工程流体力学泵与风机习题答案(8)

题6-12图 题6-14图

6-15 某铸铁管直径d =50mm，当量粗糙高度ks = 0.25mm，水温为20oC，问在多大流量范围内属于过渡区流动。（蔡4-15，0.16~7.13 l/s）

6-16 铁皮风道直径d = 400mm，风量Q =1.2m3/s，空气温度为20oC，试求沿程阻力系数，并指出此流动所在的阻力区。（屠7-11，0.018、过渡区）

6-17 圆管直径d = 78.5mm，测得粗糙区的λ=0.0215，试分别用穆迪图和尼古拉兹粗糙管公式求该管道的当量粗糙高度ks。（蔡4-17，0.118mm，0.113mm）

6-18 钢板制风道的断面尺寸为300×500mm，长度为30m，风量Q =2.1m3/s，空气温度为20oC，试分别按穆迪图和阿里特苏里公式计算该管道的压强损失。（屠7-13，166.3Pa，162.5Pa）

o

6-19 水在环形断面的水平管道中流动，水温为10C，流量Q =400 l/min，管道的当量粗糙高度ks为0.15mm，内管的外径d =75mm，外管的内径D =100mm。试求在管长为100m的管段上的沿程水头损失。（蔡4-20，26.1m）

6-20 某管路流动的雷诺数为106，通水多年后，由于管路锈蚀，发现在水头损失相同的条件下，流量减少了一半，试估算此旧管管壁的相对粗糙高度ks /d。（假设新管时流动处于光滑区，采用布拉修斯公式计算；锈蚀后流动处于粗糙区，采用希弗林松公式计算）（蔡4-22，0.0175）

6-21 光滑铜管的直径为75mm，壁面当量粗糙高度为0.05mm，求当通过流量Q

=0.005m3/s时，每100m管长中的沿程水头损失hf 、此时的壁面切应力τ0、阻力速度v*和粘性底层厚度δ值。（已知水的运动粘滞系数为1.007×10-6 m2/s）（闻7-12，1.83m，3.36Pa，0.06m/s，0.2mm）

640.3164 ks

6-22 利用圆管层流 ，紊流光滑区 和紊流粗糙区 0.11

ReRe0.25 d

1.01.752.0

这三个公式，(1)论证在层流中hf v，光滑区hf v，粗糙区hf v；(2) 在不

计局部损失hm的情况下，如管道长度l不变，若使管径d增大一倍，而沿程水头损失hf不变，试讨论在圆管层流、紊流光滑区和紊流粗糙区三种情况下，流量各为原来的多少倍？(3) 在不计局部损失hm的情况下， 如管道长度l不变，通过流量不变，欲使沿程水头损失hf减少一半，试讨论在圆管层流、紊流光滑区和紊流粗糙区三种情况下，管径d各需增大百分之几？（蔡4-10，例4-9，4-21，16、6.56、6.17；19%、16%、14%）

6-23 两条断面面积、长度、相对粗糙高度都相等的风管，断面形状分别为圆形和正方形，试求（1）若两者通过的流量相等，当其管内流动分别处在层流和紊流粗糙区两种情况下时，两种管道的沿程水头损失之比hf圆/hf方分别为多少？（2）若两者的沿程水头损失相等，且流动都处在紊流粗糙区，哪条管道的过流能力大？大多少？（张5-11、蔡4-31,0.785、0.886；圆管、8%）

6-24 水管直径为50mm，l、2两断面相距15m，高差3m，通过流量Q 6 l/s，水银压差计读值为250mm，试求管道的沿程阻力系数。（张5-16，0.022）

0.25

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