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《流体力学》习题（五）
5－1 水流经变截面管道，已知细管直径d1，粗管直径d2＝2d1，试问哪个截面的雷诺数大?两截面雷诺数的比值Re1/Re2是多少？
5－2 水管直径d＝10cm，管中流速u＝1.0m/s，水温为10℃，试判别流态。又流速u等于多少时，流态将发生变化？
5－3 通风管道直径为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？
5－4 有一矩形截面的小排水沟，水深15cm，底宽20cm，流速0.15m/s，水温10℃，试判别流态。 5－5 散热器由8×12mm的矩形截面水管组成，水的运动粘性系数为0.0048cm/s，要确保每根水管中的流态为紊流(取Re≥4000)以利散热，试问水管中的流量应为多少？
5－6 输油管的直径d＝150mm，流量Q＝16.3m/h，油的运动粘性系数ν＝0.2cm/s，试求每公里管长的沿程压头损失。
5－7 应用细管式粘度计测定油的粘度，已知细管直径d＝6mm，测量段长l＝2m，实测油的流量Q＝77cm/s，水银压差计读数h＝30cm，油的重度γ＝8.83kN/m，试求油的运动粘性系数ν和动力粘性系数μ。
5－8 为了确定圆管内径，在管内通过ν为0.013cm/s的水，实测流量为35cm/s，长15m管段上的压头损失为2cm水柱，试求此圆管的内径。
5－9 要求用毕托管一次测出半径为r0的圆管层流的截面平均流速，试求毕托管测口应放置的位置。
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题5－7图 题5－9图 题5－10图
5－10 油管直径为75mm，已知油的重度为8.83kN/m，运动粘性系数为0.9cm/s，在管轴位置安放连接水银压差计的毕托管，水银面高差h＝20mm，水银重度为133.38kN/m，试求油的流量。
5－11 铁皮风管直径d＝400mm，风量Q＝1.2m/s，空气温度为20℃，试求沿程阻力系数，并指出所在阻力区。
5－12 管道直径d＝50mm，绝对粗糙度Δ＝0.25mm，水温为20℃，试问在多大流量范围内属于水力粗糙区流动？
5－13 钢板制风道，截面尺寸为300×500mm，长度为30m，风量为2.1m/s，温度为20℃，试分别按阿尔特索里公式和莫迪图计算压力损失。
5－14 自来水铸铁管管长600m，直径300mm，通过流量60m/h，试用莫迪图计算沿程压头损失。 5－15 矩形风道的截面尺寸为1200×600mm，空气流量为42000m/h，空气重度为10.89N/m，测得相距12m的两截面间的压力差为31.6N/m，试求风道的沿程阻力系数。
5－16 铸铁输水管长l＝1000m，直径d＝300mm，管材的绝对粗糙度Δ＝1.2mm，水温10℃，通过流量Q＝100L/s，试求沿程压头损失。
5－17 圆管和正方形管道的截面面积、长度、相对粗糙度都相等，且通过的流量相等，试求两种形状管道沿程损失之比：(1)管流为层流；(2)管流为完全粗糙区。
5－18 圆管和正方形管道的截面面积、长度、沿程阻力系数都相等，且管道两端的压力差相等，试求两种
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形状管道的流量之比。
5－19 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，水银压差计读数Δh＝150mmHg，沿程损失不计，试求阀门的局部阻力系数。
题5－19图 题5－20图
5－20 测定阀门的局部阻力系数，为消除管道沿程阻力的影响，在阀门的上、下游共装设四根测压管，其间距分别为l1和l2，管道直径d＝50mm，测得测压管水面标高▽1＝165cm，▽2＝160cm，▽3＝100cm，▽4＝92cm，管中流速u＝1.2m/s，试求阀门的局部阻力系数。
5－21 水箱中的水通过等直径的垂直管道向大气流出。如水箱的水深为H，管道的直径为d，管道的长度为l，沿程阻力系数λ，局部阻力系数K，试问在什么条件下，流量随管长的增加而减小？在什么条件下，流量随管长的增加而增大？
题5－21图 题5－22图
5－22 用突然扩大管道使平均流速由u1减小到u2，若直径d1=350mm，流速u1=3.0m/s，试求使测压管液面差h成为最大值的u2及d2，并求最大的h值。
5－23 流速由u1变为u2的突然扩大管，如分为两次扩大，中间流速u取何值时，局部压头损失最小，此时压头损失为多少?并与一次扩大相比较。
题5－23图 题5－24图
5－24 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，沿程阻力系数λ＝0.02，试求流量及管壁切应力τ0。
5－25 水管直径为50mm，1、2两截面相距15m，高差3m，通过流量Q＝6L/s，水银压差计读数为250mm，试求管道的沿程阻力系数。
题5－25图 题5－26图
5－26 两水池水位恒定(如图)，已知管道直径d＝10cm，管长l＝20m，沿程阻力系数λ＝0.042，局部阻力系数K弯＝0.8，K阀＝0.26，通过流量Q＝65L/s，试求水池水面高差H。
5－27 气体经突然扩大管道流过，已知管内气体密度ρ＝0.8kg/m，外部空气密度ρa＝1.2kg/m，直径d1
＝50mm，d2＝100mm，流速u1＝20m/s，1截面压力计读数h1＝100mmH2O，H＝10m，沿程阻力不计，试求突扩管的局部压力损失及2截面压力计读数h2。
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题5－27图 题5－28图
5－28 如图所示的装置，箱内液体的比重为1.2，压差计内液体的比重为3，问：(1)如流线型管嘴出流无压头损失，R和H是什么关系？(2)如流线型管嘴出流的压头损失为0.1H，R和H是什么关系？
5－29 用孔板流量计量测管道中的空气流量，管道直径D＝200mm，孔口直径d＝100mm，空气温度为25℃，微压计读数Δh＝120mmH2O，孔板的流量系数μ＝0.64，求流量。
题5－29图 题5－30图
5－30 有恒定的流量Q＝80L/s注入水箱A中，如孔口和管嘴的直径d均为100mm，管嘴长度皆为400mm，求流量Q1、Q2和Q3，以及两水箱液面间的高差ΔH。
5－31 两水箱用一直径为d1=40mm的薄壁孔口连通，下水箱底部又接一直径为d2=30mm的圆柱形管嘴，长为l=100mm，若上游水深H1=3m保持恒定，求流动稳定后的流量Q和下游水深H2。
题5－31图 题5－32图
5－32 如图所示的容器，有上下两个孔口，如射流落地的水平距离皆为8m，H＝10m，孔口出流的阻力不计，求h1和h2。
5－33 圆筒形封闭水箱底部有一长h＝100mm、直径d＝25mm的圆柱形外管嘴，其流量系数μ＝0.82，箱内水深H＝900mm，水箱直径D＝800mm，问箱内液面相对压力p0应保持多大，该水箱放空时间可比敞口水箱减少一半？
题5－33图 题5－34图
5－34 自水池中引出一根具有三段不同直径的水管，已知直径d＝50mm，D＝200mm，长度l＝100m，水位H＝12m，沿程阻力系数λ＝0.03，局部阻力系数K阀＝5.0，试求通过水管的流量，并绘总压头线及测压管压头线。
5－35 某加热炉出料门宽1.8m，高0.5m，炉气温度1300℃，炉气密度1.32kg/m(标态)，炉外空气温度20℃，炉门流量系数取0.72。求下列情况下通过炉门的逸气量(或吸气量)：(1)零压面位于炉底；(2)零压面位炉底面以上0.2m处。
5－36 虹吸管将A池中的水输入B池，已知长度l1＝3m，l2＝5m，直径d＝75mm，两池水面高差H＝2m，最大超高h＝1.8m，沿程阻力系数λ＝0.02，局部阻力系数：进口Ke＝0.5，转弯Kb＝0.3，出口Ko＝1，试求流量及管道最大超高截面的真空度。
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题5－36图 题5－37图 题5－38图
5－37 有压排水涵管的上、下游水位差为1.5m，排水量为2.0m/s，涵管长为20m，沿程阻力系数λ＝0.03，局部阻力系数：进口Ke＝0.5，出口Ko＝1.0，试求涵管直径。
5－38 自然排烟锅炉的烟囱直径d＝0.9m，烟气流量Q＝7.0m/s，烟气密度ρ＝0.7kg/m，外部空气密度ρa＝1.2kg/m，烟囱沿程阻力系数λ＝0.035，为使底部真空度不小于15mmH2O，试求烟囱的高度H。
5－39 用虹吸管将钻井中的水输送到集水井，已知虹吸管全长60m，直径200mm，虹吸管为钢管，沿程
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