化工原理第一章
化工原理-1章流体流动
yi为各物质的摩尔分数,对于理想气体，体积分数与摩尔分数相等。
②混合液体密度计算
假设液体混合物由n种物质组成，混合前后体积
不变，各物质的质量百分比分别为ωi，密度分 别为ρi
n 1 2 混 1 2 n
1
例题1-1 求甲烷在320 K和500 kPa时的密度。
第一节 概述
流体： 指具有流动性的物体，包括液体和气体。
液体：易流动、不可压缩。 气体：易流动、可压缩。 不可压缩流体：流体的体积不随压力及温度变化。
特点：（a） 具有流动性 （b） 受外力作用时内部产生相对运动
流动现象:
① 日常生活中
② 工业生产过程中
煤气
填料塔 孔板流量计
煤气
水封
泵 水池
水
煤 气 洗 涤 塔
组分黏度见---附录9、附录10
1.2.1 流体的压力（Pressure） 一.定义
流体垂直作用于单位面积上的力，称为流体 的压强，工程上一般称压力。
F [N/m2] 或[Pa] P A
式中 P──压力，N/m2即Pa(帕斯卡)；
F──垂直作用在面积A上的力，N；
A──作用面积，m2。
工程单位制中，压力的单位是at(工程大气压)或kgf/cm2。 其它常用的压力表示方法还有如下几种： 标准大气压（物理大气压）atm；米水柱 mH2O； 毫米汞柱mmHg； 流体压力特性： （1）流体压力处处与它的作用面垂直，并总是指向流体 的作用面。
液体：T↑，μ↓（T↑,分子间距↑，范德华力↓，内摩擦力↓） 气体：T↑，μ↑（T↑,分子间距有所增大，但对μ影响不大， 但T↑，分子运动速度↑，内摩擦力↑）
压力P 对气体粘度的影响一般不予考虑，只有在极高或极 低的压力下才考虑压力对气体粘度的影响。
化工原理第一章 流体流动
例1-10 20℃的水在内径为 50mm的管内流动,流速为 2m/s，是判断管内流体流动的 型态。
三.流体在圆管内的速度分布
(a)层流
(b)湍流
u umax / 2 u 0.82umax
hf
le
d
u2 2
三.管内流体流动的总摩擦阻力损失计算 总摩擦阻力损失 =直管摩擦阻力损失+局部摩擦阻力损失
hf hf 直 hf局
l u2 ( le u2 z u2 )
d2 d 2
2
[
(
l
d
l
e
)
z
]
u2 2
管内流体流动的总摩擦阻力损失计算 直管管长 管件阀件当量长度法
hf
l
制氮气的流量使观察瓶内产生少许气泡。 已知油品的密度为850 kg／m3。并铡得水 银压强计的读数R为150mm，同贮槽内的 液位 h等于多少?
（三）确定液封高度 h p ρg
H 2O
气体 压力 p(表压)
为了安全， 实际安装
水 的管子插入 液面的深度
h 比上式略低
第二节 流体流动中的基本方程式
截面突然变化的局部摩擦损失
突然扩大
突然缩小
A1 / A2 0
z (1 A1 )2
A2
z 0.5(1 A2 )2
A1
当流体从管路流入截面较 大的容器或气体从管路排 到大气中时z1.0
当流体从容器进入管的入 口，是自很大截面突然缩 小到很小的截面z=0.5
局部阻力系数法
hf
z
u2 2
化工原理第一章流体流动
y
(ppdz)dxdy z
Z轴方向上力的平衡有：
pdxdy ( p p dz)dxdy gdxdydz 0
z
即： p dxdydz gdxdydz 0
z
即： p g 0 (1)
z
pdxdy,
Z轴方向上力的平衡有：
大小相等，方向相反的压力。
(2)作用于静止流体内部任意点上所有不同方位的
静压强在数值上相等。
3、压强的不同单位表示法及其之间的换算关系
（1）SI制中，压强的单位Pa,帕斯卡；N/m2 （2）习惯上：atm(标准大气压),某流体柱高度（米）， bar(巴)，kgf/cm2等 1atm=101.325kPa=1.033kgf/ cm2 =1.01325bar =760mmHg=10.33m=1.01325105Pa
注：101.325kPa是北纬45度海平面,15°C的测定值
工程上：为了适用和换算方便，常将1 kgf/ cm2称为 1个工程大气压,即1at=1 kgf/ cm2 =735.6mmHg=10mH2O=0.9807bar=9.807 104Pa
4.不同的方法表示的压强
（1） 绝对压强：以绝对零压作起点计算的压强， 称为绝对压强，它是流体的真实压强。 （2） 表压强：压强表上的读数，表示被测流 体的绝对压强比大气压高出的数值，称为表压强。
何空隙。 即认为流体充满其所占的空间，从而把流体视 为
连续介质，这样就摆脱了复杂的分子运动，从宏 观角度来研究流体的流动规律。 注意：在高度真空下的气体，就不能再视为连续 介质。
第一节 流体静力学基本方程式
流体静力学：研究流体在外力作用下达到
平衡的规律。
化工原理第一章主要内容
Δp f
=
32μlu d2
哈根(Hagen)－泊谡叶（Poiseuille）方程
（三）圆管内湍流流动的速度分布
1
u
=
umax
⎜⎛1 ⎝
−
r R
⎟⎞ n ⎠
um = 0.82umax
四、边界层的概念
（一）边界层及其形成 边界层： 流速小于主体流速的 99%的区域 。 （二）边界层的发展 1、流体在平板上的流动 2、流体在圆形直管进口段内的流动 3、边界层的分离 边界层分离的两个必要因素： 逆压梯度 dp/dx >0 ； 壁面附近存在粘性摩擦阻力 边界层分离易发生在流体通道扩大处
管进口ξ=0.5
定义：将局部阻力折算成某一长度相同直径直管所产生的阻力，该相当长度称为当量长度。
w' = λ le ⋅ u2
f
d2
h' = λ le ⋅ u2 f d 2g
Δp' = λ le ⋅ ρu2
f
d2
le 为当量长度
六、管路流动总阻力损失的计算
总阻力损失 = 直管阻力 + 局部阻力 不同管径段组成的管路总阻力损失应将各等径段的阻力损失加和
τ = (μ + ε ) du dy
第四节 管内流动的阻力损失
流体具有粘性——流动阻力产生的根源（内因）
管壁或其他形状的固体壁面——流动阻力产生的条件(外因)
管路阻力：直管阻力+局部阻力
Σhf=hf+hf’
阻力的几种表达形式及之间的相互关系：
Wf：单位质量流体所损失的机械能，J/kg ；hf：单位重量流体所损失的机械能 ，m
ρm = ρ1ϕ1 + ρ2ϕ2 + ...... + ρnϕn
化工原理第一章流体力学基础
第一章 流体力学基础
m GA uA
17/37
1.3.1 基本概念
三、粘性——牛顿粘性定律
y x
v
内部存在内摩擦力或粘滞力
v=0
内摩擦力产生的原 因还可以从动量传 递角度加以理解:
v
单位面积上的内摩擦力，N m2
dv x
dy
动力粘度 简称粘度
速度梯度
----------------牛顿粘性定律
(2)双液柱压差计
p1
1略小于2
z1
p1 p2 2 1 gR
p1
R
p2
R
p2
1
z1
R 2
0
倾斜式压差计
浙江大学本科生课程 化工原理
第一章 流体力学基础
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幻灯片2目录
1.3 流体流动的基本方程 1.3.1 基本概念 1.3.2 质量衡算方程 1.3.3 运动方程 一、作用在流体上的力 二、运动方程 三、N-S方程 四、欧拉方程 五、不可压缩流体稳定层流时的N-S 方程若干解
v x v y vz 0
t x
y
z
t
vx
x
vy
y
vz
z
v x x
v y y
v z z
0
D
Dt
v x x
v y y
v z z
0
-------连续性方程微分式
若流体不可压缩，则D/Dt=0
v x v y v z 0 x y z
浙江大学本科生课程 化工原理
第一章 流体力学基础
dy
N m2 ms
Ns m2
Pa s
m
1Pa s 10P 1000cP
化工原理第一章 流体流动
§1.3 流体流动的基本方程
质量守恒 三大守恒定律 动量守恒 能量守恒
§1.3.1 基本概念
一．稳态流动与非稳态流动 流动参数都不随时间而变化，就称这种流动为稳态流 动。否则就称为非稳态流动。 本课程介绍的均为稳态流动。
§1.3.1 基本概念
二、流速和流量
kg s 质量流量，用WS表示， 流量 3 体积流量，用 V 表示， m s S
＝0 的流体
位能 J/kg
动能 静压能 J/kg J/kg
流体出 2 2
实际流体流动时：
2 2 u1 p1 u2 p gz1 we gz2 2 wf 2 2
摩擦损失 J/kg 永远为正
流体入 ------机械能衡算方程（柏努利方程） 1
z2
有效轴功率J/kg
z1 1
二、 液体的密度
液体的密度基本上不随压强而变化，随温度略有改变。 获得方法：（1）纯液体查物性数据手册
（2）液体混合物用公式计算：
液体混合物：
1
m
xwA
A
xwB
B
xwn
n
三、气体的密度
气体是可压缩流体，其值随温度和压强而变，因此 必须标明其状态。当温度不太低，压强不太高，可当作理
想气体处理。
理想气体密度获得方法： （1）查物性数据手册 （2）公式计算： 或
注：下标0表示标准状态。
对于混合气体，也可用平均摩尔质量Mm代替M。
混合气体的密度，在忽略混合前后质量变化条件下， 可用下式估算（以1 m3混合气体为计算基准）：
m A x VA B x VB n x Vn
2
2
气体
化工原理第一章主要内容
湍流：无严格的层的概念，各质点相互碰撞混合
（二）雷诺数 Re 没有因次的特征数 雷诺数用于判断流动型态
Re
=
duρ μ
层流：Re<2000；过渡流：2000<Re<4000；湍流：Re>4000
雷诺数的物理意义：流体流动中惯性力与粘滞力之比
二、湍流的基本概念
（一）湍流的发生与发展 （二）湍流的脉动现象和时均化 脉动现象：湍流流体中各物理量围绕某一平均值上下波动的现象。 瞬时量 = 时均量 + 脉动量
ρm = ρ1ϕ1 + ρ2ϕ2 + ...... + ρnϕn
比容υ ν = 1/ ρ
比重(相对密度) d
d = 1 / ρ , 4° C水
二、压力 p 的表示方法
ρm
=
PM m RT
定义：垂直作用于流体单位面积上的力 1atm=760mmHg=1.013×105Pa=1.033kgf/cm2 =10.33mH2O 1at=735.6mmHg =9.807×105Pa =1kgf/cm2 =10mH20 表压 = 绝对压力 - 大气压力 真空度 = 大气压力 - 绝对压力
三、机械能衡算方程
依附于流体的能量：内能、动能、位能、压力能；
不依附于流体的能量：热、功 机械能：包括位能、动能、压力能和功，对流体流动有贡献。 非机械能：包括内能和热，对流体流动无贡献 （一）理想流体的伯努利方程
gZ1
+
u12 2
+
p1 ρ
=
gZ2
+
u22 2
+
p2 ρ
理想流体的机械能守恒
（二）实际流体的机械能衡算
τ = (μ + ε ) du dy
化工原理第一章_流体流动
非标准状态下气体的密度： 混合气体的密度，可用平均摩尔质量Mm代替M。 式中yi ---各组分的摩尔分数（体积分数或压强分数）
比体积
• 单位质量流体的体积称为流体的比体积，用v表示， 单位：m3/kg
• v=V/m=1/ρ
5 流体的压强及其特性
垂直作用于单位面积上的表面力称为流体的静压强,简 称压强。流体的压强具有点特性。工程上习惯上将压强 称之为压力。
R
a
b
0
2. 倒置 U 型管压差计
用于测量液体的压差，指示剂密度 0 小于被测液体密度 ， U 型管内位于同 一水平面上的 a、b 两点在相连通的同一 静止流体内，两点处静压强相等
p1 p2 R 0 g
由指示液高度差 R 计算压差
若 >>0
p1 p2 Rg
0
a
b
R
p1 p2
3. 微差压差计
p1 p2 R 01 02 g
对一定的压差 p，R 值的大小与 所用的指示剂密度有关，密度差越小， R 值就越大，读数精度也越高。
p1 p2
02
a
b
01
4. 液封高度
液封在化工生产中被广泛应用：通过液封装置的液柱高度 ， 控制器内压力不变或者防止气体泄漏。
为了控制器内气体压力不超过给定的数值，常常使用安全液 封装置（或称水封装置），其目的是确保设备的安全，若气体压 力超过给定值，气体则从液封装置排出。
传递定律（巴斯葛原理）：当液面上方有变化时，必 将引起液体内部各点压力发生同样大小的变化。
液面上方的压强大小相等地传遍整个液体。
静力学基本方程式的应用
1.普通 U 型管压差计
U 型管内位于同一水平面上 的 a、b 两点在相连通的同一静 止流体内，两点处静压强相等
化工原理第一章流体力学
反映管路对流体的阻力特性
表示管路中流量与压力损失之间 关系的曲线
管路特性曲线的概念
01
03 02
管路特性曲线及其应用
管路特性曲线的绘制方法 通过实验测定一系列流量下的压力损失数据 将数据绘制在坐标图上，并进行曲线拟合
管路特性曲线及其应用
01 管路特性曲线的应用
02
用于分析管路的工作状态，如是否出现阻塞、泄漏等
流速和流量测量误差分析
• 信号处理误差：如模拟信号转换为数字信 号时的量化误差、信号传输过程中的干扰 等。
流速和流量测量误差分析
管道截面形状不规则
导致实际流通面积与计算流通面积存在偏差。
流体流动状态不稳定
如脉动流、涡街流等导致流量波动较大。
流速和流量测量误差分析
仪表精度限制
仪表本身的精度限制以及长期使用后的磨损等因素导 致测量误差增大。
流体静压强的表示
方法
绝对压强、相对压强和真空受力平衡条件，推导出流体平 衡微分方程。
流体平衡微分方程的物理意义
描述流体在静止状态下，压强、密度和重力 之间的关系。
流体平衡微分方程的应用
用于求解流体静力学问题，如液柱高度、液 面形状等。
重力作用下流体静压强的分布规律
连续介质模型的意义
连续介质模型是流体力学的基础，它 使得我们可以运用数学分析的方法来 研究流体的运动规律，从而建立起流 体力学的基本方程。
流体力学的研究对象和任务
流体力学的研究对象
流体力学的研究对象是流体（包括液体和气体）的平衡、运动及其与固体边界的相互作 用。
流体力学的任务
流体力学的任务是揭示流体运动的内在规律，建立描述流体运动的数学模型，并通过实验和 计算手段对流体运动进行预测和控制。具体来说，流体力学需要解决以下问题：流体的静力
化工原理-第一章
29
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（3） 倒U形压差计
指示剂密度小于被测流体密度，如空 气作为指示剂
p1 p2 Rg( 0 ) Rg
（4） 倾斜式压差计 适用于压差较小的情况。
30
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例1-1 如附图所示，水在水平管道内流动。为测量流
体在某截面处的压力，直接在该处连接一U形压差计，
指示液为水银，读数
18
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表 压 = 绝对压力 － 大气压力 真空度 = 大气压力 － 绝对压力
p1
表压
大气压
真空度 绝对压力
p2
绝对压力 绝对真空
19
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1.1.3 流体静力学平衡方程
一、静力学基本方程 设流体不可压缩， （1）上端面所受总压力
P1 p1 A
Const.
p1 G p2
p0
重力场中对液柱进行受力分析：
5
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1.0.0 流体的特征
液体和气体统称为流体。
• 具有流动性；
• 无固定形状，随容器形状而变化； • 受外力作用时内部产生相对运动。 不可压缩流体：流体的体积不随压力变化而变化，
如液体；
可压缩性流体：流体的体积随压力发生变化，
如气体。
6
返回
1.0.1 研究流体流动的目的
1、流体输送：选择适宜流速、确定管路直径、 选用输送设备； 2、压强、流速和流量的测量：便于了解和控制 生产； 3、为强化设备提供适宜流动条件：如传热、传 质设备的强化。
9
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1.0.3 流体流动中的作用力
1、体积力： 体积力作用于流体的每一个质点上，并与流体的 质量成正比，也称为质量力，如重力、离心力。 2、表面力：包括压力与剪力 压力：垂直于表面的力 剪力：平行于表面的力，又称粘性力，与流体运动 有关。 返回
化工原理第一章-流体流动的基本概念与流体中的传递现象
1.2.3 静压强在空间的分布规律
设流体不可压缩，为常数，则
p gz C
式中各项的单位均为J/kg。
p/为单位质量流体的压强能
gz为单位质量流体的位能。
在同一静止流体中，单位质量流体的总势能保持不变
若以P /表示单位质量流体的总势能，则
P p gz C
P 具有压强单位，称为虚拟压强。 P p gz
1.2.3 静压强在空间的分布规律
对于静止流体中任意两点 1、2有
p1
gz1
p2
gz2
p2 p1 gz2 z1 p1 gh z
以上诸式均称为流体静力
学基本方程。
o
p0
1 h
2
z2
z1
1.2.3 静压强在空间的分布规律
流体静力学原理： ➢ 重力场中静止流体总势能不变，静压强仅随垂直位置
管壁对隔离体的作用力：Fw 周围流体对隔离体的作用力：Fs
面力
1.2.1 流体的受力
S
A
T
P
Fs
一般情况下，面力不 垂直于作用面，且不 同位置处大小不同。
lim F ——A点的应力
S0 S
p lim P ——A点的法向应力，或称正应力
S0 S
lim T ——A点的切应力
流体质点：微观上充分大， 微观上充分大→时间连续 宏观上充分小的分子团。 宏观上充分小→空间连续
流体运动中的物理量都可视为空间和时间的连续函数。 这样一来，就能用数学分析方法来研究流体运动。
x, y,z,t T T x, y,z,t u ux, y,z,t
注：该假定对绝大多数流体都适用。但是当流动体系的 特征尺度与分子平均自由程相当时，例如高真空稀 薄气体的流动，连续介质假定受到限制。
化工原理
第一章流体流动1、密度定义: 单位体积流体所具有的质量称为密度.公式: ρ= m / V式中：ρ----流体的密度，kg/m3 ，m ----流体的质量，kg，V ----流体的体积，m3。
在研究流体流动时，若压力与温度变化不大时，则可认为液体的密度为常数。
密度为常数的流体称为不可压缩流体。
严格说来，真实流体都是可压缩流体，不可压缩流体只是在研究流体流动时，对于密度变化较小的真实流体的一种简化。
本章中如不加说明均指不可压缩流体。
2、气体密度一般来说气体是可压缩的，称为可压缩流体。
但是，在压力和温度变化率很小的情况下，也可将气体当作不可压缩流体来处理。
当气体的压力不太高，温度又不太低时，可近似按理想气体状态方程来计算密度。
即ρ= m /V＝nM / V = p M / RTp -------- 气体的绝对压强，kPa或kN/m2；n -------- 物质的量，mol ；M --------气体的摩尔质量，kg/mol；T -------- 气体的绝对温度，K；R ------气体常数，8.314 kJ/(kmol · K)。
3、混合物密度A. 液体混合物各组分的浓度常用质量分率来表示。
若混合前后各组分体积不变，则1kg混合液的体积等于各组分单独存在时的体积之和。
混合液体的平均密度ρm为：1/ρm =∑（xmi / ρi ）式中ρi------ 液体混合物中各纯组分的密度，kg/m3 ；xmi------ 液体混合物中各组分的质量分率。
B. 气体混合物各组分的浓度常用体积分率来表示。
若混合前后各组分的质量不变，则1m3混合气体的质量等于各组分单独存在时的质量之和。
混合气体的平均密度ρm为：ρm = ∑（xvi ρi ）式中ρi-------- 气体混合物中各纯组分的密度，kg/m3 ；xvi------ 气体混合物中各组分的体积分率。
二、流体的静压强1、静压强流体垂直作用于单位面积上的力，称为压强，或称为静压强。
化工原理第一章
（2）怎样看成连续性？
考察对象：流体质点（微团）-------足够大，足够小
流体可以看成是由大量微团组成的，质点间无空
隙，而是充满所占空间的连续介质，从而可以使
用连续函数的数学工具对流体的性质加以描述。
第二节 流体静力学 本节将回答以下问题： 静力学研究什么？
采用什么方法研究？
主要结论是什么？ 这些结论有何作用？
在静止流体中，任意点都受到大小相同方向不同的压强
静压强的特性：具有点的性质，p=f(x,y,z)，各相同性
1．流体静力学方程的推导
向上的力 : pA 向下的力: ( p dp) A
重力: mg gAdZ
静止时三力平衡,即 :
pA ( p dp) A gAdz 0
dp gdZ 0
p A pB ( i ) gR g ( Z A Z B ) ( p A gZ A ) ( pB gZB ) ( i ) gR
p gZ
A B ( i ) gR
4. 斜管压差计
R R' sin
流体静力学(二）
1-4
流体静力学基本方程的应用
一. 压强与压强差的测量 1.简单测压管
p A p0 hR
A点的表压强
p A (表） p A p0 gR
特点：适用于对高于大气压的液体压强的测定，不适用于气体。
2. U型测压管 由静力学原理可知
p1 p A gh
p 2 p 0 i gR
这是两个非常重要的方程式，请大家注意。
1-5 流量及流速
一、流量：单位时间内流过管道内任一截面的流体量
体积流量qV
m3 / s
化工原理 第一章 流体流动
2. 混合物
l→ 1 x wA x wB ... x wn （体积不变）
m A B
n
g→ m A xVA B xVB n xVn （质量不变）
3. 不可压缩流体：改变T或p时， Const； 可压缩流体：改变T或p时，ρ显著变化。
注意→若T或p变化不大时，ρ变化很小，气体视 为不可压缩流体。
推导伯努利方程
1. 能量形式
内能→U；位能→gZ，基准面以上为+，以下为－；
动能→u2/2；静压能（流动功）→
pA
V A
pV；
pV m
p
；
热量→Qe，吸+放－；外功（净功或有效功）→We， 得+失－，Ne wsWe
总机械能→位能、动能和静压能的总和。
流体流动的基本方程 －伯努利方程
2. 流体稳态流动时机械能衡算方程
牛顿型流体：所有气体和大多数液体； 非牛顿型流体：血液、油漆等流体。
流体性质－压强
1. 压强单位
1 atm=1.0133105 Pa 101.33 kPa 0.10133 MPa 760 mmHg 10.33 mH2O 1.013 bar 1.033 kgf/cm2 14.697 PSI
流体性质－黏度
2. 牛顿黏性定律
F u S y
F u S
y
F u
S y
du
dy
黏度：反映流体黏性的大小。T l , g ; p对影响小
1 Pags 10 P 1000 cP
运动黏度 1 m2 gs-1 104 St 106 cSt
1
常压气体
混合物： m
yi i M i 2
x Rex0.5
湍流 0.376
化工原理 第一章 流体流动
化工原理第一章流体流动第一章 流体流动一、流体流动的数学描述在化工生产中，经常遇到流体通过管道流动这一最基本的流体流动现象。
当流体在管内作稳定流动时，遵循两个基本衡算关系式，即质量衡算方程式和机械能衡算方程式。
质量衡算方程式在稳定的流动系统中，对某一划定体积而言，进入该体积的流体的质量流量等于流出该体积的质量流量。
如图1—1所示，若取截面1—1′、2—2′及两截面间管壁所围成的体积为划定体积，则ρρρuA A u A u ==222111 (1-1a)对不可压缩、均质流体(密度ρ＝常数)的圆管内流动，上式简化为2221211ud d u d u == (1-1b)机械能衡算方程式在没有外加功的情况下，流动系统中的流体总是从机械能较高处流向机械能较低处，两处机械能之差为流体克服流动阻力做功而消耗的机械能，以下简称为阻力损失。
如图1—1所示，截面1—1′与2—2′间单位质量流体的机械能衡算式为f 21w Et Et += (1-2)式中 221111u p gz Et ++=ρ，截面1—1′处单位质量流体的机械能，J ／kg ；222222u p gz Et ++=ρ，截面2—2′处单位质量流体的机械能，J ／kg ；∑⎥⎦⎤⎢⎣⎡∑+∑=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛∑+=2)(222f u d l l u d l w e λζλ，单位质量流体在划定体积内流动时的总阻力损失，J ／kg 。
其中，λ为雷诺数Re 和相对粗糙度ε / d 的函数，即⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=d du εμρφλ,。
上述方程式中，若将Et 1、Et 2、w f 、λ视为中间变量，则有z 1、z 2、p 1、p 2、u 1、u 2、d 1、d 2、d 、u 、l 、∑ζ(或∑l e )、ε、ρ、μ等15个变量，而独立方程仅有式(1-1)(含两个独立方程)、式(1-2)三个。
因此，当被输送流体的物性(ρ，μ)已知时，为使方程组有唯一解，还需确定另外的10个变量，其余3个变量才能确定。
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一、 选择题1. 流体阻力的表现，下列阐述错误的是（ ）。
A.阻力越大，静压强下降就越大B.流体的粘度越大，阻力越大流体的流动状况是产生流体阻力的根本原因 D.流体的内摩擦力在流体激烈流动时不存在2. 压强的具有专门名称的国际单位是Pa ，用基本单位表示是（ ）。
A.atmB.mmHgC.Kg/m.s2D.N/m23. 水在直管中流动，现保持流量不变，增大管径，则流速（ ）。
A.增大B.减小C.不变D.无法判断4. 对不可压缩流体，满足( )条件时，才能应用柏努力方程求解。
A.)%(20p p p 121式中压强采用表压表示<- B.)%(01p p p 121式中压强采用表压表示<- C.)%(20p p p 121式中压强采用绝压表示<- D.)%(01p p p 121式中压强采用绝压表示<- 5. 判断流体的流动类型用（ ）准数。
A.欧拉B.施伍德C.雷诺D.努塞尔特6. 流体在圆形直管中滞流流动时的速度分布曲线为（ ）。
A.直线B.抛物线C.双曲线D.椭圆线7. 增大流体的流量，则在孔板流量计的孔板前后形成的压强差（ ）。
A.增大B.减小C.不变D.无法判断8. 流体在管内流动时的摩擦系数与（ ）有关。
A.雷诺准数和绝对粗糙度B.雷诺准数和相对粗糙度C.欧拉准数和绝对粗糙度 B. 欧拉准数和相对粗糙度9. 测速管测量得到的速度是流体（ ）速度。
A.在管壁处B.在管中心C.瞬时D.平均10. 在层流流动中，若流体的总流率不变，则规格相同的两根管子串联时的压降为并联时的（ ）倍。
A. 2；B. 6；C. 4；D. 1。
11. 流体在长为3m 、高为2m 的矩形管道内流动，则该矩形管道的当量直径为（ ）。
A. 1.2m ；B. 0.6m ；C. 2.4m ；D. 4.8m 。
12. 当流体在园管内流动时，管中心流速最大，滞流时的平均速度与管中心的最大流速的关系为( )A. u ＝3/2.u maxB. u ＝0.8 u maxC. u ＝1/2. u max D u =0.75 u max13.判断流体流动类型的准数为（）A . Re数 B. Nu 数 C . Pr数 D . Fr数14.流体在圆形直管内作强制湍流时，其对流传热系数α与雷诺准数Re 的n 次方成正比，其中的n 值为（）A . 0.5 B. 0.8 C. 1 D. 0.215.牛顿粘性定律适用于牛顿型流体，且流体应呈（）A．层流流动 B 湍流流动 C 过渡型流动 D 静止状态16.计算管路系统突然扩大和突然缩小的局部阻力时，速度值应取为（）A. 上游截面处流速 B 下游截面处流速 C 小管中流速 D 大管中流速17.用离心泵在两个敞口容器间输送液体。
若维持两容器的液面高度不变，则当输送管道上的阀门关小后，管路总阻力将（）。
A. 增大；B. 不变；C. 减小；D. 不确定。
18.流体的压强有多种表示方式，1标准大气压为 ( )A.780mm汞柱B.1Kgf/cm2C.10.336m水柱D.10130Pa19.流体在圆管中层流流动，若只将管内流体流速提高一倍，管内流体流动型态仍为层流，则阻力损失为原来的（）倍。
A.4B.2C.2D.不能确定20.阻力系数法将局部阻力hf表示成局部阻力系数与动压头的乘积，管出口入容器的阻力系数为 ( )A.1.0B.0.5C.0.35D.0.7521.在柏努利方程式中，P/ρg被称为 ( )A.静压头B.动压头C.位压头D.无法确定22.流体的流动形式可用雷诺准数来判定，若为湍流则Re ( )A.<4000B.<2000C.>2000D.>400023.不可压缩性流在管道内稳定流动的连续性方程式为（）可压缩性流体在管道内稳定流动的连续性方程式为（）A.u1Ａ1=u2Ａ1B.u1Ａ2=u2Ａ1C.u1Ａ1/ρ1=u2Ａ2/ρ2D.u1Ａ1/ρ2=u2Ａ2/ρ124.有两种关于粘性的说法： ( )①无论是静止的流体还是运动的流体都具有粘性。
②粘性只有在流体运动时才表现出来。
A.这两种说法都对；B.这两种说法都不对；C.第一种说法对，第二种说法不对；D.第二种说法对，第一种说法不对。
25.层流与湍流的区别是（）A 湍流的流速大于层流流速B流道截面积大的为湍流，小的为层流C层流无径向脉动，湍流有径向脉动D层流的雷诺准数小于湍流的雷诺准数26.有一并联管路如图2所示，两段管路的流量、流速、管经、管长及流动阻力损失分别为Ｖ(1)、u(1)、d(1)、L(1)、h(f1)及Ｖ(2)、u(2)、d(2)、L(2)、h(f2)。
若d(1)=2d(2)，L(1)=2L(2)，则h(f1)/h(f2)＝（）Ａ、2；Ｂ、4; Ｃ、1/2; Ｄ、1/4; Ｅ、1当管路中流体均作层流流动时，Ｖ(1)/Ｖ(2)=（）Ａ、2；Ｂ、4; Ｃ、8; Ｄ、1/2; Ｅ、1当管路中流体均作层流流动时，u(1)/u(2)=（）Ａ、2；Ｂ、4; Ｃ、1/2; Ｄ、1/4; Ｅ、1当两段管路中流体均作湍流流动时，并取λ(1)＝λ(2)，则Ｖ(1)/Ｖ(2)=（）。
Ａ、2；Ｂ、4; Ｃ、8; Ｄ、1/2; Ｅ、1/4当两段管路中流体均作湍流流动时，并取λ(1)＝λ(2)，则u(1)/u(2)=（）。
Ａ、2；Ｂ、4; Ｃ、1/2; Ｄ、1/4; Ｅ、127.真空表读数是60kPa，当地大气压为100kPa时，实际压强为（）kPa。
A.40B.60C.16028. 2.当温度降低时，气体的粘度（）。
A.降低B.不变C.增大29. 3.液体在圆形直管中稳定流动时，若管长及液体物性不变，当管内径减为原来的1/2，则流速变为原来的（）倍。
A.2B.4C.1630.当地大气压为100kPa，压强表读数是60kPa，则实际压强为（）kPa。
A、160B、40C、60D、10031.液面保持恒定的敞口容器底部装有直径相等的进水管和出水管，当管内水的流速为2m/s时，进口能量损失为（）J/kg，出口能量损失为（）J/kg。
A、 0.5B、1C、1.5D、 2‘32.随着温度的升高液体的粘度（），气体的粘度（）。
A、增加B、不变C、降低‘33．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＜湍流的雷诺数；D 层流无径向脉动，而湍流有径向脉动。
34．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。
35．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。
36．当被测流体的（）大于外界大气压力时，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。
37．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。
38．（）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。
39．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。
40. 流体在圆管内流动时，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。
41. 从流体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。
42.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。
42.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。
43.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. 变截面、恒压差；44.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<湍流的雷诺数；D. 层流无径向脉动，而湍流有径向脉动。
45.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。
45.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。
47.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。
48.液体在圆形直管中流动，在流量相同的条件下，缩小管径，雷诺数（）。
A. 增大；B. 减小；C. 不变。
49.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（）。
A. 1/4；B. 1/2；C. 2倍。
50．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。
51．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。
52．柏努利方程式中的（）项表示单位质量流体所具有的位能。
A gz；B ；C ；D w e。
53．柏努利方程式中的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。
54．柏努利方程式中的（）项表示单位质量流体所具有的静压能。
A gz；B ；C ；D w e。
55．柏努利方程式中的（）项表示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。
A gz；B ；C ；D w e。
56．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。
A gz；B ；C ；D 。
57．流体在圆形直管中流动，当（）≤2000时，流体的流动类型属于层流。
A Re；B Pr；C Nu；D Gr。
58．流体在圆形直管中流动，当Re（）4000时，流体的流动类型属于湍流。
A ＜；B ≥；C ≤ ；D ≠。
59．流体在圆形直管中流动，当2000＜（）＜4000时，流体的流动类型属于不稳定的过渡区。
A Re；B Pr；C Nu；D Gr。
60．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；D 漩涡流。
61．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。
62．流体在圆形圆管内（）流动时，平均速度是最大速度的一半。