1、水力学（流动阻力与水头损失）模拟试卷 1 及答案与解析1 某管道的直径 d=100mm，(1) 当通过流量 Q=0004m 3s 、水温为 20时，其流态为层流还是紊流?(2)若通过相同流量、运动黏度为 v=1510 -4m2s 的重燃油，其流态为层流还是紊流?2 有一梯形断面的排水沟，底宽 b=70cm，断面的边坡系数为 1：15(图 41)。当水深 h=40cm，断面平均流速 v=50cms，水温为 20，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?3 有一送风系统，输送空气的管道直径 d=400mm，管内的断面平均流速v=12ms ，空气温度为 10。
2、试判断空气在管内的流动型态。如果输气管的直径改为 100mm，求管道内维持紊流时的断面平均流速。4 有一供实验用的圆管，直径为 15mm，今进行沿程水头损失试验，量测段管长为40m，试问：(1)当流量 Q=000002m 3s 时，水流所处的流态，并计算该量测段的沿程水头损失；(2)当水流处于由紊流至层流的临界转变点时，量测段的流速和沿程水头损失各为多少?设水温为 40。5 直径 d=300mm 的管道长 L=5km，输送重度 =966kNm 3 的重油，其重量流量G=2373kNh(h 为小时)，试计算油温从 t1=10(运动黏度 v1=25cm2s)变到t2=40“C(v2=15cm 2s
3、)时，管道损失功率的变化。6 半径 t0=150mm 的输水管在水温 t=15下进行试验，所得数据为断面平均流速v=30m s 及沿程水头损失系数 =0015。(1)求 r=05r 0 和 r=0 处的切应力；(2)如果流速分布曲线在 r=05r 0 处的时均流速梯度为 434s ，求该点的黏性切应力和紊流附加切应力。7 有 3 个管道，其断面形状分别为如图 42 所示的圆形、正方形和矩形，它们的过水断面积相等，水力坡度也相等。试求：(1)三者边壁上的平均切应力之比；(2)当沿程水头损失系数 相等时，三者的流量之比。8 若圆管紊流光滑区的流速分布服从指数规律 。推导动能修正系数 和动量修正系数
4、 的计算公式。9 有甲乙两输水管，甲管直径为 200mm，当量粗糙度为 086mm，流量为000094m 3s；乙管直径为 40mm，当量粗糙度为 019mm，流量为00035m 3s，水温为 15，试判别两根管中水流处于何种流区。如果处于水力光滑区请用布拉休斯公式计算 ；如果处于过渡区可先用 Jain 公式计算 ，最后计算两管的水力坡度 J。10 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。 ( )（A）正确（B）错误11 圆管紊流的动能校正系数大于层流的动能校正系数。 ( )（A）正确（B）错误12 紊流中存在各种大小不同的涡体，而层流中不会存在涡体。 ( )（A）正
5、确（B）错误13 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。 ( )（A）正确（B）错误14 谢才公式既适用于无压明槽流，也适用于有压管流。 ( )（A）正确（B）错误15 临界雷诺数随管径增大而增大。 ( )（A）正确（B）错误16 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。 ( )（A）正确（B）错误17 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。 ( )（A）正确（B）错误18 雷诺数可以反映惯性力与黏性力之比。 ( )（A）正确（B）错误19 液体的黏性是引起液流水头损失的根源。 ( )（A）正确（B）错误20 不论是均匀层流或均匀紊
6、流，其过水断面上的切应力都是按线性规律分布的。 ( )（A）正确（B）错误21 公式 =RJ 既适用于管流，也适用于明渠水流。 ( )（A）正确（B）错误22 在逐渐收缩的管流中，管径沿程减小，则雷诺数沿程减小。 ( )（A）正确（B）错误23 管壁光滑的管子一定是水力光滑管。 ( )（A）正确（B）错误24 在恒定紊流中时均流速不随时间变化。 ( )（A）正确（B）错误25 恒定均匀流中，沿程水头损失，总是与流速的平方成正比。 ( )（A）正确（B）错误26 黏性底层的厚度沿流程增大。 ( )（A）正确（B）错误27 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。 ( )（
7、A）正确（B）错误28 当管径和流量一定时，黏度越小，越容易从层流转变为紊流。 ( )（A）正确（B）错误29 有一管流，属于紊流粗糙区，其黏滞底层厚度随液体温度升高而减小。 ( )（A）正确（B）错误30 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。 ( )（A）正确（B）错误31 沿程水头损失系数总是随流速的增大而增大。 ( )（A）正确（B）错误32 边界层内的流动也有层流与紊流之分。 ( )（A）正确（B）错误33 雷诺数 Re 很大时，在紊流核心区中，切应力中的黏滞切应力可以忽略。 ( )（A）正确（B）错误三、单项选择题下列各题的备选答案中，只有一个是符合题意的。34 其
8、他条件不变，层流内摩擦力随压力的增大而_。 ( )（A）增大（B）减小（C）不变（D）不定35 其他条件不变，液体雷诺数随温度的增大而_。 ( )（A）增大（B）减小（C）不变（D）不定36 谢才系数 C 与沿程水头损失系数 的关系为_ 。 ( )（A）C 与 成正比（B） C 与 1 成正比（C） C 与 2 成正比（D） 正比37 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_。 ( )（A）Q AQ B（B） QA=QB（C） QAQ B（D）不能确定大小38 圆管紊流附加切应力的最大值出现在_。 ( )（A）管壁（B）管中心（C）管中心与管壁之
9、间（D）无最大值39 黏性底层厚度 随 Re 的增大而_。 ( )（A）增大（B）减小（C）不变（D）不定水力学（流动阻力与水头损失）模拟试卷 1 答案与解析1 【正确答案】 【知识模块】 流动阻力与水头损失2 【正确答案】 【知识模块】 流动阻力与水头损失3 【正确答案】 维持紊流时的断面平均流速：【知识模块】 流动阻力与水头损失4 【正确答案】 (1)断面平均流速 运动黏度v=1572210 -6(m2s)。(2)当水流从紊流转为层流时，Re=2000。【知识模块】 流动阻力与水头损失5 【正确答案】 N1=Qhf1=96600 0683 438=288982(W)289(kW) N2=Q
10、hf2=966000683 263=17352(W)1735(kW)【知识模块】 流动阻力与水头损失6 【正确答案】 t=15 的水的 v=113910 -6m2s(1)r=0 处切应力 =0【知识模块】 流动阻力与水头损失7 【正确答案】 由面积相等， 得：【知识模块】 流动阻力与水头损失8 【正确答案】 【知识模块】 流动阻力与水头损失9 【正确答案】 【知识模块】 流动阻力与水头损失10 【正确答案】 A【知识模块】 流动阻力与水头损失11 【正确答案】 B【知识模块】 流动阻力与水头损失12 【正确答案】 B【知识模块】 流动阻力与水头损失13 【正确答案】 B【知识模块】 流动阻力与
11、水头损失14 【正确答案】 A【知识模块】 流动阻力与水头损失15 【正确答案】 B【知识模块】 流动阻力与水头损失16 【正确答案】 A【知识模块】 流动阻力与水头损失17 【正确答案】 B【知识模块】 流动阻力与水头损失18 【正确答案】 A【知识模块】 流动阻力与水头损失19 【正确答案】 A【知识模块】 流动阻力与水头损失20 【正确答案】 A【知识模块】 流动阻力与水头损失21 【正确答案】 A【知识模块】 流动阻力与水头损失22 【正确答案】 B【知识模块】 流动阻力与水头损失23 【正确答案】 B【知识模块】 流动阻力与水头损失24 【正确答案】 A【知识模块】 流动阻力与水头损
12、失25 【正确答案】 B【知识模块】 流动阻力与水头损失26 【正确答案】 B【知识模块】 流动阻力与水头损失27 【正确答案】 B【知识模块】 流动阻力与水头损失28 【正确答案】 A【知识模块】 流动阻力与水头损失29 【正确答案】 A【知识模块】 流动阻力与水头损失30 【正确答案】 B【知识模块】 流动阻力与水头损失31 【正确答案】 B【知识模块】 流动阻力与水头损失32 【正确答案】 A【知识模块】 流动阻力与水头损失33 【正确答案】 A【知识模块】 流动阻力与水头损失三、单项选择题下列各题的备选答案中，只有一个是符合题意的。34 【正确答案】 C【知识模块】 流动阻力与水头损失35 【正确答案】 A【知识模块】 流动阻力与水头损失36 【正确答案】 D【知识模块】 流动阻力与水头损失37 【正确答案】 C【知识模块】 流动阻力与水头损失38 【正确答案】 C【知识模块】 流动阻力与水头损失39 【正确答案】 B【知识模块】 流动阻力与水头损失
