大学课件-水力学题库-第四章层流和紊流及水流阻力和水头损失

第四章层流和紊流及水流阻力和水头损失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、紊流中存在各种大小不同的涡体。4、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。5、谢才公式既适用于有压流，也适用于无压流。6、''yuxu只能代表X方向的紊流时均附加切应力。7、临界雷诺数随管径增大而增大。8、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。9、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。10、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。11、液体的粘性是引起液流水头损失的根源。11、不论是均匀层流或均匀紊流，其过水断面上的切应力都是按线性规律分布的。12、公式gRJ即适用于管流，也适用于明渠水流。13、在逐渐收缩的管道中，雷诺数沿程减小。14、管壁光滑的管子一定是水力光滑管。15、在恒定紊流中时均流速不随时间变化。16、恒定均匀流中，沿程水头损失hf总是与流速的平方成正比。17、粘性底层的厚度沿流程增大。18、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。19、当管径和流量一定时，粘度越小，越容易从层流转变为紊流。20、紊流的脉动流速必为正值。21、绕流阻力可分为摩擦阻力和压强阻力。22、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。23、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。24、沿程水头损失系数总是随流速的增大而增大。25、边界层内的流动也有层流与紊流之分。26、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。27、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。28、按普朗特动量传递理论，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。29、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。30、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。31、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。32、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qvAqvB;2qvA＝qvB;3qvAqvB；4不能确定大小。33、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。34、粘滞底层厚度随Re的增大而1增大；2减小；3不变；4不定。35、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。36、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。37、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。38、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h1h2,则两管糙率n1与n2的关系为1n1n2；2n1n2；3n1=n2；4无法确定。39、谢才系数C的量纲是：1L；2121TL；3211TL；41无量纲量。40、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。41、边界层的外边界线可看成是1一条流线；2一条迹线；3有旋流动与有势流动的分界线；4层流与紊流的分界线。42、紊流附加切应力yxuu等号右端的负号是由于_____________________________。43、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＝f紊流过渡区＝f紊流粗糙区＝f44、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=_________________。45、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______________________________________________________________.。46、紊流形态可分为三个流区，其判别标准是：光滑区________________，过渡区__________________，粗糙区_________________________。47、底宽与水深均为a的矩形断面明渠和边长为a的正方形管道中通过水流时，假定水力坡度相同，试求它们的边壁切应力之比21;再假定沿程水头损失系数亦相同，求它们的流量之比qv1／qv2。（3421；32qq21）48、动力粘滞系数为的液体在宽度为b的矩形断面明渠中作层流运动。已知液体深度为h，流速分别方程v=v0[1-(y/h)2]，式中v0为表面流速。坐标y由液面铅直向下。若、b、v0为已知，求：(1)断面平均流速；(2)渠底切应力。（(1)=v0u32(2)底=hu20）49、导出直径为d的圆管的沿程水头损失系数与管壁糙率n之间的关系式。设水流处于阻力平方区。（312dgn7.12）50、圆管中的流速分布为710m)r/r1(uu。式中：mu为管中最大流速；0r为管道半径，r为任一液层处的半径。试计算：(1)断面平均流速v与mu的比值；（0.817）(2)点流速恰等于断面平均流速处的半径cdr与0r的比值。（0.757）51、有一圆形断面输水隧洞，长度L=500m，直径d=5m。当通过流量qv=200m3/s时，沿程水头损失hv=7.58m。求沿程水头损失系数。（0.0143）52、图示为一倾斜放置的等直径输水管道。已知管径d=200mm，A、B两点之间的管长l=2m，高差z=0.2m。油的重度g=8600N/m3。求：(1)A、B两点之间的沿程水头损失hf；（0.0245m）(2)A、B两点的测压管水头差；（0.0245m）(3)圆管边壁的切应力0，并绘出圆管断面的切应力分布图。（6N/m2）53、带有两个90。转弯的管道，直径d=100mm，长度l=10m，沿程水头损失系数λ=0.037，转弯的局部水头损失系数ξ=0.29，现取消两弯段，但管长和管段两端的总水头差均不变。问流量能增加百分之几？（7.6%）54、流速由v1变为v2的突然扩大管道，为了减小水头损失，可分为两次扩大，如图所示。问中间段流速v取多大时，所产生的局部水头损失最小？比一次扩大的水头损失小多少？（)vv(21v21；2jh=]g2)vv([21221）55、如图管道出口段长l=2m，d=0.1m，通过=1000kg/m3的流体，流量qv=0.02m3/s，已知h=1.8m，求1)管道壁面切应力w；2)该管段的沿程水头损失系数。（44.23wN/m2；03.0）56、在直径d=32mm的管路中，流动着液压油，已知流量为3l/s，油液运动粘度=3010-2cm2/s，试确定：1)流动状态;2)在此温度下油的临界速度。（紊流；cv=1.88m/s）57、用管径d=75mm的管道输送重油，已知g1=8.83kN/m3，运动粘度1=0.9cm2/s，如在管轴线上装水银压差计的毕托管，水银液面高差hp=20mm，求重油流量。g2=133.38kN/m3(下标1为油，下标2为水银)（21.5qvl/s）58、圆管直径d=15cm，平均流速v=1.5m/s，水温t=18。C，=0.01062cm2/s，已知沿程阻力系数=0.03，试求粘滞底层厚度。若水流速度提高至3.0m/s，0如何变化？又若流速不变，管径增大到30cm，0又如何变化？(0=Re8.32d)（1)0=0.0134cm2)0=cm0067.03)0=cm0134.0）59、油的流量qv=7.7ml/s，通过直径d=6mm的细管，在l=2m长的管段两端装有水银压差计，压差计读数h=18cm，已知水银hg=133.38kN/m3，油的og=8.43kN/m3，求油的运动粘度。（/scm54.02）60、水平管直径d=100mm，管中装一蝶阀。为测定蝶阀的局部水头损失系数，在蝶阀前后设有U形水银压差计，如图所示，当管中通过流量qv=15.7升/秒时，水银柱高差h=500mm，设沿程水头损失可以不计，求蝶阀在该开度时的局部水头损失系数。（09.3）61、适用时均流速分布的指数型公式nhyvv)(max，证明二元明渠流的动能校正系数为nn31)1(3。式中maxv为断面上时均最大流速，h为水深，y为从壁面到该点的距离，n为指数。62、证明在推导圆管突然扩大局部水头损失过程中，如果考虑壁面摩擦力(单位面积上的摩擦力为0)和沿程损失，所得结果与略去摩擦力和不计沿程损失的结果相同。63、若沿程水头损失系数被取值的误差为20，问当hf为常数时，相应计算出的流量误差有多大？（10%）64、某灌溉系统的塑料管道，管径d=50mm，管长l=5m。已测得20秒内出口出水量为200升，管道首末测压管水头差为0.5m，求管道糙率n和相应的沿程水头损失系数。（00849.0；005.0n）65、图示管道出口段长l=10m，直径d=0.1m，通过密度=1000kg/m3的流体，流量qv=0.02m3/s。已知h=0.2m，hm=0.1m，Hg=13.6，求：1)管道壁面切应力w；2)该管段的沿程水头损失系数。（2N/m97.25；0.032）66、某管道的直径mmd100，通过流量smQ/004.03的水，水温为200C；该管通过相同流量的重燃油，其运动粘度sm/105.124，试判断以上两种情况的流态。67、有一梯形断面的排水沟，底宽cmb70，断面的边坡系数为1：1.5（如图示）。当水深cmh40，断面平均流速scm/0.5，水温为200C，试判别水流流态。如果水温和水深都保持不变，问断面平均流速减到多少时水流方为层流？（Vmax=0.21cm/s）68、有一送风系统，输送空气的管道直径mmd400，管内的断面平均流速sm/12，空气温度为100C。试判断空气在管内的流动形态。如果输气管的直径改为100mm，求管道内维持紊流时的最小断面平均流速。（vC=0.282m/s）69、在水深为h的宽矩形明槽中，水流维持恒定均匀紊流，利用紊流普适流速分布律公式（4-2-23）推导宽矩形明槽断面平均流速的表达式/uvumax，并计算水面以下何处的时均点流速等于其断面平均流速。70、用高灵敏度的测速设备测得水流中A点的纵向和垂向的瞬时速度xu和yu，见下表，表中数据是每隔0.5s测得的结果。断面平均流速为2.02m/s，试计算该点的（1）时均流速xu和yu；（2）纵向和垂向的相对紊动强度；（3）紊动附加切应力'yx。如果A点的流速梯度sdyudy/26.0，求A点的混合