长沙理工大学工程流体力学习题

6、管道断面面积均为 A (相等),断面形状分别为圆形、正方形和矩形,若水流为恒定均匀流,水力坡度 J 相同,试分析三者的边壁切应力?0的相互关系。如果沿程阻力系数?也相等,试分析三管道通过流量的相互关系。

思考题6图

7、湍流的主要特征是什么?紊流中运动要素的脉动是如何处理的?湍流研究中为什么要引入时均的概念?

8、层流和紊流过流断面上的流速分布规律有何差异?造成差异的原因是什么? 9、什么是粘性底层?其厚度δ0与哪些因素有关?它对实际流动有何意义? 10、沿程水头损失系数λ与哪些因素有关?其变化规律是怎样的?

11、有一圆管如图所示,长度L,水头H,沿程水头损失系数?,流动处于阻力平方区(不计局部损失),现拟将管道延长(d不变)?L,试问水平伸长?L和转弯延长?L,哪一种布置流量较大?

思考题11图

12、什么是当量粗糙度?

13、局部水头损失系数与哪些因素有关?选用时应注意什么?

习 题

5.1某输水管道直径d=100mm,已知水的运动粘度??0.01cm/s,沿程水头损失系数??0.025,

2流程L=10m的水头损失hf?0.2m,求管壁处切应力?0,并判别流动是层流还是紊流。

5.2有一管路系统如习题5.2图所示,已知:d1?400mm,d2?d3?d4?200mm,l1?100m,

l2?40m,l3?8m,l4?100m,?1?0.5,?2?0.25,,?3??4?0.3,n?0.013。求:(1)

流量Q=?(2)第一根管道周界上的内摩擦力?0。

习题5.2图

5.3有一输油管,管长l?100m,管径d?5cm,已知油的密度??930kgm,动力粘滞系数

3η?0.072N?sm2。当通过输油管的流量Q?0.005m3s时,判断液流的型态,计算输油管的沿

程水头损失hf。

5.4水管直径d?10mm,管中水流流速v?0.2m/s,水温T?10C,(1)试判别其流态;(2)若流速与水温不变,管径改变为30mm,管中液流型态又如何?(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?

25.5一圆管,在管内通过运动粘度??0.013cm/s的水,测得通过的流量为Q?35cm/s,如在

30管长15m的管段上测得水头损失为2cm,试求该圆管内径d。

5.6水管直径d?100mm,管中水流流速v?100cm/s,水温T?10C,试判别其流动型态。 5.7某管道直径d =50 mm,通过温度为10 ℃燃料油,燃油的运动粘滞系数υ=5.16×10m/s,试求保持层流状态的最大流量Qmax。

5.8有三根直径相同的输水管,管道的直径d =10cm,通过的流量Q =15L/s,管长L =1000m,各管的当量粗糙度分别为Δ1=0.1mm, Δ2=0.4mm, Δ3=3mm,水温为20℃,试求各管中的沿程水头损失。 5.9有两根管径d、管长l和管材相同的管道,一根输送运动粘滞系数较小的水,另一根输送运动粘

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0滞系数较大的油,试问(1)如果两个管中液体流速相等,它们的沿程水头损失是否相等?(2)如果两个管中液体的雷诺数相等,它们的沿程水头损失是否相等?

5.10已知某有压输水管道,管长为30m,管径为200mm,管壁当量粗糙度0.2mm,水温6℃,问当流量为24L/s时,沿程水头损失为多少?

第六章

思考题

1、如何区别小孔口和大孔口?它们各有什么特征?

2、当作用水头H、直径d相等时,管嘴出流和孔口出流的流量是否相同?为什么? 3、什么是有压管流?其水力特征是什么?

4、短管和长管是如何定义的?有压管流计算中为什么要引进短管和长管的概念?

5、图示两个容器由两根直管相连,两管的管径、管长及糙率均相同,通过的流量是否相等,为什么?

思考题5图

6、简单管道自由出流与淹没出流的流量系数有何差异?在管道布置、管径、管长和管材一定的管路中,能否通过增大流量系数来增加通过管道的流量? 7、为什么要考虑水泵和虹吸管的安装高度? 8、什么是水泵的扬程?如何计算水泵的扬程?

9、何谓水击,产生水击的原因是什么?水击在传播过程中有什么特征? 10、什么是直接水击和间接水击?直接水击压强如何计算?

习 题

6.1水箱侧壁开一圆形薄壁孔口,直径d=5cm,水面恒定,孔口中心到水面的高度H=4.0m。已知孔口的流速系数φ=0.98,收缩系数ε=0.62,求孔口出流收缩断面的流速vc、流量Q和水头损失hj。

6.2 水从A水箱通过直径为10cm的薄壁小孔流入B水箱,流量系数为0.62,设上游水箱的水面距孔口中心的距离为H1=3.0m,保持不变。试分别求:(1)B水箱中无水时;(2)B水箱中水面距孔口中心的距离为H2=1.0m时,通过孔口的流量。 习题6.1图 习题6.2图 6.3 有一直径为d?0.2m的圆形锐缘薄壁小孔口,其中心在上游水面下的深度H=3.0m,行进流速

v0?0.5m/s流速,孔口出流为全部完善收缩的自由出流,求孔口出流量Q。

6.4 在水池中设置一根泄水管如习题6.4图所示,管长l?4.0m,管口处的水头H=6.0m,现需要通过流量Q=2m/s,若流量系数??0.82,试求所需管径d,并求管中水流收缩断面处的真空度。

3 习题6.4图 6.5 如习题6.5图所示,两水箱用直径为d1=50mm,的薄壁孔口连通,右侧水箱的底部接一个直径d2=30mm的圆柱形管,长l=0.1m,孔口左侧水箱水深H1=4.0m,水流保持恒定,求管嘴流量和右侧水箱水深H2。

习题6.5图 习题6.6图

6.6如习题6.6图所示,矩形平底船宽B=2.0m,长L=4.0m,深H=0.50m,船重1800kg,船的底部有一

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