工程流体力学习题解析杨树人(13)

Lν2hf=?

D2g式中λ=64为圆管层流的沿程阻力系数或水力摩阻系数。 Re6．圆管紊流的沿程水头损失（即确定沿程阻力系数） （1）尼古拉兹实验曲线的应用；

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（2）经验公式；

（3）莫迪图的应用――适用于工业管道； 7．局部阻力系数 （1）突然扩大

A12v12v12hj?(1?)?δ1

A22g2g或

22A2v22v2hj?(?1)?δ2

A12g2g （2）突缩管

δ?0.5(1?A2A1)

（3）管道锐缘进出口

δ进口?0.5及δ出口?1.0

习题详解

【6－1】用直径为100mm的管路输送相对密度为0.85的柴油，在温度20℃时，其

运动粘度为6.7×10-6m2/s，欲保持层流，问平均流速不能超过多少？最大输送量为多少？

【解】预保持层流，Re≤2000即

Re?则

vd?2000 υvmax?2000υ?0.134m/s d1Qmax?πd2vmax?0.001m3/s

4【6－2】用管路输送相对密度为0.9，粘度为0.045Pa·s的原油，维持平均速度不超过1m/s，若保持在层流的状态下输送，则管径最大不能超过多少？

【解】预保持层流，Re≤2000即

Re?vd?2000 υ42

其中

υ?μ0.045??5?10?5m2/s 3ρ0.9?102000υ2000?5?10?5则 d???0.5m

v1【6－3】相对密度为0.88的柴油，沿内径100mm的管路输送，流量为1.66 l/s。求临界状态时柴油应有的粘度为若干？

【解】根据临界状态时

vd?Re??2000

?即

4Q?4?1.66?0.88??2000 ?d?3.14?0.1??得 ??9.3?10?3Pa?s

【6－4】用直径D=100mm管道，输送流量为10 l/s的水，如水温为5℃。试确定

管内水的流态。如果该管输送同样质量流量的石油，已知石油的相对密度ρ=850kg/m3，运动粘滞系数为1.14×10-4m2/s，试确定石油的流态。

【解】查表（P9）得水在温度为5℃时的运动粘度为1.519×10-6m2/s。根据已知条件可知

Re?vd??4Q?83863 ?d?故为紊流。 因该管输送同样质量流量的石油，其体积流量为

Q?Qo?w?0.012m3/s

?o则

Re?vd??4Qo?1341 ?d?故为层流。

【6－5】沿直径为200mm的管道输送润滑油，流量9000kg/h，润滑油的密度ρ=900kg/m3，运动粘度系数冬季为1.1×10-4m2/s，夏季为3.55×10-5m2/s，试判断冬夏两季润滑油在管路中的流动状态。

【解】由雷诺数可知

Re?冬季为层流。

vd??4Q?161 ?d? 43