化工原理流体流动题库

1、第一章流体力学练习题一、单选题1单位体积流体所具有的（）称为流体的密度。A质量；B粘度；C位能；D动能。A2单位体积流体所具有的质量称为流体的（）。A密度；B粘度；C位能；D动能。3层流与湍流的本质区别是（）。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V湍流的雷诺数；D层流无径向脉动，而湍流有径向脉动。4气体是（）的流体。A可移动；B可压缩；C可流动；D可测量。B5在静止的流体内，单位面积上所受的压力称为流体的（）。A绝对压力；B表压力；C静压力；D真空度。C6以绝对零压作起点计算的压力，称为（）A绝对压力；B表压力；C静压力；D真空度。A7当被测流体的（）大于外

2、界大气压力时，所用的测压仪表称为压力表。A真空度；B表压力；C相对压力；D绝对压力。D8当被测流体的绝对压力（）外界大气压力时，所用的测压仪表称为压力表。A大于；B小于；C等于；D近似于。A9（）上的读数表示被测流体的绝对压力比大气压力高出的数值，称为表压力。A压力表；B真空表；C高度表；D速度表。A10被测流体的（）小于外界大气压力时，所用测压仪表称为真空表。A大气压；B表压力；C相对压力；D绝对压力。11. 流体在园管内流动时，管中心流速最大，若为湍流时，平均流速与管中心的最大流速的关系为()。A. Um=1/2Umax；B.Um=0.8Umax；C.Um=3/2Umax。B12. 从流体

3、静力学基本方程了解到U型管压力计测量其压强差是()。A. 与指示液密度、液面高度有关，与U形管粗细无关；B. 与指示液密度、液面高度无关，与U形管粗细有关；C. 与指示液密度、液面高度无关，与U形管粗细无关。A13.层流底层越薄()。A.近壁面速度梯度越小；B.流动阻力越小；C.流动阻力越大；D.流体湍动程度越小。C14. 双液体U形差压计要求指示液的密度差()。A.大；B.中等；C.小；D越大越好。15. 转子流量计的主要特点是()。A.恒截面、恒压差；B.变截面、变压差；C.恒流速、恒压差；D.变流速、恒压差。16. 圆直管内流动流体，滞流时雷诺准数范围是)。A.ReW2000；B.Re工

4、4000；C.Re=20004000。17. 圆直管内流动流体，湍流时雷诺准数是）。A.ReW2000；B.ReM4000；C.Re=20004000。1118. 某离心泵入口处真空表的读数为200mmHg，当地大气压为101kPa,则泵入口处的绝对压强为（）。A.74.3kPa；B.101kPa；C.127.6kPa。19. 在稳定流动系统中，水由粗管连续地流入细管，若粗管直径是细管的2倍，则细管流速是粗管的（）倍。A.2；B. 8；C. 4。20.流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是（）。A.流动速度大于零；B.管边不够光滑；C流体具有粘性。21.在相同条件下，缩小管径，雷诺数（）。A.增大

5、；B.减小；C.不变。22.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）。B.1/2；C.2A.1/4倍。A23单位时间内流过管道任意截面的流体量称为（）。A流速；B流线；C流量；D流函数。24单位时间内流体在流动方向上所流过的（）称为流速。A宽度；B高度；C距离；D直线。C25柏努利方程式中的（）项表示单位质量流体所具有的位能。Agz；B学；C訂Dw。eA26柏努利方程式中的才项表示单位质量流体所具有的（）。A位能；B动能；C静压能；D有效功。27柏努利方程式中的（）项表示单位质量流体所具有的静压能。Agz；B导；Cf；Dw。eC28柏努利方程式中的（）项表示

6、单位质量流体通过泵（或其他输送设备）所获得的能量，称为有效功。Agz；B学；C訂Dw。e29柏努利方程式中的（）项表示单位质量流体因克服流动阻力而损失的能量。Agz；B学；Cp；D诙。30流体在直管中流动，当（W2000时，流体的流动类型属于层流。ARe；BPr；CNu；DGr。A）4000时，31流体在直管中流动，当Re（流体的流动类型属于湍流。AV；BM；CW；DH。B32. 流体在直管中流动，当2000<()<4000时，流体的流动类型属于不稳定的过渡区。ARe；BPr；CNu；DGr。A33. 流体在管内作()流动时，其质点沿管轴作有规则的平行运动。A层流；B湍流；C过渡流

7、；D漩涡流。A34. 流体在管内作()流动时，其质点作不规则的杂乱运动。A层流；B湍流；C过渡流；D漩涡流。35流体在圆管内（）流动时，平均速度是i=j大速度的一半。A层流；B湍流；C过渡流；D漩涡流。36对于（），当量直径等于四倍的流通截面积除以润湿周边。A圆形管；B非圆形管；C矩形管；D直管371工程大气压等于（）。A760mmHg；B10.33mHO；C9.81X104Pa；2D1.033kgf/cm2。C38.1标准大气压等于（）。A735.6mmHg；B10.33mHO；C9.81X104Pa2D1kgf/cm2。39.在流体流速流量测量中,测量管内流体点速度的仪器是（）。A转子流量

8、计；B皮托管；C孔板流量计；D文丘里流量计。i=ji=i40下列不属于单元操作的过程是（）。A流体的输送；B磺化；C过滤；D物料的加热B二、填空题1. 流体静力学基本方程式为或。=片+pg(z!-z2)p=p+Pgh02. 定态流动的能量衡算式为（以1kg流体为基准）：。PuPugZ+i+i+We=gZ+2+2+Lh1pT20Tf3. 牛顿型流体与非牛顿型流体的主要的区别是。牛顿型流体符合牛顿粘性定律4. 密度p=1000kg.m-3,粘度p=1厘泊的水，在内径为d=100mm,以流速为lms-1在管中流动时,其雷诺准数等于,其流动类型为_=。10；湍流5. 当地大气压为750mmHg时,测得

9、某体系的表压为100mmHg,则该体系的绝对压强为mmHg,真空度为mmHg。850；-1006. 当地大气压为750mmHg时,测得某体系的表压为lOOmmHg,则该体系的绝对压强为_Pa,真空度为Pa。113424；-133327. 某物的比重为0.879,其密度为其比容为。879kg/m3；0.00114m3/kg8. 圆管中有常温下的水流动,管内径d=100mm,测得其中的质量流量为15.7kg./s,其体积流量为_，平均流速为_。0.0157m3/s；2.0m/s9. 当20°C的甘油（p=1261kg/m3,p=1499厘泊）在内径为100mm的管内流动时,若流速为1.0

10、m/s时，其雷诺准数Re为,其摩擦阻力系数入为,84.1；0.76110. 某长方形截面的通风管道,其截面尺寸为30X20mm,其当量直径de为24mm11.液体的粘度随温度升高而，气体的粘度随温度的升高而减小；12. 管出口的局部阻力系数等于_,管入口的局部阻力系数等于。1.0；0.513. 化工生产中，物料衡算的理论依据是，热量衡算的理论基础是质量守恒定律；能量守恒定律14. 流体体积流量一定时，有效截面扩大，则动压头，静压头。减少；增加15. 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_倍。抛物线；216. 当Re为已知时，流体在圆形管内呈层流时的摩

11、擦系数入=_，在管内呈湍流时，摩擦系数入与Re、_有关。64/Re；£/d17. 稳定流动的定义是_.。流体在等径管中作稳定流动，流体由于流动而有摩擦阻力损失，流体的流速沿管流动状况不随时间而变；不变18. 液柱压力计量是基于原理的测压装置，用U形管压差计测压时，当一端与大气相通时,读数R表示的是_流体静力学；表压或真空度19. 米糠油在管中作流动，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_倍。20.米糠油在管中作层流流动，若流量不变，长不变,管径增加一倍，则摩擦阻力损失为原来的倍。1/16三、计算题1试推导下面两种形状截面的当量直径的计算式。1）管道截面为长方形，

12、长和宽分别为a、b；2）套管换热器的环形截面，外管内径为d1内管外径为d2。解：（1）长方形截面的当量直径d=理en式中A=ab=2（a+b）n_4a”2ab、e2（a+b）（a+b）2）套管换热器的环隙形截面的当量直径C2-d212二兀d+兀d12(d+d)12阿=誥詁，沁dlPd环1u29*Ehf2坨眄=16故4X-(/2-d2)d=(=dde兀Q+d丿12122一定量的液体在圆形直管内作滞流流动。若管长及液体物性不变，而管径减至原有的一半，问因流动阻力产生的能量损失为原来的多少解：流动阻力倍？g善，设管径改变后d2=|,则根据uA=uA1122可得u=4u，滞流时21,】=Redupdu

13、pd254R町A、h3.在如图所示的测压差装置中U形管压差计中的指示液为凶水银，其密度为pHg，其内均充满水，其密度为pw，U形管压差计的读数为R,两测压点间的位差为h试求a、b两测压点间的压力差op-pp=p+Pgha1w1ab解：由Pl=P2=P3所以所以P3=P4+PHggRP=P+PgR+Pghb5ww2P=P+Pgh=P+PgR+Pgh=P+PgR+Pgha3w14Hgw15Hgw1P-P=PgR+Pgh-PgR-PghabHgw1ww2HgwwPHggR-PwgR+Pwg(h-h=PgR-PgR-PghHgww=PgR-Pg(R+h)HgwJ.2r丿丿丿八丿丿水洗塔的顶部维持恒定，

14、各置如本题附图所示。4.用离心泵将水从储槽送至的直径均为色76X2.5mm。在操作条件下，泵入口处真空表的读数为24.66X103Pa；水流经吸入管与排出管（不包括喷头）的能量损失可分别按计算。由于管径不变，故式中u为吸入或排出管的流速m/s。为98.07X103Pa（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。家+乩+生=込+町+也+£述2p2p式中Z=0,Z=1.5m,p=0（表压），121p=24.66X103Pa（表压）2u

15、0,1将上列数值代入柏努利方程式，解得水在管内的流速U224660<1000-9.81x1.5/2.5=<m/S水的流量ws=uAp=呗=ekg/s（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。gz+Ut+p+w二gz+Ut+邑+工h+工hi2pe22pf1f2式中Z=0,Z=14m,u0,u=2m/s,1212p=0（表压）1p=98.07X103Pa（表压），2ShfT+Shf2=2u2+10u2=13u2将上列数值代入柏努利方程式，解得泵的有效功率Ne=wews=285.41X7.92=2

16、260W5在本题附图所示的实验装置中，于异径水平管段两l-h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：1kg水流经两截面间的能量损失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禺+咗+生=込+逋+生+£拡2p2p式中Z=Z=0,u=w/Ap12s=2.95/m/si

17、顾3600x-xO.0362xlOOO1此叩3600x-xO.0532xlOOO=1.36m/sApf=pEhf=1000x4.41=4410N/m29.81x0.1=0.981j/kg将以上各数值代入柏努利方程式，解得诙勿頤+斗土J/kg2）与该能量损失相当的压强降为57X3.5mm6在图示装置中，水管直径全闭时，压力表读数为0.3大气压,而在阀门开启后，压力表读数降至0.2大气压。设管路入口至压力表处的压头损失为0.5mH0,求水的流量为若干m3/h？解：阀门全闭时，由P=pgH,H=0.3X1.0132X105/(1000X9.81)=3.1m即水槽液面距阀门中心线的高度为3.1m。阀门

18、开启时,以水槽液面为上游截面1-1压力表处为下游截面2-2,管路中心线为基准水平面。在两截面间列柏努利方程式厶+亠竺=乙+亠竺+ihf2gPg2gpggZ=H=3.1m,Z=0,P=0,P=0.2X1.013X1212105Pa,u0,Zh/g=0.5mHO1f2代入上式3.1=0.2X1.013X105/(1000X9.81)+u；/(2X9.81)+0.5解得u=3.24m/sV=(n/4)d2uX36002h=22.9m3/h7.如图所示，密度为850kg/%的料液从高位槽送入塔中，冒位槽内的液面维持恒定。塔内表压强为9.81X103Pa,进料量为5m3/h。连接管直径为宙38X2.5m

19、m,料液在连接管内流动时的能量损失为30J/kg（不包括出口的能量损失）求：高位槽内的液面应比塔的进料口高出多少？解：以高位槽液面为上游截面1-1，连接管出口内侧为下游截面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式。gZ+咗+生=込+逋+生+£拡2p2p式中Z=0,u0,，盒光叽中如皿2m/sp=0（表压），p=9.81X103Pa（表12压），Shf=30J/kg将上述数值代入柏努利方程，解得1.62"9S10+30/9.81=-4.37m高位槽内的液面应比塔的进料口高4.37m。8.如图所示，用泵将储槽中密度为1200kg/m3的溶液送到蒸发器内。储槽

20、内液面维持恒定，其上方与大气相同。蒸发器内的操作压强为200mmHg（真空度），蒸发I三1=115m,输送管道的直径为©68X4mm,送料量为20m3/h,溶液流径全部管道的能量损失为120J/kg，求泵的有效功率。解：以储槽的液面为上游截面1-1，管路出口内侧为下游截面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式。u2pu2pgz+i+w=gz+产+2+乙h12Pe22P式中Z=0，Z=15m，p=0（表压），121|22-xlO13OO=-26670Pa（表压）u0,m/s,Shf=120J/kg将以上各项数值代入柏努利方程中We叭=15如1+耳i-豁+必=246

21、.9j/kgwswf=Vp=20xl2003600zkg/sNe=wews=2469X6.67=1647W附图中所示的高位槽液面维_持恒定，管路中ab和cd两段的长度、直径及粗糙度均匚相同。某液体以一定流量流过管路，液体在流动中温度可视为不变。问：（1）液体通过ab和cd两管段的能量I=Jl=l损失是否相等？（2）此两管段的压强差是否相等？写出它们的表达式。解：1）直管的能量损失管段ab与cd中，长度、直径均相同；流量不变则流速相同；温度不变，密度相同，粘度相同，则雷诺数相同；又由于粗糙度相同，则摩擦系数相同，所以两管段的能量损失相等。2）两管段的压强差不相等。在两管段上分别列柏努利方程式ab

22、管段+¥+牛诒+¥+牛+沁式中Ua=7,则叶"-心cd管段舐+学+牛=务+¥+牛+叽式中u=u，Z=cdcZd则心宀沁10.如本题附图所示用泵将20°C水经总管分别打人容器A、B内，总管流量为176m3/h，总管直径为168x5mm,C点处压力为1.97kgf/cm2（表）,求泵供给的压头及支管CA、CB的阻力（忽略总管内的阻力）。V176解：u249m/s(1)总管流速c；d23600x0785x015822.94o在图示的O-O与C-C截面之间列机械能衡算方程：H=一Po+UCU!+(z-z)+h式中：epg2gCOO-Cp一p=1.97x

23、98100=193257Pa,u沁0,u=2.49m/s,COOCz-z=-2m,2h0COfO-C2)求支路阻力在C-C和A-A截面之间列机械能衡算方程:耳+pgu2pg作+z+2h2gAfCA式中：pC一PA=193257Pa,u=2.49m/s,u=0,z一z=-16mCACA故支路CA的阻力为2hfCA193257+d-16=1000x9.812x9.814.0m液同理p-pu2-u2EhfCB-cB+eB+（z一Z）Pg2gCB-+霸-8-2-液柱11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=1

24、000kg/m3,粘度p=1cp）。解：Re=dtp/p=0.025X1X1000/0.001=25000>4000流动类型为湍流。（2）层流时，ReW2000,流速最大时，Re=2000，即dup/p=2000u=2000p/dp=2000X0.001/（0.025X1000）=0.08m/s12.密度为850kg/m3、粘度为8X10-3Pas的液体在内径为14mm的钢管内流动，液体的流速为1m/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=dip/p=0.014X1X850/8X10-3=1487.5W2000

25、流动类型为层流(2)湍流时，Re>4000,流速最小时，Re=4000，即dup/p=4000U=4000p/dp=4000X0.008/(0.014X850)=2.69m/s13用申108X4mm的钢管从水塔将水引至车间，管路长度150m（包括管件的当量长度）。若此管路的全部能量损失为118J/kg，此管路输水量为若干m3/h？管路摩擦系数可取为0.02，水的密度取为1000kg/m3）解：能量损失海44=n8J/kgii2_118x2xO.1U-0.02x150=7.867u=2.8m/s流量V=uA=2.8Xo.i2x36oo=79.13m3/h14用168X9mm的钢管输送原油。

26、管线总长100km,油量为60000kg/h，油管最大抗压能力为1.57X107Pa。已知50°C时油的密度为890kg/m3,粘度为181cp。假定输油管水平放置，其局部阻力忽略不计。问：为完成上述输油任务,中途需设几个加压站?解：u=u,Z=Z,1212u=V/A=(60000/890)/(3600X0.785X0.152)=1.06m/sRe=dip/p=0.15X1.06X890/(181X10-3)=782层流入=64/Re=64/782=0.0818AP=A(l/d)(w/2)p=0.0818X(105/0.15)X(1.062/2)X890=2.72X107Pan=2.

27、72X107/(1.57X107)=1.73中途应设一个加压站三油面15. 在附图所示的储油罐中盛有密度为960kg/m3的油品。-油面高于罐底9.6m上方为常压。在罐侧壁的下部有一直径为760mm圆孔，其中心距罐底800mm,孔盖用14mm的钢制螺钉紧固。若螺钉材料的工作应力取为39.23X106Pa,问：至少需要几个螺钉？解：设通过孔盖中心的水平面上液体的静压强为P，则P就是管内液体作用与孔盖上的平均压强。由流体静力学基本方程式知p=p4+pgh作用在孔盖外侧的是大气压强p，故孔盖内a外两侧所受压强差为=P&+P§tL-p4=PSLAp=960x9.81(9.6-0.3)

28、=8.29xlO+N/m2作用在孔盖上的静压力为JT讥P=Apx=8.29xl0+x-xO.762=3.76xlO+N每个螺钉能承受的力为-400xQ.SlxlO*x-xO.0142=6.04xl05N螺钉的个数=3.76X104/6.04X103=6.23个即至少需要7个螺钉。16. 某流化床反应器上装有两个u管压差计，如本题附图所示。I一测得R=400mm，R=50124指示液为水银。为防止水银蒸气向空间扩散，在右侧的U管一段水，其高度R=50mm。3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R下端为C点,R下端为

29、D点，21故可认为Pap,pp。ACBDPa"PC=PH2OgR3+pHggR2=1000X9.81X0.05+13600X9.81X0.05=7161N/m2（表压）PBPD=PA+pHggR1=7161+13600X9.81X0.4=6.05X104N/m2（表压）17. 根据本题附图所示的微差压差计的读数，计算管路中气体的）表压强p。压差计中以油和水为指示液，其密度分别为920kg/m3及998kg/m3，U管中油、水交界面高度差R=300mm。两扩大室的内径D均为60mm,U管内径d为6mm。（当管路内气体压强等于大气压强时，两扩大室液面平齐。）解：当管路内的气体压强等于大气压强时，两扩大室的液面平齐，则两扩大室液面差Ah与微差压差计读数R的关系为冲1!=矜当压差计读数R=300mm时，两扩大室液面差为Ah=R|=0.3|=0.003mId丿丿111则管路中气体的表压强为p=(998-920)X9.81X0.3+920X9.81X0.003=257N/m2(表压)I三1=118用泵将水从水池送至高位槽。高位槽液面高于水池液面50m,管路全部能量损雇为20J/kg,流量为36ms/h,高位槽与水池均为敞口。若泵的效率为60%,求泵的轴