若明渠水力最优矩形断面的水深为1.2m,其宽度为(D: 2.4m)填空①、计算明渠均匀流的公式是:________②、理想液体与实际液体的主要区别是_________③、只受重力作用,静止液体中的等压面是__________。④、圆管层流实测管轴上流速为4m/s,则断面平均流速为________。⑤、在铅直管道中有密度ρ=800kg/m3的煤油向下流动,管道直径d=20cm,装有两个压力表读数分别为p1=196kPa,p2=392kPa,假设管中流速不变,不计水头损失,两压力表高差H的长度应为________。⑥、某液体的动力粘度μ=0.005Pa・S,密度ρ=850Kg/m3,则其运动粘度ν=________⑦、水在直径为1cm的圆管中流动,流速v=1m/s,运动粘ν=0.01cm2/s,雷诺数=________,水流为________。⑧、根据管道水头损失计算方法的不同,管道可以分为________和________答:1、v=C(RJ)½
若明渠水力最优矩形断面的水深为1.2m,其宽度为(D: 2.4m)
填空
①、计算明渠均匀流的公式是:________
②、理想液体与实际液体的主要区别是_________
③、只受重力作用,静止液体中的等压面是__________。
④、圆管层流实测管轴上流速为4m/s,则断面平均流速为________。
⑤、在铅直管道中有密度ρ=800kg/m3的煤油向下流动,管道直径d=20cm,装有两个压力表读数分别为p1=196kPa,p2=392kPa,假设管中流速不变,不计水头损失,两压力表高差H的长度应为________。
⑥、某液体的动力粘度μ=0.005Pa・S,密度ρ=850Kg/m3,则其运动粘度ν=________
⑦、水在直径为1cm的圆管中流动,流速v=1m/s,运动粘ν=0.01cm2/s,雷诺数=________,水流为________。
⑧、根据管道水头损失计算方法的不同,管道可以分为________和________
答:1、v=C(RJ)½
题目解答
答案
v=C(RJ)½ _有无粘滞性__ 水平面_ 2 m/s 25m 5.88*10-6 m2/S 。 10000 紊 流 短管_ _长管。
解析
- 明渠均匀流公式:考查谢才公式,核心是流速与水力半径、 hydraulic gradient 的关系。
- 理想液体与实际液体区别:关键点在于是否考虑粘滞性。
- 静止液体等压面:受重力作用时,等压面为水平面。
- 圆管层流平均流速:层流时轴心流速是平均流速的2倍。
- 伯努利方程应用:压力差转化为势能差,忽略水头损失。
- 运动粘度计算:公式 $\nu = \frac{\mu}{\rho}$,注意单位换算。
- 雷诺数判断流态:计算雷诺数,判断层流或紊流。
- 管道分类:按水头损失计算方法分为短管和长管。
① 计算明渠均匀流的公式
公式依据
明渠均匀流的流速公式为 谢才公式:
$v = C \sqrt{R J}$
其中 $R$ 为水力半径,$J$ 为水力坡度,$C$ 为谢才系数。
② 理想液体与实际液体区别
核心区别
理想液体假设 无粘滞性,实际液体存在粘性。
③ 静止液体等压面
等压面性质
只受重力时,静止液体中等压面为 水平面。
④ 圆管层流平均流速
流速关系
层流时轴心流速 $v_{\text{轴}} = 2v_{\text{平均}}$,故平均流速为:
$v_{\text{平均}} = \frac{4}{2} = 2 \, \text{m/s}$
⑤ 压力表高差计算
伯努利方程应用
忽略水头损失,压力差转化为势能差:
$\frac{p_2 - p_1}{\rho g} = H$
代入数据:
$H = \frac{392000 - 196000}{800 \times 9.8} = 25 \, \text{m}$
⑥ 运动粘度计算
公式代入
$\nu = \frac{\mu}{\rho} = \frac{0.005}{850} \approx 5.88 \times 10^{-6} \, \text{m}^2/\text{s}$
⑦ 雷诺数与流态判断
雷诺数公式
$\text{Re} = \frac{v d}{\nu} = \frac{1 \times 0.01}{1 \times 10^{-6}} = 10000$
因 $\text{Re} > 5000$,水流为 紊流。
⑧ 管道分类
分类依据
管道按水头损失计算分为 短管(考虑局部损失)和 长管(忽略局部损失)。