液流形态及水头损失

第四章 液流形态及水头损失

4-1 圆管直径d=15mm，其中流速为15cm/s，水温为12℃，试判别水流是层流还是紊流？ 4-2 有一管道，管段长度L=10m，直径d=8cm，在管段两端接一水银压差计，如图所示。 当水流通过管道时，测得压差计中水银面高差△h=10.5cm。求水流作用于管壁的切应力τ0。

4-3 有一圆管,其直径为10cm，通过圆管的水流速度为2m/s，水的温度为20℃，若已知λ为0.03，试求黏性底层的厚度。

4-4 有一矩形断面渠道，宽度b=2m，渠中均匀流水深h0=1.5m。测得100m渠段长度的沿程水头损失hf=25cm，求水流作用于渠道壁面的平均切应力τ0。

4-5 有一直径为25cm的圆管，对壁粘贴有△为0.5mm的砂粒，如水温为10℃，问流动要保持为粗糙区最小流量需要多少？并求出此时管壁上切应力τ0为多大？

4-6 试求前题圆管中，通过的流量为5000cm/s，20000cm/s，200000cm/s时，液流形态各为层流还是紊流？若为紊流应属于光滑区、过渡区还是粗糙区？其沿程阻力系数各为多少？若管段长度为100m，问沿程水头损失各为多少？

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4-7 为了测定AB管段的沿程阻力系数λ值，可采用如图所示的装置。已知AB段的管长l

为10m，管径d为50mm。今测得实验数据：（1）A、B两测压管的水头差为0.80m，（2）经90s流入量水箱的液体体积为0.247m。试求该管段沿程阻力系数λ值。

4-8 某管道长度l=20m，直径d=1.5cm，通过流量Q=0.02L/s，水温T=20℃。求管道的沿程阻力系数λ和沿程水头损失hf。

4-9 温度6℃的水，在长l=2m的圆管中流过，Q=24L/s，d=20cm，△=0.2mm，试用图解法和计算法求沿程阻力系数λ及沿程水头损失。

4-10 为测定弯管的局部阻力系数ξ值，可采用如图所示的装置。已知AB段管长l为10m，管径d为50mm，该管段的沿程阻力系数λ为0.03，今测得实验数据：（1）A、B两测压管的水头差为0.629m，（2）经2min流入水箱的水量为0.329m3。试求弯管的局部阻力系数ξ值。

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4-11 断面开头和尺寸不变的顺直渠道，其中水流为均匀流，紊流粗糙区。当过水断面面积A=24m,湿周χ=12m时，流速υ=2.84m/s，测得水力坡度J=0.002。求此渠道的粗糙系数n。

4-12 有一混凝土护面的圆形断面隧洞（无抹灰面层，用钢模板施工，质量良好）。长度l=300m，直径d=5m.水温t=20℃。通过流量Q=200m/s时，分别用达西-威斯巴赫公式及谢才公式计算隧洞的沿程水头损失。

4-13某管道由直径为d1=45cm及d2=15cm的两根管段组成，如图所示。若已知大直径管中的流速υ1=0.6m/s，求突然收缩处的局部水头损失。

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