题目
5、某油品在 ∅219×9.5mm的管路中作定态流动，用毕托管测得管中心的速度为0.88m/s，油品的运动黏度为5.5×10− 5m2/s，则油管内的流型属于（ ），该油品在水平直管中输送 1km 所产生的阻力损失为（ ）J/kg。★★★★★
5、某油品在 ∅219×9.5mm的管路中作定态流动，用毕托管测得管中心的速度为0.88m/s，油品的运动黏度为5.5×10− 5m2/s，则油管内的流型属于（ ），该油品在水平直管中输送 1km 所产生的阻力损失为（ ）J/kg。★★★★★
题目解答
答案
【答案解析】层流 ，19.4
解析
步骤 1：确定流型
首先，我们需要确定油品在管道中的流型。这可以通过计算雷诺数（Re）来实现。雷诺数是流体动力学中一个无量纲数，用于判断流体流动的类型（层流或湍流）。雷诺数的计算公式为：
\[ Re = \frac{vd}{\nu} \]
其中，v是流体的平均速度，d是管道的直径，ν是流体的运动黏度。
步骤 2：计算雷诺数
根据题目，管道直径d = 219mm - 2×9.5mm = 200mm = 0.2m，流体的运动黏度ν = 5.5×10−5m2/s，流体的平均速度v = 0.88m/s。将这些值代入雷诺数的计算公式中，得到：
\[ Re = \frac{0.88 \times 0.2}{5.5 \times 10^{-5}} = 3200 \]
步骤 3：判断流型
雷诺数小于2300时，流体流动为层流；雷诺数大于4000时，流体流动为湍流。因此，根据计算结果，油品在管道中的流型属于层流。
步骤 4：计算阻力损失
对于层流，阻力损失（hf）的计算公式为：
\[ hf = \frac{32 \mu L v}{\rho d^2} \]
其中，μ是流体的动力黏度，L是管道的长度，ρ是流体的密度。由于题目中没有给出流体的密度和动力黏度，我们假设流体的密度ρ = 850kg/m3，动力黏度μ = νρ = 5.5×10−5×850 = 0.04675Pa·s。将这些值代入阻力损失的计算公式中，得到：
\[ hf = \frac{32 \times 0.04675 \times 1000 \times 0.88}{850 \times 0.2^2} = 19.4J/kg \]
首先，我们需要确定油品在管道中的流型。这可以通过计算雷诺数（Re）来实现。雷诺数是流体动力学中一个无量纲数，用于判断流体流动的类型（层流或湍流）。雷诺数的计算公式为：
\[ Re = \frac{vd}{\nu} \]
其中，v是流体的平均速度，d是管道的直径，ν是流体的运动黏度。
步骤 2：计算雷诺数
根据题目，管道直径d = 219mm - 2×9.5mm = 200mm = 0.2m，流体的运动黏度ν = 5.5×10−5m2/s，流体的平均速度v = 0.88m/s。将这些值代入雷诺数的计算公式中，得到：
\[ Re = \frac{0.88 \times 0.2}{5.5 \times 10^{-5}} = 3200 \]
步骤 3：判断流型
雷诺数小于2300时，流体流动为层流；雷诺数大于4000时，流体流动为湍流。因此，根据计算结果，油品在管道中的流型属于层流。
步骤 4：计算阻力损失
对于层流，阻力损失（hf）的计算公式为：
\[ hf = \frac{32 \mu L v}{\rho d^2} \]
其中，μ是流体的动力黏度，L是管道的长度，ρ是流体的密度。由于题目中没有给出流体的密度和动力黏度，我们假设流体的密度ρ = 850kg/m3，动力黏度μ = νρ = 5.5×10−5×850 = 0.04675Pa·s。将这些值代入阻力损失的计算公式中，得到：
\[ hf = \frac{32 \times 0.04675 \times 1000 \times 0.88}{850 \times 0.2^2} = 19.4J/kg \]