水力学1第二次作业 (2).ppt

'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：当t＝20℃时，ע＝0.0101cm2/s故渠道流态为紊流明渠 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 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=？ 3－5解：（1）单位宽度明渠通过得流量为断面平均流速:（2）当ux＝v时，即 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？ 3-7试求前题圆管中，通过的流量为5000cm/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？ 解：（1）当故水流为紊流 判别紊流属于何区与假设基本符合 （2）当 且属于过渡粗糙区故采用柯列布鲁克－怀特公式求λ与假设符合 （3）当 属于粗糙区，故采用尼库拉兹公式求出的λ值与假设相符合通过上述计算说明同一个管径的水管中流过不同的流量Q，其管壁可以是光滑区，或过渡粗糙区，也可以是粗糙区。 若l＝100m，求hf（1）（2） （3） 3-8为了测定AB管段的沿程阻力系数λ值，可采用如图所示的装置。已知AB段的管长l为10m，管径d为50mm。今测得实验数据：（1）A、B两测压管的水头差为0.80m，（2）经90秒钟流入量水箱的水体积为0.247m3。试求该管段的沿程阻力系数λ值。 3－8解：流量 3-10为测定90°弯管的局部水头损失系数ζ值，可采用如图所示的装置。已知AB段管长l为l0m，管径d为50mm，该管段的沿程阻力系数λ为0.03，今测得实验数据：（1）A、B两测压管的水头差为0.629m（2）经2分钟流入量水箱的水量为0.329m3。试求弯管的局部水头损失系数ζ值。 3－10解：流量已知即 3-11如图所示，水从水箱A流入水箱B，管路长l为25m，管径d为25mm，沿程阻力系数λ为0.03，管路中有两个90°弯管(d/p)=1及一个闸板式阀门(a/d)=0.5，当两水箱的水位差H为1.0m时，试求管内通过的流量为若干？x出x出x进x出x阀x弯x弯 3-11解：以B水箱的水面为基准面，列1－1，2－2断面的能量方程由书中表3.3得： 3.12水平突然扩大管路，如图所示，已知：直径d1=5cm，直径d2＝10cm，管中流量Q＝20l/s，试求：U形水银比压计中的压差读数Δh。 3－12解：以管轴中心线为基准面，写1－1，2－2断面的能量方程1122NNABCD 其中N-N为等压面，得：又（1）（2）由（1）（2）式：得'