圆管中的流速为轴对称分布,如图所示。其流速分布为u为距管轴中心为r处的流速,若已知r0=0.03m,umax=0.15m/s,求通过水管的流量及断面平均流速。
用高度灵敏的流速仪每隔0.5s测得河流中某点A处的纵向和沿垂向的瞬时流速ux和uy如表a所示。
表a 点A处的纵向和垂向的瞬时流速测定值单位m/s | ||||||||||
测次 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
ux | 1.88 | 2.05 | 2.34 | 2.30 | 2.17 | 1.74 | 1.62 | 1.91 | 1.98 | 2.19 |
uy | 0.1 | -0.06 | -0.21 | -0.19 | 0.12 | 0.18 | 0.21 | 0.06 | -0.04 | -0.10 |
试求:
圆管直径d=2.5cm,当量粗糙度Δ=0.4mm,管中水流的断面平均流速v=2.5m/s,水的运动黏滞系数ν=0.01cm2/s,求管壁的切应力τ0,并求其相应的摩阻流速u、实际黏性底层厚度δ和理论黏性底层厚度δ0。