第五章 粘性流动与水力计算习题课

1. 设有两条材料不同而直径均为100mm的水管，一为钢管 (当量粗糙度为0.46mm)，另一为旧生铁管(当量粗糙度为0.75mm)，两条水管流量均为20L／s，水的运动粘性系数υ=1.31×10-6m2/s。试分别求两管单位长度沿程阻力。 解：

Q20?10?3vd?2.55m/s水的流速v?2?，得雷诺数Re??19466

?d/4?0.12/4?0.46?0.0046，查莫迪图， ?1?0.028，沿程阻力hf?0.093m

d100?0.46对生铁管??0.0075，查莫迪图，?1?0.042，沿程阻力hf?0.139m

d100对钢管??

2. 用新铸铁管(ε=0.3mm)输送水，水的运动粘性系数υ=1.31×10-6m2/s。流量qv?300L/s，在l?1000m的管道上沿程损失为2m（水柱），试求管道直径。

3. 加热炉消耗qm?300kg/h的重油，重油的密度为??880kg/m3，运动黏度??0.000025m2/s。如图所示，压力油箱位于喷油器轴线以上h=8m处，而输油管的直径d=25mm，长度l=30m。求在喷油器前重油的表压？（不计局部损失）

4. 水箱中的水从扩张管嘴流到大气中，直径d1=100mm，该处绝对压强p1=0.5大气压，直径d2=150mm，试求水头H，水头损失忽略不计。

Hd1d2

解：（1）以出水管轴线为基准面，列管径d1与d2处的伯努利方程，可得：

2p1?1v12p2?2v2??? ?g2g?g2g取?1??2?1.0，p2?0，p1??0.5?101.325??50.663kPa ∵v12?v22??2p1?

??d?4?2?50.663?1032??2??1??∴v2?101.325 d?????1??????101.325?v2??4??0.15???1??????0.1??12?4.994（m/s）

（2）从液面到短管出口列能量（伯努利）方程。

2v24.9942H???1.27（m）

2g2?9.807

5. 润滑油在圆管中作层流运动，已知管径d=1cm，管长l=5m，流量Q=80cm3/s，沿程损失hf=30m(油柱)，试求油的运动粘度ν。