25、同一管道中，当流速不变，温度上升时，则雷诺数（ A ） A．增大 B. 减小 C. 不变 D. 不一定
26、一段直径不变管道的流速从2m/s增加到4m/s时，在水流都处于湍流粗糙区时，沿程水损失是原来的（ D ）倍A．1 B. C. 2 D. 4
26、一段直径不变管道的流速从0.02m/s增加到0.04m/s时，在水流都处于层流区时，沿程水损失是原来的（ C ）倍A．1 B. C. 2 D. 4
27、当一突扩管道中的流速从1m/s增加到2m/s时，局部水损失是原来的（ D ）倍 A．1 B. C. 2 D. 4
28、有两条梯形断面渠道1和2，已知其流量、边坡系数、糙率和底坡相同，但底坡i1>i2，则其均匀流水深h1和h2的关系为（ B ）A．h1>h2 B. h1
29、雷诺实验中，由层流向湍流过渡的临界流速v'cr 和由湍流向层流过渡的临界流速vcr之间的关系是( B )。A. v'cr＜vcr； B. v'cr＞vcr； C. v'cr＝vcr； D. 不 确 定
30、当圆管中流体作层流流动时，动能修正系数α等于( B ) A.1 B.2 C.3 D.2000 31、当某管道中流动处于水力粗糙区范围内时，则随着雷诺数Re的增大，其沿程损失 系数λ将( C )A.增大 B.减小 C.不变 D.增大或减小 32、圆管均匀流过流断面上切应力符合( C ) A．均匀分布B．抛物线分布
C．管轴处为零、管壁处最大的线性分布D．管壁处为零、管轴处最大的线性分布
33、水流在管道直径、水温、沿程阻力系数都一定时，随着流量的增加，粘性底层的厚度就 （ B ） A、增加
B、减小
C、不变
D、不定
34、.圆管层流，管轴心处的流速为1.8ms。该断面的断面平均流速为（ D ） A、2.4ms
B、1.8ms
C、1.35ms
D、0.9ms
35、圆管突然扩大的水头损失可表示为（C）
2v12?v2A、
2g
v?v2B、1
2gv22?v1?v2?C、
2g
2v2?v12D、
2gv1 36、理想流体的绕流（ A ）分离现象. A、不可能产生； B、会产生；
C、随绕流物体表面变化会产生；D、根椐来流状况判别是否会产生.
37、.为了减少______，必须把物体作成流线型。所谓流线型就是指流体流过物体是，其流线会自动地______，以适合物体的形状，使流体能顺利地绕着流体流过。（ D ）
A、摩擦阻力，变直； B、摩擦阻力，变弯；C、压差阻力，变直； D、压差阻力，变弯。
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38、半满管流，直径为D，则水力半径R=（ C ）.A、D/2； B、2D； C、D/4； D、4D。 39、外径为D，内径为d的环形过流有效断面，其水力半径为 ( B ) A、(D-d)/2； B、(D-d)/4； C、D/4； D、(D+d)/4。
三、 判断题
1、理想流体的沿程水头损失为0。（√ ）
2、根据临界雷诺数，流体的流态分为层流和湍流 。（√ ） 3、湍流实质上是非恒定流。 （ √ ） 4、液体的粘性是引起液流水头损失的根源。 （ √ ） 5、圆管层流的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。 ( √ )
6、判别圆管水流是层流或湍流流态的临界雷诺数Re为2300。 （√） 7、层流一定是均匀流，湍流一定是非均匀流。 （×）
lv28、根据达西公式hf =λ，层流沿程水头损失与流速平方成正比。（×）
4R2g9、湍流粗糙区的沿程水头损失系数只与雷诺数有关。 （×） 10、圆管中层流的雷诺数必然大于2300。 ?×? 11、水头损失可以区分为沿程水头损失和局部水头损失。 (√) 12、满宁公式只能适用于湍流阻力平方区。 (√) 13、湍流光滑区的沿程水头损失系数仅与雷诺数有关。 ?√?
14、雷诺实验中，当流速处于上临界流速和下临界流速之间时，流动仍然保持原有流态。 ?√?
15、下临界雷诺数是描述流体的流态由湍流变为层流时的临界雷诺数。?√? 16、上临界雷诺数是描述流体的流态由层流变为湍流时的临界雷诺数。?√? 17、判断流体流态的上临界雷诺数，它易受外界干扰，数值不稳定。?√?
18、判断流体流态的上临界雷诺数，它只取决于流的过水断面形状，不易受外界干扰，数值较稳定。?×? 19、判断圆管流动流态的临界雷诺数常用下临界雷诺数，数值为2300。?√?
20、当过流断面为非圆过流断面时，判断流动流态的雷诺数通过水力半径来定义，数值为2300。?×? 21、计算过流断面的水力半径时，湿周是指整个过流断面积的周长。?×? 22、当过流断面为非圆过流断面时，Re大于575，流动为层流。?×? 23、圆管层流中，过流断面的平均流速为管轴线处的流速最大的一般。?√? 24、圆管层流中，过流断面上管轴线处的流速最大。 25、圆管层流中，沿程水头损失与流速的二次方成正比。（×? 26、圆管层流中，沿程损失因数与管壁的粗糙程度有关。（×?
27、湍流中，流体各点流速、压强等运动要素在时间和空间中会发生不规则的脉动。?√? 28、涡体的产生并不一定能形成湍流。?√?
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29、湍流的形成条件包括涡体的形成和雷诺数达到一定的数值。?√? 30、在一段时间间隔内，脉动速度的代数和为零。?√? 31、湍流物理量可以表示为时均值与脉动值之和。?√? 32、湍流运动的时均切应力只有附加切应力。（×?
33、湍流运动的切应力中包含的粘性切应力可以根据牛顿内摩擦定律计算。（ √ ） 34、湍流运动的附加切应力与流体密度和脉动速度有关。（ √ ） 35、理想流体的雷诺数趋近于无穷大。（ √ ）
36、雷诺数很大的实际流体可以忽略粘性，作理想流体假设。（×? 37、雷诺数越大，流动中的边界层越厚。（×?
38、湍流运动的边界层内，粘性切应力可以忽略不计。（×?
39、在边界层的前部，边界层厚度较小，边界层内的流速梯度很大，边界层内的流动属层流，这部分边界层成为湍流边界层。（×?
40、随着边界层厚度增加，内部流速梯度减小，粘性作用力减弱，边界层内的流体流态从层流经过过渡态变为湍流。 （ √ ） 41、粘性底层内的流体运动状态为层流。 （ √ ） 42、理想流体不会发生边界层分离现象。（ √ ） 43、管道的突然扩大处容易发生边界层分离现象。（ √ ）
44、粘性流体所受到的切应力主要集中在物体表面的边界层内。（ √ ） 45、均匀流时，只出现沿程水头损失，总水头线是一条沿程降低的斜线。（ √ ） 46、流动处于水力光滑区时，湍流速度分布式中不含有绝对粗糙度Δ这一参数。（ √ ） 47、流动处于水力粗糙区时，沿程损失因数只与雷诺数有关。（×? 48、当粘性底层厚度δ小于绝对粗糙度Δ时，管流表现为水力光滑。（×? 49、同一个固体边界，雷诺数不同，可能是不同的水力流态。 （ √ ） 50、圆管湍流运动的湍流区的速度服从对数分布。（ √ ）
51、水流总是从压强大的地方向压强小的地方流动。 （×） 52、水力粗糙管道是表示管道的边壁比较粗糙。 ?×? 53、水头损失可以区分为沿程水头损失和局部水头损失。 (√) 54、实际流体圆管层流的切应力分布是中间最大、管壁边缘为零的线性分布。?×? 55、从层流过渡到湍流和从湍流过渡到层流的临界雷诺数是相同的。 （×） 56、尼古拉兹曲线是利用人工粗糙管得到的实验数据绘制的 （√） 57、凡是满管流流动，任何断面上的压强均大于大气的压强。（×）
四、 简答题
1、根据尼古拉兹实验，简单叙述沿程水头损失系数λ在不同流态的变化规律。
答：通过尼古拉兹实验可以发现：在层流中λ仅是雷诺数Re的函数并与Re成反比；在层流到紊流过渡区，λ仅是Re的函数；在紊流光滑区λ=f1（Re）； 过渡区λ=f2（Re，△/d）；粗糙区λ=f3（△/d），紊流粗糙区又称为阻力平方区。
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2、湍流的瞬时速度、时均速度、脉动速度、断面平均速度有何联系和区别？ 答：瞬时流速 u，为某一空间点的实际流速，在紊流流态下随时间脉动； 时均流速 ，为某一空间点的瞬时速度在时段T内的时间平均值； 脉动速度u＇与时均速度的叠加等于瞬时速度；
断面平均速度v，为过流断面上各点的流速（湍流是时均速度）的断面平均值。
3、如何区分水力光滑管和水力粗糙管，两者是否固定不变？ 解：不是固定不变的。
通过对比流动的粘性底层厚度δ与管壁绝对粗糙度值Δ的大小进行判断。
???水力光滑管；???水力粗糙管。
4、压差阻力产生的原因？
答：当流体绕流非流线型物体时，物面上的边界层在某个位置开始脱离物面， 并在物面附近出现与主流方向相反的回流，流体力学中称这种现象为边界层分离现象。由于在分离点后的回流区、旋涡区中压强大大下降，形成负压区。这样，绕流物体前后面的压强差形成了作用于绕流物体指向下游的压差阻力 5、分析局部水头损失产生的原因。
解 (a)任何断面形状的改变，都必将引起流速的重新分布，因而附加了流体间的相对运动和流体质点的急剧变形，结果导致质点间附加摩擦和相互撞击，使流体能量受到损失，液流中流速重新分布。(b) 流速的重新分布，总是伴随有边界层分离和旋涡的形成，在旋涡区由于粘性的存在，便有摩擦的能量损失 ，在旋涡中粘性力作功。(c)在旋涡区中，又有质点被主流所带走，即有动量交换，因而消耗运动流体的能量，流体质点的混掺引起的动量变化。
6、试从水头损失的角度，分析“均匀流总水头线和测压管水头线是相互平行的直线”的原因。
答：均匀流沿水流长度方向，流体的速度大小和方向保持不变。无局部水头损失，均匀流只有沿程水头损失。均匀流各过流断面的断面平均流速相等，各断面的流速水头相等。因此，总水头线和测压管水头线是相互平行的直线。
7试从受力分析的角度，验证均匀流沿程水头损失与壁面切应力的关系为解：
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以管轴线为对称线，取一半径为r的圆柱流体，长度为l，两过流断面的中心压强为p1、p2，圆柱表面的切应力?，则有
8、有一圆形水管，其直径d为100mm，管中水流的平均流速v为1.0m/s，水温为100℃，试判别管中水流的型态。
解：查得水的运动粘滞系数v＝0.0131cm2/s，管中水流的雷诺数
因此管中水流为湍流。
9、粘性流体在圆管中作层流运动，已知管径d=0.12m，流量qV=0.01m3/s，求管轴线上的流速及断面平均流速。 解：
10、为什么谢才公式只适用于阻力平方区？
答案：谢才公式是根据明渠均匀流的大量观察资料总结的公式，自然界中明渠水流几乎都处于湍流阻力平方区，因此该公式只适用于湍流阻力平方区。
11、简述边界层分离的原因。
当流体绕流曲面体流动时，在减压增速区，流动维持原来的边界层；流动进入增压减速区时，流体质点受到与主流方向相反的压差作用，将产生方向的回流，而边界层外的流体仍保持原有的前进，这样，回流和前进这两部分运动方向相反的流体相接触，就形成旋涡。旋涡的产生使得边界层与壁面发生分离。
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（整理完）流体力学网上作业题参考答案20150627
