流体流动作业题

1、问答题1.什么是连续介质假定？2.压力与剪应力的方向及作用面的不同？3.黏度的单位，物理意义及影响因素？粘度值随温度变化而变化，对于液体，温度升高，粘度怎样变化？对于气体，温度升高，粘度怎样变化？4.体积流量与质量流量？5.平均流速与质量流速？6.定态流动与非定态流动？7.化工厂哪些计算要应用流体静力学基本方程式？8.扼要说明柏努利方程式和流体静力学基本方程式的关系？9.流体流动的类型？判断依据？10.雷诺数的物理意义？11.湍流黏度与黏度的区别？12.孔板流量计和转子流量计的最主要区别在于？：前者是恒,变； 后者是怛，变O13.什么是理想流体？引入理想流体的概念有什么意义？流体输送1.在化工

2、生产和设计中，对流体输送机械的基本要求是什么？2.用简单语言来说明离心泵的工作原理。3.为什么在启动和停止离心泵前，必须先关闭出口阀？4.简述气缚现象发生的原因？5.简述气蚀现象发生的原因及防止气蚀发生的有效措施?6.流量与扬程？7.有效功率与轴功率？8.简述离心泵有哪些种流量调节方法？常用哪一种？9.有效气蚀余量？10.简述选用离心泵的一般步骤。计算题1）某设备的真空表读数为500mmH孩备外环境大气压强为640mmHg则它的绝对压强为？ （ Pa）2）空气中各组分的摩尔分数为：0.21O2、0.78N2、0.01Ar。（1）求标准状况下空气的平均密度p 0; （2）求绝对压强为3.8 X

3、104Pa温度为20C时空气的平均密度p ;比较两者的结果。3）水在附图所示的水平管内流动，在管壁A处连接一U形管压差计， 指示液为汞，密度为13600kg/m3, U形管开口右支管的汞面上注入一 小段水（此小段水的压强可忽略不计），当地大气压Pa为101.33kPa,水的密度取1000kg/m3,其它数据见附图（单位mm）求A处的绝对压 强为多少Pa?4）温度为27C的氮气流过内径为150mm的管道，入口处压强为150kPa;出口处压强为120kPa,其流速为20m/s。求质量流速G kg/（m2 s）和入口处流速u入。 （氮气在管道内的流动可按等温流动处 理）5）当20C的甘油（p =12

4、61kg.m-3 ,=1499厘泊）在内径为100mm）管内流动时，若流速为2.0m.s-1 U寸，计算其雷诺准数Re覆摩擦阻力 系数入?6）已知一密闭管路，管的内径为d,管长为L,液体在管内作稳定连 续层流流动，流量为V m3.s-1，总的阻力损失为hf。现将管的内径 换成d/2，其它均不改变，此时新管路内的流速为？（m.s-1）,流体 流动的总阻力损失为？ （m。7）水在一倾斜管中流动，如附图所示，已知压差计读数为200mm试问测量段的阻力为多少？U=llt/S8）质量浓度为16200kg/h的25谦化钠（NaCl）水溶液在 50X 3mm的钢管中流过。已知水溶液的密度为1186kg/m3

5、 ,粘度为2.3 x 10-3Pa s。求（1）判断该水溶液的流动类型。（2）计算在滞 流时的最大流速Umax滞。9）实验室为了控制流动为定态流动，采用带溢流装置的高位槽。（如本题附图）槽内水经4 89X 3.5mm的管子送至密闭设备内。在水平管 路上装有压强表，读数为6X 104Pa。已知由高位槽至压强表安装的截 面间总能量损失10J/kg。每小时需要水2.85 x 104kg。求高位槽液面 至压强表安装处的垂直距离h。d2=dl/22-ImI一高位槽2一滴晚装置3密团设缶10）某工厂从水塔引水至车间，管路为4 114X 4mnm勺钢管，管路中直管总长度为25m水塔内液面维持恒定，并高于排水

6、管口12m水塔液面及管子出口均通大气，试求水温为20 C时管路的输水量为多少nVh ? 20C时水的密度为998kg/m3,粘度为1.005 x 10-3Pa s,管壁 绝对粗糙度e为0.1mm1111）用泵将出水池中常温的水送至吸收塔顶部，水面维持恒定，各 部分相对位置如图所示。输水管为76X3mni冈管，排水管出口与喷头连接处的压强为6.15x104Pa（表压），送水量为34.5m3/h ,水流经160J/kg。水的密度取（2）泵的有效功率（kw）J一,全部管道（不包括喷头）的能量损失为流体输送1.用20C清水测定某台离心泵性能时，在转速为2900r/min下，得 到的试验数据为：流量12

7、.5L/S，泵出口处压强表读数为255Kpa,泵 入口处真空表读数为26.66Kpa,两测压点的垂直距离为0.5m,功率 表测得电机所耗功率为6.2Kw,泵由电机直接带动，传动效率可视为1.电 机 效率为0.93 ,泵的吸入管路与排出管路的管径相同。求:（1）该泵的效率；（2）列出泵在该效率下的性能。2.某离心泵在转速为1450r/min下测得流量为65m3/h,压头为30m若将转速调至1200r/min，试估算此时泵的流量和压头。3.离心泵在一定输送流量范围和转速下，压头和流量间关系可表示为H= 25- 2.0Q2（式中H单位为m Q单位为m3/min）。若将该泵安2装在特定管路内，该管路特

8、性方程可表示为H21.86Qe。（式中H单位为mQe为m3/min）。试求：（1）输送常温下清水时，该泵的流 量、压头和轴功率。（2）输送密度为1200Kg/m3的水溶液时，该泵的 流量、压头和轴功率。假设该泵的效率为60%。4.用某离心油泵从贮槽取液态炷类至反应器， 贮槽液面恒定，其上方 绝压为660KPa泵安装于贮槽液面以下1.6m处。吸入管路得压头损 失为1.6m。输送条件下液态炷密度530Kg/n3,饱和蒸气压为645KPa输送流量下泵的气蚀余量为3.5m，请分析该泵能否正常操作。本章主要公式牛顿粘性定律静力学方程机械能守恒式雷诺数阻力损失局部阻力总阻力当虽直径孔板流 n n 计F F

9、 = = p p A A du/dydu/dy2=夕1 +陌1Z1丁皿2gPig12Z2丁U22gP2gzig-UiP1pdu Re =hfhf12Z2gU22hfhf =(流通截而积de=润湿周边P2P（范宁公式）l2A(p0-p)g1 P22H =Z2-Z + +S7Pg2gNe= HQ gH =ppv_ h -Hgrf,01g离心泵扬程泵功率安装高度自学例题1 1.某液体密度 800kg/m800kg/m3 3, ,粘度 73cp73cp 在连接两容器间的光滑 管中流动，管径 300mm300mm 总长为 50m50m （包括局部当 H H 长度）， 两容器液面差为 3.2m3.2m （

10、如图）。求：（1 1）管内流虽为多少？（2 2）若 在连接管口装一阀门，调节此阀门的开度 使流虽减为原来的一半，阀的局部阻力系数是多少？按该管 折算的当虽长度乂是多少？层流竺；湍流九=竺譬 （柏Re Re拉修斯）解 ：在 1 1 1 1 面和 2 22 2 面间列柏努利方程， 选 2 22 2 面为基准面i_u d 20.3164，-D0.25Re11u1u20P1= P2= 0（表）gz广 Wg =设流体流动符合柏拉修斯公式- - duduReRe = =gZgZ1= = 0.31640.3164 ReRe25l l； d d u*2u*2 g g l l U U2 dTdT1.75=0.3

11、164/=0.3164/0.25我521.752gZ1 I I=-0.3164 0.2l d1.25 ?2 9.81 3.20.3164 800 0.073知50 0.31.25=9.01524u = 3.513m/s验证Re = 0.3x 3.513 x 800/0.073 = 115504000,故假设正确_ 9_ _ o _ _ _ _Q.V = Au = d2u = 0.323.51 33600 = 893.95m3/ h 44(2)(2) 流虽减半，即是流速减半，u=3.513/2=1.7565u=3.513/2=1.7565 m/sm/s此时计算得 Re=5775Re=5775 符

12、合柏拉修斯式条件在 1 1 1 1 面和 2 2 2 2 面之间列柏努利方程：dudu：=0.3164=0.3164gZ1 = 0.3164 Re0.25L d u2/ 21=2gZ1,/u2- 0.3164 Re25l, d=2诃0.3164 57750.25500.31.75652=14.33 =, 3 = 031*d 2Re0.25d 2=尝Re025dle=d 0.3164 Re0.25=0.3 14.30.3164 5775025=118.22 2.从水塔引水至车间，水塔的水位可视为不变，选水管的 内径为 50mm50mm 管路总长度为1,且1凯,流量为机， 水塔水面与送 水管出口间

13、的垂直距离为 h,h,今用水虽增加 50%50%需对送水 管进行改装。(1)(1)有人建议将管路换成内径为 75mm75mm 勺管子。( (图 a)a)(2)(2)有人建议将管路并联一根长度为1/2,内径为 50mm50mm 的管子。(图 b)b)(3)(3)有人建议将管路并联一根长度为l,内径为 25mm025mm0 勺 管子。(图 c)c)试分析这些建议的效果，假设在各种情况下，摩擦系数人变化不大；水在管内的动能可忽略当管径由 50mm50mm到 75mnfl75mnfl 寸57522.75650解：（a a） 50mm75mm50mm75mmA7(C 二. 2Vh = d ud=50mnfld=50mnfl 寸，4在 1 1 1 1 面和 2 2 2 2 面间列柏氏方程2_P1虬=g 2gz= h, a = P2 ：l u2zi2p2u2,Z2 hf?g 2g:0（表压），u1= o, u2= o, z2= oh = hffd 2gu = 2dhd l2dhd2i.水虽增加 175.6%175.6%，不合要求，所以第一方案不可