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文本内容:
考核方式闭卷考试草纸一张、允许带计算器备注题号四五弋七八九十总分分数20103040得分黏性流体管内流动得分阅卷人
一、单选题(每题2分,共计20分)
1.已知有压管路突然扩大前后管段的管径之比4/必=
0.5,则相应的雷诺数之比A.1/4B.1/2C.1D.
22.若圆管内水流为层流运动,则有(oRe\!Rei-C.575D.-^-2300B.-^2300Ttdv Ttdv兀
3.层流的沿程水头损失加与断面平均流速u的()次方成正比oA.
1.
55.紊流的运动的要素在时间和空间上都具有(o
4.在圆管层流中,断面上最大流速〃max与断面平均流速U之比max/k(A.均匀性B.非均匀性C.脉动性D.稳定性
6.从本质上讲,紊流应属于(oA.恒定流B.非恒定流C.均匀流D.渐变流
7.若在同一等径长直管道中用不同流体进行实验,当流速相等时,其沿程水头损失加在()是相同的OA.层流区B.紊流光滑区C.紊流过渡区D.紊流粗糙区
8.已知某圆管流动的雷诺数^=2000,则该管的沿程阻力系数加(o
9.突然扩大管段的局部水头损失/2尸()oA匕一%R V12-v22D Y+片cA.--------D•-----------c.---------------------------u.-----------2g2g2g2g
10.已知输油管直径d=250mm,长度L=8000m,油的密度夕=850kg/rrP,运动黏度U=
0.2cm2/s,通过流量⑺=
0.5L/S,则过流断面上的最大流速Mmax=cm/So得分阅卷人二判断题,对的打J、错的打X(每题
2.5分,共计10分)
1.在流量仇一定条件下,雷诺数随着管径d的增大而增大()
2.不管是层流还是紊流,其运动要素在时间和空间上都具有脉动性()
3.在过流断面上,圆管层流流速成对数曲面分布,而圆管紊流流速则呈旋转抛物面分布()
4.对于圆管层流,沿程水头损失4=4,二8一()d2g得分阅卷人
1.圆管中层流与紊流,其流速分布有何不同
2.层流和紊流的内部切应力有何不同
3.1904年,普朗特提出的附面层概念指的是什么?它对流体力学的研究有何意义?得分阅卷人
四、计算题(每题10分,共计40分)
1.石油在冬季时的运动黏性系数为vi=6xl0-4m2/s;在夏季时,V2=410-5m2/So有一X条输油管道,直径用
0.4m,设计流量为Q=
0.18m3/s,试求冬、夏季石油流动的流态2,设4种流体分别在直径为d=50mm的圆管中流动,若保证各管的流态为层流,试求各管所允许的最大流量Q这4种流体的运动黏性系数分别为润滑油v=104m2/s,汽油v=
0.884xl0-6m2/s,水y=l-6m2/s,空气片
1.5x1m2/s
3.动力黏性系数〃=
0.072kg/m.s的油在管径七
0.1m的圆管中作层流运动,流量Q=3xl0-3m3/s,试计算管壁的切应力TOO
4.如图所示,密度=920kg/n的油在管中流动用水银压差计测量长度/=3m的管Q流的压差,其读数为A〃=90mm已知管径d=25mm,测得油的流量为0=
4.5x10-4n/s,试求油的运动黏性系数
一、单选题(每题2分,共计20分)l.D
2.C
3.A
4.B
5.C
6.B
7.D
8.A
9.B
10.C二判断题,对的打J、错的打x(每题
2.5分,共计10分)
1.X
2.X
3.X
4.X
三、问答题(每题10分,共计30分)
1.答层流时,过流断面流速按抛物线分布;紊流时,过流断面上流速按对数规律分布
2.答圆管均匀流片乙金,明渠均匀流「=[1-层流黏滞切应力由流层间的相对运动所引起,有4必dy紊流时均切应力Z由两部分组成3三其中,第一部分为由相邻两层流间时间平均流速相对运动所产生的黏滞切应力1;第二部分为纯粹由脉动流速多产生的附加切应力
13.答在大雷诺数下,紧靠物体表面流速从零急剧增加到与来流速度相同数量级的流体薄层为附面层,也称边界层附面层概念的意义在于合理地推翻并解释了达朗贝尔佯谬,奠定了流体力学后续研究的基础,使得对非理想流体流动的研究成为可能
四、计算题(每题10分,共计40分)
1.解临界雷诺数=2320,现计算管流的雷诺数V=Q/A=1A324m/svi=6xl0-4m2/s,Re\=Vd/v\=955V2=410-5m2/s,Rei-Vd/vi-14324X可见,在冬季,流态为层流,在夏季则为紊流
2.解当流量最大时,管流雷诺数应达到%=2320,因为Re=四=4所以v nd~vQ=Re等润滑油Qmax=
9.11xl0-3m3/s汽油Qmax=
8.054xl0-5m3/s将流体的运动黏性系数代入,便可得到流量这4种流体的最大流量分别为空气Qmax=
1.367xl0-3m3/s
3.解:管流的黏性切应力的计算式为Qmax=
9.11X10-5m3/sduT--LI——dr在管流中,当一增大时,速度减小,速度梯度为负值,因此上式使用负号r2\u=2V1-2r’07圆管层流的速度分布为du=-uTO=4J——dr『外式中,V是平均速度;川是管道半径由此式可得到壁面的切应力为由流量和管径d算得管流平均速度,代入上式可算出工oV=g=
0.382m/snd2V〃一=r=
42.2Pa,%
4.解V=-=
0.9167m/s71d2Pg\P7式中,“=13600kg/n是水银密度;〃产是油的密度代入数据,算得
1.2404moI V2利用表达式岳=4,二算得2=
0.2412假设管流为层流,2=64/Re,因此d2gRe=64=
265.31可见油的流动状态确为层流由于Re=Vd/v,因此v=Vd/Re=
8.637x10-52/m s。