选择题（单选题）1.水在垂直管内由上向下流动，测压管水头差h，两断面间沿程水头损失，则：（a）（a）hf=h；（b）h f=h+l；（c）h f=l－h；（d）h f=l。

2.圆管流动过流断面上切应力分布为：（b）（a）在过流断面上是常数；（b）管轴处是零，且与半径成正比；（c）管壁处是零，向管轴线性增大；（d）按抛物线分布。

3.圆管流的雷诺数（下临界雷诺数）：（d）（a）随管径变化；（b）随流体的密度变化；（c）随流体的黏度变化；（d）不随以上各量变化。

4.在圆管流中，紊流的断面流速分布符合：（d）（a）均匀规律；（b）直线变化规律；（c）抛物线规律；（d）对数曲线规律。

5.在圆管流中，层流的断面流速分布符合：（c）（a）均匀规律；（b）直线变化规律；（c）抛物线规律；（d）对数曲线规律。

6.半圆形明渠半径r0=4m，水力半径为：（c）（a）4m；（b）3m；（c）2m；（d）1m。

7.变直径管流，细断面直径为d1，粗断面直径d2=2d1，粗细断面雷诺数的关系是：（d）（a）Re1=0.5 Re2；（b）Re1= Re2；（c）Re1=1.5 Re2；（d）Re1=2 Re2。

8.圆管层流，实测管轴线上流速为4m/s，则断面平均流速为: （c）（a）4 m/s；（b）3 .2m/s；（c）2 m/s；（d）1 m/s。

9.圆管紊流过渡区的沿程摩阻系数λ：（c）（a）与雷诺数Re有关；（b）与管壁相对粗糙k s/d有关；（c）与Re及k s/d有关；（d）与Re和管长L有关。

10.圆管紊流粗糙区的沿程摩阻系数λ：（b）（a）与雷诺数Re有关；（b）与管壁相对粗糙k s/d有关；（c）与Re及k s/d有关；（d）与Re和管长L有关。

11.工业管道的沿程摩阻系数λ，在紊流过渡区随雷诺数的增加：（b）（a ）增加；（b ）减小；（c ）不变；（d ）不定。

计算题【6.12】水管直径d =10cm ，管中流速v =1m/s ，水温为10℃，试判别流态。

又流速等于多少时，流态将发生变化？解：查表得10°时水/s m 101.312-6⨯=ν230076341031.11.01vd Re 6>=⨯⨯=ν=- 为紊流m/s 30.01.023001031.1d Re v 6c c =⨯⨯=ν=-流速为0.30m/s 时流态将发生变化.【6.13】通风管径直径为250mm ，输送的空气温度为20℃，试求保持层流的最大流量。

若输送空气的质量流量为200kg/h ，其流态是层流还是紊流？（7.087L/s ；紊流） 解：查表得20°时空气/m 101.57 ,kg/m 20.12-53⨯=ν=ρsm/s 144.025.023001057.1d Re v 5c c =⨯⨯=ν=L/s ./s m ....dv Q 3c c 07700707042501431440422==⨯⨯==πc 3mv Q /s m ..Q Q >=⨯==046202013600200ρ为紊流【6.14】有一矩形断面的小排水沟，水深15cm ，底宽20cm ，流速0.15m/s ，水温10℃，试判别流态。

解：查表得10°时水/s m 101.31 2-6⨯=νcm h b bh R 61522015202=⨯+⨯=+=57568701031.106.015.0vR Re 6>=⨯⨯=ν=- 为紊流 【6.15】输油管的直径d =150mm ，Q =16.3m 3/h ，油的运动粘度ν=0.2cm 2/s ，试求每公里管长的沿程水头损失。

解：m 2563.0360015.014.33.164d Q 4v 22=⨯⨯⨯=π=1922102.015.02563.0vd Re 4=⨯⨯=ν=-0333.0192264Re 64===λ m .....g v d l h f 744061925630150100003330222=⨯⨯==λ【6.16】应用细管式粘度计测定油的粘度。

已知细管直径d =8mm ，测量段长l =2m ，实测油的流量Q =70cm 3/s ，水银压差计读值h p =30cm ，油的密度ρ=901kg/m 3。

试求油的运动粘度ν和动力粘度μ。

（0.743cm 2/s μ=8.56×10-6m 2／s ） 解：列细管测量段前后断面（1、2）伯努利方程，化简m ..h g p g p h p m f 23430190113600111=⨯⎪⎭⎫⎝⎛-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-=ρρρρ设为层流 s /m ..d Q v 3910080107044262=⋅⨯⨯==-ππgv d l vd g v d l Re h f 26426422υ==s m .....lv gd h f 2522109823912640080892234642-⨯=⨯⨯⨯⨯⨯==υs Pa ..⋅=⨯⨯==-026850109829015ρυμ1.3731098.2008.039.1vd Re 5=⨯⨯=υ=-＜2300层流，计算成立。

【6.17】为了测定圆管内径，在管内通过运动粘度ν为0.013cm 2/s 的水，实测流量为35cm 3/s ，长15m 管段上的水头损失为2cm 水柱，试求此圆管的内径。

（1.94cm ） 解：先按层流计算,由泊肃叶公式408πr μρgJ Q =得 cm ...gh Ql gJ Q r f 970298014315003501308884440=⨯⨯⨯⨯⨯===πνπρμ cm .r d 94120==检验是否为层流2300176994114301303544<=⨯⨯⨯===...d Q vdRe νπν是层流,说明计算正确【6.18】油管直径为75mm ，已知油的密度为901kg/m 3，运动粘度为0.9cm 2/s 在管轴位置安放连接水银压差计的皮托管，水银面高差h p =20mm ，试求油的流量。

（5.19L/s ；） 解：皮托管测定的是管轴处的速度m/s ..)(.h )(g upp35202019011360061912=⨯-⨯=-=ρρ 以管轴处速度为特征流速计算雷诺数2300195810907503525<=⨯⨯==-..udRe ν流动是层流m/s .uv 17512==L/s ./s m ....dv Q 3195005190407501431751422==⨯⨯==π【6.19】自来水管长600m ，直径300mm ，铸铁管道，通过流量60m 3/h ，试用穆迪图计算沿程水头损失。

（0.176m ）解：铸铁管道，取ks=1.25mm （平均值）31014300251-⨯==..d k s m/s .../d Q v 2360301433600604422=⨯⨯==π 46104510311302360⨯=⨯⨯==-....vdRe ν查穆迪图得0310.=λm .....g v d l h f 17606192360306000310222=⨯⨯==λ【6.20】钢筋混凝土输水管直径为300mm ，长度为500m ，沿程水头损失为1m ，试用谢才公式求管道中流速。

（0.59m/s ） 解：查表，取n=0.135m .dR 07504== 00205001.l h J f ===1048161.R nC /==管中流速m/s .RJ C v 590==【6.21】矩形风道的断面尺寸为1000mm ×600mm ，空气流量为4200m 3/h ，空气密度为1.11kg/m 3 ，测得相距12m 的两断面间的压强差为31.6N/m 2。

试求风道的沿程摩阻系数。

（0.0144） 解：m/s .../A Q v 2166021*********=⨯==m .)..(..R d e 8060212602144=+⨯⨯==得由2e v 21d l p ρλ=∆ 014502161115063112802122......v p l d e =⨯⨯⨯=∆=ρλ【6.22】圆管和正方形管道的断面面积、长度和相对粗糙都相等，且通过流量相等。

试求两种形状管道沿程损失之比。

（1）管流为层流；（2）管流为紊流粗糙区。

（(1)0.785；(2)0.886）解：πAd ,A AA d e 244===圆方 (1) 层流v gdlh f 232ρμ=7850422.d d h h e e f f ===π圆方方圆 (2) 紊流gv d l h f 22λ=88604.d d h h e e f f ===π圆方方圆 【6.23】输水管道中设有阀门，已知管道直径为50mm ，通过流量为3.34L/s ，水银压差计读值∆h=150mm ，沿程损失不计，试求阀门的局部损失系数。

（12.83） 解：m/s ....d Q v 70210501430033404422=⨯⨯==π79126121507021619222.....h v g j =⨯⨯==ζ【6.24】水箱中的水通过等直径的垂直管道向大气流出。

如水箱的水深H ，管道直径d ，管道长L ，沿程摩阻系数为λ，局部损失系数为ζ，试求在什么条件下，流量随管长的增加而减小？ 解：由伯努利方程得gv g v d l g v l H 222222ζλ++=+22211212)dl ()d H(g l d )v (d d l )l H (g v λζλζλζ++-+=⇒+++= 当02<ld )v (d 时，管中流速随管长增加而减小，因管直径不变，流量也随管长增加而减小，即λζλζd)(H dH+>⇒<-+101时流量随管长的增加而减小【6.25】用突然扩大使管道流速由v1减到v2，若直径d1及流速v1一定，试求使测压管液面差成为最大的v2及d2是多少，并求最大h 值。

（H>(1+ζ)d/λ） 解：由伯努利方程得g)v v (g v h g v 2222212221-++= 由连续性方程得122212v d d v =)d d 1(d d g v ])d d 1(d d 1[g 2v h 222122212122221424121-=---=⇒01d d 20)d (d )h (d 22212=-⇒=由 12d 2d = g4v h 21max =【6.26】水箱中的水经管道出流，已知管道直径为25mm ，长度为6m ，水位H=13m ，沿程摩阻系数为λ=0.02，试求流量及管壁切应力τ。

（3.12L/s ；101.12N/m 2） 解：由伯努利方程得g2v d l g 2v g 2v H 222λ+ζ+=进m/s 36.6025.0602.05.01136.19dl 1gH 2=⨯++⨯=λ+ζ+进流量：L/s 12.3/s m 00312.04025.014.336.64d v Q 322==⨯⨯=π=65.16.1936.6025.0102.0g 2v d 1l h J 22f =⨯⨯=λ==Pa 1.10165.14025.08.91000gRJ 0=⨯⨯⨯=ρ=τ 【6.27】水管直径为50mm ，1、2两断面相距15m ，高差3m ，通过流量Q=6L/s ，水银压差计读值为250mm ，试求管道的沿程摩阻系数。