内容发布更新时间 : 2024/12/24 8:12:43星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
14、用能量方程或动量求解水力学问题时,两过水断面取在渐变流断面上,目的是利用____________________________的特征,计算______________________________________。
四、计算题
1、用毕托管测量明渠渐变流某一断面上A、B两点的流速(如图)。已知油的重度ρg=8000N/m3。求uA及uB。
(取毕托管流速系数μ=1) (uA?2.42m/s,uB?2.27m/s)
2、图示为铅直放置的一文丘里管。已知d1=20 cm,d2=10 cm,?z=0.5 m,水银
压差计读数?h=2 cm。若不计水头损失,求流量qv。(取动能校正系数为1) (0.018m3/s)
3、某输水管道接有管径渐变的水平弯管(如图)。已知管径D=250 mm,d=200 mm,弯角θ=60°。若弯管进口压力表读数p1=2.5 N/cm2,p2=2.0 N/cm2。不计弯管的水头损失,求:水流对弯管的水平作用力的大小及方向。(取动量校正系数均为1) (R? 1503.07 N ;??51.070)
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4、射流从喷嘴中射出,撞击在一铅直放置的平板上,如图所示。已知喷嘴直径d=25 mm,射流与平板垂线间的夹角θ=60°,射流流速v1=5 m/s。不计摩擦阻力,取动量校正系数为1。求:(1)平板静止时,射流作用在平板上的垂直作用力;(2)当平板以u=2 m/s的速度与水流相同方向运动时,射流作用在平板上的垂直力。 (6.13N;2.12N)
第4章 水流阻力与水头损失
一、判断题
1、紊流光滑区的沿程水头损失系数 ? 仅与雷诺数有关,而与相对粗糙度无关 2、圆管紊流的动能校正系数大于层流的动能校正系数。
3、紊流运动要素随时间不断地变化,所以紊流不能按恒定流来处理。 4、谢才公式既适用于有压流,也适用于无压流。 5、临界雷诺数随管径增大而增大。
6、在紊流粗糙区中,对同一材料的管道,管径越小,则沿程水头损失系数越大。 7、圆管中运动液流的下临界雷诺数与液体的种类及管径有关。 8、管道突然扩大的局部水头损失系数 ? 的公式是在没有任何假设的情况下导出的
9、公式???gRJ 即适用于管流,也适用于明渠水流。 10、在逐渐收缩的管道中,雷诺数沿程减小。 11、管壁光滑的管子一定是水力光滑管。 12、在恒定紊流中时均流速不随时间变化。
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13、恒定均匀流中,沿程水头损失hf总是与流速的平方成正比。 14、粘性底层的厚度沿流程增大。
15、阻力平方区的沿程水头损失系数? 与断面平均流速 v 的平方成正比。 16、当管径和流量一定时,粘度越小,越容易从层流转变为紊流。 17、紊流的脉动流速必为正值。
18、有一管流,属于紊流粗糙区,其粘滞底层厚度随液体温度升高而减小。 19、当管流过水断面流速符合对数规律分布时,管中水流为层流。 20、沿程水头损失系数总是随流速的增大而增大。
21、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。 二、选择题
1、其它条件不变,层流内摩擦力随压力的增大而
⑴ 增大 ; ⑵ 减小 ; ⑶ 不变 ; ⑷ 不定 。 2、紊流的断面流速分布规律符合
? 1 ?对数分布;? 2 ?椭圆分布 ? 3 ? 抛物线分布 ? 4 ? 直线分布 。 3、其它条件不变,层流切应力随液体温度的升高而 ? 1 ? 增大 ; ? 2 ? 减小 ; ? 3 ? 不变 ; ? 4 ? 不定 。 4、其它条件不变,液体雷诺数随温度的增大而
? 1 ? 增大 ? 2 ? 减小 ; ? 3 ? 不变 ; ? 4 ? 不定 。 5、谢才系数 C 与沿程水头损失系数 ? 的关系为
? 1 ? C与?成正比;?2?C与1??成正比?3?C与?2成正比;?4?C与1?成正比。 6、A、B 两根圆形输水管,管径相同,雷诺数相同,A管为热水,B管为冷水,则两管流量 ? ?
? 1 ? qvA > qvB ; ? 2 ? qvA = qvB ; ? 3 ? qvA < qvB ; ? 4 ?不能确定大小 。
7、圆管紊流附加切应力的最大值出现在
? 1 ? 管壁 ; ? 2 ? 管中心 ? 3 ? 管中心与管壁之间 ; ? 4 ? 无最大值 。
8、粘滞底层厚度 ? 随 Re 的增大而
? 1 ? 增大 ; ? 2 ? 减小 ;? 3 ? 不变 ; ? 4 ? 不定 。
9、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?0的相互关系如下,如果沿程阻力系数?也相等,则三管道通过的流量的相互关系如下:? ? ? 1 ? ?0圆 ? ?0方 ? ?0矩 ,qv圆 ? qv方 ? qv矩 ; ? 2 ? ?0圆 < ?0方 < ?0矩 ,qv圆 < qv方 < qv矩 ; ? 3 ? ?0圆 ? ?0方 ? ?0矩 ,qv圆 < qv方 < qv矩 ; ? 4 ? ?0圆 < ?0方 < ?0矩 ,qv圆 ? qv方 ? qv矩 。
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10、圆管均匀层流与圆管均匀紊流的
? 1 ? 断面流速分布规律相同 ; ? 2 ? 断面上切应力分布规律相同 ;
? 3 ? 断面上压强平均值相同 ; ? 4 ? 水力坡度相同 。 11、紊流内部结构分区的判别参数是
? 1 ? 管壁绝对粗糙度 ; ? 2 ? 管壁相对粗糙度 ; ? 3 ? 粘滞底层厚度与管壁绝对粗糙度之比 ; ? 4 ? 雷诺数 。 12、图示两管道的管长 L 、管径 d 、流量 qv 及水温均相同,但测压管 水面差 h1 >h2 ,则两管糙率 n1 与n2 的关系为? ?
? 1 ? n1 > n2; ? 2 ? n1 < n2 ; ? 3 ? n1 = n2 ; ? 4 ? 无法确定 。
13、谢才系数 C 的量纲是:
? 1 ? L ; ? 2 ? LT ; ? 3 ? LT; ? 4 ? 无量纲量。
?1?1121214、如图A、B二种截面管道,已知二管长度相同,通过流量相同,沿程水头损失系数相同,则二管道的沿程水头损失
? 1? hfA ? hfB; ? 2? hfA ? hfB; ? 3? hfA ? hfB ; ? 4? 尚不能确定大小。
16.水在垂直管内由上向下流动,相距L的两断面间测压管水头差为h,则两断
面间沿程水头损失hf为 ? ?
?1?.hf=h ;?2?.hf=h+L;?3?.hf=L-h 。
17.圆管流动过流断面上的切应力分布为: ? ?
?1?.在过流断面上是常数;?2?.管轴处是零,且与半径成正比; ?3?.管壁处为零,向管轴线性增大;?4?.抛物线分布。 18.在圆管紊流中,过水断面流速分布符合 ? ?
?1?.均匀规律;?2?.直线变化规律;?3?抛物线规律;?4?.对数曲线规律。 19.在圆管层流中,过水断面流速分布符合 ? ?
?1?.均匀规律;?2?.直线变化规律;?3?.抛物线规律;?4?.对数曲线规律。 20.半圆形明渠,半径r0=4m,水力半径为 ? ?
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?1?.4m; ?2?.3m; ?3?.2m ;?4?.1m 。
21.变直径管流,细断面直径为d1,粗断面直径为d2=2d1,粗、细断面雷诺数的关系是 ? ?
?1?.Re1=0.5Re2;?2?.Re1=Re2;?3?.Re1==1.5Re2;;?4?.Re1=2Re2。 22.圆管层流,实测管轴线上的流速为4m/s。则断面平均流速为 ? ? ?1?. 4m/s ; ?2?.3.2m/s ; ?3?.2m/s ;?4?.2.5m/s 。 r23.圆管紊流过渡区的沿程摩阻系数λ ? ?
?1?.与雷诺数Re有关;?2?.与管壁相对粗糙度Δ/d有关; ?3?.与Re和Δ/d有关;?4?.与Re和管长l 有关。
26.理想液体在流动过程中,流层之间的切应力为 ? ?
?1?.零;?2?.粘性切应力τ1;?3?.惯性切应力τ2 ;?4?.τ1+τ2。
27.实际液体在紊流状态,其流层间的切应力为 ? ?
?1?.零;?2?.粘性切应力τ1;?3?.惯性切应力τ2;?4?.τ1+τ2。 28.在紊流状态下,流场固定空间点的瞬时流速为 ? ?
?1?.时间平均流速u ; ?2?.脉动流速u' ;?3?.断面平均流速v ;?4?.u+u'。 29.所谓的工业管道当量粗糙高度是指: ? ?
?1?.和工业管道粗糙高度相同的尼古拉兹粗糙高度;?2?.和尼古拉兹粗糙高度相同的工业管道粗糙高度;?3?.和工业管道λ值相同的尼古拉兹粗糙高度;?4?.和工业管道粗糙区λ值相等的同直径的尼古拉兹管的粗糙高度; 三、填空题 2、圆管沿程水头损失系数 ? 的影响因素分别是:层流 ?=f ? ?
紊流光滑区Ⅲ ?=f ? ?紊流过渡区Ⅳ ?=f ? ? 紊流粗糙区Ⅴ ?=f ? ?
3、水流临界雷诺数可以作为判别流动形态的准则数。圆管流的临界雷诺数Re=_________________,明槽流的临界雷诺数 Re=_________________。
4、在紊流光滑区,沿程水头损失系数 ? 与相对粗糙度无关的原因是______________________________________________________________.。
四、计算题
o1、有一圆管,在管内通过ν=0.013cm/s的水,测得通过的流量为40cm3/s,在管长25m的管段上测得水头损失为2cm,试求该圆管内径d。
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