题目
20℃的水在φ19mm×6mm的直管内流动。试求:(1)管中水的流量由小变大,当达到多少m3/s时,能保证开始转为稳定湍流;(2)若管内改为运动黏度为0.14cm2/s的某种液体,为保持层流流动,管中最大平均流速应为多少?
20℃的水在φ19mm×6mm的直管内流动。试求:(1)管中水的流量由小变大,当达到多少m3/s时,能保证开始转为稳定湍流;(2)若管内改为运动黏度为0.14cm2/s的某种液体,为保持层流流动,管中最大平均流速应为多少?
题目解答
答案
×(1)6.54×10-4m3/s;(2)0.135m/s
解析
步骤 1:确定雷诺数的临界值
雷诺数(Re)是流体流动状态的无量纲数,当Re小于2300时,流体流动为层流,当Re大于4000时,流体流动为湍流。因此,当Re达到2300时,流体开始转为稳定湍流。
步骤 2:计算水的运动黏度
20℃时,水的运动黏度(ν)为1.004×10^-6 m^2/s。
步骤 3:计算管内水的流量
根据雷诺数的定义,Re = (ρvD)/ν,其中ρ为流体密度,v为平均流速,D为管径。当Re = 2300时,可以求出v,再根据流量Q = vA,其中A为管的横截面积,可以求出流量Q。
步骤 4:计算管内液体的最大平均流速
当管内改为运动黏度为0.14cm^2/s的某种液体时,为保持层流流动,雷诺数应小于2300。根据雷诺数的定义,可以求出最大平均流速v。
雷诺数(Re)是流体流动状态的无量纲数,当Re小于2300时,流体流动为层流,当Re大于4000时,流体流动为湍流。因此,当Re达到2300时,流体开始转为稳定湍流。
步骤 2:计算水的运动黏度
20℃时,水的运动黏度(ν)为1.004×10^-6 m^2/s。
步骤 3:计算管内水的流量
根据雷诺数的定义,Re = (ρvD)/ν,其中ρ为流体密度,v为平均流速,D为管径。当Re = 2300时,可以求出v,再根据流量Q = vA,其中A为管的横截面积,可以求出流量Q。
步骤 4:计算管内液体的最大平均流速
当管内改为运动黏度为0.14cm^2/s的某种液体时,为保持层流流动,雷诺数应小于2300。根据雷诺数的定义,可以求出最大平均流速v。