1流体流动讲解

1、流体流动 填空题 1. 雷诺准数的表达式为 当, 密度 =1000kg/m3,粘度 =1cP厘泊 的水,在内径为 d=100mm,以流速为 1m/s 在管中流动 时,其雷诺准数等于 ,其流动类型为 答案 * * * Re du 、105、湍流 9管出口的局部阻力系数等于 ,管入口的局部阻力系数等于 答案 * 1.0、 0.5 2. 某流体在圆管中呈层流流动 ,今用皮托管测得管中心的最大流速 2m/s,此时管 内的平均流速为 . * 答案 答案* 当量长度法、 阻力系数法； hfle u 、 hfu fd 2 f2 8在流体阻力计算中 ,当量长度的定义是 * 答案 * 能产生与某局部阻力相当的直

2、管长度 , 称为该局部阻力的当量长度 1m/s 3. 当地大气压为 750mmHg 时 ,测得某体系的表压为 100mmHg,则该体系的绝对 压强为 mmHg，真空度为 mmHg. * 答案 *850、-100 4圆管中有常温下的水流动 , 管内径 d=100mm,测得其中的重量流量为 11.8kg/s, 其体积流量为 ，平均流速为 。 3 * 答案 *0.0118m3/s1.5m/s 5. 某长方形截面的通风管道 , 其截面尺寸为 3020mm,其当量直径 de 为. * 答案 * 24mm 6. 测量流体流量的流量计主要有如下四种 : , , 10理想流体是指 ； 而实际流体是指 * 答案

3、 答案*FSdduy、在单位接触面积上，速度梯度为 所引起的内摩擦力。 没有粘性、没有磨擦阻力、液体不可压缩；具有粘性、有磨擦力、液 体可压缩、受热膨胀、消耗能量。 11牛顿粘性定律表达式为 ，其粘性系数 （粘度 ） 的物理意义 1 时，由流体的粘性 12、流体体积流量用 来计算； 质量流量用 来计算； 而流体 流速用 * 答案 * Vs u A、 msuA 、 13、流体流动形态用 来判断， Vs u A 当 时为瑞流， 当 时为滞流，当 时为过渡流。 来计算。 * 答案 * 雷诺准数， Re4000，Re2000，Re在 2000 4000之间。 14、 流体在圆直管内流动，当 Re 40

4、00时的流型称为 ，其平均速度与最 大流速的关系为 ，而 Re2000 的流型称为 ，其平均速度为 * 答案 * 湍流， um=0.8umax，滞流， um=1/2umax。 15、理想流体在变径管路中作稳定的连续流动时， 在管子直径缩小的地方， 其静 压力 * 答案 * 减少 16当量直径的定义是 de= ， 在套管环间流动的流体， 外管的内径是 d1，内管的外径是 d2，则当量直径 de= * 答案 * de4流通截面积 /浸润周边长ded1d2 17米糠油在管中作层流流动，若流量不变，管径，管长不变，油温升高，粘度 为原来的 1/2，则摩擦阻力损失为原来的 倍。 * 答案 * 1/2 ，

5、变 18孔板流量计和转子流量计的最主要区别在于：前者是恒 ；后者是恒 ，变 。 * 答案 *截面；压差；压差；截面 19在测速管中， 测压孔正对水流方向的测压管液位代表 ，流体流过测速 管侧壁小孔的测压管液位代表 。 * 答案 * 冲压头； 静压头 20某流体在圆形直管中作滞流流动时，其速度分布是 型曲线， 其 管中心最大流 速为平均流速的 倍，摩擦系数 与 Re 的关系为 。 * 答案*抛物线； 2 倍； 64/Re 21流体在管内作湍流流动时 （不是阻力平方区 ），其摩擦系数 随 和而变。 * 答案* Re； /d相（对粗糙度 ） 选择题 1层流与湍流的本质区别是： （ D ）。 A）湍流

6、流速 层流流速；B）流道截面大的为湍流，截面小的为层流； 4、流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是（ C ）。 A. 流动速度大于零； B. 管边不够光滑； C. 流体具有粘性。 5、.水在园形直管中作滞流流动，流速不变，若管子直径增大一倍，则阻力损失 为原来的（ A ）。A、1/4；B、1/2；C、2 倍 6、柏努利方程式中的（ A ）项表示单位质量流体所具有的位能。 u2p A、gzB、C、D、 We。 2 7. 水在圆形直管中作完全湍流时，当输送量，管长和管子的摩擦系数不变，仅将 其管径缩小一半，则流阻变为原来的（ B ）倍 A、 16B、32C、不变 8. 一般情况下，温度升高，液体的粘

7、度（B ）；气体的粘度（ A ）。 A、增大 B 、减小C、不变 9. 理想流体在简单管路中作连续流动时，在管子直径小处，静压强就（B ）。 A、大B、小C、不变 10. 非圆形管子的当量直径可用来计算（A ）。 A、雷诺数 ReB、流速C、管子的截面积 11相同管径的圆形管道中，分别流动着粘油和清水，若雷诺数Re 相等，二者 的密度相差不大，而粘度相差很大，则油速（ A ）水速。 A、大于B、小于C、等于 12水在圆形直管中作滞流流动，流速不变，若管子直径增大一倍，则阻力损失 为原来的（ A ）A、1/4B、1/2C、2 倍 13 离心泵开动以前必须充满液体是为了防止发生A 。 A、气缚现象

8、B、汽蚀现象C、汽化现象D、气浮现象 14离心泵的调节阀开大时，B A. 吸入管路阻力损失不变B.泵出口的压力减小 C.泵入口的真空度减小D. 泵工作点的扬程升高 15、水由敞口恒液位的高位槽通过一 管道流向压力恒定的反应器，当管道上的 阀门开度减小后，管道总阻力损失 C 。 A. 增大B.减小C.不变D.不能判断 16流体流动时的摩擦阻力损失 hf 所损失的是机械能中的C 项。 A 动能 B 位能 C 静压能 D 总机械能 17.在完全湍流时（阻力平方区） ，粗糙管的摩擦系数 数值 C A 、与光滑管一样B、只取决于 Re C、取决于相对粗糙度D、与粗糙度无关 18.孔板流量计的孔流系数 C

9、0当 Re增大时，其值B 。 A.总在增大 B.先减小，后保持为定值C.总在减小 D. 不定 19已知列管换热器外壳内径为 600mm，壳内装有 269根 252.5mm 的换热管， 每小时有 5104kg 的溶液在管束外侧流过， 溶液密度为 810kg/m3，粘度为 1.91 10 3Pas，则溶液在管束外流过时的流型为A 。 A 层流 B 湍流 C 过渡流 D 无法确定 20某离心泵运行一年后发现有气缚现象，应C 。 A、停泵，向泵内灌液B、降低泵的安装高度 C、检查进口管路是否有泄漏现象D、检查出口管路阻力是否过大 21、某液体在内径为 d0 的水平管路中稳定流动，其平均流速为 u0，当

10、它以相同 的体积流量通过等长的内径为 d2（d2=d0/2）的管子时，若流体为层流，则压降p 为原来的 C 倍。 A 4 B 8 C 16 D 32 判断是非： 1、流体在园管内作稳定流动时，其流速与管径的一次方成反比。 （ ） 2、流体在园管内流动阻力主要有沿程阻力和局部阻力。 （ ） 3、化工单元操作是一种物理操作， 只改变物质的物理性质而不改变其化学性质。 （ ） 4、在稳定流动过程中，流体流经各截面处的体积流量相等。 （ ） 5、当输送流体的管径一定时，增大流体的流量，雷诺准数减少。 （ ） 6、流体在等直径的导管中作稳态流动时，由于流动有摩擦阻力损失，因此流体 的流速沿管长而逐渐变小

11、。 （ ） 7、当流体充满导管（圆形）作稳态流动时，单位时间通过任一截面的体积流量 相等。（ ） 8、流体作层流流动时，摩擦系数（ ）只是 Re 的函数，而与管壁的粗糙度无 关。（ ） 9、在相同设备条件下， 密度越大， 粘度越小的流体越容易形成湍流状态。 （ ） 10、牛顿粘性定律是：流体的粘度越大，其流动性就越差。 （ ） 11、孔板流量计是文丘里流量计的改进， 其压头损失比文氏流量计小得多。（ ） 12、实际流体在导管内作稳态流动时， 各种形式的能量 （或压头）可以互相转化， 但导管任一截面的位压头、动压头与静压头之和为一常数。 （ ） 13、为了提高压强计的灵敏度以测量微小的压强差，

12、可采用微差压强计。 当其中 的两指示液密度相差越大时，其灵敏度就越高。 （ ） 14、经过大量实验得出，雷诺 Re 4000流动类型为湍流。 0.001 2）层流时， Re 2000 ，流速最大时， Re = 2000 ，即 du 2000 2000 2000 0.001 u d 0.025 1000 0.08 m/s 2密度为 850 kg/m3、粘度为 810-3 Pas的液体在内径为 14 mm的钢管内流动， 液体的流速为 1 m/s。计算：（ 1）雷诺准数，并指出属于何种流型；（ 2）若要 使该流动达到湍流，液体的流速至少应为多少？ 解：（1）Re du 0.014 1 3850 14

13、87.5 2000 流动类型为层流 8 10 3 2）湍流时， Re 400，0流速最小时， Re = 4000，即 du4000 u 4000 4000 0.008 2.69 m/ s d 0.014 850 3用 1084 mm 的钢管从水塔将水引至车间， 管路长度 150 m（包括管件的当 量长度）。若此管路的全部能量损失为 118 J/kg，此管路输水量为若干 m3/h？（管 路摩擦系数可取为 0.02，水的密度取为 1000 kg/m3） l u2 解：能量损失 hf d 2 118J /kg 流量 2 118 2 0.1 u27.867m / s 0.02 150 23 Vs uA

14、 2.80.12 3600 79.13m3 /h 4 u = 2.8 m/s 4用离心泵将水从储槽送至水洗塔的顶部， 槽内水位维持恒定，各部分相对位置如本题 附图所示。管路的直径均为 762.5 mm。在 操作条件下，泵入口处真空表的读数为 24.66 103 Pa；水流经吸入管与排出管（不包 括喷头）的能量损失可分别按hf1 2u2 与 hf2 10u2 计算。由于管径不变， 故式中 u为吸入或排出管的流速 m/s。排水管与喷头处的压强为 98.07 103 P（a 表 压）。求泵的有效功率。（水的密度取为 1000 kg/m3） 解：（ 1）水在管内的流速与流量 设储槽水面为上游截面 1-

15、1 ，真空表连接处为下游截面 2-2 ，并以截面 1-1 为基 准水平面。在两截面间列柏努利方程有： z1g 2 u1 p1 z2g 22 2 u2 p2 22 2 hf1 式中：Z1 = 0，Z2 = 1.5 m， 3 p1 = 0（表压）， p2= -24.66 103 Pa（表压） 2 u1 0，hf 1 2u2 将上列数值代入柏努利方程式，解得水在管内的流速 u2 24660 u2 （ 9.81 1.5） 2.5 2m/ s 1000 22 水的流量 ws uA 1000 2 d2 1000 20.0712 7.92kg / s 44 （2）泵的有效功率 设储槽水面为上游截面 1-1

16、，排水管与喷头连接处为下游截面 2-2，仍 以截面 1-1 为基准水平面。在两截面间列柏努利方程： 22 z1g u21 p1 We z2g u22 p2hf 1hf2 式中 Z1 = 0，Z2 = 14 m， u1 0， u 2 =2m/s ， 3 p1 = 0（表压）， p2= 98.07 103 Pa（表压）， hf1hf 2 2u2 10u2 12u2 将上列数值代入柏努利方程式，解得： We z2g 2 u22p2hf1hf 2 14 9.81+12.5 22+ 98.07 103 1000 =285.41J /kg 泵的有效功率 Ne Wews 285.41 7.92 2260W

17、5在本题附图所示的实验装置中，于异径水 平管段两截面间连一倒置 U 管压差计，以 测量两截面之间的压强差。当水的流量为 10800 kg/h 时， U 管压差计读数 R 为 100 mm。粗、细管的直径分别为 60 3.5 mm 与 423 mm。计算：（ 1）1kg 水流经两 截面间的能量损失；（ 2）与该能量损失 相当的压强降为多少 Pa？（水的密度取为 1000 kg/m3） 解：（ 1）1kg 水流经两截面间的能量损失 设导管在上游的连接处为截面 1-1 ，下游的连接处为截面 2-2，并通过管轴作基 准水平面。在两截面间列柏努利方程，有： z1g 2 u12 p1 2 2 u22p2

18、2 hf 式中 Z1 Z2 0， ws A u 10800 36000.0362 1000 4 2.95m / s 10800 36000.0532 1000 4 1.36m / s p1 p2 p1 p2 gR ， gR 9.81 0.1 0.981J / kg 将以上各数值代入柏努利方程式，解得 hf 22 p1 p2 u1 u2 2 0.981 22 2.952 1.362 2 4.41J /kg 2）与该能量损失相当的压强降 2 pfhf 1000 4.41 4410N / m2 6 在图示装置中， 水管直径为 57 3.5 m。m 当阀门全闭时，压强表读数为 0.3大气压 , 而在阀门开启后， 压强表读数降至 0.2大 气压。设管路入口至压强表处的压头损 失为 0.5 mH2O，求水的流量为若干 m3/h？ 解：阀门全闭时，由 p2 gH ，H= p2 = 0.3 1.013 10 3.1 m ，即水槽液面距 2 g 1000 9.81 阀门中心线的高度为 3.1 m。 阀门开启时，以水槽液面为上游截面 1-1，压力表处为下游截面 2-2 ，管路中心 线为基准水平面。在两截面间列柏努利