流体流动教案1

1、流体流动*答案*1.0、0.5填空题1.雷诺准数的表达式为当密度尸1000kg/m3,粘度p=CP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,，测量管内流体点的速度，则用.*答案*转子流量计、孔板流量计、文丘里流量计、湿式气体流量计、皮托管7.计算管道流体局部阻力的方法有：,其相应的阻力计算公式为:, l 22答案*当量长度法、阻力系数法；hf-u-> hf d 228.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管长度，称为该局部阻力的当量长度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 Re

2、du、105、湍流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*1m/s3.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、-1004.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。*答案*0.0118m3/s1.5m/s5 .某长方形截面的通风管道，其截面尺寸为30>20mm,其当量直径de为.*答案*24mm6 .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

3、案* 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*de= 4湍通截面积/浸润周边长de= d1 d217.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 侪。* 答案*1/2，变没有粘性、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

4、物理意义是*答案*Fdu、在单位接触面积上，速度梯度为1时，由流体的粘性Sdy所引起的内摩擦力。12、流体体积流量用来计算；质量流量用来计算；而流体流速用来计算。Vs*答案*VsuA、msuA、uA13、流体流动形态用来判断，当时为瑞流，当时为滞流，当时为过渡流。*答案*雷诺准数，Rej>4000Re<2000Re在20004000之间。14、流体在圆直管内流动，当Re>4000时的流型称为,其平均速度与最18.孔板流量计和转子流量计的最主要区别在于：前者是包大流速的关系为,而Re<2000当流型称为,其平均速度为；后者是恒,变0*答案*截面；压差；压差；截面19.在测

5、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侪，摩擦系数人与Re的关系为0*答案*抛物线；2倍；入=64/Re21.流体在管内作湍流流动时（不是阻力平方区），其摩擦系数入随和向变。*答案*Re;e/df对粗糙度）选择题1.层流与湍流的本质区别是：（D）。A）湍流流速层流流速；B）流道截面大的为湍流，截面小的为层流;C）层流的雷诺数湍流的雷诺数；D）层流无径向脉动，而湍流有径向脉动。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

6、.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。u2八PA、gzB、1C、一D、We。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（A、16B、32C、不变8 .一般情况下，温度升高，液体的粘度（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

7、（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，BA.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、水由敞口包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

8、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CA、与光滑管一样B、只取决于ReC、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C0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25>2.5mm的换热管，每小时有5X104kg的溶液在管束外侧流过，溶液密度为810kg/m3,粘度为1.91X03Pas,则溶液在管

9、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W,当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。A4B8C16D32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。（X）2、流体在园管内流动阻力主要有沿程阻力和局部阻力。（V）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。（V）4、在稳

10、定流动过程中，流体流经各截面处的体积流量相等。（X）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。（X）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。（的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。（X）8、流体作层流流动时，摩擦系数（入）只是Re的函数，而与管壁的粗糙度无关。（V）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。（x）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。（x）12、实际流体在导

11、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。（x）13、为了提高压强计的灵敏度以测量微小的压强差，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。（x）14、经过大量实验得出,雷诺Re<2000时，流型肯定是层流，这是采用国际单位制得出的值，采用其他单位制应有另外数值。（X）15、流体在管内以湍流流动时，在近管壁处存在层流内层，其厚度随Re的增大而变薄。（V）16、转子流量计可以安装在垂直管路上（，）；或倾斜管路上（x）使用。17、流体在园管内流动时，管的中心处速度最大，而管壁处速度为零。（V）1 .气体的

12、粘度随压力的升高而增大。（V）2 .层流内层的厚度随流体湍动程度的增加而增加。（X）3 .流体在管路中作稳定流动时，任一截面处流体的流速、密度与截面积的乘积均相等。（V）4 .当液体内部某点压强一定时，则液体的密度越大，此点距液面的高度也越大。（X）5 .流体阻力的主要表现之一是静压强下降。（V）6 .真空度为定值时，大气压强越大，则绝对压强越大。（V）7 .流动的流体各种机械能的形式是可以相互转化的，但任一截面上流体具有的各种机械能的总和是常数。（X）8 .U型管测压仪中指示液的密度比被测液的密度小时，应倒置安装。（V）9 .因流动阻力而引起的压力降是指1m3流体流动时所损失的机械能。（V）

13、问答题1、一定量的液体在园形直管内作稳定连续滞流流动。若管长及液体的物性不变，而管径减至原来的一半，问因流动阻力而产生的能量损失为原来的若干倍？计算题1.有一内径为25mm的水管，如管中水的流速为1.0m/s,求：（1）管中水的流动类型；（2）管中水保持层流状态的最大流速（水的密度p=1000kg/rm,粘度仙=1cpo解：（1）Re-0.0251100025000>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-200020002000 0.0010.025 10000.08 m/s2.密度为850 kg/m3、粘度为8X10-

14、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 型0.014 1 8503 1487.5 2000流动类型为层流8 10 3（2）湍流时，Redu> 40 流速最小时，Re = 4000,即 40004000一 u d4000 0.008 ci ， 2.69 m/s0.014 8503 .用108M 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

15、路摩擦系数可取为0.02,水的密度取为1000 kg/m3）2解：能量损失hf 118J / kgd 2c 118 2 0 1u27.867m/s, u = 2.8 m/s0.02 150流量Vs uA 2.8 0.12 360044 .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76X2.5 mm。在操作条件下，泵入口处真空表的读数为5 4.66 103 Pa；水流经吸入管与排出管（不包79.13m3/h括喷头）的能量损失可分别按hfi2u2与hf210u2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9

16、8.07X03Pa（表压）。求泵的有效功率。（水的密度取为1000kg/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'为基准水平面。在两截面间列柏努利方程有：22U1P1U2P2.z1gZ2g万一hf1式中：Z1=0,Z2=1.5m,p1=0（表压）,p2=-24.66103Pa（表压）2u10,hf12u将上列数值代入柏努利方程式，解得水在管内的流速u224660u2J（9.811.5）/2.52m/s，1000水的流量wsuA10002d2100020.07127.92kg/s44（2）泵的有效功率设储槽水面为上游截面

17、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：22u1Plu2P2zgWez2ghf1hf222式中Zi=0,Z2=14m,u10,u2=2m/s,p1=0（表压）,p2=98.07W3Pa（表压）,222hf1hf22u210u212u2将上列数值代入柏努利方程式，解得：23Wez2gu2也hf1hf2149.81+12.522+98=285.41J/kg21000.泵的有效功率NeWeWs285.417.922260W5 .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

18、水的流量为10800kg/h时,U管压差计读数R为100mm。粗、细管的直径分别为60X3.5mm与42X3mm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1000kg/m3）解：（1）1kg水流经两截面间的能量损失2z 匕&z1g-2Z2g2U2 P2hf式中 乙 Z2 0, u ”A108003600 0.0362 1000 4108003600 0.0532 1000 42.95m/ s1.36m/sP1P2 gR ，p一也 gR 9.810.10.981J/kg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:将以上各数值代入柏努利方程式，解得22224.41J / kgPiP2u1u22.951.36hf0.98122（2）与该能量损失相当的压强降2pfhf10004.414410N/m26 .在图示装置中，水管直径为57X3.5mm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