流体流动习题课

1、第一章流体流动第一章流体流动复习复习基本概念基本概念密度、比重、比体积、压强、流量、流速、粘度密度、比重、比体积、压强、流量、流速、粘度1atm=1.033at=760mmHg=10.33mH2O=1.01325105Pa表压表压=绝压绝压-当地大气压当地大气压 真空度真空度=当地大气压当地大气压-绝压绝压流量流量体积流量体积流量qv质量流量质量流量qmqm=qv/3smtVqV/sKgtmqm流速流速: u=qv/A m/s粘度粘度:=/(du/dy) Pas 1Pas=103cP=10P连续性方程连续性方程qm1=qm2qv11 1=qv22 2u1A11=u2A22 2u1d12=u2d

2、22= =undn2=常数常数2222221211Jmpmumgzmpmumgz理想流体流动过程中的柏努利方程理想流体流动过程中的柏努利方程2222221211液柱mgpguzgpguz22122221211kgJpugzpugzfeefeefeeHgpguzHgQgpguzWpugzWQpugzmWmpmumgzmWmQmpmumgz2222121122221211222212112222:22或实际流体流动过程中的柏努利方程实际流体流动过程中的柏努利方程gRgzppgzppABfBe221112()ABppgRU形管压差计形管压差计iivRgSCRgdCPPdCq2242400200212

3、00孔板流量计测量流量孔板流量计测量流量RRRRRVAgVSCq)(2转子流量计测量流量转子流量计测量流量流动型态流动型态duReRe2000Re2000，滞流；，滞流；Re4000Re4000，湍流；，湍流；2000Re40002000Re4000 ，过渡区。，过渡区。)2(2gudlhf22udlghPff直管阻力直管阻力滞流流动滞流流动Re64guhl22局部阻力局部阻力gudlhef22de=?例：例：水在一倾斜管中流动，如附图所示，水在一倾斜管中流动，如附图所示，已知压差计读数为已知压差计读数为200mm，试问测量段，试问测量段的阻力为多少？的阻力为多少？解：解：在两测压孔之间列柏努

4、利方程式：在两测压孔之间列柏努利方程式： fhgPguzgPguz2222121122)()22()(21222121gPgPguguzzhfsmu/11smuuddu/44)(112212由流体静力学方程由流体静力学方程hZZgPPi)(1221OmHguuhgPgPguguzzHif2222121222121755. 181. 92152 . 06 .122)()22()(gZZghPghPi)(1221测量流体流量的流量计主要有测量流体流量的流量计主要有:_,_，_；测量管内流体点速度；测量管内流体点速度,则用则用_ 。填空题填空题孔板流量计孔板流量计,文丘里流量计文丘里流量计,转子流量

5、计转子流量计;测速管测速管某流体在圆管中呈层流流动某流体在圆管中呈层流流动,今用皮托管测得管中心的今用皮托管测得管中心的最大流速为最大流速为2m/s,此时管内的平均流速为此时管内的平均流速为_. 1m/s 雷诺准数的表达式为雷诺准数的表达式为_。当。当密度密度1000kg/m3,粘度粘度=1cP的水的水,在内径为在内径为d=100mm,以流速为以流速为1m/s在管中流动时在管中流动时,其雷诺准其雷诺准数等于数等于_,其流动类型为其流动类型为_.Re=d/ ; 105; 湍流湍流某流体在圆管中呈湍流流动某流体在圆管中呈湍流流动,今用皮托管测得管中心今用皮托管测得管中心的最大流速为的最大流速为4m

6、/s,此时管内的平均流速为此时管内的平均流速为_. 3.2m/s 牛顿粘性定律用粘滞力的表达式为牛顿粘性定律用粘滞力的表达式为_. 用剪应力的表达式为用剪应力的表达式为_. F=Adu/dy; =du/dy某物质的密度为某物质的密度为791kg/m3,其比重为其比重为_,其比容为其比容为_. 0.791; 0.00126m3/kg 圆管中有常温下的水流动圆管中有常温下的水流动, 管内径管内径d=100mm,测得测得其中的质量流量为其中的质量流量为11.8kg/s,其体积流量为其体积流量为_.平均流速为平均流速为_. 0.0118m3/s 1.5m/s 当当20的水的水(=998.2kg/m3,

7、=1.005cP)在内径为在内径为100mm的光滑管内流动时的光滑管内流动时,若流速为若流速为1.5m/s时时,其雷诺准其雷诺准数数Re为为_,直管摩擦阻力系数直管摩擦阻力系数为为_. 1.49X105; 0.0161 计算管道流体局部阻力的方法有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其相应的阻力计算公式为:_,_ 当量长度法当量长度法; 阻力系数法阻力系数法; 在流体阻力计算中在流体阻力计算中,当量长度的定义是当量长度的定义是_能产生与某局部阻力相当的直管长度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称为该局部阻力的当量长度 流体流动形态用来判断，当时

8、为湍流，流体流动形态用来判断，当时为湍流，当时为滞流，当时为过渡流。当时为滞流，当时为过渡流。雷诺准数，雷诺准数，Re4000，Re2000，Re在在2000-4000之间。之间。 guhl22gudlhef22化工生产中，物料衡算的理论依据是，化工生产中，物料衡算的理论依据是，能量衡算的理论基础是。能量衡算的理论基础是。质量守恒定律，能量守恒定律。质量守恒定律，能量守恒定律。 流体体积流量一定时，有效截面扩大，则流速，流体体积流量一定时，有效截面扩大，则流速，动压头，静压头。动压头，静压头。减少，减少，增加。减少，减少，增加。理想流体在变径管路中作稳定的连续流动时，在管子理想流体在变径管路中

9、作稳定的连续流动时，在管子直径缩小的地方，其静压力直径缩小的地方，其静压力 _。减少减少当地大气压为当地大气压为745mmHg，测得一容器内的绝对，测得一容器内的绝对压强为压强为350mmHg，则真空度为，则真空度为_。测得另一容器内的表压强为测得另一容器内的表压强为1360mmHg，则其，则其绝对压强为绝对压强为_。 395mmHg； 2105mmHg 套管由套管由572.5mm和和252.5mm的钢管组成，的钢管组成，则环隙的流通截面积等于则环隙的流通截面积等于_，润湿周边等，润湿周边等于于_，当量直径等于，当量直径等于_。1632mm2； 242mm； 27mm流体的粘度指流体的粘度指_

10、。粘度值随温度变化而变化，对于液体，温度升高，粘度粘度值随温度变化而变化，对于液体，温度升高，粘度_；对于气体，温度升高，粘度对于气体，温度升高，粘度_。流体流动时产生内摩擦力的性质流体流动时产生内摩擦力的性质 减少减少 增大增大 流体在等径管中作定态流动，流体由于流动而有摩流体在等径管中作定态流动，流体由于流动而有摩擦阻力损失，流体的流速沿管长擦阻力损失，流体的流速沿管长 _。不变不变液柱压力计量是基于液柱压力计量是基于_原理的测压装原理的测压装置，用形管压差计测压时，当一端与大气相通时，置，用形管压差计测压时，当一端与大气相通时，读数读数R表示的是表示的是_或或_。流体静力学；表压；真空度

11、流体静力学；表压；真空度油在管中作层流流动，若流量不变，管径不变，油在管中作层流流动，若流量不变，管径不变，管长增加一倍，则摩擦阻力损失为原来的管长增加一倍，则摩擦阻力损失为原来的_倍。倍。2 油在管中作层流流动，若流量不变，管长不变油在管中作层流流动，若流量不变，管长不变,管径增管径增加一倍，则摩擦阻力损失为原来的加一倍，则摩擦阻力损失为原来的_倍。倍。1/16油在管中作层流流动，若流量不变油在管中作层流流动，若流量不变,管径，管长不变，管径，管长不变，油温升高，粘度为原来的油温升高，粘度为原来的 1 / 2 ，则摩擦阻力损失为原，则摩擦阻力损失为原来的来的_倍。倍。1/24128dqglh

12、Vfgudldu2642gudlhf22gudl2Re642232gdlu22432dqgdlV4128dqglV孔板流量计和转子流量计的最主要区别在于：前孔板流量计和转子流量计的最主要区别在于：前者是恒者是恒_，变，变_；后者是恒后者是恒_，变，变_。截面；压差；压差；截面截面；压差；压差；截面 在测速管中，测压孔正对水流方向的测压管液位代表在测速管中，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，流体流过测速管侧壁小孔的测压管液位代表_。冲压头；冲压头； 静压头静压头某流体在圆形直管中作滞流流动时，其速度分某流体在圆形直管中作滞流流动时，其速度分布是布是_型

13、曲线，型曲线， 其管中心最大流其管中心最大流 速为速为平均流速的平均流速的_倍，摩擦系数倍，摩擦系数与与Re的的关系为关系为_。 抛物线；抛物线； 2倍；倍； 64/Re 流体在管内作湍流流动时流体在管内作湍流流动时(不是阻力平方区不是阻力平方区)，其摩擦系，其摩擦系数数随随_ 和和_而变。而变。Re； /d(相对粗糙度相对粗糙度)流体在圆管内流动时，我们把速度梯度显著存在的流体在圆管内流动时，我们把速度梯度显著存在的区域称为区域称为_。流动边界层流动边界层液体在圆管内作稳定连续滞流流动时，其摩擦阻力损液体在圆管内作稳定连续滞流流动时，其摩擦阻力损失与管内径的失与管内径的_次方成反比次方成反比

14、,与管长与管长,流速流速及粘度成及粘度成_比例比例 。2, 正比正比 静止液体中两处压力相等的条件是静止液体中两处压力相等的条件是_。 连通的、同一液体、同一水平面。连通的、同一液体、同一水平面。 某液体在套管环隙内流动，大管规格为某液体在套管环隙内流动，大管规格为563mm，小，小管规格为管规格为30 2.5mm,液体粘度为液体粘度为1mNs/m2，密度为，密度为1000kg/m3，流速为，流速为1m/s则该液体在套管环隙内流动则该液体在套管环隙内流动的的Re=_。20000mmdDde203050udeRe3310110001102020000277K的水，粘度为的水，粘度为1mNs/m2

15、，在内径为，在内径为20mm的管内，作稳定连续滞流时的最大流速为的管内，作稳定连续滞流时的最大流速为_m/s。0.1实验证明，流体在管内稳定流动时，当实验证明，流体在管内稳定流动时，当Re_时，时，流动类型为滞流，滞流时的摩流动类型为滞流，滞流时的摩 擦系数擦系数与与_成反比，成反比，而与管壁的而与管壁的_无关；湍流时，当无关；湍流时，当Re一定，则一定，则随随/d的增加而的增加而_。2000；Re；粗糙度；增大；粗糙度；增大20001011002. 0Re33udusmu/1 . 0 P/(g)的物理意义是表示流动系统某截面处单的物理意义是表示流动系统某截面处单位位_流体所具有的静压能，称为

16、流体所具有的静压能，称为_。重量：静压头重量：静压头 流体在圆管内流动时，由于流体具有粘性，使得流体在圆管内流动时，由于流体具有粘性，使得_处速度为零，管的处速度为零，管的_处速度最大。处速度最大。管壁；中心管壁；中心选择题选择题1若已知流体在管内流动的摩擦系数与雷诺准数若已知流体在管内流动的摩擦系数与雷诺准数成反比，则管内的流动类型为成反比，则管内的流动类型为 。A滞流滞流 B过渡流过渡流 C湍流湍流 D紊流紊流2液体在管内作稳定流动时，管内流速的大小变液体在管内作稳定流动时，管内流速的大小变化化 。A与管径和流动方向的改变及管路上是否有阀门、与管径和流动方向的改变及管路上是否有阀门、管件均

17、有关系；管件均有关系；B只与管径有关，而与流动方向的改变和管路上只与管径有关，而与流动方向的改变和管路上是否有阀门、管件无关；是否有阀门、管件无关；C与管径和管路上是否有阀门及管件有关，而与与管径和管路上是否有阀门及管件有关，而与流动方向的改变无关；流动方向的改变无关；D只与流动方向和管路上有无阀门及管件有关，只与流动方向和管路上有无阀门及管件有关，而与管径无关。而与管径无关。AB3国际单位制（国际单位制（SI）中，粘度的单位为）中，粘度的单位为Pas ，其基本单位表达式为其基本单位表达式为 。 Akgs-1m-1 Bkgs3m-3 Ckgms-2 Dkg-1s-1m-14流体在圆形直管中滞流

18、流动时，若雷诺准数流体在圆形直管中滞流流动时，若雷诺准数一定，随着管壁相对粗糙度增大，则摩擦系数一定，随着管壁相对粗糙度增大，则摩擦系数 。A不变不变 B增大增大 C减小减小 无法确定无法确定AA5离心泵吸入口压强为离心泵吸入口压强为30 KPa，当地大气，当地大气压强为压强为100 KPa，则泵吸入口真空表的读数，则泵吸入口真空表的读数为为 。A130 KPa B70 KPa C65 KPa D30 KPa6可压缩流体在等径水平直管中流动时，下可压缩流体在等径水平直管中流动时，下列说法正确的是列说法正确的是 。A流体的平均流速为定值；流体的平均流速为定值； B流体的质量流量为定值；流体的质量

19、流量为定值； C流体的体积流量为定值；流体的体积流量为定值； D流体的体积流量、质量流量均为定值。流体的体积流量、质量流量均为定值。BB7流体的粘度随温度而改变，温度升高，液体和流体的粘度随温度而改变，温度升高，液体和气体的粘度分别为气体的粘度分别为 。 A前者减小，后者减小前者减小，后者减小 B前者减小，后者增大前者减小，后者增大 C前者增大，后者增大前者增大，后者增大 D前者增大，后者减小前者增大，后者减小8在完全湍流（阻力平方区）时，粗糙管的摩擦在完全湍流（阻力平方区）时，粗糙管的摩擦系数值系数值 。A与光滑管相同与光滑管相同 B只取决于只取决于Re C只取决于相对粗糙度只取决于相对粗糙度 D与粗糙度无关与粗糙度无关BC练习题：某车间用压缩空气压送练习题：某车间用压缩空气压送98%的的浓浓H H2 2SOSO4 4（密度为（密度为1840kg/m3），要求流），要求流量为量为2m3/h，输送管道采用，输送管道采用37373.5mm3.5mm的无缝钢管，总的能量损失为的无缝钢管，总的能量损失为1mH2SO4（不包括出口损失），两槽中液位恒定，（不包括出口损失），两槽中液位恒定，试求所需压