第8章 圆管中的流动
选择题：
8.1 水在垂直管内由上向下流动，相距
压管水头差h，两断面间沿程水头损失
l的两断面间，测
h hf，则：
hf?h； h?h?l； （b）f（a）（c）
hf?l?h；
l（d）f。
解：上测压管断面为1，下测压管断面为2，设上测压管高度为h1,下测压管高度为h2，列1→2伯努利方程，由
h?l习题8.1图z1?于速度相等，故为(a)。
p1??z2?p2??hf，故
hf?l?p1??p2??l?h1?h2?h，答案
8.2 圆管流动过流断面上的切应力分布为：（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。
(a)(b)(c)(d)习题8.2图 解：由于圆管中呈层流，过流断面上速度分布为抛物线分布，设为
?r2?duu?umax?1?2??????cr?R?，由牛顿内摩擦定律dr(c为常数)，故在管轴
中心r?0处，切应力为零,r?R处,切应力为最大，且?与半径成正比，为切应力呈K字分布，答案(b)。
称
8.3 在圆管流动中，紊流的断面流速分布符合：（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。 解：由于紊流的复杂性，圆管的紊流速度分布由半经验公式确定符合对数分
布规律或者指数分布规律。答案(d)。
8.4 在圆管流动中，层流的断面流速分布符合：（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。
解：对圆管层流流速分布符合抛物线规律。答案(c)。
8.5 变直径管流，小管直径d1，大管直径d2?2d1，两断面雷诺数的关系是：（a）
Re?Re2；Re?2Re2。 Re1?0.5Re2；Re?1.5Re2；
（b）1（c）1（d）1
解：圆管的雷诺数为处流速
Re?VdV?，由于小管直径d1处的流速1是大管直径d2?2d1V2的4倍，即V1?4V2,故Re1?2Re2,答案(d)。
8.6 圆管层流，实测管轴上流速为0.4m/s，则断面平均流速为：（a）0.4m/s；
（b）0.32m/s；（c）0.2m/s；（d）0.1m/s。
解：圆管层流中，管轴处的流速为最大，而断面平均流速是最大流速的一半，
因此平均流速为0.2
ms，答案(c)。
8.7 圆管紊流过渡区的沿程摩阻因数
对粗糙
?：（a）与雷诺数Re有关；（b）与管壁相
ks/d有关；k/d有关；
（c）与Re及s（d）与Re及管长l有关。
解：从实验可知，紊流过渡区的沿程摩阻因数?与雷诺数Re及相对粗糙
ks度d均有关。答案(c)。
8.8圆管紊流粗糙区的沿程摩阻因数?：（a）与雷诺数Re有关；（b）与管壁相对
ks/d有关；k/d有关；
（c）与Re及s（d）与Re及管长l有关。
ks解：圆管紊流粗糙区又称为阻力平方区，沿程摩阻因数?仅与d有关，
粗糙
而与Re无关。答案(b)。
8.9 工业管道的沿程摩阻因数?，在紊流过渡区随雷诺数的增加；（a）增加；（b）减少；（c）不变；（d）不定。
解：由穆迪图可以看出，工业管道的沿程摩阻因数减小的。答案(b)。
8.10两根相同直径的圆管，以同样的速度输送水和空气，不会出现
管内为层流状态，气管内为紊流状态；
?随雷诺数的增加是
?情况。?a?水
?b?水管，气管内都为层流状态；?c??d?水管，气管内都为紊流状态。
水管内为紊流状态，气管内为层流状态；
解：由于空气的运动粘度大约是水运动粘度的10倍，
Re?Vd?，当这两种流体
的Vd相等时，水为层流状态，则空气肯定也层流状态。（a）
8.11圆管内的流动状态为层流时，其断面的平均速度等于最大速度的
?倍。
?a?0.5；?b?1.0；?c?1.5；?d?2.0
解：圆管内的流态为层流时，断面的平均流速是最大速度的0.5倍。（a） 8.12紊流附加切应力是由于
?而产生的。?a?分子的内聚力；?b?分子间的动量交
换；重力；紊流元脉动速度引起的动量交换。
解：紊流的附加切应力是由于紊流脉动，上下层质点相互掺混，动量交换所
引起的。（d）
8.13沿程摩阻因数不受Re数影响，一般发生在
?c??d??。?a?层流区；?b?水力光滑区；
?不受Re影
?c?粗糙度足够小时；?d?粗糙度足够大时。
解：当雷诺数足够大时，此时为阻力平方区，该区域沿程摩阻因数
响，而从穆迪图上看，该区域往往管壁粗糙度足够大。（d） 8.14圆管内的流动为层流时，沿程阻力与平均速度的
?次方成正比。?a?1；
解：当流动为层流时，沿程阻力与平均速度的1次方成正比。（a） 8.15两根直径不同的圆管，在流动雷诺数Re相等时，它们的沿程阻力因数?比细管的小。
解：在管流中，当流动Re数相等时，沿程摩阻因数?可能相等，也可能不相等，这
还要由管壁粗糙度及紊流三个阻力区来决定。（b）
第九章边界层理论
?b?1.5；?c?1.75；?d?2
?。
?a?一定不相等；?b?可能相等；?c?粗管的一定比细管的大；?d?粗管的一定
选择题:
【9.1】 汽车高速行驶时所受到的阻力主要来自于?。
面的摩擦阻力；解：
?a?汽车表面的摩擦阻力；?b?地
?c?空气对头部的碰撞；?d?尾部的旋涡。
?a?粘性力比惯性力重要?b?粘性力与惯性力量
?d?
【9.2】 边界层内的流动特点之一是?。
级相等
【9.3】
?c?压强变化可忽略?d?流动速度比外部势流小。
?b?
解：在边界层中粘性力和惯性力是同数量级。
?a?物体后部?b?零压梯度区?c?逆压梯度区?d?边界层的流动分离发生在?。
后驻点。
解：边界层产生分离的根本原因是由于粘性的存在，条件是逆压梯度的存在。
?c?