化工原理流体流动

通常用毕托管直接测得的是管道内流体的 (B)。平均速度点速度流量压力毕托管又名测速管,直接测得的就是某一点的流速用测速管测得管道中心的速度为 uc管径为d,则流量Vs为(D)dA2XucX(1/4)0.5譽c譫人21(1/4)0.82譽c譫A21(1/4)k譽c譫A21(1/4),k为系数对层流k=0.5,对湍流k~0.82。流体在管内流动存在速度分布 ，管中心速度最大，所以测得的是最大速度 uc,计算流量应取平均速度um,对于层流um=uc/2,对于湍流um疋0.82uc,所以应先判别流动型态，再计算Vs=umXdA2X(1/4)在层流流动的范围内,流速增大,摩擦因数1(B),阻力损失(B)。减小,减小减小,增大增大，增大增大，减小层流时，1=64/Re,流速增大，爰跣1,但根据范宁公式：Wf=胱(l/d)1(uA2/2)=(64/Re)1(l/d)1(uA2/2)u,即层流时阻力损失与流速一次方成正比 ，故流速增大，阻力损失增大。雷诺数Re=^u/仁馾u2/靧表征惯性力与粘性力之比。 流体的速度_A 或粘度 Re便大，表示惯性力占主导地位； 若流体的速度 或粘度 ,Re便小，表示粘度占主导地位。大，小，小，大大，小，大，小小，大，大，小小，大，小，大雷诺准数反映流体流动中惯性力与粘性力之比。 对于圆管中流体，pdu2与单位面积的惯性力成正比，卩u/d与流体内的剪应力成正比，于是pu2/(卩u/d)=Re就表征惯性力与粘性力之比。若流体的速度小或粘度大， Re便小，表示粘度力占主导地位。孔板流量计的主要缺点是(C)。结构复杂不能测量流速阻力损失过大价格过高孔板流量计的主要缺点是阻力损失大。如动画所示，流体通过孔板后并不能立刻充满缩小后的截面，而是继续缩小，经过一最小截面后，才逐渐充满小管整个截面，同时产生大量漩涡，机械能损失很大。孔板流量计可以间接测得流速。牛顿流体在管内作层流流动,流体层之间的剪切应力在(B)。管中心最大管壁处最大管中处处相等管壁处最小管中心的速度最大,但速度梯度为零,所以管中心的剪切应力当然最小 ,等于零。管壁处速度梯度当然最大,剪切应力也为最大。流体在圆形直管中作层流流动，如果只将流速增加一倍，管径不变，则阻力损失为原TOC\o"1-5"\h\z来的 B__倍；如果只将管径增加一倍，流速不变，则阻力损失为原来的 倍。2，4(B)2，1/44，21/4，2由于流体作层流流动，因此符合哈根 7白谡叶公式，根据哈根--泊谡叶公式APf=32卩Iu/d2可知，流体在圆形直管内作层流流动时，阻力损失 △Pf与流速u成正比，与管径的平方成反比。如图所示，用U形压差计测定倾斜直管 1、2两截面的压差，U形压差计读数R,反映了(B)。1、2截面的压力差1、2截面的阻力损失1、2截面的位能差1、2截面的动能差通过U形差压计洌1、2截面间的流体静力学方程，可得:p1-p2=g(21-2)R+駁Z通过倾斜直管，列1、2截面间的柏努利方程，可得:p1-p2=wf瘢 gZ可见，其中g(21-2)R表示阻力损失引起的压差，駁Z为位能差引起的压差，所以R反映1、2截面的阻力损失。已知某设备的功率P是直径D,转数N,流体密度窦傲魈逭扯褥的函数， 利用因次分析法处理，最终所得准数关系式中共有 ___B_个准数。1TOC\o"1-5"\h\z23不确定根据Buckingham的鸲g恚河靡屹畏治鏊 玫降亩懒5.淖际鍪 扔诒淞渴 牖疽屹问睢1咎馑 婕暗谋淞坑泄B蘆、直径D、转数N、流体密度窦傲魈逭扯褥共有变量数 5个，基本因次数有长度、时间、质量 3个，最终独立准数个数=5—3=2个。在阻力平方区(完全湍流区)时，粗糙管的摩擦系数值__C 。与光滑管一样只取决于Re只取决于相对粗糙度与粗糙度无关根据教科书P43图1-28的莫狄图可知，在完全湍流区，粗糙管的胗隦 e无关，只取决于相对粗糙度。当Re增大时，孔板流量计的孔流系数 Co B___。总在增大先减小，当Re增大到一定值时，Co保持为某一定值总是减小不定根据教科书图1—40孔流系数Co与Re及AO/A1的关系可知，对于某流量计(即AO/A1确定)，当Re增大时，孔板流量计的孔流系数Co先减小，直到某一界限值后，孔流系数 Co不再随Re变化，而成为一个常数。如图所示，假定流体为理想流体，d1>d2，其它条件相同，则u1(B)u2。小于等于大于不定由于是理想流体，阻力为零。根据柏努力方程可得 u=(2ghF(1/2),与管径大小无关，所以u仁u2。对于实际流体，因为wf1<wf2,故u1工u2。稳态流动中，流速先与 A_有关，而不稳态流动中，流速除与 有关外，还与 有关。位置，位置，时间时间，时间，位置位置，时间，位置时间，位置，时间稳态流动中，流速(其它物理量)只与位置有关，而不稳态流动中，流速除与位置有关外，还与时间有关。某液体在内径为d1的管路中稳定流动，其平均流速为u1,当它以相同体积流量通过TOC\o"1-5"\h\z内径为d2(d2=d1/2)的管子时，流速将变为原来的_C—倍；流动为层流时，管子两端压降为原来的 倍，完全湍流时压降为原来的 倍。2，12， 42，16， 44，16， 3216，16，32由连续性方程：u1A仁u2A2即u1(d1)2=u2(d2)2可知：u2=4u1又根据APf=32lu/d2可知，层流时，压降和流速成正比，与管径的平方成反比，因此，压降为原来的 16倍。完全湍流时，根据范宁公式可知，压降与流速的平方成正比，与管径成反比，因此，压降为原来的32倍。如图所示,d仁d2,试比较截面1和截面2的流速和压力(A)。u1=u2，p1>p2;u1>u2，p1>p2;u1>u2，p1=p2;u1=u2，p1=p2;由连续性方程可知u仁u2,流速不会因存在流动阻力而下降。由于流动阻力增大，在位能,动能不变的情况压力必然下降 ,即p1>p2。某地有两个容器，测得一容器内的绝对压力为235mmHg，则真空度为AmmHg,又测约另一容器内的表压为 1255mmHg,则绝对压力 mmHg。(已知当地压强为745mmHg)510，20002000，510510，5102000，2000常用压力表所显示的读数并非表内压力的实际值，而是表内压力比表外大气压力高出的值。若表内、外压力相等，则压力表的读数为零，压力的实际数值称为绝对压力 (绝压)，从压力表上读得的压力值称为表压力 (表压)。真空表上的读数是所测压力的实际值比大气压力低多少，称为真空度，工业上亦将真空度称为负压，它们之间的关系如下：真空度=大气压-绝对压力 表压=绝对压力-大气压。流体流速增大,摩擦系数(B)。增大减小或不变增大或不变(D)流速增大，则Re增大,根据Moody摩擦因数图可知，Re增大,摩擦因数胂陆4,达到阻力平方区后，摩擦因数氩凰鍾e变化,只与相对粗糙度有关。流体在圆形直管的流动系统中，假定管径不变;层流区：压降与速度的___C 次方成正比。阻力平方区：压降与速度的 次方成正比。TOC\o"1-5"\h\z2，22，11，21，1当流体在圆形直管中作层流流动时，根据哈根 --泊谡叶公式△Pf=32卩Iu/d2可知，管径不变时，压降与速度的一次方成正比；当流体进入极度湍流区即阻力平方区时根据范宁公式压强与速度的二次方成正比。双液体U管压差计要求两种指示液的密度差__C 。大中等小越大越好根据双液体压差计工作原理及计算公式可知： △P=(pA-pC)gR为了使差压计读数R放大,必须使pA与pC相差较小。在计算流体由细管进入粗管的局部阻力损失时，公式中的流速应该用 ___C___管中的速度；在计算流体流道突然缩小的局部阻力损失时，公式中的流速应该用 管中的速度。大，大大，小小，小小，大用流体由细管进入粗管相当于突然扩大流道，在计算流体流道突然扩大或突然缩小的局部阻力损失时，都应用小管的流速进行计算。如图所示，液体在管内流动，在 1、2两点插入玻璃小管，试比较玻璃小管内的液面高低,忽略流动阻力(A)。两小管液面相等第一根小管的液面比第二根高第二根小管的液面比第一根高不定根据理想流体柏努力方程 ，z1+p1/駁+u"2/2g=z2+p2/駁+u2A2/2g,取2点为基准面(即z2=0),那么1点玻璃管内的液面高度表示该处的机械能之和 (z1+p1/駁+u1A2/2g),2点玻璃管内的液面高度表示该处的机械能之和 (z2+p2/駁+u2A2/2g),因此两小管液面当然相等。理想流体的粘度(C)。与理想气体的粘度相等与理想溶液的粘度相等等于零等于1理想流体的粘度等于零,流动中没有阻力。这种流体实际上并不存在,但实际流体在某些场合可视为理想流体以使问题简化。Re在2000〜4000之间，流动型态为过渡型态(错误 )。可能是层流,也可能是湍流