第一章流体流动

1、1、2、柏于3、某设备上，真空度的读数为80mmHg,其绝压=mH 20,Pa.填空题（每空1分，共20分）牛顿粘性定律的数学表达式为 ,粘度在SI制中的单位是 , 服从 此 定律 的 流 体称 为实际流体与理想流体的主要区别在于 ,实际流体努利方程与理想流体柏努利方程的主要区别在该地区的大气压为720mmHg。8.7mH 20,8.53 104pa.4、常温下水的密度为1000，粘度为1cp,在d内100mm的管内以3叹速度流动，其流动类型为Re也。警3 105。湍流。1.10 3而变, 而变，又随5、在流动糸统中，若截面上流体的流速、压强、密度等仅随 不随 变，称为稳定流动。若以上各量既随

2、 _ 变，称为不稳定流动。有关；若其作6流体在粗糙管内作湍流流动时，摩擦系数与有关。完全湍流（阻力平方区），则 仅与7、因次分析的依据是 _。8、从液面恒定的高位槽向常压容器加水，若将放水管路上的阀门开度关小，则9、 管内水流量将 ，管路的局部阻力将 ，直管阻力将，管路总阻力将。等边三角形的边长为a,其当量直径为管内的流速来10、用阻力系数法来计算突然扩大和突然缩小的损失时，按 计算动能项。二.选择题（每小题2分，共30分）1、通常流体的粘度随温度的变化规律为（A. 温度升高，粘度减小B. 温度升高，粘度增大C. 对液体温度升高粘度减小，气体反之D. 对液体温度升高粘度增大，气体反之2、装在某

3、设备进口处的真空表读数为 50 kPa,出口处压强表的读数为100 kPa,此设备进出口处的绝对压强差为（）kPa。A. 150 B. 50 C. 75 D.以上都不对3、层流和湍流的本质区别是（）。A.流速不同B.流通截面积不同C.雷诺数不同D.层流无径向脉动，湍流有径向脉动4、液体在两截面间的管道内流动时，其流动方向是（）。A.从位能大的截面流向位能小的截面B. 从静压能大的截面流向静压能小的截面C. 从动能大的截面流向动能小的截面D. 从总能量大的截面流向总能量小的截面5、 某流体在内径为dO的水平直管中稳定流动，其流速为u0,当它以相同的体积 流量通过等长的内径为d1 （d1=d0/2

4、）的直管时，其流速为原来的（）倍。A. 2 B. 4 C. 8 D. 166.流体是由无数分子集团所组成的连续（）介质。A.空白 B.连续 C.辐射 D.漂流。7.流体在圆管内层流流动时，平均速度是最大速度的（A.四分之一B. 一半C.二倍;D.四倍。8、流体在长为为。A. 1.2m;3m、高为2m的矩形管道内流动，则该矩形管道的当量直径B. 0.6m ；C. 2.4m；D. 4.8m。9、用离心泵在两个敞口容器间输送液体。若维持两容器的液面高度不变，则当输送管道上的阀门关小后，管路总阻力将 。A. 增加；B.不变；C.减小；D.不确定。10、流体在圆形直管中流动时，若其已进入阻力平方区，则摩

5、擦系数入与雷诺数 Re的关系为（）。B. Re增加,D. Re增加,入减小入先增加大后减小A. Re增加，入增大C. Re增加，入基本上不变11、因次方析的目的在于（）。，使实验与关联简A .得到各变量间的确切定量关系.B.用无因次数群代替变量化.C.得到无因次数群间定量关系.D .无需进行实验，即可得到关联式.12、 流体流过两个并联管路管1和2,两管内均呈滞流。两管的管长 L1=L2、管内径d1=4d2,则体积流量V2/V1为（）。A. 1/2 B. 1/4 C. 1/8 D. 1/16三计算题1.如附图所示，水在水平管道内流动。为测量流体在某截面处的压力，直接在 该处连接一 U形压差计，

6、指示液为水银，读数 R= 250mm，h = 900mm。已知当地大气压为101.3kPa,水的密度1000 kg/m3,水p-银的密度013600 kg/m3。试计算该截面处的压力。E?解：图中A-A面间为静止、连续的同种流体，且处于同一水平面，因此为等压面，即PaPa而PaPaPa Pgm0gR于是PaPgm0gR则截面处绝对压力gm0gRPa101300 1000 9.8159117Pa0.9 13600 9.81 0.25或直接计算该处的真空度Pap gm 0gR13600 9.81 0.251000 9.81 0.942183Pa形压差计实际反映的就是该处由此可见，当U形管一端与大气

7、相通时，U的表压或真空度。U形压差计在使用时为防止水银蒸汽向空气中扩散，通常在与大气相通的一 侧水银液面上充入少量水，计算时其高度可忽略不计。2. 如附图所示，水在管道中流动。为测得 A-A B-B截面的压力差，在管路上 方安装一 U形压差计，指示液为水银。已知压差计的读数R= 150mm，试计算A-A、B-B截面的压力差。已知水与水银的密度分别为1000kg/m3和13600 kg/m3。解：图中，1-1面与2-2面间为静止、连续的同种流体，且处于同一水平面, 因此为等压面，即P1P1，P2P2又P11PagmP1P20gRP20gRPbg(mR)0gR所以PagmPbg(mR)整理得PaP

8、b(0)gR0gR此结果与式（1-9）相同，由此可见，U形压差计所测压差的大小只与被测 流体及指示剂的密度、读数 R有关，而与U形压差计放置的位置无关。代入数据Pa pB (13600 1000) 9.81 0.15 18540Pa3. 从一水池中用虹吸管吸水，系统尺寸如图所示。所用的虹吸管直径为38mm3mm、长10m的水平钢管的能量损失、压头损失及压力损失。（1）密度为910kg人粘度为72cP的油品，流速为1.1m/s；（2）20r的水，流速为2.2 m/s。解：（1）油品：0.07 910 31.1973200072 10 3流动为层流。64Re649730.0658所以能量损失压头损

9、失hf0.58m9.81压力损失PfWf 910 5.69 5178Pa（2） 20r水的物性:ReO.。7 998.2 32.2 1.53 卩厶1.005 10 3流动为湍流。求摩擦系数尚需知道相对粗糙度/d，查表，取钢管的绝对粗糙度为 0.2mm,贝Ud根据 Re=1.53 105 及 /d02 o.00286=0.00286查图，得 A0.027所以能量损失Wfl u210 2.220.0270.0729.33J/kg压头损失hfWf9.339.810.95m压力损失PfWf998.2 9.339313 Pa塔内进料处的压力为30kPa9. 如附图所示，料液由敞口高位槽流入精馏塔中。（表

10、压），输送管路为 g5&.5mm的无缝钢管，直管长为10m。管路中装有180o 回弯头一个，90o标准弯头一个，标准截止阀（全开）一个。若维持进料量为5m3/h， 问高位槽中的液面至少高出进料口多少米？操作条件下料液的物性:890kg/m 3，1.2 10 3 Pas，0.0361800回弯头1.590o标准弯头0.75标准截止阀（全开）6.4解：如图取高位槽中液面为1-1面，管出口内侧为2-2截面，且以过2-2截在1-1与2-2截面间列柏努利方程（取出口端内侧）:面中心线的水平面为基准面。1 22u1P2Wf其中：Z1=h;Z2=0；VU2 一s-d24P 1=0 （表压）； p2=20kP

11、a （表压）； 536000.785 0.0421.1m/s管路总阻力WfWfWf0.5 1.5 0.756.49.152 u 20.036100049.15 号 10.98 J/kg所求位差（必2U22Wf )/g330 10(8901.1210.98)/9.814.62m试求：（1）D阀关闭,（2）D阀全开,多少？C阀全开（6.4）时，BC管的流量为多少?解: （1）在A-C截面（出口内侧）列柏努利方程ZaZcWf,ACPc2Uc2UA01 ABlBCPcd2gzA 止gzCWf,A C0( 表)入口Pa ( l AB(d1 BC入口Uc342/3 0.5 6.4 1)10000.03=2

12、.41m/sAB向实验楼供水，在B处分成两路各从自来水总管接一管段10.如图所示，通向一楼和二楼。两支路各安装一球形阀，出口分别为 C和D。已知管段AB、BC和BD的长度分别为100m、10m和20m （包括管件的当量长度），管内径皆为30mm。假定总管在A处的表压为0.343MPa,不考虑分支点B处的动能交换和能量损失，且可认为各管段内的流动均进入阻力平方区，摩擦系数皆为0.03,C阀关小至流量减半时，BD管的流量为多少？总管流量又为VCucd2 = 2.4142003一 1.71 10 3m3/s4（2） D阀全开，C阀关小至流量减半时：在A-D截面（出口内侧）列柏努利方程（不计分支点B处

13、能量损失）gzA2gzD2Wf,A其中：Za0, Zd5mu A0Pd0( 表)Wf,A D(l ABd2 1)U( lBD入口 )2(d2)UD 阀)2Pa5g (1 21 AB) u(d入口 )2(l BDd2阀D2UaUd21庁Vd/ d2 4Vd /0.0324Vc乙VD-d2430.85 10 Vd(0.03)241414.7VD1414.7VD1.203.43 10510009.81(0.03 型0.030 5)(1414.7Vd 1.20)2. 2(0.03 旦 6.4 1)(1414.7Vd)20.03化简得1.28108vD2 1.7 105Vd221.590解得:Vd8.1

14、04310 4m3 /s总管流量VcVd8.5 104 8.1 10 41.66 10 3m3/s11.用水泵向高位水箱供水（如附图所示）,管路流量为150m3/h,泵轴中心线2.0m和45m。泵吸入管与排出管分别距水池液面和水箱液面的垂直距离分别为为内径205mm和内径180mm的钢管。吸入管管长50m （包括吸入管路局部阻 力的当量长度），排出管管长200m （包括排出管路局部阻力的当量长度），吸入 管和排出管的管壁粗糙度均为0.3mm,水的密度1000 kg/m3,粘度1.0 X103 Pa.S,泵的效率为65%，圆管内湍流摩擦系数用下式计算：CC 023680.1 - d Re试求：(1)吸入管和排出管内的流速、雷诺数各为多少？各属于哪种流动类型?(2)泵吸入口处A点的真空表读数？(1) 吸入管内流速UiRe湍流;150/3600 21.263 m/s,0.785 0.2050.205 1.263 10001.0 10258915，属于排出管内流速U2V2150/36001.6380.785