水力学练习题第四章
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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、'
'y
u x u ρτ
-=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 ρτ= 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λ 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 λ1
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 qvA > qvB ; 2 qvA = qvB ; 3 qvA < qvB ; 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0τ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
τ0圆 τ0方 τ0矩 ,q v 圆 q v 方 q v 矩 ; 2 τ0圆 < τ0方 < τ0矩 ,q v 圆 < q v 方 < q v 矩 ; 3 τ0圆 τ0方 τ0矩 ,q v 圆 < q v 方 < q v 矩 ; 4 τ0圆 < τ0方 < τ0矩 ,q v 圆 q v 方 q v 矩 。
36 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 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 。
39、谢才系数 C 的量纲是:
1 L ;
2 1
2
1-T L ; 3 2
11
T L -; 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 ; 2 hfA hfB ; 3 hfA hfB ; 4 尚不能确定大小。
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y x u u ''-=ρτ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 ττ;再假定沿程水头损失系数 亦相同,求它们的流量之比 q v1/q v2。 (
3421=ττ; 3
2
q q 21=νν)
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 v 0 为表面流速。坐标 y 由液面铅直向下。若 、b 、v 0 为已知,求:(1) 断面平均流速; (2) 渠底切应力。 ((1)=v 0u 3
2
(2) 底 =h u 20μ )