水力學(xué)(流動阻力與水頭損失)-試卷

水力學(xué)〔流淌阻力與水頭損失〕-試卷1(總分：80.00，做題時間：90一、單項(xiàng)選擇題(總題數(shù)：7，分?jǐn)?shù)：14.00)單項(xiàng)選擇題以下各題的備選答案中，只有一個是符合題意的?！卜?jǐn)?shù)：2.00〕解析：如圖4-7所示，管道斷面面積均為A(相等)，斷面外形分別為圓形、方形和矩形，其中水流為恒定均勻流，水力坡度J一樣，則三者的邊壁切應(yīng)力τ 的相互關(guān)系如下，假設(shè)沿程阻力系數(shù)λ 三管道通過的流量的相互關(guān)系如下 道通過的流量的相互關(guān)系如下 。()〔分?jǐn)?shù)：2.00〕τ ＞τ ＞τ ，q ＞q >＞q √0圓 0方 0矩 v圓 v方 v矩τ ＜τ ＜τ ，q ＜q ＜q0圓 0方 0矩 v圓 v方 v矩τ ＞τ ＞τ ，q ＜q ＜q0圓 0方 0矩 v圓 v方 v矩τ ＜τ ＜τ ，q ＞q >＞q0圓 0方 0矩 v圓 v方 v矩解析：圓管均勻?qū)恿髋c圓管均勻紊流的 。()〔分?jǐn)?shù)：2.00〕斷面流速分布規(guī)律一樣斷面上切應(yīng)力分布規(guī)律一樣√D.水力坡度一樣解析：紊流內(nèi)部構(gòu)造分區(qū)的判別參數(shù)是 。()〔分?jǐn)?shù)：2.00〕B.管壁相對粗糙度C.黏滯底層厚度與管壁確定粗糙度之比√D.雷諾數(shù)解析：謝才系數(shù)C的量綱是 ()〔分?jǐn)?shù)：2.00〕A.LB.LC.L

1/2T-1T

-1 √1/2D.無量綱解析：兩管道的沿程水頭損失為 。()兩管道的沿程水頭損失為 。()〔分?jǐn)?shù)：2.00〕A.hB.h

＞hfA fB=hC.h

fA fB＜h √fA fBD.尚不能確定大小解析：邊界層的外邊界限可看成是 。()〔分?jǐn)?shù)：2.00〕A.一條流線B.一條跡線C.有旋流淌與有勢流淌的分界限√D.層流與紊流的分界限解析：二、填空題(總題數(shù)：5，分?jǐn)?shù)：10.00)填空題請完成以下各題，在各題的空處填入恰當(dāng)?shù)拇鸢浮！卜謹(jǐn)?shù)：2.00〕解析：圓管沿程水頭損失系數(shù)λ 的影響因素分別是 。層流λ=f()紊流光滑區(qū)λ=f()紊流過渡區(qū)λ=f(λ=f()〔分?jǐn)?shù)：2.00〕正確答案：(正確答案：Re、Re、Re，△／d、△／d)解析：推導(dǎo)管道突然擴(kuò)大的局部水頭損失系數(shù)ζ 公式時的假設(shè)條件有： ， , .〔分?jǐn)?shù)：2.00〕1)解析：在紊流光滑區(qū)，沿程水頭損失系數(shù)λ 與相對粗糙度無關(guān)的緣由是 ?！卜?jǐn)?shù)：2.00〕解析：紊流型態(tài)可分為3個流區(qū)，其判別標(biāo)準(zhǔn)是：光滑區(qū) ，過渡區(qū) ，粗糙區(qū) ?！卜?jǐn)?shù)：2.00〕正確答案：(正確答案：△＜0．4δ 、6δ ＞△＞0．4δ 、6δ ＜△)l l l l解析：三、計算題(總題數(shù)：28，分?jǐn)?shù)：56.00)3d=100mm，通過的流量均為Q=0．015m3／s，管長均為l=1000m，各管的當(dāng)量粗糙度分別為△=0．1mm，△=0．4mm，△=3mm，20℃，h，1 2 3 f〔分?jǐn)?shù)：2.00〕

和各管中損失的功率。*正確答案：(正確答案：t=20℃，v=1．003×10正確答案：(正確答案：t=20℃，v=1．003×10-6m2／s，平均流速=1．91

-6=190430≈1．9×105

，由柯列布魯克公式試算或查穆迪圖得：λ =0．057阻λλ2λ1h =λf2 2×1861=0．03×1861=55．83(m)，h×1861=0．03×1861=55．83(m)，h=0．057×1861=106．1(m)摩阻流速：損失功率：N1=γQhf=147×38．7=5689(W)=5．689(kW)N2=147×55．83=8207(W)=8．207(kW)，N3=147×106．1=15597(W)=15．597(kW))解析：有一梯形斷面的渠道，：底寬b=10mh=3m，1：1，渠道的粗糙系數(shù)(即糙率)n=0．02，通過的流量Q=39mA=h(b+mh)=3×(10+1×3)=39(mA=h(b+mh)=3×(10+1×3)=39(m2)這表示每公里長渠道上損

3／s，試求在每公里渠道長度上的水頭損失及沿程水頭損失系數(shù)。0．148m。0．148m。)d=500mm，當(dāng)量粗糙度△=0．6mm，管總長l=100m，直角進(jìn)口，閘閥的相對開度為，如圖4—3d=500mm，當(dāng)量粗糙度△=0．6mm，管總長l=100m，直角進(jìn)口，閘閥的相對開度為，90°R=2d90°R=2d20℃，0．5m3／s。求兩水池水面的高差H。局部水頭損失：ζ進(jìn)ζ進(jìn)=0．5，ζ=1．0水面高差：H=h =∑h+h =0．86+1．39=2．25(m))出 ω j f設(shè)計一給水管道，其直徑dl25％。兩種流區(qū)狀況分別推求兩種方案的流量比QⅡ(1)光滑管區(qū)時，(1)光滑管區(qū)時，所以有在光滑管區(qū)中，當(dāng)d，H，

／Q 。Ⅰvv)4—4l

=20m，管徑1d 1

2

=150mm0．6mm，河流水面與水泵進(jìn)口2水管的緩彎頭的局部水頭損失系數(shù)依次為ξ水管的緩彎頭的局部水頭損失系數(shù)依次為ξ1=0．2，ξ2=1．0，ξ3=6．0，ξ=0．3，水泵進(jìn)口斷46．0m20℃。正確答案：(正確答案：列河流至抽水機(jī)進(jìn)口之間的能量方程：正確答案：(正確答案：列河流至抽水機(jī)進(jìn)口之間的能量方程：λ：．先假定λ 位于阻力MoodyMoodyλ=0．0275)有一圓形斷面有壓隧洞，長l=200m，通過流量Q=700m

3／s，假設(shè)洞的內(nèi)壁不加襯砌，其平均直徑d1=7．8m，糙率n=0．033；假設(shè)用混凝土襯砌，則直徑d方案沿程水頭損失削減多少?〔分?jǐn)?shù)：2.00〕

=7．0m，糙率n=0．014；試問襯砌方案比不襯砌2d=7．0m，R=dd=7．0m，R=d／4=1．75m，n=0．014，不襯砌方案2222d=7．8m，R=1．95m，n=0．033，1 11用曼寧公式，謝才公式可以推導(dǎo)出：λ=78．4n2R-1/3λ2

2×(1．75)

-1/3

=0．01537×0．83=0．01275；λ 1

△h =hf f1—h =19．21—6．16=13．05(m))f2解析：4—5△=0．3mm，管徑d=200mmQ=0．06m

3／s，管的局部水頭損失相當(dāng)于多長管路的沿程水頭損失。90°45°折角彎頭，或者換為一個R=1m20℃。試求：(1)三種彎頭的局部水頭損失之比；(2)每個彎頭的局部水頭損失相當(dāng)于多長管路的沿程水頭損失。正確答案：(正確答案：dQ正確答案：(正確答案：dQ3相等，局部水頭損失取決于局部損失系數(shù)1j1 2h=2×0．35×0．1863=0．13(m)水頭損失之比為：hh=2×0．35×0．1863=0．13(m)水頭損失之比為：h：h：h=1．1：0．7：0．1316j2j1j2j3Moodyλ=0．023，折算成等值沿程水頭損失的等值長度用公式)流速由v1

變?yōu)関2

4—6段流速v取多大時，所產(chǎn)生的局部水頭損失最小?假設(shè)沒有承受兩次擴(kuò)大，則一次擴(kuò)大的水頭損失為多少?正確答案：(正確答案：兩次擴(kuò)大的總局部損失為正確答案：(正確答案：兩次擴(kuò)大的總局部損失為0，即：兩次擴(kuò)大的總局部損失為：其中每次的局部損失為：大的總局部損失為：其中每次的局部損失為：)直徑d=1cmv=0．4m／s20℃，試求：(1)小球受的阻力F；(2)s。〔分?jǐn)?shù)：2.00〕正確答案：(正確答案：依據(jù)圓球在水中的均勻沉降速度公式正確答案：(正確答案：依據(jù)圓球在水中的均勻沉降速度公式小球的比重)底寬與水深均為a的矩形斷面明渠和邊長為a們的邊壁切應(yīng)力之比τ ／τ ；再假定沿程水頭損失系數(shù)λ 亦一樣，求它們的流量之比Q ／Q 。1 2 1 2〔分?jǐn)?shù)：2.00〕正確答案：(正確答案：)正確答案：(正確答案：)hu=u[1y／h)2hu=u[1y／h)2u為外表流速。坐標(biāo)yμ、b、u為0 0 0，求：(1)斷面平均流速；(2)渠底切應(yīng)力?！卜?jǐn)?shù)：2.00〕正確答案：(正確答案：)正確答案：(正確答案：)如圖4-10所示，圓管中的流速分布為u=um

r／r0

為管中最大流速；r為管m 0mr與r 的比值。道半徑，r為任一液層處的半徑。試計算：(1)斷面平均流速mr與r 的比值。cp 0〔分?jǐn)?shù)：2.00〕正確答案：(正確答案：)正確答案：(正確答案：)L=500md=5mQ=200m3／sh758m。fλ。〔分?jǐn)?shù)：2.00〕正確答案：(正確答案：)正確答案：(正確答案：)4-11d=200mm，A、BL=2m，比壓計液面差△h=0．2m。油的重度γ 0

3。求：(1)A、B兩點(diǎn)之間的沿程水頭損失h 、Bf兩點(diǎn)的測壓管水頭差；(3)圓管邊壁的切應(yīng)力τ ，并繪出圓管斷面的切應(yīng)力分布圖。0〔分?jǐn)?shù)：2.00〕正確答案：(正確答案：)正確答案：(正確答案：)4-12l=2m，d=0．1m，ρ=1000kg／m

Q=0．02m

3／s，h=1．8m。求：(1)管道壁面切應(yīng)力τ ；(2)該管段的沿程水頭損失系數(shù)λ。ω〔分?jǐn)?shù)：2.00〕正確答案：(正確答案：)正確答案：(正確答案：)90°轉(zhuǎn)彎的管道，直徑d=100mml=10m，沿程水頭損失系數(shù)λ=0．037，轉(zhuǎn)彎的局部水ζ=0．29，現(xiàn)取消兩彎段，但管長和管段兩端的總水頭差均不變。問流量能增加百分之幾?〔分?jǐn)?shù)：2.00〕正確答案：(正確答案：)正確答案：(正確答案：)在直徑d=32mm3L／sv=30×10-2確定：(1)流淌狀態(tài)；(2)在此溫度下油的臨界速度?！卜?jǐn)?shù)：2.00〕

／s，試正確答案：(正確答案：)正確答案：(正確答案：)如圖4—13所示，用管徑d=75mm的管道輸送重油，γ 1

，運(yùn)動黏度v=0．9cm21計的畢托管，水銀液面高差h=20mm，求重油流量。γ =133．38kN／m31212〔分?jǐn)?shù)：2.00〕正確答案：(正確答案：)正確答案：(正確答案：)差計，壓差計讀數(shù)h =18cm，水銀γph=133．38kN／m3差計，壓差計讀數(shù)h =18cm，水銀γph=133．38kN／m3γ=8．43kN／m3，求油的運(yùn)動0黏度?！卜?jǐn)?shù)：2.00〕正確答案：(正確答案：)正確答案：(正確答案：)32.圓管直徑d=15cmv=15mst=18℃v=001062cm2sλ=003，〔分?jǐn)?shù)：2.00〕

如何變化?又假設(shè)流速不變，管徑增大到30cm，δ 又0 0正確答案：(正確答案：)正確答案：(正確答案：)計，求蝶閥在該開度時的局部水頭損失系數(shù)。水平管直徑d=100mmζ，在蝶閥前后設(shè)有U4—15Q=15．7L／sh=500mm，設(shè)沿程水頭損失可以不計，求蝶閥在該開度時的局部水頭損失系數(shù)?！卜?jǐn)?shù)：2.00〕正確答案：(正確答案：)正確答案：(正確答案：)4—16l=10m，直徑d=0．1m，通過重度γ=9800N／m3的流體，流量Q=0．02m3／h=0．2m，h =0．1m，γ =13．6γ，求：(1)管道壁面切應(yīng)力τ ；(2)該管段的沿程水頭損λλ?！卜?jǐn)?shù)：2.00〕正確答案：(正確答案：)正確答案：(正確答案：)某澆灌系統(tǒng)的塑料管道，管徑d=50mm，管長l=5m50s200L，管道首末測壓管0．5m，求管道糙率nλ?！卜?jǐn)?shù)：2.00〕正確答案：(正確答案：)正確答案：(正確答案：)〔分?jǐn)?shù)：2.00〕正確答案：(正確答案：)正確答案：(正確答案：)推求圓管和寬矩形明槽在層流流速分布條件下的動量修正系數(shù)α’?！卜?jǐn)?shù)：2.00〕正確答案：(正確答案：)正確答