流体流动计算例题共35页
化工原理流体流动试题
化工原理流体流动试题题目一某化工装置的水流动率为1000L/h，管道直径为50mm，水流速约为3.18 m/s。
请回答以下问题： 1. 计算水在管道中的雷诺数。
2. 雷诺数大于多少说明水流为湍流流动？3. 根据雷诺数的大小，判断水流动的稳定性。
答案一1.雷诺数的计算公式为：$$ Re = \\frac{{\\rho \\cdot v \\cdotd}}{{\\mu}} $$2.其中，Re为雷诺数，$\\rho$为水的密度，v为水的流速，d为管道的直径，$\\mu$为水的动力黏度。
温度为25°C时的水的密度为1000 kg/m³，动力黏度为1.002 × 10⁻³ kg/(m·s)。
代入计算得：$$ Re = \\frac{{1000 \\cdot 3.18 \\cdot0.05}}{{1.002 \\times 10^{-3}}} = 15928 $$所以，水在管道中的雷诺数为15928。
3.湍流流动的判据是雷诺数大于4000。
因此，雷诺数大于4000时，水流为湍流流动。
4.根据雷诺数的范围，可以判断水流动的稳定性。
当雷诺数小于2000时，水流动为层流流动，较为稳定；当雷诺数在2000-4000之间时，水流动为过渡流动，可能存在某些湍流现象；当雷诺数大于4000时，水流动为湍流流动，较为不稳定。
题目二某容器内的流体涌入量恒定为10m³/h，容器的进口半径为1m，流体的密度为800kg/m³，流体速度为0.5m/s。
请回答以下问题： 1. 计算流体在容器中的雷诺数。
2. 根据雷诺数，判断流体的流动状态。
答案二1.流体在容器中的流动可以视为圆管内的流动问题。
根据流体涌入量和容器的进口半径，可以计算出管道的流速：$$ v = \\frac{{Q}}{{A}} = \\frac{{10}}{{\\pi\\times 1^2}} \\approx 3.18 \\, \\text{m/s} $$ 其中，v为流速，Q为涌入量，A为管道的截面积。
化工原理 第1章 流体流动 典型例题题解解析
化工原理典型例题题解第1章 流体流动例1 沿程阻力损失水在一段圆形直管内作层流流动，若其它条件不变，现流量及管径均减小为原来的二分之一，则此时因流动阻力产生的压力损失为原来的（ ）。
A 2倍 B .4倍 C .8 倍 D. 16 倍解：因管内流体流动处于层流状态，根据哈根（Hahen ）-泊谡叶（poiseuille ）公式 232d lu P f μ=∆(1)将式中的流速u 用流量v q 和管径d 表示出来， 24dq u vπ=(2)将(2)式代入(1)式得 4128dlq P vf πμ=∆ (3) 现流量125.0v v q q =; 管径d 2=0.5d 1 ， 根据(3)式，压力损失ΔP f2满足下式85.01/)5.0/(5.0//341141141142212====∆∆d q d q d q d q P P v v v v f f 故答案C 正确。
例2 流体在管内流动时剪应力的分布流体在管内流动的摩擦阻力，仅由流体与壁面之间的摩擦引起吗？ 解：圆管中沿管截面上的剪应力分布式为 r lg Z P g Z P 2)()(2211ρρτ+-+=由该式推导条件可知，剪应力分布与流动截面的几何形状有关，而与流体种类，层流或湍流无关。
对于定常态流动体系，可见剪应力随圆管内流体半径的增大而增大，在壁面处，此剪应力达到最大。
故剪应力（磨擦阻力）并非仅产生于壁面处，而是在流体体内亦存在。
例3 并联管路中的阻力损失首尾相同的并联管路中，流体流经管径较小的支路时，总压头损失较大吗？例 4 附图解：A 为分支点，B 为汇合点。
并联管路Ⅰ、 Ⅱ、 Ⅲ具有相同的起始点A 和终点B ，分别利用柏努利方程式进行描述，得H f Ⅰ=H f Ⅱ=H f ⅢIIIIIIIII III IIIIII II III I gd u l gd u l gd u l 222222λλλ==因此，首尾相同的并联管路，各支路上总压头损失相等，并非仅取决于管径的大小，与各支路上的流速、管长均有关系。
流体流动计算题
流体流动计算题37．用以下方法测量山的高度，现测得地面处的温度为15℃,压力为 660mmHg ，高山顶处压力为 330mmHg ，已知山的高度每上升 1000m ，温度下降 5℃，求此山的高度。
（清华96）解：设山的高度为 H,P 1=330mmHg ,P 2=660mmHgρ2=P 2M/(RT 2)=(660/760)×1.013×105×29×10-3/8.314/288=1.06kg/m 3 T 1=288-5H/1000ρ1=P 1M m /(RT 1)=(2.29×105-2.65H)/(2.88×105-5H) P 2=P 1+ρm gH= P 1+gH(ρ1+ρ2)/2=P 1+gH[1.06+(2.29×105-2.65H)/(2.88×105-5H)]/2 代入已知条件解得：H=5500m38．利用装置测定一截止阀的阻力 系数ζ.已知管路内径为 d ，孔扳 流量计孔径为 d 0 ，孔流系数为C 0 ， 两U 型管内的指示液为水银， 读数为 R 、 R ’ ，试写出求阻力系数 ζ的计算式。
（青化95/10） 解：截止阀两侧的压强降为()()()ρρρρρρρρρ-⎪⎭⎫⎝⎛=-⎪⎭⎫ ⎝⎛==-==Hg Hg S Hg S gR d d C gR A A C uAV u gR C A A u V 40202020200002,2()()()()2044020222/2RC R d dgR d d C R g u R g R g up Hg HgHgHg f '⎪⎪⎭⎫⎝⎛=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-⎪⎭⎫ ⎝⎛'-='-='-==∆ρρρρρρρρρζρρρζ39．如图所示：水通过倾斜变径管段AB ，管径d a =100mm,d b =250mm ,水流量为2.2m 3/min ，在截面 A 、 B 间接一 U 型管汞差计， 其读数为 R=20mmHg ， （汞密度为 13600kg/m 3 ）。
第一章流体流动习题
第一章流体流动习题1. 引言本习题集旨在帮助读者巩固并深入理解流体力学中的流体流动相关知识。
通过解答各式作业题和习题，读者将能够提高对流体流动的理论知识的掌握，并能运用所学知识解决实际问题。
2. 流体等压流动2.1 定常流动1.习题1：在一水力发电站，重力因子为9.8 m/s²，一台水轮机的进口直径为10 m，出口直径为4 m，水流的速度在进口和出口处分别为12 m/s和48 m/s。
求水轮机的功率。
2.习题2：一根水平管道中水流的速度为2 m/s。
管道的截面面积为1.0 m²，密度为1000 kg/m³。
若管道上安装了一过滤器，则过滤器前后水流速度分别为2.5 m/s和1.5 m/s。
求过滤器对水流影响的大小。
2.2 无粘流动1.习题3：一个圆柱体在某无粘流体中运动，其直径为1 m，流体的密度为1 kg/m³，流速为10 m/s。
若圆柱体沿流速方向行进距离为100 m，在这一过程中流体对圆柱体所做的阻力是多少？2.习题4：一道湍流水流通过一个圆柱体。
圆柱体的直径为2 m，流速为5 m/s，流体密度为1.2 kg/m³。
若圆柱体所受到的阻力为1000 N，求流过圆柱体的湍流水流的体积流量。
3. 流体定常流动3.1 流管与元素流量1.习题5：一条河的宽度为10 m，平均流速为2 m/s。
设河水的密度为1000 kg/m³。
求河水的体积流量。
2.习题6：某水管直径为0.2 m，输送液体的流速为3 m/s。
求液体的质量流量。
3.2 动量定理与波动方程1.习题7：一个质量为1000 kg的船以速度10 m/s行驶，船上一个质量为10 kg的人以速度2 m/s从船头跳进水中。
求船在跳水后的速度。
2.习题8：一个质量为500 kg的小汽车以速度20 m/s驶入河流。
汽车下沉后速度降为8 m/s。
求汽车所受的阻力大小。
4. 流体非定常流动4.1 欧拉方程与伯努利方程1.习题9：一水管中水的流速为2 m/s。
流体流动练习题
流体流动练习题在学习流体力学的过程中，进行练习题是巩固理论知识的重要途径。
本文将为大家提供一些流体流动的练习题，通过解答这些问题，帮助读者更好地掌握流体力学的基本概念和计算方法。
题目一：水管中的流量计算在水管中，水的流速为2 m/s，管道的截面积为0.2 m²，求水管中的流量。
解析：流量的计算公式为Q=A×V，其中Q表示流量，A表示管道的截面积，V表示水的流速。
根据给定条件，代入公式可得：Q=0.2 m²× 2 m/s = 0.4 m³/s。
因此，水管中的流量为0.4立方米/秒。
题目二：狭缝中的流速计算一个狭缝的宽度为0.1 mm，狭缝中的液体通过速度为0.5 m/s，求液体通过狭缝时的流速。
解析：狭缝中的流速计算可以使用泊松公式：V=Q/A，其中V表示流速，Q表示流量，A表示狭缝的横截面积。
根据给定条件，流量Q=0.1 mm × 0.5 m/s = 0.05 mm²/s。
由于1 mm²=10⁻⁶ m²，所以流量Q=0.05 × 10⁻⁶ m²/s。
代入公式可得：V = (0.05 × 10⁻⁶ m²/s) / (0.1 ×10⁻³ m²) = 0.5 m/s。
因此，液体通过狭缝时的流速为0.5 m/s。
题目三：贯流管中的压力计算贯流管的入口直径为10 cm，出口直径为5 cm，入口处的压力为1 MPa，求出口处的压力。
解析：贯流管中的压力计算可以使用伯努利方程：P₁ + (1/2)ρV₁²+ ρgh₁ = P₂ + (1/2)ρV₂² + ρgh₂，其中P₁和P₂分别表示入口和出口处的压力，V₁和V₂分别表示入口和出口处的速度，ρ表示液体的密度，g表示重力加速度，h₁和h₂分别表示入口和出口处的高度。
根据问题的描述，入口处的压力P₁为1 MPa，入口和出口处的高度相同，速度V₁和V₂与流体的密度无关，因此可以将伯努利方程简化为：P₁+ (1/2)ρV₁² = P₂ + (1/2)ρV₂²。
流体流动例题
1、利用重力将处理后的生活污水排放到海面下30m 处，污水的密度为1000 kg·m -3，粘度为1.0×10-3Pa·s -1，海水的密度为1040 kg·m -3。
若蓄水池的水面超过海平面5m ，所蓄污水就会从池边溢出，现在拟采用管径为2米，长1600米的水泥管，管进口阻力系数为0.3，一个闸阀阻力系数0.17，管路摩擦阻力系数0.0198，问能否保证在高峰排量为6 m 3·s -1时，污水不能从蓄水池溢出？解：（1）取蓄水池水面为截面1―1，水泥管路出口内侧为截面2―2，并以截面1―1为基准水平面，如图所示。
（3分）在两截面间列柏努利方程：f e hg p g u Z H g p g u Z ∑+++=+++ρρ2222121122 （2分）式中：Z 1=0，Z 2=-(h 1+30)m ，p 1=0（表压），u 1=0，He=0， （1分）p 2=ρ海水gh=1040×9.81×30=306072（Pa ）（表压）， （1分）m/s)(91.12785.0622=⨯=u （1分）分）（分）（1 )(03.381.9291.1)17.03.021*******.0( 2 2)(22m g u d l h f =⨯⨯++⨯=∑+=∑ζλ 将上述各项数值代入，则())(42.403.381.9100030607281.9291.13021m h =+⨯+⨯+-= （1分） 由于h 1<5m ，故能保证在高峰排量为6 m 3·s -1时，污水不能从蓄水池溢出。
2、用泵将出水池中常温的水送至吸收塔顶部，水面维持恒定，各部分相对位置如图所示。
输水管为φ76×3mm 钢管，排水管出口与喷头连接处的压强为6.15×104Pa （表压），送水量为34.5m 3/h ，水流经全部管道（不包括喷头）的能量损失为160J/kg 。
流体流动、流体输送机械计算题
流体流动、流体输送机械习题课例题1、用离心泵将池中水送到高位槽，已知管路总长 100m（包括当量长），其中压力表后为80m,管路摩 擦系数，管内径0.05m,当流量为10m'/h 时泵效率 为80%,求：（1）泵的轴功率；（2）压力表读数。
（取 =1000kg/m 3）解：（1）如图取1-1、2-2截面，以1-1截面为基准列柏努利方程:•••勺=0; % = 2 +18 = 20/?/; ]\ =卩2；珥=“2=0（2）以3-3截面为基准，在3-3、2-2截面间列柏努利方程: gz 3 +—+^- = gz 2 +—+^+ZW f3_2 P 2 p 2••• Zj = 0; z 2 = 18m; p 2 = 0; u 2 = 0; u 3 =u = 1.415m/ s p /有效功率 £• 一爲旳•一纽0攸一 10 X 1000X 246.26-684[J/5] 3600IV =gz.2 + X W f =9.81x20 + 50.06 = 246.26( J/kg]轴功率 = 855"] 10/3600 =1・415[加/$] 100 ------ x 0.051.415? 2 =50・06[丿/如 “ 77 80% 一 0.785 x 0.052=0.025 x 9 OQQ=0.025 x ——x 0.05 p ir 1 415 —=^3+ 1^3 ,-^- = 9.81x18 + 40.04-—^ = 215.6[J/^] P 2 22、欲用离心泵将209水以30m 3/h 的流量由水池打 到敞口髙位槽，两液面均保持不变，液面髙差为18m, 泵的吸入口在水池上方2m 处，泵的吸入管路全部阻 力为lm 水柱，压出管路全部阻力为3m 水柱，泵效 率 60%。
求：(1)泵的轴功率；(2)若允许吸上真空高度为5m,用上述安装高 度是否合适(=1000kg/m 3;动压头可略) 解：(1)如图，取1TL 2-2截面，以1-1截面为基准列柏努利方程:已知：Z { =0,Z 2 =18”Pi = p 2.u } =u 2 =0H e = z 2 + 工如-2 =18 + 1 + 3 = 22(/n)泵的轴功率：30 x 22x1000 x 9.813600 x 60%- (2)比=/-仕-为比=5-0-1=4(加)2g比＞2林•・安装高度合适。
流体流动(例题)
Q 0.4 0.4 5 0.8m3 / s
分别以1-1、2-2、3-3各断面以右的全部管段作为质量收支 运算的空间，写连续性方程。
Q1 3Q 3 0.8 2.4m3 / s
Q2 2Q 2 0.8 1.6m / s
3
Q3 Q 1 0.8 0.8m / s
5 1 5 9.807 3 0.4 0.45 13 10
0.105Pa s
练习2：一圆锥体绕其铅直中心轴等速旋转，锥体与固 定壁间的距离δ＝1mm，全部为润滑油（μ＝0.1Pa.s) 充满。当旋转角速度ω＝16s-1 ，锥体底部半径R＝ 0.3m，高H＝0.5m时，求作用于圆锥的阻力矩。
解：
du dT dA dy
cos
H R2 H 2
dx R2 H 2 dA 2r ds 2r 2r dx cos H
R2 H 2 r dM dT r 2r dx r H R2 H 2 3 3 32r 10 dx H
例2：测压管中水银柱差△h=100mm，在水深 h=2.5m处安装一测压表M，求M的读数。
例1：断面为50×50 cm2的送风管，通过a，b，c， d四个40×40 cm2 的送风口向室内输送空气。 送风口气流平均速度均为5m/s，求通过送风管 1-1，2-2，3-3各断面的流速和流量。
解： 每一送风口流量
M dM 39.5( N ) _
0
H
练习3：图示为一采暖系统图，由于水温升高引起水的
体积膨胀，为了防止管道及暖气片胀裂，特在系统顶 部设置一膨胀水箱，使水的体积有自由膨胀的余地。 若系统内水的总体积V＝8m3，加热前后温差50℃，水 的膨胀系数为0.0005，求膨胀水箱的最小体积。
流体运动练习题
流体运动练习题在学习流体力学相关知识时，进行练习题是非常重要的一部分。
通过练习题的解答，我们可以更加深入地理解流体运动的原理和应用。
下面是一些流体运动练习题，帮助大家加深对这一概念的理解。
练习题一：斜面上的流体流动假设有一个倾斜角度为θ的斜面，上面有一水平管道，管道之间有一段高度为h的竖直距离。
斜面上方的水箱中有一深度为H的水柱。
求当水流过管道时，出口的速度。
解答：设斜面的长度为L，管道的长度为d，管道入口处的面积为A1，出口处的面积为A2，管道入口处的速度为v1，出口处的速度为v2。
根据质量守恒定律，流入管道的质量等于流出管道的质量：ρ₁ * A₁ * v₁ = ρ₂ * A₂ * v₂其中ρ₁为水箱中的水密度，ρ₂为管道内的水密度。
由连续方程可知，流动过程中单位时间内流入管道的体积等于单位时间内流出管道的体积：A₁ * v₁ = A₂ * v₂通过以上两个方程，可以解得v₂的值。
练习题二：流体在水平管道中的流动假设有一水平管道，管道长度为L，截面积为A，有一段长度为d的管道内壁粗糙程度为ε。
当管道内液体流动速度为v时，求管道内壁受到的摩擦力F。
解答：根据达西定理，管道内壁受到的摩擦力可以通过以下公式计算：F = f * ρ * A * v² / 2其中f为管道内壁的摩擦系数，ρ为液体的密度。
在该问题中，管道内壁的粗糙程度为ε，可以利用密度函数方法计算摩擦系数f。
将管道内壁分成若干小区间，每个小区间的长度为Δx，宽度为Δy。
在每个小区间内，液体受到的正压力和摩擦力之和等于液体的密度乘以加速度。
通过计算每个小区间的摩擦力，再将其累加即可得到管道内壁受到的总摩擦力。
练习题三：流体的流速和流量关系假设有一管道，管道横截面积为A，液体的密度为ρ，管道内的液体流速为v。
求液体的流量Q。
解答：根据流量定义，流量Q等于单位时间内通过截面A的体积，可以通过以下公式计算：Q = A * v在流体力学中，流速是指流体通过单位时间内通过管道横截面的体积，而流量是指单位时间内通过管道横截面的体积。
化工原理 第一章流体流动-例题
南京 兰州 761mmHg 640mmHg 740mmHg 619mmHg 21mmHg 21密度为880kg/m3，粘度为6.5×10-4Pa·s
Rea =
daua ρ 0.081×0.97×880
µ
=
6.5×10−4
=1.06×105
取管壁的绝对粗糙度ε=0.3mm，ε/d=0.3/81=0.0037， 查得λ=0.029
15 + 9 ∴∑hf , a = (0.029× + 0.5) = 4.28J / kg 0.081
例：试比较上例中
的大小。 pA、p′ 的大小。 A
解：∵ pC
pC = p A + ρ油 gh AB + ρ H 2 O gh BC
′ = pC
′ pC = p′ + ρ H 2O gh AB A
⇒ pA + ρ油 ghAB = p′ + ρH O ghAB A ( pB = p′ ) B
2
+ ρ H 2O ghBC
p1 = 炉内压强 = p大气 + 10.7 × 103
p2 = p大气 + ρgh
∵ p1 = p2
即：p大气 + 10.7 × 10
3
= p大气 + 1000× 9.81h ⇒ h = 1.09(m)
以内径105mm钢管输送压力2atm 温度120℃ 105mm钢管输送压力2atm、 120℃的空 例:以内径105mm钢管输送压力2atm、温度120℃的空 已知空气在标态下的体积流量为630m /h， 气。已知空气在标态下的体积流量为630m3/h，求此 空气在管内的流速和质量流速。 空气在管内的流速和质量流速。 T p0 630 (273+ 120) 1 × × = 0.126m s 由PVT Vs =V0 × × = 解： 273 2 T0 p 3600 方程 4V s 4 × 0 .126 = = 14 .54 m s ∴u = 2 2 π × 0 .105 πd i
D654-化工原理-流体流动计算例题
150 / 3600 0.785 0.205 2
1.263
m/s，
Re 1
d1u1
0.205 1.263 1000 1.0 10 3
258915
，属于湍流；
排出管内流速
u2
V A2
150 / 3600 0.785 0.180 2
1.638
m/s，
Re 2
d 2u2
0.180 1.638 1000 1.0 10 3
258915
0.0231
Pa p A真＝1000
2
9.81
1.263 2
2
0.0231
50 0.205
1.263 2 2
24911
2020/10/16
(3) 在1－1与3－3间列柏努利方程
z0 g
p0
u02 2
he
z3g
p3
u
2 3
2
h f 13
p0 p3 pa
u0 u3 0
例题1．用水泵向高位水箱供水（如附图所 示），管路流量为150m3/h，泵轴中心线距 水池液面和水箱液面的垂直距离分别为2.0m
和45m。泵吸入管与排出管分别为内径 205mm和内径180mm的钢管。吸入管管长 50m（包括吸入管路局部阻力的当量长度） ，排出管管长200m（包括排出管路局部阻 力的当量长度），吸入管和排出管的管壁粗 糙度均为0.3mm，水的密度1000 kg/m3，粘 度1.0×10-3 Pa﹒s，泵的效率为65%，圆管
2020/10/16
Re
假设为层 流，则：
64 Re
64 du
64 121 10 3 0.081 820 u
0.117 u
流体流动例题
u p1 u p2 gz1 + + +W = gz2 + + + ∑wf e 2 ρ 2 ρ
式中 ：
2 1
2 2
Z1 = −1m， 2 = 6m Z
84.82 VS u1 ≈ 0 u2 = = ， = 3m/ s π A 3600× ×0.12 4
P = 0(表 ） 压 ， 1
p2 = 0.02×106 + (−11770) = 8230Pa（ 压 表 ）
分析： 分析：求Ne
Ne=WeWs/η
求We
机械能衡算式 P2=?
截面的选取？
整体流动非连续
塔内压强
解：取塔内水面为3-3’截面，下水道截面为4-4’截面，取 地面为基准水平面，在3-3’和4-4’间列机械能衡算式：
gz3 +
2 u3
2
+
p3
ρ
= gz4 +
2 u4
2
+
p4
ρ
式 ： 中
u3 ≈u4 ≈ 0
∴P +10.7×103 = P + ρgh a a
P = P + ρgh 2 a QP = P 1 2
P = 炉 压 = P +10.7×103 内 强 a 1
h = 10.9m
例2：真空蒸发器操作中产生的水蒸气，往往送入本题附图 所示的混合冷凝器中与冷水直接接触而冷凝。为了维持操作 的真空度，冷凝器的上方与真空泵相通，不时将器内的不凝 气体（空气）抽走。同时为了防止外界空气由气压管漏入， 致使设备内真空度降低，因此，气压管必须插入液封槽中， 水即在管内上升一定高度h，这种措施称为液封 液封。若真空表 液封 读数为 80×104Pa，试求气压管内水上升的高度h。 解：设气压管内水面上方的绝对压强为P，作用于液封 槽内水面的压强为大气压强Pa，根据流体静力学基本方程 式知：
流体流动计算题
第一部分 概念题示例与分析一 思考题1-1 下图所示的两个U 形管压差计中,同一水平面上的两点A 、B 或C 、D 的压强是否相等？答：在图1—1所示的倒U 形管压差计顶部划出一微小空气柱。
空气柱静止不动，说明两侧的压强相等，设为P 。
由流体静力学基本方程式： 11gh gh p p A 水空气ρρ++=11gh gh p p B 空气空气ρρ++=空气水ρρ> ∴BA p p >即A 、B 两点压强不等。
而 1gh p p C 空气ρ+= 1gh p p D 空气ρ+=也就是说，C p 、D p 都等于顶部的压强p 加上1h 高空气柱所引起的压强，所以C 、D 两点压强相等。
同理，左侧U 形管压差计中，B A p p ≠ 而D C p p =。
分析：等压面成立的条件—静止、等高、连通着的同一种流体。
两个U 形管压差计的A 、B 两点虽然在静止流体的同一水平面上，但终因不满足连通着的同一种流体的条件而非等压。
1- 2 容器中的水静止不动。
为了测量A 、B 两水平面的压差，安装一U 形管压差计。
图示这种测量方法是否可行？为什么？答：如图1—2，取1—1/为等压面。
由1'1p p =可知：)(2H R g p O H B ++ρ=gR H h g p H g O H A ρρ+++)(2 gh p p O H A B 2ρ+=将其代入上式，整理得 0)(2=-gR O H H g ρρ ∵02≠-O H H g ρρ ∴0=RR 等于零，即压差计无读数，所以图示这种测量方法不可行。
分析：为什么压差计的读数为零？难道A 、B 两个截面间没有压差存在吗？显然这不符合事实。
A 、B 两个截面间确有压差存在，即h 高的水柱所引起的压强。
问题出在这种测量方法上，是由于导管内充满了被测流体的缘故。
连接A 平面测压口的导管中的水在下行过程中，位能不断地转化为静压能。
此时，U 型管压差计所测得的并非单独压差，而是包括位能影响在内的“虚拟压强”之差。
流体流动计算题
流体流动计算题37．用以下方法测量山的高度，现测得地面处的温度为15℃,压力为 660mmHg ，高山顶处压力为 330mmHg ，已知山的高度每上升 1000m ，温度下降 5℃，求此山的高度。
（清华96）解：设山的高度为 H,P 1=330mmHg ,P 2=660mmHgρ2=P 2M/(RT 2)=(660/760)×1.013×105×29×10-3/8.314/288=1.06kg/m 3 T 1=288-5H/1000ρ1=P 1M m /(RT 1)=(2.29×105-2.65H)/(2.88×105-5H) P 2=P 1+ρm gH= P 1+gH(ρ1+ρ2)/2=P 1+gH[1.06+(2.29×105-2.65H)/(2.88×105-5H)]/2 代入已知条件解得：H=5500m38．利用装置测定一截止阀的阻力 系数ζ.已知管路内径为 d ，孔扳 流量计孔径为 d 0 ，孔流系数为C 0 ， 两U 型管内的指示液为水银， 读数为 R 、 R ’ ，试写出求阻力系数 ζ的计算式。
（青化95/10） 解：截止阀两侧的压强降为()()()ρρρρρρρρρ-⎪⎭⎫⎝⎛=-⎪⎭⎫ ⎝⎛==-==Hg Hg S Hg S gR d d C gR A A C uAV u gR C A A u V 40202020200002,2()()()()2044020222/2RC R d dgR d d C R g u R g R g up Hg HgHgHg f '⎪⎪⎭⎫⎝⎛=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-⎪⎭⎫ ⎝⎛'-='-='-==∆ρρρρρρρρρζρρρζ39．如图所示：水通过倾斜变径管段AB ，管径d a =100mm,d b =250mm ,水流量为2.2m 3/min ，在截面 A 、 B 间接一 U 型管汞差计， 其读数为 R=20mmHg ， （汞密度为 13600kg/m 3 ）。
(完整word版)流体流动练习题
流体流动1.某设备上真空表读数为0.09MPa ，若当地大气压强为0.1MPa ，则设备内绝对压强为__B_。
A)101.33kPa ； B)10kPa ； C)0.91kPa ； D)90kPa 。
2. 某液体流过如图 所示等径圆管，管段长度AB=CD ，则如下式子中___C__式不成立。
A)势能差：B)能量损失：h f A-B =h f C-D ； C)压强差p B -p A =p D -p C D)U 型压差计读数R 1=R 2。
3. 不可压缩流体在等径水平直管中作稳定流动时，由于内摩擦阻力损失的能量是机械能中的_B_____。
A)位能； B)静压能； C)内能； D)动能。
4. 层流与湍流的本质区别是___C___。
A)湍流流速大于层流流速； B)湍流Re>层流Re ； C)层流无径向脉动，湍流有径向脉动； D)速度分布不同。
5. 某液体在管路中作滞流流动，提高液体温度会使阻力损失____B__。
A)增大； B)减小； C)不变； D)不定。
6. 流体在圆直管内流动，滞流时摩擦系数λ正比于__D_；（G 为质量流速）A)G 2； B)G ； C)G 0； D)G -1； E)G -2。
7. 在充分湍流（阻力平方区）时，λ正比于_ _C__。
A)G 2； B)G ； C)G 0； D)G -1； E)G -2。
8. 如图高位水槽液位不变，则a 、b 、c 三点处流体总机械能2//2Zg p u ρ++的关系为：阀门打开时__C___；A)a ＞b ＞c ； B)a ＝b ＝c ； C)a ＝b ＞c ； D)a ＞b ＝c 。
9. 阀门关闭时__B___。
（槽内流体流动阻力不计）A)a＞b＞c；B)a＝b＝c；C)a＝b＞c；D)a＞b＝c。
10.如图所示，装了U型压差计测得了___C___。
A) A点和B点动压头差(u2A-u2B)/(2g)；B) A、B段阻力、损失h f A-B；C) 阻力损失和动压头差之和D) B点和A点的压头差。
(word完整版)流体流动习题(计算题)解答
(word 完整版)流体流动习题(计算题)解答习题解答1-41一敞口贮槽中装有油（密度为917kg/m 3）和水，液体总深度为3。
66m ，其中油深为3m 。
试计算油水分界处及贮槽底面的压力,分别用绝压和表压表示.(当地大气压为101.3kPa ）解：油水分界处：表压：kPa gh p 0.27381.9917111=⨯⨯==ρ 绝压：kPa p 12810013.1107.2541=⨯+⨯=贮槽底面的压力：表压:kPa gh p p 5.3366.081.91000107.242212=⨯⨯+⨯=+=ρ 绝压：kPa p 13510013.110347.3542=⨯+⨯=1-42用U 形压力计测量容器内液面上方的压力，指示液为水银.已知该液体密度为900kg/m 3，h 1=0.3m ，h 2=0。
4m ，R=0.4m 。
试求: (1)容器内的表压;（2）若容器内的表压增大一倍，压力计的读数R ‘. 解:（1）如图，1—2为等压面。
)(211h h g p p ++=ρ gR p p a 02ρ+= gR p h h g p a 021)(ρρ+=++ 则容器内表压：kPa h h g gR p p a 2.4781.97.090081.94.013600)(210=⨯⨯-⨯⨯=+-=-ρρ（2）当容器内的表压增大一倍时，此时2'2'2RR h h -+= )2()('21'02'1'0'RR h h g gR h h g gR p -++-=+-=ρρρρ表整理得 2/)2/(021'g g R h h g p R ρρρ--++=‘表m 77.02/81.990081.913600)2/4.07.0(81.9900102.4723=⨯-⨯-⨯⨯+⨯⨯=1-43如图所示，用复式压差计测量某蒸汽锅炉液面上方的压力，指示液为水银，两U 形压差计间充满水。
流体流动习题
1、如附图所示的输水管道，管内径为：d1=2.5cm；d2=10cm；d3=5cm。
（1）当流量为4L/s时，各管段的平均流速为若干？（2）当流量增至8L/s或减至2L/s时，平均流速如何变化？2、有一内径为25mm的水管，如管中流速为1.0m/s，水温为20℃。
求：（1）管道中水的流动类型；（2）管道内水保持层流状态的最大流速。
3、如本题附图所示，高位槽内的水位高于地面7 m，水从φ108 mm ×4 mm的管道中流出，管路出口高于地面1.5 m。
已知水流经系统的能量损失可按∑h f=5.5u2计算，其中u为水在管内的平均流速（m/s）。
设流动为稳态，试计算（1）A-A'截面处水的平均流速；（2）水的流量（m3/h）。
4、如本题附图所示，用泵2将储罐1中的有机混合液送至精馏塔3的中部进行分离。
已知储罐内液面维持恒定，其上方压力为1.0133⨯105 Pa。
流体密度为800 kg/m3。
精馏塔进口处的塔内压力为1.21⨯105 Pa，进料口高于储罐内的液面8 m，输送管道直径为φ68 mm ⨯4 mm，进料量为20 m3/h。
料液流经全部管道的能量损失为70 J/kg，求泵的有效功率。
5、某液体以一定的质量流量在水平直圆管内作湍流流动。
若管长及液体物性不变，将管径减至原来的1/2，问因流动阻力而产生的能量损失为原来的多少倍？如本题附图所示，贮槽内水位维持不变。
槽的底部与内径为100 mm 的钢质放水管相连，管路上装有一个闸阀，距管路入口端15 m处安有以水银为指示液的U管压差计，其一臂与管道相连，另一臂通大气。
压差计连接管内充满了水，测压点与管路出口端之间的直管长度为20 m。
当闸阀关闭时，测得R=600 mm、h=1500 mm；当闸阀部分开启时，测得R=400 mm、h=1400 mm。
摩擦系数λ可取为0.025，管路入口处的局部阻力系数取为0.5。
问每小时从管中流出多少水（m3）？。
流体流动习题及答案
流体流动习题及答案1、如图1所示，直径为10cm 的圆盘由轴带动在一平台上旋转，圆盘与平台间充有厚度δ=1.5mm 的油膜。
当圆盘以n=50r/min 旋转时，测得扭矩M=2.94×10-4N·m 。
设油膜内速度沿垂直方向为线性分布，试确定油的黏度。
图1解：在半径方向上取dr ，则有dM ＝dF·r由题有dF ＝τ·dAd =d u yτμ⋅ 22dA=(d )2d r r r r r πππ+-=⋅d 2=d u nr y πδ所以有23d dM=2d 4d d u n r r r r r y μπμπδ⋅⋅= 两边积分计算得24M=nr μπδ代入数据得2.94×10－4N·m ＝μ×（0.05m ）4×π2 ×（50/60）s /（1.5×10－3m ）可得μ＝8.58×10－3Pa·s2、常压、20℃的空气稳定流过平板壁面，在边界层厚度为1.8mm 处的雷诺数为6.7×104。
求空气的外流速度。
解：设边界层厚度为δ；空气密度为ρ，空气流速为u 。
由题，因为湍流的临界雷诺数一般取5×105＞6.7×104，所以此流动为层流。
对于层流层有0.54.641=Re xx δ 同时又有 x Re =xu ρμ两式合并有0.54.641Re =u ρδμ⨯ 即有4.641×（6.7×104）0.5＝u×1×103kg/m 3×1.8mm /（1.81×10－5Pa·s ）u ＝0.012m/s3、污水处理厂中，将污水从调节池提升至沉淀池。
两池水面差最大为10m ，管路摩擦损失为4J/kg ，流量为34 m 3/h 。
求提升水所需要的功率。
设水的温度为25℃。
解：设所需得功率为N e ，污水密度为ρN e ＝W e q v ρ＝（gΔz ＋∑h f ）q v ρ=(9.81m/s 2×10m+4J/kg)×1×103kg/m 3×34/3600m 3/s= 964.3W4、如图所示，有一水平通风管道，某处直径由400mm 减缩至200mm 。
化工原理例题
第一章流体流动例1.高位槽内的水面高于地面8m，水从φ108×4mm的管道中流出，管路出口高于地面2m。
在本题特定条件下，水流经系统的能量损失可按∑ｈf = 6.5 u2计算，其中u为水在管道的流速。
试计算：⑴ A—A'截面处水的流速；⑵水的流量，以m3/h计。
解：处列柏Z1ｇ（Z1q例2.49J／kg，103Pa 时，B解：（1? ?? ?0+u? ???由B? ?? ?? ???∴W=（P A-P B）/ρ- Z B g+49=98.1+49=147.1J/kg? ?? ?∴q m=q vρ=36/3600×1100=11kg/s? ?? ?Pe= q m×W=147.1×11=1618.1w? ?? ?泵的抽功率N= Ne /76%=2311.57W=2.31kw（2）由第一个方程得（P A-PB）/ρ=Z B g+9.81得??P B=P A-ρ（Z B g+9.81）=245.2×103-1100×(7×9.81+98.1)=6.2×104Pa例3.用离心泵把20℃的水从贮槽送至水洗塔顶部，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Ф76×2.5mm ，在操作条件下，泵入口处真空表的读数为24.66×103Pa,水流经吸入管与排处管（不包括喷头）的能量损失可分别按∑ｈf,1=2u2，∑h f,2=10u 2计算，由于管径不变，故式中u 为吸入或排出管的流速ｍ/s 。
排水管与喷头连接处的压强为98.07×103Pa （表压）。
试求泵的有效功率。
解：总能量损失∑hf=∑h f,1+∑h f ，2在截面与真空表处取截面作方程： z 0g+u 02/2+P 0/ρ=z 1g+u 2/2+P 1/ρ+∑h f ，1（∴q ∴ 例4. f ，BC =1.18u 2P 1∴P 1 P B +ρg （x+R 1）=P c +ρg （h BC +x ）+ρ水银R 1gP B +1100×9.81×（0.045+x ）=P c +1100×9.81×（5+x ）+13.6×103×9.81×0.045 P B -P C =5.95×104Pa在B ，C 处取截面列柏努力方程0+u B 2/2+P B /ρ=Zg+u c 2/2+P C /ρ+∑ｈf ，BC∵管径不变，∴u b =u cP B -P C =ρ（Zg+∑ｈf ，BC ）=1100×（1.18u 2+5×9.81）=5.95×104Pau=4.27m/s压缩槽内表压P1=1.23×105Pa（2）在B，D处取截面作柏努力方程0+u2/2+P B/ρ= Zg+0+0+∑ｈf，BC+∑ｈf，CDP B=（7×9.81+1.18u2+u2-0.5u2）×1100=8.35×104PaP B-ρgh=ρ水银R2g8.35×104-1100×9.81×0.2=13.6×103×9.81×R2R2=609.7mm例5.物质。