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第四章 流动形态和水头损失
一、学习思考
1、雷诺数与哪些因素有关?为什么可以用雷诺数判别水流流态?如何判别?
2、为什么不宜用临界流速作为判别水流流态的标淮?
3、何谓紊流?紊流与层流相比有何特点?两者在研究方法上有何不同?
4、若在同一管道中分别以不同流体进行实验，当流速相同时，它们的沿程水头损失是否相同？
5．若在向一管退中分别以不同流体进行实验，当雷诺数相同时，它们的沿程水头损失是否相同?
6．若问一流体分别流经两报管径、长度均相同但租腿高度不同的管道，当流速相同时，它们的沿程水头损失是否相同?
7. 管内流动水头损失有几种类型？产生水头损失的原因是什么？
8、沿程水头损失与局部水头损失各哪些因素有关？
二、基础训练
1、某泵的流量是0.01m3/s，管子的内径为的60mm，输送液体的粘度为1.8cm2/s，试判断液体在圆管中的流动状态。 {层流}
2、某泵的流量是0.01 m3/s，管子的内径为20 mm，输送液体的粘度为1.8 cm2/s，试判断液体在圆管中的流动状态。 {紊流}
3、水管的长度l=20m，直径d=20mm，流速v=0.3m/s，沿程阻力系数λ=0.037，其水头损失是多少？
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三、能力提高
1、有一长l =800m，内径d =50mm的水平光滑管道输油，若输油流量等于135l/min，那么输油管道的水头损失为多少？（设油的密度为920kg/m3，粘度μ为0.056Pa.s）（72.84m）
2、一压缩机润滑油管，管长l =2.2m，内径d =10mm，油的运动粘度为1.98cm2/s，若流量为0.1L/s，试求沿程阻力损失？（18.17m）
四、自我测试
1、流体在管道中流动的形态有_______。
A.稳流 B.紊流 C.变流 D.层流和紊流 2、判断流体发生层流与紊流的依据是_______。
A.粘度的大小 B.流动速度的大小 C.雷诺数大小 D.马赫数大小 3、用以判断流体是层流还是紊流的是_______。
A.马赫数 B.弗鲁德数 C.斯坦登数 D.雷诺数 4、流体流动时，若粘性力起主导作用，流体的流态为_______。 A.层流 B.紊流 C.复合流 D.对流 A.层流 B.紊流 c.复合流 D.对流
5、流体流动时;若惯性力起主导作用，流体的流态为_______ 6、雷诺数代表流体流动中_______与 _______的比值。 A.惯性力/重力 B.惯性力/阻力 C.惯性力/粘性力 D.惯性力/质量力 A.1.5 B.2 C.2.5 D.3
7、如流体在圆管中的流动是层流时，管中心最大速度为平均速度的_______倍。 8、如流体在圆管中的流动是层流时，管截面的速度分布是_______分布。 A.直线 B.抛物线 c.指数曲线 D.对数曲线 A;直线 B.抛物线 C.指数曲线 D.双曲线 A.粘度 B密度 C.速度 D.状态
9、如流体在圆管中的流动是紊流时，管截面的速度分布是_______分布。 10、在实际管路中产生流体水头损失的根本原因是流体的_______。 11、实际流体在管道中流动的水头损失分为_______。 A.沿程损失和摩檫损失 B.局部损失和旋涡损失 C.动量损失和能量损失 D.沿程损失和局部损失
12、局部阻力水头损失主要用于维持_______，其数值大小与边界形状有着密切的关系。 A.加速运动 B.分子振动 C.流体的温度 D.旋涡运动 A.管子长度 B.管内壁粗糙度 C.管径粗细 D.边界形状 A.成正比 B.成反比 C.无关 D，无法确定 15、下列_______因素与局部阻力水头损失无关。
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13、局部阻力水头损失主要用于维持旋涡运动，其数值大小与_______有着密切的关系。
14、沿程阻力水头损失主要用于克服摩擦阻力，其数值大小与管路长度_______
A.管截面变化 B.粗糙度
C.管道流向改变 D.是否安装仪表 A.1倍 B.2倍 C.3倍 D.4倍 _______。
A.2hf B. hf/2 C.4hf D. hf/4 18、管路中局部水头损失是由于_______引起的。
A.管子太长 B.管内壁粗糙 C.管路转弯 D.管径太细 19、管路中沿程水头损失是由于_______引起的。
A.管路转弯 B.局部设备 C.管内壁粗糙 D.管截面突然变化 20、管路中局部水头损失不是由于_______引起的。 A.管路转弯 B.局部设备 C.管内壁粗糙 D.管截面突然变化 21、为减少液体流动的局部损失，应_______。
A.缩短管子的长度 B.减少弯头的弯曲半径
C.少用普通截止阀 D.阀门处在半开状态
22、若圆管内水流为层流运动，则有 。
16、在其它条件不变的情况下，若管路中流体的流量增加1倍，则管路的沿程阻力水头损失增加_______。 17、在流量和其它条件不变的情况下，若管路的长度由L变为2L，则管路的沿程阻力水头损失由hf变为
qqqq?575?2300?575?2300?d??d??d??d?A B、 C、 D、
23、已知有压管路中突然扩大前后管段之比d1?0.5，则相应的雷诺数之比Re1? .
Re2d2
A、1/4 B、1/2 C、1 D、2 A、1.0 B、1.5 C、1.75 D、2.0 A、0.032 B、0.064 C、0.128 D、0.256
24、层流的沿程水头损失h与断面平均流速v的 次方成正比。a
25、已知某圆管中水流动的雷诺数Re =2000，则该管的沿程阻力系数λ = 。
26、如图所示的等管径直管流动中，相距l的两断面间的水头损失
hf
= 。
A、h B、h?l C、h?l D、l
27、两根直径不同的圆管，在流动雷诺数Re相等时，它们的沿程阻力系数λ 。
A、一定不相等； B、可能相等
C、粗管的一定比细管的大； D、粗管的一定比细管的小。(b)
28、有一变直径管流，小管径d1，大管径d2?2d1，两断面雷诺数的关系是 。
A、Re1?0.5Re2 B、Re1?Re2 CRe1?1.5Re2 D、Re1?2Re2（d）
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第五章 有压管路
一、学习思考
1、什么叫水击现象，发生水击现象的原因是什么？
2、预防水击的具体措施有哪些？
3、什么叫气穴和气蚀现象？
4、气穴和气蚀有哪些危害？
5、何谓长管?何谓短管?这种分法有何实际意义?
二、基础训练
1、长为800m的输水管道，自水箱引出，阀门全开时，管道流速v0=4m/s，水击波速度c=1000m/s，当阀门突然关闭。求水击压力的增加值。若阀门在5s内缓慢关闭，求此时水击压力增加值又是多少？
2、有一水箱引水管，管长1300m，管末端阀门全开时，水流速度v0=3m/s，当发生水击时，水击波速度c=1000m/s，
当阀门由全开到完全关闭所用时间分别为2s和4s时，问阀门断面处所产生的水击压力增值各为多少？
3、长为400m的输水管道，自水箱引出，阀门全开时，管道流速v0=4m/s，水击波速度c=1000m/s，当阀门突然关闭。求水击压力的增加值。若阀门在4s内缓慢关闭，求此时水击压力增加值又是多少？
三、能力提高
1、装盛粘度为0.08Pa.s的油的油箱连接处有一宽0.6mm，顺流动方向长50mm、高0.25mm的缝隙。如缝隙里外的压差为35Kn/m2，问每小时将有漏出多少油？
2、如图所示两串联长管，（a）与（b）之区别是粗、细管倒置。设两种情况下H相同，试分析： （1）在不计水头损失时，哪种情况流量大？为什么？
（2）在只计沿程水头损失时，两种情况流量是否相等？为什么？
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