第5章 圓管層流和縫隙流

1、第5章圓管層流和縫隙流圓管層流和縫隙流5.1管道直徑d=100mm，輸送水的流量為10kgs，如水溫為50C，試確定管內(nèi)水流的流態(tài)。如用這管道輸送同樣質(zhì)量的石油，已知石油的密度ρ=850kgm3，運(yùn)動(dòng)粘性系數(shù)ν=1.14cm2s，試確定石油的流態(tài)。解：50C時(shí)，水的運(yùn)動(dòng)粘性系數(shù)ν=1.52106m2s，24Qud???水的雷諾數(shù)Re為：4ReudQvvd????，紊流623410kgs84000138001.5210ms1000kgm3

2、.140.01m????????石油：，層流423410kgsRe1314.623201.1410ms850kgm3.140.01mudv?????????5.2有一梯形斷面的排水溝，底寬b=70cm，斷面的邊坡為1：1.5，當(dāng)水深h=40cm，斷面平均流速u=5.0cms，水溫100C，試判別此時(shí)的水流形態(tài)。如果水深和水溫都保持不變，問斷面平均流速減到多少才是層流？hb11.5題5.2圖解：100C時(shí)，水的運(yùn)動(dòng)粘性系數(shù)ν=1.3110

3、6m2s水力直徑為4(7026070)40224.27cm2105270Ad??????????，，層流和紊流都可能存在620.05ms0.2427mRe9264.81.3110msudv?????2320Re13800??水流為層流時(shí)，故Re2320udv??6Re23201.31101.2522cms0.2427vud??????5.3設(shè)圓管直徑d=200mm，管長(zhǎng)l=1000m，輸送石油流量Q=40Ls，運(yùn)動(dòng)粘度ν=1.6cm2s

4、，試求沿程損失hf。解：沿程損失為22227638419.75m2Re2fLuLuvlQhdgdggdd???????5.4在長(zhǎng)度l=10000m，直徑d=300mm的管路中輸送重度為9.31kNm3的重油，其重量流量Q=2371.6kNh，運(yùn)動(dòng)粘性系數(shù)ν=25cm2s，判斷其流態(tài)并求其沿程阻力損失。33543013.140.0010.9101.7610ms6ln()60.15ln(305)pQDd?????????????由，帶入時(shí)得

5、，36lnQprc??????02Dr?00p?52.1210c???即550.510ln2.1210Papr?????5.8如圖所示的強(qiáng)制潤(rùn)滑的軸承，軸徑12cm，軸向載荷F=5104N，中央凹部的直徑是4cm，若用油泵通入Q=0.1103m3s的油液時(shí)，泵供油壓力應(yīng)為多大？軸和軸承之間的間隙應(yīng)是多少？（設(shè)μ=9.8102Pa.s）。解：由，軸向載荷20p?222200001300()3()2ln()yRrQFRrphRr??????

6、得泵供油壓力為470012222002ln()2510ln(124)1.092810Pa()(0.060.02)FRrpRr??????????由得3006ln()pQRr?????323730076ln()60.1109.810ln(62)0.1881610m1.092810QRrp????????????????所以軸和軸承之間的間隙為2.66mm??5.9直徑d=25mm的油缸中有長(zhǎng)度l=150mm的柱塞，兩端作用的壓力差為196

7、kNm2，油液的動(dòng)力粘度μ=0.147Pa.s，求縫隙中的泄漏量：（1）柱塞有4個(gè)a=3mmb=1.5mm的溝槽時(shí)；（2）沒有溝槽，但柱塞和缸壁間的環(huán)形通道面積與上述4個(gè)溝槽的總面積相同時(shí)。labdF題5.8圖題5.9圖5.10當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)數(shù)n=400r／min時(shí)，試確定圓盤的摩擦力矩M，已知腔體間隙h=0.5mm，油的粘度為μ=0.07Pa.s，圓盤尺寸為d=20mm，D=110mm。(設(shè)流體只隨圓盤作圓周運(yùn)動(dòng))。解：在r處取增量，則dr