流动阻力和能量损失

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1、流动阻力和能量损失1.如图所示：（1）绘制水头线；（2）若关小上游阀门A，各段水头线如何变化？若关小下游阀门B，各段水头线又如何变化？（3）若分别关小或开大阀门A和B，对固定断面1-1的压强产生什么影响？解：（1）如图所示（2）A点关小阀门，使A点局部阻力加大（A点总水头线下降更多）但由于整个管道流量减小，使整个管道除A点外损失减小，即B点局部阻力减小（B点总水头线下降，但没有原来多）各管道沿程阻力减小（总水头线坡长减小），速度水头减小（测压管水头线与总水头线之间距离减小）同理可以讨论B点阀门关小的性质（3）由于1—1断面在A点的下游，又由于A点以下测压管水

2、头线不变，所以开大或者关小阀门对1—1断面的压强不受影响。对B点，关小闸门，B点以上测压管水头线上移，使1—1断面压强变大，反之亦然2.用直径的管道，输送流量为的水，如水温为5℃，试确定管内水的流态。如用这样管道输送同样质量流量的石油，已知石油密度，运动粘滞系数，试确定石油的流态。解：（1）5℃时，水的运动粘滞系数，=故为紊流（2）故为层流3.有一圆形风道，管径为300mm，输送的空气温度20℃，求气流保持层流时的最大质量流量。若输送的空气量为200kg/h，气流是层流还是紊流？解：20℃时,空气的运动粘滞系数　　因为层流的最大流量为32Kg/h所以200K

3、g/h为紊流。4.水流经过一渐扩管，如小断面的直径为，大断面的直径为，而，试问哪个断面雷诺数大？这两个断面的雷诺数的比值是多少？解：；故直径为的雷诺数大5.有一蒸汽冷凝器，内有250根平行的黄铜管，通过的冷却水总流量为8L/s，水温为10℃，为了使黄铜管内冷却水保持为紊流（紊流时黄铜管的热交换性能比层流好），问黄铜管的直径不得超过多少？解：0℃时,水的运动粘滞系数υ=1.31×10−6m2/s要使冷却水保持紊流,则，即：若最小Re取2000时，6.设圆管直径，管长，输送石油的流量运动粘滞系数，求沿程水头损失。解：===1.27m/sRe===1588，故为层

4、流λ===0.04∴===16.45m7.有一圆管，在管内通过的水，测得通过的流量为，在管长长的管段上测得水头损失为，求该圆管内径d。解：假设为层流Q=A，λ=，Re===2cm代入数据得：校核：Re=，将代入，Re<2000计算成立8.油在管中以=1m/s的速度流动，油的密度ρ=920kg/m3，=3m，d=25mm水银压差计测得h=9cm，试求（1）油在管中的流态？（2）油的运动粘滞系数υ？（3）若保持相同的平均速度反向流动，压差计的读数有何变化？解：（1）===∴。设为层流，则Re==320<2000，故为层流假设成立(2)Re=，==7.8×105m

5、2/s(3)当保持相同的平均速度反向流动时，上面压强小于下面压强水银柱会被压向另一侧，但是两边的压强差不变。9.油的流量Q=77cm3/s，流过直径d=6mm的细管，在=2m长的管段两端水银压差计读数h=30cm，油的密度ρ=900kg/m3，求油的和值。解：（1）==，设为层流=，可以求得Re=1909<2000为层流Re=，代入数据得υ=10.利用圆管层流=，水力光滑区=和粗糙区=这三个公式，论证在层流中∝，光滑区∝，粗糙区∝解：层流中=====∴∝光滑区====∴∝粗糙区，由于与Re无关，故==∴∝11.某风管直径d=500mm，流速=20m/s，沿程

6、阻力系数=0.017，空气温度t=200C求风管的K值。解：查表得时，=Re===6.4×105，故为紊流查莫迪图：由λ=0.017及Re得：=0.0004∴=0.2或用阿里特苏里公式也可得此结果12.有一圆管，内壁涂有的砂粒，如水温为，问流动要保持为粗糙区的最小流量为多少？解：由查尼古拉兹图，得：∴13.上题中管中通过流量分别为时，各属于什么阻力区？其沿程阻力系数各为若干？若管长，求沿程水头损失各为多少？解：由尼古拉兹图可知：对，紊流过渡区在当在光滑区在过渡区在粗糙区由，光滑区过渡区粗糙区得：14.在管径的光滑铜管中，水的流量为，水温。求在管长的管道中的沿

7、程水头损失。解：时，为紊流查表4-1得k=0.01查莫迪图得∴15.某铸管直径，当量糙度，水温，问在多大流量范围内属于过渡区流动。解：时，，由莫迪图得：过渡区∵∴16.镀锌铁皮风道，直径，流量，空气温度，试判别流动处于什么阻力区。并求值。解：查表得，υ=15.7×10ˉ6m2/s=，Re====1.97×105∴==0.0003查莫迪图得，在过渡区17.某管径d=78.5mm的圆管，测得粗糙区的λ=0.0215，试分别用图4-14和式（4-33），求该管道的当量糙度K。解：由式（4-33），=由及粗糙区，在图上查得：=0.0015k=78.5π×0.0015

8、=0.118mm18.长度10m，直径d=50mm的