《冶金传输原理》期末复习试题及答案3B黏性流体管内流动.docxVIP

得分阅卷人D.Re,Fr,Nd

得分阅卷人

D.Re,Fr,Nd

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一单选题（每题2分，共计20分）

.下列关于流体切应力的表述中，正确的为（）o

A.层流的切应力取决于流体微团在流层间跃移的状态

B.紊流切应力的时均值只与时均流速梯度有关

C.无论是层流还是紊流，其切应力均与流速分布有关

D.A、B、C、均不正确

.根据尼古拉兹实验成果知，紊流过渡区的沿程阻力系数4与（）有关。X.Re B.A/d C.Re,A/d

.当流动处于（）时，其沿程水头损/Zf~沙75。

D.紊流粗A.层流区 B.紊流光滑区 C.

D.紊流粗

糙区

.对于圆管均匀流，其管壁切应力国=（）o

A.—pv2 B.—v2

8 8 V8

.圆管层流的断面流速为（）分布。

D.对数A.线性 B.旋转抛物面 C.

D.对数

曲面

.黏性底层的厚度应随着（）的增加而增加。

D.\/ReA.沿程阻力系数A B.断面平均流速vC.雷诺数

D.\/Re

.工业管道的沿程阻力系数九在紊流过渡区随着雷诺数Re的增加而（）o

A.增加 B.保持不变 C.减少 D.趋于0.5

.层流与紊流的动能修正系数之比a层流/q素流（）lo

A. B.= C. D.七

.已知如图所示排水管的断面平均流速v=2.0m/s,则管道出水口的局部水头损失

h尸（ ）m。

￥~

02

.边界层是指壁面附近（）的薄层。

A.流速很大 B.流速梯度很大 C.黏性影响很小 D.绕流阻力很小

得分

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二、判断题，对的打J、错的打X（每题2.5分，共计10分）

1.若流动的沿程水头损失小8^75,则该流动必处于紊流粗糙区。（）

.同一管道的层流底层厚度随着雷诺数a的增加而增厚。（）

.工业管道的沿程阻力系数2在紊流过渡区随着雷诺数Re增加而增加。（）

.如图所示管流流入水池，已知管流流速v=3.5m/s,则管道出口后的局部水头损

2 S

失4=0.5L=0.3125m。（ ）

2g

得分

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三、问答题（每题10分，共计30分）

.简述层流与紊流。

.简述水力光滑管和水力粗糙管。

.简述黏性流体绕流物体时产生阻力的原因。如何减小阻力?

得分

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四、计算题（每题10分，共计40分）

1.用一条长/=12m的管道将油箱内的油送至车间。油的运动黏性系数为vMxlO-5m2/s,设计流量为0=2x1（y5m3/s,油箱的液面与管道出口的高差为/?=1.5m,试求管径de

2,用如图所示的U形压差计测量弯管的局部水头损失系数7。已知管径仁。.25m,水流量Q=0.04m3/s,U形管的工作液体是四氯化碳，密度为p=1600kg/n?,U形管左右两侧液面高差A/z=70mm,求

3,有一条虹吸管，如图所示，己知/i=30m,/2=35m,H\=2.5m,“2=3m沿程水头损失系数2=0.024,局部水头损失系数。=8.5,0=3设计流量。=0.016n?/s,试求直径d的值以及虹吸管最高处的真空压强是多少。

4.考虑黏性管流。（1）黏性流体在管道半径为R的无限长圆管中作定常流动，试求速度分布；（2）黏性流体在半径分别为a和8S＞。）的管壁之间的环形管中作定常流动，求速度分布。

一、单选题（每题2分，共计20分）

11.C12.C13.B 14.A15.B16.D17.C18.C19.B20.B

二判断题，对的打J、错的打X（每题2.5分，共计10分）

X2.X3.X4.X

三、问答题（每题10分，共计30分）

.答：①层流：流体质点平行向前推进，分层之间无掺混。主要以黏性力为主,表现为质点的摩擦和变形。②紊流：单个流体质点无规则的运动，不断掺混、碰撞，整体以平均速度向前推进。主要以惯性力为主，表现为质点的撞击和掺混。

.答：流动状态为紊流时，其边界层存在层流底层，该层的厚度5极小，只有毫米级的尺度，实际管道内壁面的峰与谷间的平均距离称为管壁绝对粗糙度￡。

若3X,管壁绝对粗糙度￡完全淹没在层流底层5中，因此8对紊流核心的影响很小，管道中这种流动称为水力光滑。

若 管壁绝对粗糙度￡完全暴露在层流底层5之外，具有一定速度的流

体质点对壁面凸出部位产生冲击，该部分得流体因此产生激烈的速度改变，管道中的这种流动称为水力粗糙。

.答：①原因主要在于，阻力有两部分，一部分是由于黏性产生切应力形成的摩擦阻力，另一部分是由于边界层分离产生压强差形成的压差阻力。②减小阻力是把物体作为流线型，使分离点后移，甚至不发生分离，可减小绕流阻力。

四计算题（每题10分，共计40分）

“F IV2

1.斛：h-A,

d2g

设油的流动状态为层流，2=64/Re