環(huán)保工程師-專業(yè)基礎-工程流體力學與流體機械-流體阻力

［單選題］1.變直徑管流細斷面直徑為d),粗斷面直徑d2=2d.,粗細斷面雷諾系

數(shù)的關系是()。［2012年真題］

A.R(江南博哥)e!=0.5Re2

B.Rei=Re2

C.Rei=l.5Re2

D.Rei=2Re2

正確答案：D

參考解析：質圓管傳輸流體計算雷諾數(shù)時，定型尺寸一般取管道直徑(d),則

雷諾數(shù)Re=vdp/p,而v=Q/A=4Q/五ch,換算得：又cL=

2di,所以Rei=2Re2。

［單選題］2.圓管流的臨界雷諾數(shù)(下臨界雷諾數(shù))0。［2011年真題］

A.隨管徑變化

B.隨流體的密度變化

C.隨流體的黏度變化

D.不隨以上各量變化

正確答案：D

參考解析：雷諾數(shù)是判斷流動形態(tài)的準則數(shù)，層流和紊流可以相互轉化，由紊

流轉變?yōu)閷恿鞯牧魉?下臨界流速)小于由層流轉變?yōu)槲闪鞯牧魉?上臨界流

速)，與之對應的雷諾數(shù)稱為下臨界雷諾數(shù)和上臨界雷諾數(shù)。試驗表明，下臨

界雷諾數(shù)比較穩(wěn)定，因此采用下臨界雷諾數(shù)作為層流和紊流的判別標港。Re大

于下臨界雷諾數(shù)時，流態(tài)為紊流，小于它時為層流。下臨界雷諾數(shù)是一常數(shù)，

與其他參數(shù)無關。一般認為臨界雷諾數(shù)船為希勒(Schillerl921)得到實驗值

2300o

［單選題］3.管道直徑d=200mm,流量Q=90L/s,水力坡度J=0.46,管道沿程

阻力系數(shù)入值為()。［2014年真題］

A.0.0219

B.0.00219

C.0.219

D.2.19

正確答案：C

參考解析：在層流狀態(tài)下，沿程阻力完全由黏性摩擦產生；在紊流狀態(tài)下，沿

程阻力由邊界層黏性摩擦和流體質點的遷移與脈動產生。

管內流速:

我喘水力坡度:

品，=息三三

流體的沿程阻力：,欣捻名。

則沿程阻力系數(shù)：

2.2x9R

x=JdW=0.46x0.2x^24=0.219

「'：、八￡、?

［單選題］4.下列關手血管層流速度分布的說法，正確的是()。［2013年真題］

A.斷面流量沿程逐漸增大

B.各斷面動量守恒

C.過水斷面上切應力呈直線分布

D.管軸處速度最大，向邊緣遞減

正確答案：D

參考解析：圓管中層流存在沿程損失，其與管流平均流速的一次方成正比，與

雷諾實驗完全一致；在層流狀態(tài)下，沿程阻力完全由黏性摩擦產生，最終用來

克服流體與管壁固體表面間的摩擦力。因此，流體在靠近管壁處所受阻力大，

在管中軸線處所受阻力??；圓管層流過水斷面上流速呈拋物面分布；最大速度

在管軸上，圓管層流的平均流速是最大流速的一半。

［單選題］5.有兩根管道，直徑d、長度1和絕對粗糙度k均相同，一根輸送

水，另一根輸送油。當兩管道中液流的流速v相等時，兩者沿程水損失h1相等

的流區(qū)是()。［2010年真題］

A.層流區(qū)

B.紊流光滑區(qū)

C.紊流過渡區(qū)

D.紊流粗糙區(qū)

正確答案：D

參考解析：沿程損失的阻力系數(shù)的變化規(guī)律可歸納如下：

①層流區(qū)人—fi(Re)；②過渡區(qū)人—f2(Re)；③水力光滑區(qū)人—fa(Re)；

④紊流過渡區(qū)入=九(Re，ks/d)；⑤粗糙區(qū)(阻力平方區(qū))X=f3(ks/d)o

其中，雷諾數(shù)Re的大小與流速、特征長度管徑及流體的運動黏度v有關。層流

的阻力僅是黏性阻力，水與油的黏滯系數(shù)明顯不同，因此沿程水頭損失必定不

同。

IV*

%=人二—

由于沿程水頭損失’d?g,本題中，除沿程阻力系數(shù)外，其他值均相同，故

只要找到人相等的流區(qū)即可。在紊流粗糙區(qū)，入只與k/d有關，而與Re無關，

在這個阻力區(qū)，對于一定的管道，ks/d為定值，入是常數(shù)，沿程水頭損失與流

速的平方成正比，而二者流速相同，故本流區(qū)的沿程阻力損失相同。

［單選題］6.油管直徑d=50mm,油的運動黏度v=7.44X10一針大，雷諾數(shù)Re=

1700o則距管壁6.25mm處的縱向流速為0。［2009年真題］

A.2.20m/s

B.7.79m/h

C.0.615m/h

D.2.53m/s

正確答案：A

參考解析：由雷諾數(shù)Re=1700<2300可判斷管內流態(tài)為層流。

根據(jù)Re=ud/v,則可得平均速度為：u=Rev/d=1700X7.44X10-5/(50X10

-3

)=2.53m/s,則管內中心流速為:umax=2u=5.06m/so圓管中層流的流速分

布如題6解圖所示。則距管壁6.25niin處的縱向流速為：

大2.20ms

題6解圖圓管中層流的流速分布

［單選題］7.實驗用矩形明渠，底寬為25cm,當通過流量為1.0*10一73七，渠中

水深為30cm,測知水溫為20°C(v=0.0101cm2/s),則渠中水流型態(tài)和判別

的依據(jù)分別是()。［2008年真題］

A.層流，Re=11588>575

B.層流，Re=11588>2000

C紊流,Re=11588>2000

D.紊流,Re=11588>575

正確答案；D

參考解析:過流斷面面積為:A=0.25X0.3=0.075m2,則水力半徑為:

nA0.075

R=-=-----------=0.09m

X0.3x2+0.25斷面平均流速為:

誓=2=°，"=o13m/s

A-0.075-.、對于明渠、天然河道及非圓管管道,

nVR0.13x0.09

凡=-=11588>575

0.0101x10」

u所以,流態(tài)為紊流。

［單選題］8.沿直徑200mm、長4000m的油管輸送石油,流量為2.8X10%%,

冬季石油運力黏度為L01cn］2/s,夏季為0.36cm2/s。試選擇冬、夏兩季輸油管

道中的流態(tài)和沿程損失均正確的為0。［2008年真題］

A.夏季為紊流，h「=29.4m油柱

B.夏季為層流，h「=30.5m油柱

C.冬季為紊流,hr=30.5m油柱

D.冬季為層流,h「=29.4m油柱

正確答案：D

Q4x2.8*10-：

=0.89m/s

參考解析:斷面流速為:A萬d：3.14x0.2:

vd0.89x0.24c一「八八

Re=—=----------r=4944>2300

夏季時,雷諾數(shù)u0.36X10-4,流態(tài)為紊流;

Re=g0t89>0；=1762<2300

冬季時,l.OlxlO-4,流態(tài)為層流。

z=—=----=0.036

層流時，摩擦系數(shù)：Re1762,則沿程水頭損失為:

.0.0”>4°00、0.89二以出

°」)，9.8紊流時的摩擦系數(shù)計算方法與層流

時不同，需根據(jù)經驗圖或經驗關系式計算，無法理論推導。

［單選題］9.斷面面積相等的圓管和方管，管長相等，沿程摩擦壓力損失相等,

摩擦阻力系數(shù)也相等，它們輸送介質流量的能力相比()。［2008年真題］

A.圓管與方管輸送氣量相等

B.圓管較方管大33%

C.圓管較方管大6%

D.圓管較方管小6%

正確答案：C

參考解析：設圓管直徑為D,沿程水頭損失為15；方管邊長為a,沿程水頭損失

為hf2,則有：

幺11.4hV,4b4

人一-一■A—-——

?4R2g三天電F欣W4生2g

了￡)

必根據(jù)題意，入尸入2,

L=b，A尸A?=JiD2/4=a2,h門nlsub*'可得:

=1.06旦=坐=遼=1.06

2即圓管愉送氣累較方管大6%。

［單選即］10.軸線水平的突然擴大管道，直徑dX0.3?.d為Q&n,實測水流流道0.283m3/s,測壓管水面而差h為0.36m（如圖所示）。求局部陽力系數(shù)

12

C,并說明測壓管水面高差h與局部阻力系數(shù)G的關系0.［2008年真卸

A.U=0.496（對應細管流速），h值增大,C值減小

1

B.C=7.944（對應細管流速）.h值增大.C值減小

I

C.4=0.496（對應相管流速），h值增大,，值噌大

2

D.C=7.944（對應相管流速）.h值增大,C值增大

2

正確符窠:A

參考釋析：在細管段內流速為:

0_40_4x0.283

=4ms

A一碎二-3.14xO.32

在粗管段內流速為:

Q404x0.283,/

v\=—=—=--------r=lm/s

?And：3.14x0.6*

以管軸線水平面為基準面,在細管和粗管間列能lit方程為:

時于姍管流速，則有:

y'I'.V

，=/1+上+&，=>0=0.496

2g2g2g對于相管流速，則有：

5J2

VAV

」-=力+二-+G=>白=7.944

NgNg由兩式可看出,v、丫一定時.htfi增大，c值減小.

12

［單選鹿］11.有一管材、管徑相同的并聯(lián)管略（如國所示）.己知通過的總流量為0.08m3/s,管徑d=d=200?m>,管長1=400m.1=800n,沿程損失系數(shù)

1212

X=X=0.035,求管中流BtQ和Q為0.［2007年真題1

1212

Q,kd、

B

024a題n圖

A.Q=0.047m3/s：Q<3

12/sub>=0.033m/s

B.Q=0.057m3/s；Q<3

12/sub>=0.023m/s

C.Q=0.050m3/s：Q<3

12/sub>=0.010m/s

D.Q=0.050m3/s；Q<3

12/sub>=0.020m/s

IE確答案：A

參考W析：對于并聯(lián)管路有水頭損失相等:

由連續(xù)性原理Q+Q=Q，即

12

，聯(lián)立可得:

2(應+1)=。

則解得:

==o.O33m''S

JI+1

、―8Q=0.08-0.033=0.047m3/s

1

［單選題］12.層流與湍通的本質區(qū)別是0.

A.湍流流速大于層流流速

B.流道截面大的為淌流，截面小的為層流

C.層寬的雷諾數(shù)小于湍流的雷諾數(shù)

I).層流無膿動，而湍流釘膿動

正確答案：D

參號釋析：在層流狀態(tài)下，沿程阻力完全由黏性摩擦產生，流體偵點在各自的軌道上運動，彼此不發(fā)生干擾或碰掇，流動平穩(wěn)有序，各流層間互不摻混，各流

層間只存在黏性引起的滑動摩擦阻力：在湍流狀態(tài)下，沿程阻力由邊界層黏性摩擦和流體質點仇遷移與膿動產生，流體質點之間不斷地碰撞與摻混.流動紊

亂,流速和壓強等流動參數(shù)隨時間無序地脈動，澈流內部除了有磬性眼力外.還存在若由于偵點摻混、互相碰撞所造成的慣性阻力，故湍流M力遠大于層流用

力。

［單選題］13.液體的黏滯性只在流動時才表現(xiàn)出來，此說法()。

A.正瑜

B.錯誤

C.不瑜定

D.缺乏條件

正確答案：A

參考褥析：液體的黏滯性是指當液體流動時，液體質點之間存在著相對運動,這時質點之間公產生內摩擦力反抗它們之間的相對運動.這種標點之間的內摩擦

力又稱黏滯力。

［單選題］14.水塔供水系統(tǒng)管路總長（包括局部阻力的當量長度在內）共150m,管徑d=35mm.設\=0.03,要求流fitQ=103/h,則管路總冷擦阻力為

()J/：<go

A.546

B.536

C.6429

D.無我計/

正確答案：B

參考釋析：單位版軟流體的沿程阻力為:

將題目中的數(shù)的代入（需注意單位統(tǒng)一），可得:

10x4

,…1503600x3.14x0.035-

h=0.03x-------x=536J/kg

/f0.035

［單迄胞］15.在完全湍流《阻力平方區(qū)）時，粗糙管的沿程阻力系數(shù)入數(shù)值（）。

A.與光滑管一樣

B.只取決于Re

C.只取決于相對粗糙度

D.與用糙度無關

正確答案：C

參考資析：影響湍流沿程阻力系數(shù)'的因索有雷諾數(shù)Re和相對粗糙度￡/d.湍流時，隨雷諾數(shù)Re增加，人將戰(zhàn)小.當Re增大到某一數(shù)值時?沿程阻力系數(shù)入

基本不變化，即人與Re無關，此時沿程阻力與速度的平方成正比,故在完全湍流（阻力平方區(qū)）時，人與Re無關，'數(shù)值只取決于相對粗糙度e/d.

［單選胭］16.I5C水在半徑為10mm的鋼管內流動，流速為0.15?/s,該水密度為999k&/m3,拈度為0.001MPa?s,則該流動是0.

A.層流

B.湍流

。過坡流

D.無法判斷

正確答案:B

參考釋析：市諾數(shù)用Re表示，Re=du產o!產u，其中d是管徑，u是流速，口是動力祭性系數(shù)?？梢杂盟鼇砼袛嗔鲬B(tài)，在圓形管道中的流體，Re<

2300時為層流，Re=2300時為臨界流.Re>2300時為紊流.

本題中，的送數(shù)

Re=dup/fl=0.01x2x0.15x999/0.00114=2629>2300流態(tài)為濡流.

［單選即］17.等直徑圓管中湍流的過流斷面流速呈)分布。

A.雙境

B.對數(shù)線

C.橢則曲線

D.拋物線

正確答案:B

軌，

阻!=-±b,?.

參考祥忻：由湍流過流斷面上的流速分。公式境可知，湍流過流斷回上的流速是按對數(shù)觀律分他的，其分玲越I?解圖所示。

17解圖

［單選題］18.如圖所示.若水衲液位不變.住閥門打開后，①、②、③點的流體總機械能的關系為().

A.①―

B.①二②〉③

C.①〉②二③

D.不箔肯定

正確答案：B

忿考惺析：在功亞沿程于理化的均勺清部因卜,產牛的沛動卬力稱為沿和阻力.清體直明沿程第力俯功引杞的水頭福失稱為沿程水頭楣尖.沿程水頭福尖均勺

分布在整個流段匕與流段長度成比例.在邊壁汩程急劇變化，流速分布發(fā)生變化的局部區(qū)段匕集中產生的流動阻力稱為局部陰力.因局部阻力引起的水頭

損失稱為局部水頭損失，在管徑變化、彎管、網門等處都有局部水頭損失。①到②斷面不存在阻力損失，故①=②；③斷面前有,百角彎管，存在局部阻力損

失，牧②〉③.

［單選即］19.如圖所示，通過虹吸管由A池向B池供水，管路由3段綱成.管徑相同.<1=0.2n>.1=5m,1=5m,1=8m,沿程阻力系數(shù)A=X=X=

123!23

0.02,進口局啼損失系數(shù)6=3,中間有兩個彎頭，每個彎頭的局部損失系數(shù)G=0.3。試求通過的流戰(zhàn)0,

題19圖

A.Q=0.065lm3/s

B.Q=O.0850m3/s

C.Q=0.0973m3/s

D.Q=O.0673m3/s

正確答案：D

參考解析：在上卜游液面向列能fit公式:

Pg2gPg其中，上下游液面處均為大氣壓強，即P=p=0；上下游液面足好大，則流速近似為

12

零,即v=v=0m/s.故H=z—z=h

22

局部阻力損失包括：進口阻力