pa ·s ，由平板所带动的油层的运动速度呈直线分布，求作用在平板单位面积上的粘性阻力为多少？解：du 1.147 1 1.147 103 N / m 2dy 1 10 31-9. 如图所示活塞油缸，其直径D＝ 12cm，活塞直径 d＝ 11.96cm，活塞长度L＝14cm，油的μ＝ 0.65P ，当活塞移动速度为0.5m/s 时，试求拉回活塞所需的力 F=？解： A＝π dL , μ＝ 0.65P＝0.065 Pa · s , u＝0.5m/s , y=(D-d)/2FA du0.065 3.14 11.96 10 2 14 10 2 0.510 28.55N dy 12 11.96 2第二章 流体静力学2-1. 如图所示的 U 形管中装有水银与水，试求：（ 1） A 、 C 两点的绝对压力及表压各为多少？（ 2） A 、 B 两点的高度差为多少？解：① p A 表 ＝γ h 水＝ 0.3mH 2O ＝0.03at ＝ 0.3× 9800Pa ＝2940Pap A 绝＝ p a + p A 表 ＝（10+0.3）mH 2 O ＝1.03at ＝ 10.3×9800Pa＝ 100940Pap C 表＝γ hg h hg + p A 表＝ 0.1× 13.6mH 2O+0.3mH 2O ＝1.66mH 2O ＝0.166at＝1.66×9800Pa ＝16268Pap C 绝＝ p a + p C 表 ＝（10+1.66）mH 2O ＝ 11.66 mH 2O ＝1.166at ＝ 11.66×9800Pa ＝114268Pa ② 30c mH 2 ＝ 2h ＝ 30/13.6cm=2.2cmO 13.6h cmH O题 2-2题 2-32-2. 水银压力计装置如图。
流体力学第三章课后习题答案
流体⼒学第三章课后习题答案⼀元流体动⼒学基础1.直径为150mm 的给⽔管道，输⽔量为h kN /7.980，试求断⾯平均流速。
解：由流量公式vA Q ρ= 注意：()vA Q s kg h kN ρ=?→//A Qv ρ=得：s m v /57.1=2.断⾯为300mm ×400mm 的矩形风道,风量为2700m 3/h,求平均流速.如风道出⼝处断⾯收缩为150mm ×400mm,求该断⾯的平均流速解：由流量公式vA Q = 得：A Q v =由连续性⽅程知2211A v A v = 得：s m v /5.122=3.⽔从⽔箱流经直径d 1=10cm,d 2=5cm,d 3=2.5cm 的管道流⼊⼤⽓中. 当出⼝流速10m/ 时,求(1)容积流量及质量流量;(2)1d 及2d 管段的流速解：(1)由s m A v Q /0049.0333==质量流量s kg Q /9.4=ρ (2)由连续性⽅程：33223311,A v A v A v A v ==得：s m v s m v /5.2,/625.021==4.设计输⽔量为h kg /294210的给⽔管道，流速限制在9.0∽s m /4.1之间。
试确定管道直径，根据所选直径求流速。
直径应是mm 50的倍数。
解：vA Q ρ= 将9.0=v ∽s m /4.1代⼊得343.0=d ∽m 275.0 ∵直径是mm 50的倍数，所以取m d 3.0= 代⼊vA Q ρ= 得m v 18.1=5.圆形风道，流量是10000m 3/h,，流速不超过20 m/s 。
试设计直径，根据所定直径求流速。
直径规定为50 mm 的倍数。
解：vA Q = 将s m v /20≤代⼊得：mm d 5.420≥ 取mm d 450= 代⼊vA Q = 得：s m v /5.17=6.在直径为d 圆形风道断⾯上，⽤下法选定五个点，以测局部风速。
设想⽤和管轴同⼼但不同半径的圆周，将全部断⾯分为中间是圆，其他是圆环的五个⾯积相等的部分。
流体力学作业3答案
流体力学作业3答案对作业3的回答(第5章和第6章)第五章一，选择题1.管道中液体的雷诺数与(d)无关。
a .温度b .管道直径c .流速d .管道长度2.圆管的直径d = 30mm毫米，其中液体的平均流速为20厘米/秒。
如果液体粘度系数为0.0114厘米/秒，则管3介质液体流动状态为(b)。
A.层流b .从层流到紊流c .紊流3。
等直径圆管中湍流的速度分布为(d) a是抛物线，b是对数，c是椭圆，d是双曲线。
4.对于等直径圆管中的层流，横截面中的平均流速为(C )A 1.0乘以B1/3乘以C1/4乘以D1/2乘以5。
圆管中层流的损失与管中的平均流速成正比。
A.一阶b，二阶c，三阶d，四阶6。
圆管的水力半径为(a)A.第二天，第三天，第四天，第五天。
7、优值公式中的优值因子单位是(c)3A。
无量纲B.m12s C. m2s D. m2s8.判断层流和紊流的临界雷诺数是(摄氏度)A.上临界雷诺数b .下临界雷诺数C.上、下临界雷诺数的代数平均值d .上、下临界雷诺数的几何平均值ii，判断问题1.沿层流的水头损失系数只与雷诺数有关。
(正确)2。
壁光滑的管道必须是液压光滑管道。
(错误)3。
局部水头损失通常发生在流动截面的突变处。
(正确)4.等直径圆管中的层流，横截面中的平均流速是圆管5中最大流速的1/2倍。
流体内应力的方向与流体运动的方向相同。
(错误)6。
阻力平方区的阻力系数与雷诺数无关。
(正确)1正确)(3)简短回答问题1.圆管中层流和湍流的速度分布有什么不同？答:层流是抛物线分布，湍流是对数曲线分布。
(也可以画画)2。
简述尼古拉兹实验中阻力系数λ沿路径的变化规律。
答:尼古拉的实验揭示了阻力系数λ沿路径、书面表达式或数学公式表达式的变化规律。
层流:？？(关于)；液压平滑区域:？(关于)；过渡粗糙区域:？？F(Re，粗糙面积(电阻平方面积):？？F(K) dK)。
d3。
写出管道流和明渠流的雷诺数表达式，并解释层流和紊流的准则？回答:管道流量:Re？vd？你呢。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
流体力学作业3答案作业3 答案 (第5章、第6章)第5章一、选择题1. 管道中液体的雷诺数与（ D ）无关。
A. 温度B. 管径C. 流速D. 管长2. 某圆管直径d=30mm ，其中液体平均流速为20cm/s 。
液体粘滞系数为0.0114cm 3/s ，则此管中液体流态为（ B ）。
A. 层流B. 层流向紊流过渡C.紊流3.等直径圆管中紊流的过流断面流速分布是 （ D ）A 呈抛物线分布 B. 呈对数线分布C.呈椭圆曲线分布D. 呈双曲线分布4.等直径圆管中的层流，其过流断面平均流速是圆管中最大流速的（ C ）A 1.0倍 B.1/3倍 C. 1/4倍 D. 1/2倍5.圆管中的层流的沿程损失与管中平均流速的（ B ）成正比.A. 一次方B. 二次方C. 三次方D. 四次方6.圆管的水力半径是 ( A )A. d/2B. d/3C. d/4D. d/5.7、谢才公式中谢才系数的单位是（ C ）A. 无量纲B.s m 21C. s m 23D. s m 28. 判断层流和紊流的临界雷诺数是 （ C ）A.上临界雷诺数B.下临界雷诺数C.上下临界雷诺数代数平均D.上下临界雷诺数几何平均二、判断题1. 层流的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。
( 正确 )2. 壁面光滑的管道一定是水力光滑管。
( 错误 )3. 在过流断面突变处一般发生局部水头损失。
( 正确 )4. 等直径圆管中的层流,其过流断面平均流速是圆管中最大流速的1/2倍 （ 正确 ）5．流体内切应力方向与流体运动方向相同。
（ 错误 ）6．阻力平方区内阻力系数与雷诺数无关。
（ 正确 ）三、简答题1. 圆管中层流与紊流，其流速分布有什么不同？答: 层流为抛物线分布,紊流为对数曲线分布.(也可以画图)2. 简述尼古拉兹实验中沿程阻力系数λ的变化规律。
答: 尼古拉兹实验揭示了沿程阻力系数λ的变化规律,文字表述或数学公式表述.层流:(Re)f =λ;水力光滑区: (Re)f =λ;过渡粗糙区: )(Re,dK f =λ 粗糙区(阻力平方区) : )(d K f =λ . 3.写出管流和明渠水流雷诺数的表达式，并说明其层流、紊流的判别标准？答: 管流:νvd=Re 2000Re <(层流) 2000Re > (紊流)明渠水流: νvR =Re 500Re <(层流) 500Re > (紊流)4.雷诺数Re 的物理意义？它为什么能用来判别流态？答: 雷诺数实质是反映粘性力与惯性力之比。
层流时惯性力不大,而粘性力占主导,受粘性力的约束，流体质点做规则运动。
紊流时惯性力占主导，受到干扰形成涡体，当粘性力约束不了涡体时，流体质点互相掺混，所以用雷诺数可以来判别流态。
5.当输水管直径一定时，随流量增大，雷诺数是增大还是变小？当输水管流量一定时，随管径加大，雷诺数是增大还是变小？答: 当输水管直径一定时，随流量增大，雷诺数增大；当输水管流量一定时，随管径加大，雷诺数变小。
6.两个不同管径的管道，通过不同粘滞性的液体，它们的临界雷诺数是否相同？ 答:不一定。
7.能量损失有几种形式？产生能量损失的物理原因是什么？答: 有沿程能量损失和局部能量损失两种。
一是因为流体具有粘滞性，二是因为固体边界条件的影响。
四、计算题 （解体思路与答案）1. 有已输油管，管长m l 100=,管径cm d 5=，已知油的密度3930m kg =ρ，动力粘滞系数2072.0m s N ⋅=μ。
当通过输油管的流量s m Q 3005.0=时，判断液流的流态，计算输油管的沿程水头损失f h 。
解：(1) 计算雷诺数判别流态。
(2) 计算沿程阻力系数λ。
(3) 计算沿程水头损失f h 。
答案：层流 沿程水头损失f h =25.74m(油柱)2.水管直径mm 10d =，管中水流流速s m 20v /.=，水温C 10T 0=，（1）试判别其流态；（2）若流速与水温不变，管径改变为mm 30，管中流态又如何？（3）若流速与水温不变，管流由层流转变为紊流时，水管直径为多大？解： (1) 查表, 求运动粘滞系数ν, 计算雷诺数判别流态。
答案：层流（2）同上 答案：紊流（3）设雷诺数等于2000，求管径。
答案：mm d 06.13=3.有一圆管，在管内通过s cm /013.02=ν的水，测得通过的流量为s cm Q /352=，在管长15m 的管段上测得水头损失为2cm ，试求该圆管内径d 。
解：（1）设管中水流为层流，推导出沿程阻力系数λ表达式并代入数据；（2）将上式再代入达西公式gv d l h f 22λ=并化简，代入数据求管径。
答案：mm d 2.14=4.水管直径mm 100d =，管中水流流速s cm 100v /=，水温C 10T 0=，试判别其流态。
解：答案：紊流5．凝土明渠中水流为均匀流，水力坡度00090J .=，明渠底宽为m 2b =，水深m 1h =，粗糙系数0140n .=，计算明渠中通过的流量（分别用曼宁公式和巴氏公式计算）。
解：此渠道为矩形渠道，① 计算出水力要素：面积A ，湿周χ，水力半径R ，② 用曼宁公式和巴氏公式计算谢齐系数C ，③ 谢齐公式计算流速；④ 计算量答案：s m Q /7.23=（用曼宁公式计算）s m Q /03.33= （用巴氏公式计算）6.水箱侧壁接出一根由两段不同管径所组成的管路。
已知mm 150d 1=，mm 75d 2=，m 50l =，管道的当量粗糙度mm 60K .=，水温为C 20 。
若管道的出口流速s m 2v 2/=，求（1）水位H ；（2）绘出总水头线和测压管水头线。
解：(1)计算管中的雷诺数判断流态.。
（第1条管道在水力光滑区，第2条管道在紊流粗糙区）。
（2）用经验公式计算沿程阻力系数λ（3）两管联接处为突然放大的局部阻力系数，进口局部阻力系数5.0=ζ（4）沿程阻力系数λ选取公式有别，结果可不同。
答案：m H 93.12=7.某一水池，水位恒定，通过一根管径mm 100d =、管长m 800l =的管道，已知水池水面和管道出口高差m 20H =，管道上有两个弯头，每个弯头的局部阻力系数30.=ζ，管道进口是直角进口（50.=ζ）管道全长的沿程阻力系数0250.=λ，试求通过管道的流量。
解：管道作用水头等于沿程水头损失与局部水头损失之和。
沿程阻力系数、局部阻力系数已知，可用公式直接求解。
答案：sl q /94.10=第6章一、选择题1. 虹吸管正常工作，其顶部的真空值一般不大于（ B ）水柱高。
A. 6.0mB. 7.5mC. 9mD.10m2. 短管淹没出流的计算时，作用水头为（ 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条件是（ D ）A ．管长大于3-4倍的管径 B.作用水头小于0.750HC. 作用水头大于0.750HD. 管长l =(3-4)d ，作用水头<H 0.750H4．按短管进行水力计算的管路是 （ C ）( D )A.虹吸管B.环状管网C.支状管网D.倒虹吸管二、判断题1．计算阻力损失时，短管既要考虑局部阻力损失，也要考虑沿程阻力损失，长管计算同样也要考虑这两项损失。
（ 错误 ）2．长管是指几何长度很长的管道。
（ 正确 ）3．孔口淹没出流时，孔口淹没越深，其出流的流速和流量就越大。
（正确 ）4．管嘴收缩断面的真空度与作用水头成正比，作用水头越大，收缩断面的真空度越大，泄流量也越大。
（正确）5．同一短管，在自由出流和淹没出流条件下，流量计算公式的形式及流量系数μ的数值均相同。
（ 正确 ）6、两孔口形状、尺寸完全相同，作用水头相同，一个为自由出流，一个为淹没出流，二者的流量是相同的。
（错误 ）三、简答题1．为什么管嘴出流时，阻力增加了，泄流量反而增大？答：因为在管嘴进口收缩断面处形成了负压，相当增加了作用水头，在相同条件下管嘴出流比孔口出流的流量大。
2．写出薄壁小孔口出流的收缩系数ε，流速系数ϕ和流量系数μ的表达式。
答:P117—P1183．外延管嘴的正常工作条件是什么？答：管嘴长：d l )4~3(=，作用水头 ：00.92mH H ≤4. 为什么外延管嘴出流比同等条件下孔口出流的流量大？答：（与1重复）四、计算题 （解体思路与答案）1．有一虹吸管，作用水头m H m H 0.2,5.121==，管长m l l 0.521==，管径 m d d 1.021==，沿程损失系数02.0=λ，进口设拦污栅，进口局部损失系数0.101=ζ，弯管局部损失系数15.02=ζ。
求该虹吸管的过流量、管中最大真空值，并定性绘出其测压管水头线。
解：此题属短管的水力计算，可以用能量方程求解，也可直接用公式。
要点有2 。
① 局部损失系数要考虑周全（共3个）。
② 此题，管中最大真空值发生在最高处。
答案：s m Q /0117.03= 0369.3)(2mH gp v =ρ 2. 一水塔供水系统如图所示，已知管道末端要求的自由水头H z =10m ，管径d 1=450mm ，d 2=350mm ，d 3=250mm ，管长L 1=100m ，L 2=100m ，L 3=100m ，q 1=0.10s m /3，q 2=0.08s m /3，q 3=0.05s m /3，管道的粗糙系数n=0.02。
试确定水塔高度H 。
解：此题属短管的水力计算，，也可直接用公式求解。
要点有3 。
① 长管公式要记住，应注意修正。
② 管中（节点）流量要算对。
③ 题目中给出了管道的粗糙系数，意指管流在粗糙区，不必修正，但要记住以下公式，611R n c = 28cg =λ 528d g s πλ= 2slQ H = 答案：H=15.1m3. 圆形有压涵管穿过路基，管长m l 50=，管径m d 0.1=，上下游水位差m H 3=，管路沿程阻力系数03.0=λ，局部阻力系数：进口5.0=e ζ，弯管65.0=b ζ，水下出口0.1=se ζ，求通过流量？解：此题属短管的水力计算，，也可直接用公式求解。
要点是局部损失系数要考虑周全（共4个）答案:s m Q /9.23=。