雷诺数具有什么物理意义.doc

思 考 题 3.1 雷诺数具有什么物理意义？为什么可以起到判别流态（层流、紊流）的作用？试说明由层流向紊流过渡的物理过程。 3.2 层流及紊流各有什么特点？如何判别其流态？ 3.3 何谓“层流底层”？它与雷诺数有何关系？它的厚度对沿程水头损失有何影响？ 3.4 紊流中存在脉动现象，具有非恒定流性质，但又是恒定流，其中有无矛盾？为什么？ 3.5 试根据尼古拉兹试验说明影响沿程阻力系数的因素及又与谢齐系数之间有什么关系？试写出你所知道的计算的经验公式。 3.6 有一圆管如 3.1 图所示，长度 ，水头，沿程水头损失系数，流动处于阻力平方区（不计局部损失），现拟将管道延长（不变），试问水平伸长和转弯延长，哪一种布置流量较大？ 习 题 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？ 3.2 有一输水管，水流流速为1.0 m/s，水温为 20 ℃ ，管径为 200 mm，试判断其流动型态。 3.3 一矩形渠道，底宽为 200 cm ，水深为 15 cm，若水流流速为 0.5 m / s ，水温为 20℃，试断其流动型态。 3.4 有一圆管，其直径为 10 cm ，通过圆管的水流速度为 2 m / s ，水的温度为20℃，为0.03，试求粘性底层的厚度。 3.5 某二元明渠均匀流的流速分布规律为，如图所示。 （1）断面平均流速与表面流速的比值是多少？ （2）求流速分布曲线上与断面平均流速相等的点的位置，即？ 3.6 有一直径为 25 cm 的圆管，内壁粘贴有为0.5 mm 的砂粒，如水温为10℃，问流动要保持为粗糙区最小流量需要若干？并求出此时管壁上切应力为多大？ 3.7 试求前题圆管中，通过的流量为 5 000 cm3/ s，20 000 cm3/ s，200 000 cm3/ 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 100 m，问沿程水头损失各为若干？ 3.8 为了测定管段的沿程阻力系数值，可采用如图所示的装置。已知段的管长 为 10m，管径 为 50 mm。今测得实验数据： （1） 两测压管的水头差为 0.80 m ； （2）经 90 s 流入量水箱的水体积为 0.247 m3。试求该管段的沿程阻力系数值。 3.9 试求前题管段的谢齐系数值，并用曼宁公式求其粗糙系数值。 3.10 为测定90°扩弯管的局部水头损失系数值，可采用如图所示的装置。已知段管长为10 m，管径为50 mm，该管段的沿程阻力系数为0.03，今测得实验数据：（1） 两测压管的水头差为0.629 m ；（2）经 2 min 流人量水箱的水量为0.329 m3。试求弯管的局部水头损失系数值。 3.11 如图所示，水从水箱流人水箱，管路长为 25m，管径为 25 mm ，沿程阻力为0.03，管路中有两个90°弯管及一个闸板式阀门，当两水箱水位差为1.0 m 时，试求管内通过的流量为若干？ 3.12 水平突然扩大管路，如图所示，已知：直径5 cm，直径 10 cm ，管中流量20 L / s，试求：U形水银比压计中的压差读数。 3.13 一直径沿程不变的输水管道，连接两水池，如图所示，已知管道直径0.3 m，全管长 90 m，沿程阻力系数0.03，进口局部水头损失系数0.5，折弯局部水头损失系数0.3，出口水头损失系数1.0，出口在下游水面以下深度2.3，在距出口30 m 处设有一U型水银测压计，其液面0.5，较低的水银液面距管轴1.5 m，试确定： （1）通过的流量以及两水池水面差； （2）定性绘出总水头线及测压管水头线。 3.14 直径 100 mm的输水管道上设有旋塞阀门。打开阀门，管中流量7.85L / s，阀门局部阻力区两端的压差计数10 cm，求旋塞阀门在该开度下的局部阻力系数值。