化工工程师-公共基础-流体力学-流动阻力与能量损失

化工工程师-公共基础-流体力学-流动阻力与能量损失[单选题]1.直径为20mm的管流，平均流速为9m/s，已知水的运动黏性系数υ＝0.0114cm2/s，则管中水流的流态和水流流态（江南博哥）转变的临界流速分别是()。[2016年真题]A.层流，19cm/sB.层流，13cm/sC.紊流，19cm/sD.紊流，13cm/s正确答案：D参考解析：区分层流和紊流根据雷诺系数判断。雷诺数：Rek＝vkd/υ。本题中，Rek＝vkd/υ＝（9×0.02）/0.00000114＝157894＞2300，故管中水流的流态为紊流；当雷诺数Rek＝2300时，水流流态转变的紊流流速为：vk＝υRek/d＝（0.0114×2300）/2＝13.11cm/s。[单选题]2.雷诺数的物理意义是()。[2016年真题]A.压力与黏性力之比B.惯性力与黏性力之比C.重力与惯性力之比D.重力与黏性力之比正确答案：B参考解析：雷诺数是惯性力和黏性力的比，雷诺数越大，流体流动中惯性力的作用所占的比重越大，黏性效应占的比重越小，通常用雷诺数区分层流和紊流。[单选题]3.圆管层流中，下述错误的是()。[2014年真题]A.水头损失与雷诺数有关B.水头损失与管长度有关C.水头损失与流速有关D.水头损失与粗糙度有关正确答案：D参考解析：圆管层流时，水头损失hf的计算公式为：hf＝λ（L/d）[v2/（2g）]。式中，L为管长；d为管内径；v为断面平均流速；λ为沿程阻力系数，在圆管层流时可按下式计算：λ＝64/Re，其中Re为雷诺数。圆管中层流的水头损失与雷诺数有关，而与管壁粗糙度无关。[单选题]4.在长管水力计算中，()。[2017年真题]A.只有速度水头可忽略不计B.只有局部水头损失可忽略不计C.速度水头和局部水头损失均可忽略不计D.两断面的测压管水头差并不等于两断面间的沿程水头损失正确答案：C参考解析：按水头损失所占比例不同可将有压管分为长管和短管。长管是指该管流中的能量损失以沿程损失为主，局部损失和流速水头所占比重很小，可以忽略不计的管道；短管是指局部损失和流速水头所占比重较大，计算时不能忽略的管道。[单选题]5.一直径为50mm的圆管，运动黏滞系数υ＝0.18cm2/s、密度ρ＝0.85g/cm3的油在管内以v＝10cm/s的速度做层流运动，则沿程损失系数是()。[2018年真题]A.0.18B.0.23C.0.20D.0.27正确答案：B参考解析：雷诺数Re＝vd/υ，式中υ为运动粘滞系数，单位为m2/s。因此，本题雷诺数Re＝（10×5）/0.18＝277.8，沿程损失系数λ＝64/Re＝64/277.8＝0.23。本题题干所给的是运动粘滞系数，需要区别于动力粘滞系数μ，单位为kg/（m·s）二者关系为：υ＝μ/ρ。因此，若题干提供的是动力粘滞系数，则使用公式Re＝vρd/μ求雷诺数。[单选题]6.沿程水头损失hf()。[2013年真题]A.与流程长度成正比，与壁面切应力和水力半径成反比B.与流程长度和壁面切应力成正比，与水力半径成反比C.与水力半径成正比，与流程长度和壁面切应力成反比D.与壁面切应力成正比，与流程长度和水力半径成反比正确答案：B参考解析：沿程水头损失hf＝λ（l/d）[v2/（2g）]，其中沿程阻力系数λ＝64/Re，雷诺数Re＝vd/υ，综上各式得hf＝32υvl/（d2g）。可见hf与流程长度和壁面切应力成正比，与水力半径成反比。[单选题]7.水流经过变直径圆管，管中流量不变，已知前段直径d1＝30mm，雷诺数为5000，后段直径变为d2＝60mm，则后段圆管中的雷诺数为()。[2011年真题]A.5000B.4000C.2500D.1250正确答案：C参考解析：根据雷诺数公式Re＝vd/υ，有：Re前＝v1d1/υ，Re后＝v2d2/υ，则Re后/Re前＝v2d2/（v1d1）。根据连续性方程v1A1＝v2A2，有πd12v1/4＝πd22v2/4，则v2/v1＝d12/d22。因此，Re后/Re前＝d1/d2，Re后＝（d1/d2）·Re前＝30/60×5000＝2500。[单选题]8.管道长度不变，管中流动为层流，允许的水头损失不变，当直径变为原来2倍时，若不计局部损失，流量将变为原来的多少倍？()[2010年真题]A.2B.4C.8D.16正确答案：D参考解析：圆管层流的断面平均流速v＝[ρgJ/（32μ）]d2，则流量其中，J为沿程损失且J＝hf/l，即沿程损失不变。所以当直径扩大2倍后，流量Q将变为原来的24＝16倍。[单选题]9.A、B两根圆形输水管，管径相同，雷诺数相同，A管为热水，B管为冷水，则两管流量qvA、qvB的关系为()。[2008年真题]A.qvA＞qvBB.qvA＜qvBC.qvA＝qvBD.不能确定正确答案：B参考解析：液体的运动黏性系数υ随温度升高而减小，即υA＜υB。由于雷诺数Re＝vd/υ相同，则可得vA＜vB。流量公式为：由于管径相同，因此qvA＜qvB。[单选题]10.尼古拉斯实验的曲线图中，在以下哪个区域里，不同相对粗糙度的试验点，分别落在一些与横轴平行的直线上，阻力系数λ与雷诺数无关？()[2012年真题]A.层流区B.临界过渡区C.紊流光滑区D.紊流粗糙区正确答案：D参考解析：由尼古拉斯阻力曲线图可知，在紊流粗糙区时阻力系数λ只与相对粗糙度有关，与雷诺数无关。[单选题]11.边界层分离的必要条件是()。[2008年真题]A.来流流速分布均匀B.有逆压梯度和物面黏性阻滞作用C.物面开关不规则D.物面粗糙正确答案：B参考解析：边界层分离的必要条件是：逆压梯度和物面黏性的阻滞作用。仅有黏性的阻滞作用而无逆压梯度，不会发生边界层的分离。[单选题]12.圆管直径d＝0.2m，管长L＝1000m，输送石油的流量Q＝0.04m3/s，运动黏滞系数υ＝1.6cm2/s，则沿程损失系数λ等于()。A.0.02B.0.04C.0.4D.不确定正确答案：B参考解析：由于Q＝v·A，v＝Q/A＝4Q/（πd2）＝1.27m/s，则雷诺数Re＝vd/υ＝1592。判断圆管中层流和紊流的雷诺数界限值为2300，因此圆管中水流为层流，则沿程损失系数λ＝64/Re＝0.04。[单选题]13.如图6-3-1所示一矩形断面通风管道，断面尺寸为1.2m×0.6m，空气密度ρ＝1.20kg/m3，流速v＝16.2m/s，沿程阻力系数λ＝0.0145，流程长度L＝12m的沿程压强损失为()N/m2。图6-3-1A.28.14B.31C.34.25D.45.51正确答案：C参考解析：根据水力半径公式求得：R＝A/χ＝bh/（b＋2h）＝（1.2×0.6）/（2×1.2＋2×0.6）＝0.2。因此，流程长度L＝12m的沿程压强损失为：[单选题]14.如图6-3-2所示某半开的阀门，阀门