流体阻力和水头损失计算大题真题.
流体力学（流动状态及阻力损失）历年真题试卷汇编4
流体力学（流动状态及阻力损失）历年真题试卷汇编4流体力学（流动状态及阻力损失）历年真题试卷汇编4(总分：58.00，做题时间：90分钟)一、填空题(总题数：9，分数：18.00)1.填空题请完成下列各题，在各题的空处填入恰当的答案。
（分数：2.00）________________________________________________________________ __________________________ 解析：2.(武汉大学2009年考研试题)紊流附加切应力r=_________。
（分数：2.00）________________________________________________________________ __________________________ 正确答案：(正确答案：u" x、u" y符号相反的几率很大，而τ取正值)解析：3.(武汉大学2009年考研试题)某种液体在圆管中做层流运动，如果雷诺数为400，则沿程损失系数λ=_________。
（分数：2.00）________________________________________________________________ __________________________ 正确答案：(正确答案：0．16) 解析：4.(武汉大学2008年考研试题)紊流切应力由_________和_________组成(写出名称和表达式)。
（分数：2.00）________________________________________________________________ __________________________正确答案：(正确答案：粘性切应力τ)解析：5.(武汉大学2008年考研试题)紊流光滑区的沿程水头损失系数与_________有关，紊流粗糙区的沿程水头损失系数y与_________有关。
流体阻力和水头损失计算大题真题
20
t/ s
ux ux (t)
T
ux (t)d t
u ＝0
x
T
式中， T 为较长的时段
29
p (utx) //c( kmN/.sm - 2 )
工程流体力学
1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 0
瞬时流速
时均流速
30
4.流体阻力与水头损失
ux'
ux
流体呈现什么状态，取决于扰动的惯性作用与粘性的稳定作用相互 作用的结果。
23
23
工程流体力学
§4.4
4.流体阻力与水头损失
圆管中的紊流
自然界和工程中的大多数流动都是紊 流。工业生产中的许多工艺流程，如流体 的运输、掺混、热传、冷却和燃烧等过程 都涉及紊流问题，因此，紊流更具普遍性。
由于紊流的复杂性，目前只能在实验 的基础上，分析研究紊流的运动情况，在 带有某些假设的条件下，得出一些半经验 的结论。
1
1
工程流体力学
4.流体阻力与水头损失
§4.1 管路中流动阻力产生的原因及分类
一、流阻产生的原因
主要原因是由于管壁界面的限制，使 液流与管壁接触，发生质点与管壁间的摩 擦（沿程阻力损失）和撞击（局部阻力损 失），消耗能量，形成阻力。
液流的粘性，是造成流阻的根本原因。
体阻力与水头损失
流体质点在运动过程中，不断地互相掺混，
引起质点间的碰撞和摩擦，产生了无数旋涡，形 成了紊流的脉动性，这些旋涡是造成速度等参数 脉动的原因。紊流是一种不规则的流动状态，其 流动参数随时间和空间作随机变化，因而本质上 是三维非定常流动，且流动空间分布着无数大小 和形状各不相同的旋涡。因此，可以简单地说， 紊流是随机的三维非定常有旋流动。流动参数的 变化称为脉动现象。
流体力学计算题练习及答案
练习题1. 如右图所示，在一密闭容器中，上部装有密度ρ1=0.8×103kg/m 3的油，下部为密度ρ2=103 kg/m 3的水，已知h 1=0.4m ，h 2=0.2m 。
测压管中水银柱的读数h =0.5m ，水银的密度为ρ1=13.6×103 kg/m 3。
求密闭容器中油液面上的压强p 0。
2. 图示为一水暖系统，为了防止水温升高时体积膨胀将水管胀裂，在系统顶部设一膨胀水箱，使水有膨胀的余地。
若系统内水的总体积为8m3，加温前后温差为50℃，在其温度范围内水的膨胀系数为βT ＝9×10－4 1/℃，求膨胀水箱的最小容积。
3. 当温度不变，压强从0.20 MPa 增加到10 MPa 时，某种液体的体积减小0.49%，求该液体的体积模量。
4. 两个充满空气的封闭容器互相隔开，左边压力表M 的读数为100kPa ，右边真空计V 的读数为 3.5mH2O ，试求连接两容器的水银压差计中h 的读值。
5. 已知流体运动的速度场为：3231yv xy v y x ==，，试求t=2时过点()()x y z ，，，，=312处的流线方程。
hp ap 0h 1h 2ρ1ρ2ρ36. 如图所示，水在压强作用下从密封的下水箱沿竖直管道流入上水箱中，已知h ＝50cm ，H ＝3m ，管道直径D ＝25mm ，λ＝0.02，各局部阻力系数分别为ζ1＝0.5，ζ2＝5.0，ζ3＝1.0，求：为维持稳定的管中流速V ＝1m/s ，下水箱的液面压强应保持在多少Pa?7. 右图为毕托管示意图。
液体自左向右流动，直管和直角弯管直接插入管道内的液体中，弯管开口迎着流动方向。
测得A 点的液柱高度为hA =170 mm ，B 点的液柱高度为hB = 230 mm ，已知液体的密度为 =990 kg/m3，忽略阻力损失，试计算管内液体的流速uA 。
8. 如右图所示为一壁厚可以忽略的大容器，在其下部开一直径为d =12mm 的小孔口，水自孔口流出后进入另一液面比大容器液面低H =1.2m 的容器中，两容器内的水位始终保持不变。
流体力学试题含答案
流体力学试题含答案一、单选题（共48题，每题1分，共48分）1.圆管层流运动沿程水头损失与流速的变化关系是（）。
A、沿程水头损失与速度的2次方成正比B、沿程水头损失与速度成正比C、沿程水头损失与速度的0.5次方成正比D、沿程水头损失与速度的1.75次方成正比正确答案：A2.单位重量液体具有的相对于基准面的重力势能称为（）。
A、位置能头B、速度能头C、压力能头D、绝对压力能头正确答案：A3.除氧器在给水泵上方25米，除氧器压力为0.7兆帕，给水泵入口绝对压力为多少（）。
A、0.7兆帕B、0.9兆帕C、1.06兆帕D、0.8兆帕正确答案：C4.1毫米汞柱是多少（）帕。
A、50B、1C、1000D、133.3正确答案：D5.相对压强的起算点是()。
A、绝对真空B、１个标准大气压C、当地大气压D、液面压强正确答案：C6.伯努利方程说明，流体在水平管内定常流动中，压力下降（）A、流速下降B、都可能C、流速不变D、流速上升正确答案：D7.常态下，下列哪种流体粘性最大（）A、水B、酒精C、空气D、油正确答案：D8.从力学的角度分析，一般流体和固体的区别在于流体（）A、能承受拉力，平衡时能承受切应力B、能承受拉力，平衡时也能承受切应力C、不能承受拉力，平衡时不能承受切应力D、能承受拉力，平衡时不能承受切应力正确答案：C9.凝结水泵吸水处压力为-98千帕（），其真空是。
A、98千帕B、3千帕C、1000帕D、100帕正确答案：A10.某点的真空压力是65000pa，当地大气压为0.1MPa，该点的绝对压强为（）。
A、165000PaB、35000PaC、55000PaD、65000Pa正确答案：B11.下列流体的作用力不是质量力的是()。
A、惯性力B、粘性内摩擦力C、电磁力D、重力正确答案：B12.流体运动黏度的国际单位是（）A、牛/平方米B、牛．秒/平方米C、平方米/秒D、千克/米正确答案：C13.表面力是指作用在（）上的力。
流体力学(流动状态及阻力损失)历年真题试卷汇编3
流体力学（流动状态及阻力损失）历年真题试卷汇编3(总分：54.00，做题时间：90分钟)一、判断题请判断下列各题正误。
(总题数：8，分数：16.00)1.(河海大学2007年考研试题)同一种管径和粗糙度的管道，雷诺数不同时，可以在管中形成紊流光滑区、粗糙区或过度粗糙区。
（分数：2.00）A.正确√B.错误解析：2.河海大学2007年考研试题)因为各并联支管的长度、直径及粗糙度可能不同，因此在各支管上的水头损失也不相同。
（分数：2.00）A.正确B.错误√解析：解析：几条管道在同一点分又，然后又在另一点汇合的管道称为并联管道，其特点为：各条管道在分叉点和汇合点之间的水头损失相等；管道系统中的总流量等于各并联管道中的流量之和。
3.(河海大学2007年考研试题)当雷诺数Re很大时，在紊流核心区中，切应力中的粘滞切应力可以忽略。
（分数：2.00）A.正确B.错误√解析：解析：在紊流运动中，可划分：为三个区(τ为粘滞切应力，τRe为附加切应力)。
①粘性底层δ0：紧靠壁面处的极薄液层，由于壁面限制，紊动受到抑制，即τRe≈0，粘制切应力占主导；②过渡层δ1：介于粘性底层与紊流核心区之间的过渡层；③紊流核心区：紊动占主导，τRe占主导地位。
4.(河海大学2006年考研试题)紊流可以是均匀流，也可以是非均匀流。
（分数：2.00）A.正确√B.错误解析：5.(河海大学2006年考研试题)液体作层流运动时，相对粗糙度越大，沿程水头损失系数λ也越大。
（分数：2.00）A.正确B.错误√解析：解析：液体作层流运动时，λ=，即沿程水头损失λ仅仅与Re无关。
6.(河海大学2005年考研试题)层流可以是渐变流也可以是急变流。
（分数：2.00）A.正确√B.错误解析：7.(河海大学2005年考研试题)管壁光滑的管子一定是水力光滑管。
（分数：2.00）A.正确B.错误√解析：解析：根据粘性底层厚度δ0与绝对粗糙度△的对比可将紊流壁面分为以下三类：①△＜δ0，紊流光滑面；②δ0＜△＜δ0 +δ1，紊流过渡粗糙面；③△＞δ0 +δ1，紊流粗糙面。
工程流体力学经典习题答案
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。
解：4ºC 时所以，33/8134980083.083.0/830100083.083.0mN m kg =⨯===⨯==水水γγρρ1-2.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。
333/123488.91260/1260/26.1m N g m kg cm g =⨯==⇒==ργρ 1-3.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％？MPa Pa E E VVVV p p6.191096.101.07=⨯==∆=∆=∆β 1-4.容积4m 3的水，温度不变，当压强增加105N/m 2时容积减少1000cm 3，求该水的体积压缩系数βp 和体积弹性系数E 。
解：1956105.2104101000---⨯=⨯--=∆∆-=Pa p V V pβ Pa E p89104105.211⨯=⨯==-β 1-5. 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14000kg/cm 2。
试计算由于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？解：E ＝E ’·g ＝14000×9.8×104PaΔp ＝0.18atdp pV dT T V dV ∂∂+∂∂=00V T V T V V T T ββ=∂∂⇒∂∂=00V pVp V V p p ββ-=∂∂⇒∂∂-= 所以，dp V dT V dp pVdT T V dV p T 00ββ-=∂∂+∂∂=从初始状态积分到最终状态得：LL L V p p EV T T V V dpV dT V dV T p pp T TT VV 4.21057.24.2200108.914000108.918.020*******.0)(1)(34400000000≈⨯-=⨯⨯⨯⨯⨯-⨯⨯=---=--=-⎰⎰⎰βββ即()kg V V M 32.13810004.220010007.0=-⨯⨯=∆-=ρ另解：设灌桶时每桶最多不超过V 升，则200=++p t dV dV VV dt V dV t t 2000061.0⨯=⋅⋅=βV dp V dV p p 18.0140001⨯-=⋅⋅-=β（1大气压＝1Kg/cm 2）V ＝197.6升 dV t ＝2.41升 dV p ＝2.52×10-3升G ＝0.1976×700＝138Kg ＝1352.4N 1-6.石油相对密度0.9，粘度28cP ，求运动粘度为多少m 2/s?解：s Pa P s Pa s mPa P cP ⋅=⋅=⋅==--1.0110110132()cSt St s m 3131.0/101.310009.01028253==⨯=⨯⨯==--ρμν1-7.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：89.0==水ρρd ν＝40cSt ＝0.4St ＝0.4×10-4m 2/sμ＝νρ＝0.4×10-4×890＝3.56×10-2Pa ·s 1-8.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：233/10147.11011147.1m N dy du ⨯=⨯⨯==-μτ 1-9.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 ＝πdL , μ＝0.65P ＝0.065 Pa ·s , Δu ＝0.5m/s , Δy=(D-d)/2()N dy du AF 55.821096.11125.010141096.1114.3065.0222=⨯-⨯⨯⨯⨯⨯⨯==---μ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＝γh 水＝0.3mH 2O ＝0.03at ＝0.3×9800Pa＝2940Pa p A 绝＝p a + p A 表＝（10+0.3）mH 2O ＝1.03at ＝10.3×9800Pa＝100940Pap C 表＝γhg 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＝114268Pa② 30cmH 2O ＝13.6h cmH 2O ⇒h ＝30/13.6cm=2.2cm题2-2 题2-32-2.水银压力计装置如图。
流体力学例题汇总
答案：D
例9. 某液体的容重为γ，在液体内部B点较A点低 1m,其B点的压强比A点的压强大_____Pa. A.γ; B.9800; C.10000; D.不能确定
答案：A
例10.仅在重力作用下，静止液体中任意点对 同一基准面的______为一常数。 A.单位位能；B.单位势能； C.单位压能；D.单位动能
整理后得A,B两点的压强差
9806 0.5 0.3 133400 0.3 7850 0.2 133400 0pB 1 g h5 h4 3 gh4 2 gh3 3 gh2 1 gh1
解
对于底盖，由于在水平方向上压强分布对称，所以流体静压强作 用在底盖上的总压力的水平分力为零。底盖上总压力的垂直分力
d 2 h d 3 Fpz1 gVp1 g H 4 2 12 0.52 0.53 9806 2.5 0.75 6579N 4 12
例2 5如图所示，两圆筒用管 子连接。第一个圆筒直 径d1 45cm，活塞上受力 F1 3197N，密封 气体的计示压强 pe 9810Pa；第二个圆筒 d 2 30cm，活塞上受力 F2 4945.5 N，上部通大气。若 不计活塞质量，求平衡 状态时两活塞的高度差 h。（已知水银的密度 13600kg m 3 ）
答案：C
下一页
例6. 仅在重力作用下，静止液体的测压管水 头线必定________. A 水平 B 线形降低 C 线形升高 D 呈曲线
答案：A
例7. 某点压强为1.0kgf/cm^2,用国际单位表示 该处的压强为______kPa。 A.100; B.98; C.1000; D.980
答案：B
流体力学(流动状态及阻力损失)历年真题试卷汇编5
流体力学（流动状态及阻力损失）历年真题试卷汇编5(总分：58.00，做题时间：90分钟)一、多项选择题(总题数：3，分数：6.00)1.多项选择题下列各题的备选答案中，至少有一个是符合题意的，请选出所有符合题意的备选答案。
（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________解析：2.(西南交通大学2003--2004学年第2学期期末考试试题B卷)已知突然扩大管段前后管径之比=0．5，则其局部水头损失h m =( )。
（分数：2.00）A.B. √C.D. √解析：3.(西南交通大学2003—2004学年第2学期期末考试试题B卷)根据尼古拉兹试验成果知，( )。
（分数：2.00）A.层流区λ=f(Re) √B.层、紊过渡区λ=f(Re) √C.紊流光滑区λ=f(△／d)D.紊流过渡区λ=(Re，△／d) √解析：二、单项选择题(总题数：5，分数：10.00)4.单项选择题下列各题的备选答案中，只有一个是符合题意的。
（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________解析：5.(西南交通大学2003--2004学年第2学期期末考试试题B卷)圆管层流运动的动能修正系数α=( )。
（分数：2.00）A.1B.2 √C.3D.4解析：6.(西南交通大学2003--2004学年第2学期期末考试试题B卷)圆管层流运动流体的最大流速与断面平均流速之比为( )（分数：2.00）A.2 √B.3C.4D.5解析：7.(西南交通大学2003—2004学年第1学期期末考试试题A卷)水力最优梯形断面渠道的水力半径R=( )。
（分数：2.00）A.h／4C.h／2 √D.h解析：8.(西南交通大学2003—2004学年第1学期期末考试试题A卷)从本质上讲，紊流应属于( )。
流体阻力和水头损失计算大题真题
折算压强
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工程流体力学
4.流体阻力与水头损失
【例题1】油在管径d＝100mm、长度L＝16km的管道中流动。若管
道水平放置，油的密度 ＝915kg／m3， ＝1.86×10－4 m2／s， 求每小时通过50t油的阻力损失。
• 解：
50 1000 Q 0.0152 m3 / s 915 3600 Qm
Re C
vc d
2000 ~ 2300
习惯上取2000，即：
Re≤2000认定为层流， Re Re C Re＞2000认定为紊流。 Re Re C
11
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工程流体力学
4.流体阻力与水头损失
【例题4-2】水管径d=100mm，流速v=0.5m/s，水的运动粘
度 水 10 6 m 2 / s，问管内水的流态？如果管中是油，流速 不变，运动粘度 油 3110 6 m2 / s 求管内油的流态？ 解：水的雷诺数
几个与接触面有关的概念
1、过流断面A 是指垂直于流线包含整个流体周界的运动流体 横截面。 2、湿周X： 是在过流截面上，流体与固体接触的长度(m)。 3、水力半径R：
过流截面A R 湿周X 4、当量直径：
当一非圆形过流截面与某圆形过流截面的水力半径 相等时，此圆断面直径称为该非圆过流截面的当量直径。
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9
工程流体力学
4.流体阻力与水头损失
三、流态的判断标准—雷诺数
1、雷诺数
流体的流动状态是层流还是紊流，与流速v、 管径d和流体的黏性等物理性质有关。雷诺根据大 量的实验数据证明，流体的临界流速v与流体的动 力黏度 成正比，与管内径d和流体的密度 成反 比。 惯性力与粘性力的比可用雷诺数Re来表示，即：平均流速vd vd Re
工程流体力学历年试卷及答案
一、判断题1、 根据牛顿内摩擦定律,当流体流动时,流体内部内摩擦力大小与该处的流速大小成正比。
2、 一个接触液体的平面壁上形心处的水静压强正好等于整个受压壁面上所有各点水静压强的平均值。
3、 流体流动时,只有当流速大小发生改变的情况下才有动量的变化。
4、 在相同条件下，管嘴出流流量系数大于孔口出流流量系数。
5、 稳定（定常）流一定是缓变流动。
6、 水击产生的根本原因是液体具有粘性。
7、 长管是指运算过程中流速水头不能略去的流动管路.8、 所谓水力光滑管是指内壁面粗糙度很小的管道。
9、 外径为D ，内径为d 的环形过流有效断面，其水力半径为4d D -. 10、 凡是满管流流动,任何断面上的压强均大于大气的压强。
二、填空题1、某输水安装的文丘利管流量计，当其汞—水压差计上读数cm h 4=∆，通过的流量为s L /2，分析当汞水压差计读数cm h 9=∆，通过流量为 L/s 。
2、运动粘度与动力粘度的关系是 ，其国际单位是 。
3、因次分析的基本原理是: ；具体计算方法分为两种 。
4、断面平均流速V 与实际流速u 的区别是 。
5、实际流体总流的伯诺利方程表达式为 ，其适用条件是 。
6、泵的扬程H 是指 。
7、稳定流的动量方程表达式为 .8、计算水头损失的公式为 与 。
9、牛顿内摩擦定律的表达式 ，其适用范围是 。
10、压力中心是指 。
一、判断题×√×√× ×××√×二、填空题1、 3 L/s2、 ρμν=，斯（s m /2) 3、 因次和谐的原理，п定理4、 过流断面上各点的实际流速是不相同的,而平均流速在过流断面上是相等的5、 22222212111122z g v a p h g v a p z +++=++-γγ，稳定流，不可压缩流体，作用于流体上的质量力只有重力，所取断面为缓变流动6、 单位重量液体所增加的机械能7、 ∑⎰=F dA uu cs n ρ8、 g V d l h f 22λ=，g V h j 22ξ= 9、 dydu A T μ±=,是指在温度不变的条件下,随着流速梯度的变化，μ值始终保持一常数 10、 总压力的作用点一、是非题.1. 流体静止或相对静止状态的等压面一定是水平面。
流体力学(流动状态及阻力损失)历年真题试卷汇编4
流体力学（流动状态及阻力损失）历年真题试卷汇编4(总分：58.00，做题时间：90分钟)一、填空题(总题数：9，分数：18.00)1.填空题请完成下列各题，在各题的空处填入恰当的答案。
（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 解析：2.(武汉大学2009年考研试题)紊流附加切应力r=_________。
（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：u" x、u" y符号相反的几率很大，而τ取正值)解析：3.(武汉大学2009年考研试题)某种液体在圆管中做层流运动，如果雷诺数为400，则沿程损失系数λ=_________。
（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：0．16)解析：4.(武汉大学2008年考研试题)紊流切应力由_________和_________组成(写出名称和表达式)。
（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________正确答案：(正确答案：粘性切应力τ)解析：5.(武汉大学2008年考研试题)紊流光滑区的沿程水头损失系数与_________有关，紊流粗糙区的沿程水头损失系数y与_________有关。
（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：雷诺数相对粗糙度)解析：6.(武汉大学2008年考研试题)达西定律的表达式为_________，符合达西定律的渗流其沿程水头损失h f与流速v的_________次方成正比。
流体力练习题
第四章 流动阻力与能量损失1.输水管道在流量和水温一定时，随着直径的增大，水流的雷诺数Re 就()A 、增大B 、减小C 、不变D 、不定2.圆管流动的下临界雷诺数cr Re 为( )A 、300B 、1200C 、3600D 、12000E 、这些都不是3.雷诺实验中，由层流向紊流过渡的临界流速cr v 和由紊流向层流过渡的临界流速'cr v 之间的关系是( )cr cr'cr cr'cr cr'(A) (B) (C) v v v v v v ><= (D)不确定4.水和空气两种不同流体在圆管内流动，临界雷诺数Re cr 的关系是( )A 、cr Re 水.>cr Re 空气B 、cr Re 水<cr Re 空气C 、cr Re 水=cr Re 空气D 、因温度和压力不同而不同 5.管流的雷诺数Re 是() A 、νvdB 、ρμvd C 、νρvd D 、μvdE 、这些都不是式中：v −断面平均流速；D −直径； ν−运动黏度； μ−动力粘度； ρ−密度。
6.雷诺数Re 反映了( )的对比关系A 、粘滞力与重力B 、重力与惯性力C 、惯性力与粘滞力D 、粘滞力与动水压力 7.圆管流动中，过流断面上切应力分布为( )(a)(b)(c)(d)8.圆管均匀流过流断面上切应力分布为A 、抛物线分布，管壁处为零，管轴处最大；B 、直线分布，管壁处最大，管轴处为零；C 、均匀分布；D 、层流为抛物线分布，紊流为对数分布。
9.输送流体的管道，长度及管径不变，在层流流态，欲使流量直径一倍，122Q Q =，两段的压强差12p p ∆∆，应增大为()()()()()a b c d e 222416410.输送流体的管道，长度及两段的压强差不变，在层流流态，欲使流量直径一倍，122Q Q =，管径12d d 应为 ()()()()()a b c d e 222416411.输送流体的管道，长度及两段的压强差不变，层流流态，欲使管径放大一倍，122d d =，则流量12Q Q 应为A 、2；B 、4；C 、8；D 、16 12.圆管层流流量变化与A 、粘度成正比；B 、管道半径的平方成正比；C 、压降成反比；D 、粘度成反比；E 、管道直径的立方成正比13.管道中紊流运动，过水断面流速分布符合A 、均匀分布B 、直线变化规律C 、抛物线规律D 、对数曲线规律 14.水流在管道直径、水温、沿程阻力系数都一定时，随着流量的增加，粘性底层的厚度就 A 、增加B 、减小C 、不变D 、不定15.在紊流粗糙管中，A 、与紊流光滑区的阻力系数相同；B 、粘性底层覆盖粗糙凸起高度 ；C 、阻力系数只取决于雷诺数；D 、水头损失与断面平均流速的平方成正比；E 、阻力系数λ与相对粗糙无关。
土木工程师-专业基础(水利水电)-水力学-层流、紊流及其水头损失
土木工程师-专业基础（水利水电）-水力学-层流、紊流及其水头损失[单选题]1.某管道中液体的流速v＝0.4m/s，液体的运动黏滞系数υ＝0.01139cm2/s，则保证管中流动为层（江南博哥）流的管径d为()。
[2017年真题]A.8mmB.5mmC.12mmD.10mm正确答案：B参考解析：管中流动为层流的临界雷诺数Recr＝2000，因此，为保证管中流动为层流，需要Re＝vd/υ＜2000，即：故选择管径d＝5mm的管道。
[单选题]2.已知管段长度L＝4.0m，管径d＝0.015m，管段的流量Q＝4.5×10－5m3/s，两支管的高程Δh＝27mm，则管道的沿程水头损失系数λ等于()。
[2016年真题]A.0.0306B.0.0328C.0.0406D.0.0496正确答案：A参考解析：沿程水头损失系数的计算公式为：式中，hf为沿程水头损失，即本题中两支管的高差；λ为沿程水头损失系数；Q为管段流量；d为管径；g为重力加速度，取9.81m2/s。
代入数据得：[单选题]3.有一水管，其管长L＝500m，管径D＝300mm，若通过流量Q＝60L/s，温度为20°C，如水的运动黏滞系数为υ＝1.013×10－6m2/s，则流态为()。
[2016年真题]A.层流B.临界流C.紊流D.无法判断正确答案：C参考解析：圆管水流流态根据雷诺数判断，其临界雷诺数Rek＝2000。
若Re＜Rek，则为层流；若Re＞Rek，则为紊流。
雷诺数的计算公式为：因此该水流流态为紊流。
[单选题]4.其他条件不变，液体雷诺数随温度的增大而()。
[2014年真题]A.增大B.减小C.不变D.不定正确答案：A参考解析：雷诺数Re是判断液体流态的无量纲数，其计算公式为：Re＝vd/υ。
式中，v表示液体流速；d表示圆管直径；υ表示液体的运动黏滞系数。
由于液体的运动黏滞系数υ随温度的升高而降低，所以当其他条件不变时，雷诺数随温度的增大而增大。
流体力学重大真题
重庆大学年招收攻读硕士学位研究生入学考试试卷科目代码：科目名称：流体力学总分：分特别提醒考生：答题一律做在答题纸上（包括填空题、选择题、改错题等），直接做在试题上的按零分记。
一、选择题（本大题共小题，每小题分，共分）1.牛顿摩擦定律表明，决定流体内部切应力的因素是（）.动力粘度和速度.动力粘度和压强.动力粘度和速度梯度.动力粘度和作用面积2.在质量力仅为中立时，水和水银所受的单位质量力和的大小为（）< > .不定3.某点的真空度为，同高程的大气压为，该点的绝对压强是（）. .4.静止流体中存在（）.压应力.剪应力.压应力和剪应力.压应力和拉应力5.物体在原静止的流体中作等速直线运动时，从固定在空间的坐标系中观察，物体运动引起的流体运动是（）.恒定流.非恒定流.均匀流.不能确定6.圆管流动过断面上切应力为（）.管轴处为零，且管壁处为最大.沿径向不变.管壁处为零，且管轴处为最大.管轴处为零7.圆管紊流光滑区的沿程阻力系数λ（）.与雷诺数有关.与管壁相对粗糙度有关.与和有关.与和管长有关8.断面面积相等的圆管和方管，长度、作用水头和管壁相对粗糙度均相同，流动处于阻力平方区，则通过过流断面的流量比方圆为（ ）.2π .2π .2π9.密度、速度、长度和动力粘度的无量纲组合是（ ） A.μlpv 2.μlp v 2.μlvp 22.μpvl10.并联管道、，两管材料、直径相同，长度，两管的水头损失关系为（ ）二、简答题（本大题共小题，每小题分，共分）1.什么是等压面？试分别写出绝对静止液体中的等压面方程和等角速度旋转圆简中液体的等压面方程。
2.液体和气体的粘度随温度变化趋势是一样的吗？3.什么叫流体静压强？它的主要特性是什么？4.静力学基本方程C gpz =+ρ及其各项的物理意义是什么？ 5.试简述总流伯努利方程的使用条件。
6.不可压缩流体流动的相似准则数有哪几个？它们的表达式是什么？7.什么是过流断面？在渐变流的过流断面上，压强分布是什么？8.形成层流和紊流切应力的主要原因是什么？9.什么叫流线？在什么情况下，流线和迹线重合？.在正常稳定的工作条件下，作用水头相同、面积相同的孔口和圆柱形外接管嘴，过 流能力是否相同？原因何在？三、（分）不同管径的两管道的连接处出现界面突然扩大。
流体力学考试试题(附答案)
一、单项选择题1．与牛顿内摩擦定律有关的因素是〔A〕A压强、速度和粘度；B流体的粘度、切应力与角变形率；C切应力、温度、粘度和速度； D压强、粘度和角变形。
2．流体是一种〔D〕物质。
A不断膨胀直到充满容器的；B实际上是不可压缩的；C不能承受剪切力的；D 在任一剪切力的作用下不能保持静止的。
3.圆管层流流动，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。
4.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+曲线规律。
5. 圆管层流，实测管轴线上流速为4m／s，那么断面平均流速为〔〕A. 4m／s；B. 3.2m／s；C. 2m／s；D. 1m ／s。
6.应用动量方程求流体对物体的合力时，进、出口的压强应使用〔〕A 绝对压强B 相对压强C 大气压D 真空度7.流量为Q ，速度为v 的射流冲击一块与流向垂直的平板，那么平板受到的冲击力为〔〕A QvB Qv 2C ρQvD ρQv 28.在〔D 〕流动中，伯努利方程不成立。
(A)定常 (B) 理想流体 (C) 不可压缩 (D) 可压缩9.速度水头的表达式为〔D 〕 (A)h g 2 (B)2ρ2v (C) 22v (D) g v 2210.在总流的伯努利方程中的速度v 是〔B 〕速度。
(A) 某点 (B) 截面平均 (C) 截面形心处 (D) 截面上最大11.应用总流的伯努利方程时，两截面之间〔D 〕 。
(A)必须都是急变流 (B) 必须都是缓变流(C) 不能出现急变流 (D) 可以出现急变流12.定常流动是〔B 〕A.流动随时间按一定规律变化；B.流场中任意空间点的运动要素不随时间变化；C.各过流断面的速度分布一样；D.各过流断面的压强一样。
13.非定常流动是 〔B 〕A. 0=∂∂t uB. 0≠∂∂t uC. 0=∂∂s uD.0≠∂∂s u 14.任意形状平面壁上静水压力的大小等于〔C 〕处静水压强乘以受压面的面积。
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k v 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 ，k v 称为 下临界速度 ； 5.达西公式的表达式为 22f L v h d g λ= ，计算局部水头损失的通用公式是22j v h gξ= ; 7、对圆管来说，临界雷诺数值=k Re 2000 。
8、雷诺数的表达公式为 vd vd Re ρμν==，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“δ”，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λ 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d D 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h f 值与断面平均流速v 的 A 次方成正比。
水力学(流动阻力与水头损失)-试卷1
水力学（流动阻力与水头损失）-试卷1(总分：80.00，做题时间：90分钟)一、单项选择题(总题数：7，分数：14.00)1.单项选择题下列各题的备选答案中，只有一个是符合题意的。
（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 解析：2.如图4-7所示，管道断面面积均为A(相等)，断面形状分别为圆形、方形和矩形，其中水流为恒定均匀流，水力坡度J相同，则三者的边壁切应力τ0的相互关系如下，如果沿程阻力系数λ也相等，则三管道通过的流量的相互关系如下_____。
（分数：2.00）A.τ0圆＞τ0方＞τ0矩，q v圆＞q v方 >＞q v矩√B.τ0圆＜τ0方＜τ0矩，q v圆＜q v方＜q v矩C.τ0圆＞τ0方＞τ0矩，q v圆＜q v方＜q v矩D.τ0圆＜τ0方＜τ0矩，q v圆＞q v方 >＞q v矩解析：3.圆管均匀层流与圆管均匀紊流的_________。
( )（分数：2.00）A.断面流速分布规律相同B.断面上切应力分布规律相同√C.断面上压强平均值相同D.水力坡度相同解析：4.紊流内部结构分区的判别参数是_______。
( )（分数：2.00）A.管壁绝对粗糙度B.管壁相对粗糙度C.黏滞底层厚度与管壁绝对粗糙度之比√D.雷诺数解析：5.谢才系数C的量纲是_______ ( )（分数：2.00）A.LB.L 1/2 T -1√C.L -1 T 1/2D.无量纲解析：6.如图4—8所示，A、B两种截面管道，已知两管长度相同，通过流量相同，沿程水头损失系数相同，则两管道的沿程水头损失为_______。
（分数：2.00）A.h fA＞h fBB.h fA =h fBC.h fA＜h fB√D.尚不能确定大小解析：7.边界层的外边界线可看成是_____。
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工程流体力学
4.流体阻力与水头损失
二、雷诺实验
1883年英国物理学家雷诺 （Reynolds O.）通过试验观 察到液体中存在层流和紊流两 种流态。
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4.流体阻力与水头损失
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4.流体阻力与水头损失
雷诺实验表明：
①、当流速大于上临界流速（层 紊）时为紊流； 当流速小于下临界流速（紊 层）较稳定时为层流； 当流速介于上、下临界流速之间时，可能是层流 也可能是紊流，这与实验的起始状态、有无扰动 等因素有关，不过实践证明，是紊流的可能性更 多些。 ②、在相同的玻璃管径下用不同的液体进行实验， 所测得的临界流速也不同，黏性大的液体临界流 速也大；若用相同的液体在不同玻璃管径下进行 试验，所测得的临界流速也不同，管径大的临界 流速反而小。
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三、流态的判断标准—雷诺数
1、雷诺数
流体的流动状态是层流还是紊流，与流速v、 管径d和流体的黏性等物理性质有关。雷诺根据大 量的实验数据证明，流体的临界流速v与流体的动 力黏度 成正比，与管内径d和流体的密度 成反 比。 惯性力与粘性力的比可用雷诺数Re来表示，即：
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4.流体阻力与水头损失
§4.1 管路中流动阻力产生的原因及分类 一、流阻产生的原因
主要原因是由于管壁界面的限制，使 液流与管壁接触，发生质点与管壁间的摩 擦（沿程阻力损失）和撞击（局部阻力损 失），消耗能量，形成阻力。 液流的粘性，是造成流阻的根本原因。
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即圆管中层流流动时， 5、平均流速 平均流速为最大流速的一 Q pD 4 pD2 半。工程中应用这一特性， v 可直接从管轴心测得最大 A 128L D 2 32L 流速从而得到管中的流 1 4 q u max A 量 ，这种测量 V 2 1 层流的流量的方法是非常 um 2 简便的。
几个与接触面有关的概念
1、过流断面A 是指垂直于流线包含整个流体周界的运动流体 横截面。 2、湿周X： 是在过流截面上，流体与固体接触的长度(m)。 3、水力半径R：
过流截面A R 湿周X 4、当量直径：
当一非圆形过流截面与某圆形过流截面的水力半径 相等时，此圆断面直径称为该非圆过流截面的当量直径。
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2、紊流: （turbulent flow），亦称湍流
液体中质点除沿管道轴线运动外，还有横向 运动，呈现紊乱混杂状态。 特点： （1）无序性、随机性、有旋性、混掺性。 （2）紊流受粘性和紊动的共同作用。 （3）水头损失与流速的1.75~2次方成正比。 （4）在流速较大且雷诺数较大时发生。
r0 ux
管壁 半径为r 的同心圆筒
r
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1、管路内层流通常发生在粘度 较高或速度较低的情况下。
– 机械润滑系统 – 输油管道
2、斯托克斯公式：
p u (R2 r 2 ) 4L
该式表明圆管层流中有效面积上各点速u与该点 所在半径r成二次抛物线的关系。
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第四章 流体阻力和水头损失
前面介绍了总流的能量方程， 该方程要在工 程实际中真正得到应用，必须解决能量损失项的计 算问题，而能量损失和流动阻力有着密切的关系。 本章主要讨论具有粘性的实际流体运动，分析 形成阻力的原因和分类，以及流态的变化，从而从 理论上建立实际流体运动的微分方程,研究流动阻 力和能量损失的规律。并介绍如何结合实验分析， 确定因流动阻力而产生的水头损失的计算方法。
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§4.2 两种流态及转化标准
一、两种流态
1、层流：（laminar flow），亦称片流 液体中质点沿管道作直线运动而没有横向运动， 即液体作分层流动，各层间的流体互不混杂。 特点： （1）有序性。水流呈层状流动，各层的质点互不混 掺，质点作有序的直线运动。 （2）粘性占主要作用，遵循牛顿内摩擦定律。 （3）能量损失与流速的一次方成正比。 （4）在流速较小且雷诺数Re较小时发生。
d当=4R
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二、流动阻力在工程计算上的分类
1、沿程阻力损失
hf
j
流经直管时产生的阻力损失
2、局部阻力损失 h 流经弯管或截面突变时产生的阻力损失
3、总阻力损失
hL 沿程+局部 hL h f h j
次要因素（10%-30%） 主要因素（70%-90%）
平均流速
vd vd Re
动力粘度
10
运动粘度
10
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2、临界雷诺数
对于任意一种管内液流或气流，任何流态， 都可以确定出一个雷诺值，处于临界状态下的 ReC 雷诺数称为临界雷诺数，用 表示。 大量实验证明，不同流体通过不同管径的 管道，临界雷诺数大致相同。
Re C
vc d
2000 ~ 2300
习惯上取2000，即：
Re≤2000认定为层流， Re Re C Re＞2000认定为紊流。 Re Re C
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【例题4-2】水管径d=100mm，流速v=0.5m/s，水的运动粘
度 水 106 m2 / s，问管内水的流态？如果管中是油，流速 不变，运动粘度 油 31106 m2 / s 求管内油的流态？ 解：水的雷诺数
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4.流体阻力与水头损失
3、最大流速（即r=0时)
p 2 p 2 um R D 4L 16L
4、流量（先求出环面积上的流量，然后在对整个管面积分）
Q u 2rdr
0 R
p 4 R 8L p D4 128L
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这就是层流管流的哈根-普索勒 （Hagen-Poiseuille）流量定 律。该定律说明：圆管中流体 作层流流动时，流量与单位长 度的压强降和管半径的四次方 成正比。
vd 0.5 0.1 4 5 10 2000 6 10
Re
水
水在管中呈紊流状态
油的雷诺数：
0.5 0.1 Re 1610 2000 6 油 3110 vd
油在管中呈层流状态
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工程流体力学ຫໍສະໝຸດ 4.流体阻力与水头损失§4.3 圆管层流分析
将圆管中层流可看作许多无限薄同心圆筒 层一个套一个地运动