流体流动测验题及参考答案

1、流体流动一 选择与填空（4× 15 共 60 分）1.孔板流量计和转子流量计的最主要区别在于：前者是恒_，变 _；后者是恒 _，变 _。 边长为 0.5m 的正方形通风管道 , 其当量直径为 _。答：截面，压差，压差，截面；0.5。2.当 Re为已知时，流体在圆形管内呈层流时的摩擦系数 =_ ，在粗糙管内呈湍流时，摩擦系数 与 _、 _有关。答：64/Re ， Re ， /d3.对如图所示的测压装置，分别写出 1 2的计算式。（）图 _ ，（）图 _ ，（）（ m ）（） 4下图中高位槽液面保持恒定，液体以一定流量流经管路，与两段长度相等，管径与管壁粗糙度相同，则：ab_ _ cd，

2、 f ab_ _ f cd， R1_ _R2( 填 、)1 / 55 层流与湍流的本质区别是：_。湍流流速>层流流速流道截面大的为湍流，截面小的为层流层流的雷诺数<湍流的雷诺数层流无径向脉动，而湍流有径向脉动6水从大管流入小管，管材相同， d 大 2d 小, 管内流动为层流，则小管每米直管中因流动阻力产生的压降是大管中的_倍？A、 8B、 16C、 32D、 32二 计算题1某流化床反应器上装有两个U 管压差计，如本题附图所示。测得R1 = 400 mm， R2 = 50 mm，指示液为水银。为防止水银蒸气向空间扩散，在右侧的U 管与大气连通的玻璃管内灌入一段水，其高度R3 =50

3、 mm。求 A、 B 两处的表压强。解： U管压差计连接管中是气体，其密度远远小于水银及水的密度，由气柱高度所产生的压强差可以忽略。设R2 下端为 C 点， R1 下端为 D 点，因此可认为P A PC,P B PD。PA PC = H2OgR3 + HggR2= 1000× 9.81 × 0.05 + 13600×9.81 × 0.05= 7161 N/m2（表压）PB PD = P A + HggR1= 7161 + 13600 × 9.81 × 0.44 2= 6.05 × 10 N/m （表压）2 水以 2.5m/s

4、 的流速流经38× 2.5 mm的水平管，此管以锥形管与另一38×3 mm的水平管相连。如附图所示，在锥形管两侧A、 B 处各插入一垂直玻璃管以观察两截面的压强。若水流经A、B 两截面间的能量损失为1.5 J/kg ，求两玻璃管的水面差（以mm记），3并在本题附图中画出两玻璃管中水面的相对位置。（水的密度取为1000 kg/m ）解：上游截面 A-A，下游截面 B-B，通过管子中心线作基准水平面。在两截面间列柏努利方程式。gZ Au A2p AgZ Bu B2pBhf A ,B22式中 Z A = Z B = 0 ， uA = 2.5 m/s， hf A,B = 1.5 J

5、/kg根据连续性方程式，对于不可压缩流体u A d A2u B d B24422有u Bu Ad A2.5331.23m/sdB47两截面的压强差为p Bp Au A2u B22hf A , B=2.5 21.2321.5 1000 = 868.55 N/m22即p Bp A868.550.10288.6 mmH2O由于 p B88 .6p A p B p A3. 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76× 2.5 mm。在操作条件下， 泵入口处真空表的读数为24.66× 103hf 12u 2 与Pa ；水流

6、经吸入管与排出管（不包括喷头）的能量损失可分别按hf 210u 2 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 × 103Pa（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1-1 ，真空表连接处为下游截面2-2 ，并以截面1-1 为基准3 / 5水平面。在两截面间列柏努利方程。gZ 1u12p1gZ 2u 22p 2hf221式中 Z1= 0212= -24.66×103Pa （表压）， Z = 1.5 m ， p= 0 （表压），pu1 0， hf12u

7、 2将上列数值代入柏努利方程式，解得水在管内的流速u2u 2246609.81 1.5 / 2.52 m/s1000水的流量 w s = uA =20.07121000 7.92kg/s4（ 2）泵的有效功率设储槽水面为上游截面 1-1 ，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。u12p1w egZ 2u 22p2hf 1hf 2gZ 122式中 Z1= 0 ， Z = 14 m ， u 0，u= 2 m/s ，p= 0 （表压）2121p2=98.07 × 103 Pa （表压）， hf 1 hf 2 2u 2 10u 212

8、u2将上列数值代入柏努利方程式，解得w e9.81 1498070 12.5 22285.41J/kg1000泵的有效功率N e = we· ws = 285.41 × 7.92 = 2260 W4. 如下图所示的输水系统 , 用泵将水池中的水输送到敞口高位槽, 管道直径均为 83×3.5mm, 泵的进、出管道上分别安装有真空表和压力表，真空表安装位置离贮水池的水面高度为 4.8m,压力表安装位置离贮水池的水面高度为5m。当输水量为3时，进水管道的36m/h全部阻力损失为1.96J/kg ，出水管道的全部阻力损失为4.9J/kg ，压力表的读数为2.5kgf/cm

9、2，泵的效率为70%，试求：两液面的高度差H为多少 m?泵所需的实际功率为多少KW?真空表的读数多少kgf/cm 2?4 / 5解：取截面 0-0, 1-1, 2-2, 3-3如图 ,在截面 2-2 和 3-3 间列柏努利方程以2-2 为基准面 ( 目的求 H3)H g+(p/ )+(u2g +(p/ )+(u22/2)=H333/2)+hf2-322 1at=9.807 × 104N/m2=1kg/cm 2u=Q/A=(36/3600)( /4)0.0762=2.21m/s(2.5 × 9.807 × 104/10 3)+(2.21 2/2)=H 3×

10、 9.81+4.9245.2+2.44=9.81H3 +4.9H3 =242.74/9.81=24.74m3H=H+5=24.74+5=29.74m在 0-0 和 3-3间列柏努利方程以0-0 为基准面 ( 求 We)H0g+(p 0/ )+(u220 /2)+We=Hg +(p 3/ )+(u 3 /2)+hf 0-3We=Hg +h0-3=29.74 × 9.81+(1.96+4.9)=298.62J/kgfMs=Vs =(36/3600) × 103=10kJ/sNe=Ms· We= 10× 298.62WN实 =Ne/ =2986.2/0.70=4267W=4.267kW在 C-C 和 H 间列柏氏方程以0-0 为