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时间:2019-05-27
《3第三章液流型态及水头损失》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第三章习题解答•3-1当输水管的流量一定时,随管径的加大,雷诺数是加大还是减少?其原因何在?•解:QQ•当流量Q一定时v==2A0.785dvdQR==eυ0.785dυ•由上式可看出Re与d成反比,故d增大,Re减小www.aidaan.cn爱答案学习资源网•3-2有一输水管,水流流速为1.0m/s,水温为20℃,管径为200mm,试判断其流动型态。•解:•当T=20℃时ע=0.0101cm2/svd10020×R===198019.8>2000eυ0.0101•故管中水流为紊流www.aidaan.cn爱答案学习资源网
2、•3-3一矩形渠道,底宽为200cm,水深为15cm,若水流流速为0.5m/s,水温为20℃,试判断其流动型态。•解:Ab⋅hRc===13.04mxbh+2•当t=20℃时,ע=0.0101cm2/svRR==64554>500eυ•故渠道流态为紊流www.aidaan.cn爱答案学习资源网3-4有一圆管,其直径为10cm,通过圆管的水流速度为2m/s,水的温度为20℃,若已知λ为0.03,试求粘性底层的厚度。解:粘性底层厚度328.dδ=oReλ200×1R==200000e.001328.×10δ==.00096cm
3、owww.aidaan.cn200000.003爱答案学习资源网•3-5某二元明渠均匀流的流速分布规律为,如图所示。•(1)断面平均流速v与表面流速u0的比值是多少?•(2)求流速分布曲线上与断面平均流速相等的点的位置,即ym=?y2uu=−[1()]x0hwww.aidaan.cn爱答案学习资源网•3-5解:•(1)单位宽度明渠通过得流量为hhy2qu==−dyu[1()]dy∫∫x000h•断面得平均流速qyuh02vd==∫[1()]−yhh0hu22h0=⋅=u0www.aidaan.cnh33爱答案学习资源网•(
4、2)•当ux=v时,即2ym2uu=−[1()]003h2ym2=−[1()]3h3yhh=≈0.577m3www.aidaan.cn爱答案学习资源网3.6有一直径为25cm的圆管,内壁粘贴有Δ为0.5mm的沙粒,如水温为10℃,问流动要保持粗糙区最小流量需要若干?并求出此时管壁上切应力τ0为多大?Δ解:粗糙区的水流应满足:>6,δ032.8d其中粘性底层厚度δ=0Reλ粗糙区内的沿程阻力系数为:11λ===.0023422⎡www.aidaan.cn⎛d⎞⎤⎡⎛250⎞⎤⎢2lg⎜7.3⎟⎥⎢2lg⎜7.3×⎟⎥⎣⎝Δ⎠
5、⎦⎣⎝5.0⎠⎦爱答案学习资源网在最小流量时取:vdQ4QΔRe=,v==24ΔλQ=6⎯⎯→⎯υ⎯A⎯π⎯d=62δ32.8υπd026×32.8υπd10oC=0.0131cm2/s∴Q=⎯水温为⎯→⎯⎯时,⎯υ⎯⎯⎯⎯4Δλ26×32.8×0.0131×3.14×253Q==165374cms/4×0.05×0.02343=.01654ms/此时,管壁上的切应力为:2λ2.00234⎛4×0.1654⎞τ0=ρwww.aidaan.cnv=×1000×⎜2⎟88⎝3.14×0.25⎠2≈33.24N/m爱答案学习资源
6、网•3-7试求前题圆管中,通过的流量为5000cm3/s,20000cm3/s,200000cm3/s时,液流型态各为层流还是紊流?若为紊流应属于光滑区、过渡粗糙区还是粗糙区,其沿程阻力系数各为若干?若管段长度为100m,问沿程水头损失各为若干?www.aidaan.cn爱答案学习资源网•解:3•(1)当Qc=5000m/s2Ac=490m5000vc==10.2m/s490vd10.225×R===19450>2000eυ0.0131•故水流为紊流www.aidaan.cn爱答案学习资源网•判别紊流属于何区设λ=0.02
7、8求层流底层δ032.8dδ==0.25cm0RλeΔ0.05==<0.20.3故属于光滑管区δ0.250采用伯拉修斯公式求:λ5Q4000<2000水流为紊流eυ0.0131设λ=0.026求层流底层δ032.825×δ==0.0647cm0782000.026Δ0.05==www.ai
8、daan.cn0.775δ0.06470爱答案学习资源网6Q3000<
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