流体流动习题答案
化工原理第1章流体流动习题及答案
一、单选题1．单位体积流体所具有的（）称为流体的密度。
AA 质量；B 粘度；C 位能；D 动能。
2．单位体积流体所具有的质量称为流体的（）。
AA 密度；B 粘度；C 位能；D 动能。
3．层流与湍流的本质区别是（）。
DA 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。
4．气体是（）的流体。
BA 可移动；B 可压缩；C 可流动；D 可测量。
5．在静止的流体内，单位面积上所受的压力称为流体的（）。
CA 绝对压力；B 表压力；C 静压力；D 真空度。
6．以绝对零压作起点计算的压力，称为（）。
AA 绝对压力；B 表压力；C 静压力；D 真空度。
7．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。
DA 真空度；B 表压力；C 相对压力；D 绝对压力。
8．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。
AA 大于；B 小于；C 等于；D 近似于。
9．（）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。
AA 压力表；B 真空表；C 高度表；D 速度表。
10．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。
DA 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（）。
BA. Um＝1/2Umax；B. Um＝；C. Um＝3/2Umax。
12. 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( )。
AA. 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。
13.层流底层越薄( )。
CA. 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。
化工原理第1章流体流动习题与答案
一、单选题1．单位体积流体所具有的（）称为流体的密度。
AA 质量；B 粘度；C 位能；D 动能。
2．单位体积流体所具有的质量称为流体的（）。
AA 密度；B 粘度；C 位能；D 动能。
3．层流与湍流的本质区别是（）。
DA 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。
4．气体是（）的流体。
BA 可移动；B 可压缩；C 可流动；D 可测量。
5．在静止的流体内，单位面积上所受的压力称为流体的（）。
CA 绝对压力；B 表压力；C 静压力；D 真空度。
6．以绝对零压作起点计算的压力，称为（）。
AA 绝对压力；B 表压力；C 静压力；D 真空度。
7．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。
DA 真空度；B 表压力；C 相对压力；D 绝对压力。
8．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。
AA 大于；B 小于；C 等于；D 近似于。
9．（）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。
AA 压力表；B 真空表；C 高度表；D 速度表。
10．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。
DA 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（）。
BA. Um＝1/2Umax；B. Um＝0.8Umax；C. Um＝3/2Umax。
12. 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( )。
AA. 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。
13.层流底层越薄( )。
CA. 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。
化工原理——流体流动习题及答案
化工原理——流体流动习题及答案一•填空或选择1 、流体在圆形管道中作层流流动，如果只将流速增加一倍，则阻力损失为原来的几倍；如果只将管径增加一倍而流速不变，则阻力损失为原来的几倍。
（答：2 、 1/4 ）2 、如果流体为理想流体且无外加功的情况下，写出：单位质量流体的机械能衡算式为 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ；单位重量流体的机械能衡算式为 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ；单位体积流体的机械能衡算式为 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ；（答：，，）3 、如图所示，容器中盛有ρ＝ 800kg /m 3 的油品， U 形管中指示液为水 (ρ＝1000kg /m3) ， a1 、 a2 、 a3 在同一水平面上， b 1 、 b 2 、 b 3 及 b 4 也在同一高度上， h 1 = 100mm ， h 2 = 200mm ，则各点的表压 Pa 1 =____ ， Pa 2 =____ ， Pb 2=____ ， Pb 3 =____ ， Pb 3 =____ 。
（表压值以 mm H 2 O 表示）（答： 0，100，200，300，340，200）4 、 3．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，摩擦系数λ与Re关系为____。
[答：抛物线，2， =64/Re]5．流体在钢管内作湍流流动时，摩擦系数λ与____和____有关；若其作完全湍流（阻力平方区），则λ仅与____有关。
[答：Re，；]6．流体作湍流流动时，邻近管壁处存在一____，雷诺数愈大，湍流程度愈剧烈，则该层厚度____。
7 、测流体流量时，随流量增加孔板流量计两侧压差值将，若改用转子流量计，随流量增加转子两侧压差值将。
（答：增加，不变）8、在压力为 202.66kPa （表压），温度为300 ℃ 条件下，由分析得知某混合气体成分如下（圴为体积 %）：CO 2 :8.5%； O 2 :7.5%；N 2 ：76% H 2 O：8%则该混合气体的密度为。
流体流动习题及答案
流体流动习题及答案【篇一：流体流动习题解答】解：真空度＝大气压－绝压3 p绝压?p a?p?(98.7?13.?3)p10atm真空度表压＝－真空度＝-13.3?103pa2. 在本题附图所示的贮油罐中盛有密度为960 kg/m3的油品，油面高于罐底解：设通过圆孔中心的水平液面生的静压强为p，则p罐内液体作用于孔盖上的平均压强：960?9.81?(9.?6 p??g?z?0.?8)p8a2) (表压作用在孔盖外侧的是大气压pa，故孔盖内外所受的压强差为?p?82874pa 作用在孔盖上的净压力为：p??p?d2?82575?(?0.762)?3.76?104n 44?每个螺钉能承受的最大力为：f钉?32.2?361??4?230.?014?4.n9 610螺钉的个数为3.76?104/4.96?103?7.58 个所需的螺钉数量最少为8个3. 某流化床反应器上装有两个u管压差计，如本题附图所示。
测得r1=400 mm，r2=50 mm，指示液为水银。
为防止水银蒸气向空间扩散，于右侧的u管与大气连通的玻璃管内灌入一段水，其高度r3=50 mm，试求a、b两处的表压强。
解：u管压差计连接管中是气体。
若以?g,?h2o,?hg分别表示气体、水与水银的密度，因为?g??hg，故由气柱高度所产生的压强差可以忽略。
由此可以认为pa?pc，c pb?pd。
由静力学基本方程式知：pa?pc??h2ogr3??hggr2?9.8?10?.05 ?10001?3600?9 .d?7161pa(表压)pb?pd?pa??hg1gr?7161?1360?09.?81?0.44 05?6.pa104. 本题附图为远距离制量控制装臵，用以测定分相槽内煤油和水的两相界面位臵。
已知两吹气管出口的距离h=1 m，u管压差计的指示液为水银，煤油的密度为820 kg/m3。
试求当压差计读数r=68 m 时，相界面与油层的吹气管出口距离h。
化工原理王志魁第五版习题解答：第一章 流体流动
第一章流体流动流体静力学【1-6】如习题1-6附图所示，有一端封闭的管子，装入若干水后，倒插入常温水槽中，管中水柱较水槽液面高出2m ，当地大气压力为101.2kPa 。
试求：(1)管子上端空间的绝对压力；(2)管子上端空间的表压；(3)管子上端空间的真空度；(4)若将水换成四氯化碳，管中四氯化碳液柱较槽的液面高出多少米？解管中水柱高出槽液面2m ，h=2m 水柱。
(1)管子上端空间的绝对压力绝p 在水平面11'-处的压力平衡，有.绝绝大气压力1012001000981281580 （绝对压力）ρ+==-⨯⨯=p gh p Pa (2)管子上端空间的表压表p 表绝 -大气压力=8158010120019620 =-=-p p Pa(3)管子上端空间的真空度真p ()真表=-=-1962019620 p p Pa-=(4)槽内为四氯化碳，管中液柱高度'h 'cclhh ρρ=4水常温下四氯化碳的密度，从附录四查得为/ccl kg m ρ=431594 '.h m ⨯==10002125 1594【1-7】在20℃条件下，在试管内先装入12cm 高的水银，再在其上面装入5cm 高的水。
水银的密度为/313550kg m ，当地大气压力为101kPa 。
试求试管底部的绝对压力为多少Pa 。
解水的密度/3水=998ρkg m ()....331011001213550005998981117410=⨯+⨯+⨯⨯=⨯p Pa【1-8】如习题1-8附图所示，容器内贮有密度为/31250kg m 的液体，液面高度为3.2m 。
容器侧壁上有两根测压管线，距容器底的高度分别为2m 及1m ，容器上部习题1-6附图空间的压力（表压）为29.4kPa 。
试求：(1)压差计读数（指示液密度为/31400kg m ）；(2)A 、B 两个弹簧压力表的读数。
解容器上部空间的压力.29 4（表压）=p kPa 液体密度/31250ρ=kg m ，指示液密度/301400ρ=kg m (1)压差计读数R=?在等压面''1111上-=p p ()()()()().'...p p h R g p p h g R g p h R g p h g R g Rg ρρρρρρρρ=+-++=+-++++++=+++-=11000 321 32212222 0()0因g 0，故0ρρ-≠=R (2)().....A p p g Paρ=+-=⨯+⨯⨯=⨯333212941022125098156410().....333222941012125098144110ρ=+-=⨯+⨯⨯=⨯B p p g Pa【1-9】如习题1-9附图所示的测压差装置，其U 形压差计的指示液为水银，其他管中皆为水。
流体流动习题解答
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）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。
相对于某一基准面，各指示液界面高度分别为z 0=2.0m, z 2=0.7m, z 4=1.8m, z 6=0.6m, z 7=2.4m 。
流体流动习题及答案
流体流动习题及答案Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】一、单选题1．单位体积流体所具有的（）称为流体的密度。
AA 质量；B 粘度；C 位能；D 动能。
2．单位体积流体所具有的质量称为流体的（）。
AA 密度；B 粘度；C 位能；D 动能。
3．层流与湍流的本质区别是（）。
DA 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。
4．气体是（）的流体。
BA 可移动；B 可压缩；C 可流动；D 可测量。
5．在静止的流体内，单位面积上所受的压力称为流体的（）。
CA 绝对压力；B 表压力；C 静压力；D 真空度。
6．以绝对零压作起点计算的压力，称为（）。
AA 绝对压力；B 表压力；C 静压力；D 真空度。
7．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。
DA 真空度；B 表压力；C 相对压力；D 绝对压力。
8．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。
AA 大于；B 小于；C 等于；D 近似于。
9．（）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。
AA 压力表；B 真空表；C 高度表；D 速度表。
10．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。
DA 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（）。
BA. Um＝1/2Umax；B. Um＝；C. Um＝3/2Umax。
12. 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( )。
AA. 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。
新版化工原理习题答案(01)第一章 流体流动
第一章 流体流动流体的重要性质1．某气柜的容积为6 000 m 3，若气柜内的表压力为 kPa ，温度为40 ℃。
已知各组分气体的体积分数为：H 2 40%、 N 2 20%、CO 32%、CO 2 7%、CH 4 1%，大气压力为 kPa ，试计算气柜满载时各组分的质量。
解：气柜满载时各气体的总摩尔数()mol 4.246245mol 313314.860000.10005.53.101t =⨯⨯⨯+==RT pV n 各组分的质量：kg 197kg 24.246245%40%4022H t H =⨯⨯=⨯=M n m kg 97.1378kg 284.246245%20%2022N t N =⨯⨯=⨯=M n mkg 36.2206kg 284.246245%32%32CO t CO =⨯⨯=⨯=M n m kg 44.758kg 444.246245%7%722CO t CO =⨯⨯=⨯=M n m kg 4.39kg 164.246245%1%144CH t CH =⨯⨯=⨯=M n m2．若将密度为830 kg/ m 3的油与密度为710 kg/ m 3的油各60 kg 混在一起，试求混合油的密度。
设混合油为理想溶液。
解： ()kg 120kg 606021t =+=+=m m m331221121t m 157.0m 7106083060=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+=+=ρρm m V V V 33t t m m kg 33.764m kg 157.0120===V m ρ 流体静力学3．已知甲地区的平均大气压力为 kPa ，乙地区的平均大气压力为 kPa ，在甲地区的某真空设备上装有一个真空表，其读数为20 kPa 。
若改在乙地区操作，真空表的读数为多少才能维持该设备的的绝对压力与甲地区操作时相同 解：（1）设备内绝对压力绝压=大气压-真空度= ()kPa 3.65Pa 1020103.8533=⨯-⨯ （2）真空表读数真空度=大气压-绝压=()kPa 03.36Pa 103.651033.10133=⨯-⨯4．某储油罐中盛有密度为960 kg/m 3的重油（如附图所示），油面最高时离罐底9.5 m ，油面上方与大气相通。
习题1 流体流动
一、填空题1、（2分）并联管路由三支管组成，各支管长度及磨擦因数均相等。
若管内径比为3:2:1=d :d :d 321，则三支管的流量之比为 。
2、（4分）并联管路由2个支管组成，管内流体作定态层流流动。
已知管径d 1=2d 2，管长l 1=2l 2，则流速之比u 1:u 2= ，阻力损失之比h f 1:h f 2= 。
答：2:1、1:1。
3、（2分）流量恒定的流体经过截面为正方形的管路（边长为a ），若将边长加倍，则流体流动的雷诺数将变为原来的 倍。
答：0.54、（3分）常温下水的密度为1000kg·m -3，粘度为1cp ，在mm d 100=内的管内以3 m·s -1 速度流动，其流动类型为 。
答：湍流5、（2分）密度ρ＝1000 kg/m 3，粘度μ=1 cp 的水，以流速为1 m/s ，在内径为d=100 mm 管中流动时，其雷诺准数等于 ，其流动类型为 。
答：10，层流6、（2分）20 ℃的水通过10 m 长，内径为100 mm 的钢管，流量为10 m 3/h ，阻力系数为0.02，则阻力降=∆P Pa 。
答：125.37、（2分）流体在圆形直管中层流流动时，平均流速增大一倍，其能量损失为原来的倍。
答：28、（3分）现有两种管路，其横截面分别为正方形A 和矩形B （宽为高的3倍），它们的横截面积均为0.48 m 2，则两种管路的当量直径（d eA 和d eB ）大小关系为 。
答：d eB >d eA9、（2分）等边三角形的边长为a ，其当量直径为 。
答：a 3310、（2分）套管由Φ57×2.5mm 和Φ25×2.5mm 的钢管组成，则环隙的流通截面的当量直径为 。
答：27mm11、（2分）套管换热器外管Φ108×4mm ，内管Φ68×3mm ，则环隙的当量直径 。
答：32mm12、（3分）套管由φ57×2.5 mm 和φ25×2.5 mm 的钢管组成，则环隙的流通截面积等于 mm 2，润湿周边等于 mm ，当量直径等于 mm 。
第1章流体流动习题解答
第一章 流体流动1－1某敞口容器内盛有水与油。
如图所示。
已知水及油的密度分别为1000和860kg/m 3，解：h 1=600mm ，h 2=800mm ，问H 为多少mm ？习题1-1附图mH H H m kg m kg mm h mm h 32.181.91080.081.91060.081.9860?,/860/10,800,6003333321=∴⨯=⨯⨯+⨯⨯=====Θ油水，解：ρρ1－2有一幢102层的高楼，每层高度为4m 。
若在高楼范围内气温维持20℃不变。
设大气静止，气体压强为变量。
地平面处大气压强为760mmHg 。
试计算楼顶的大气压强，以mmHg 为单位。
⎰⎰=∴-=⨯⨯⨯-=⨯⨯-=⎩⎨⎧---⨯=⨯⨯=----=---127.724,04763.040810190.181.9)760/(10190.181.910190.1)2.2938314/(29151408055P P p mmHgp p Ln dz p dp p p gdz d ②代入①，得②①解：ρρ1－3某水池，水深4米，水面通大气，水池侧壁是铅垂向的。
问：水池侧壁平面每3米宽度承受水的压力是多少N ？外界大气压为1atm 。
解：N dz gz P F 64023501045.12/481.9103410013.13)(3⨯=⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=+=⎰水ρ 1－4外界大气压为1atm ，试按理想气体定律计算0.20at （表压）、20℃干空气的密度。
空气分子量按29计。
543(1.013100.209.8110)291.439/8314293.2PM kg m RT ρ⨯+⨯⨯⨯===⨯解：1－5有个外径为R 2、内径为R 1为的空心球，由密度为ρ’的材料制成。
若将该球完全淹没在某密度为ρ的液体中，若球能在任意位置停留，试求该球的外径与内径之比。
设球内空气重量可略。
3/1'1232'3132)/1(/)3/4())3/4(--=∴=-ρρρπρπR R gR g R R （解：1－6为放大以U 形压差计测气体压强的读数，采用倾斜式U 形压差计。
01流体流动习题答案
第一章 流体流动习题解答1. 某设备上真空表的读数为×103 Pa ，试计算设备内的绝对压强与表压强。
已知该地区大气压强为×103 Pa 。
解：真空度＝大气压－绝压3(98.713.3)10atm p p p Pa =-=-⨯绝压真空度表压＝－真空度＝310Pa ⨯2. 在本题附图所示的贮油罐中盛有密度为960 kg/m 3的油品，油面高于罐底9.6 m ，油面上方为常压。
在罐侧壁的下部有一直径为760 mm 的圆孔，其中心距罐底800 mm ，孔盖用14 mm 的钢制螺钉紧固。
若螺钉材料的工作应力取为×106 Pa ，问至少需要几个螺钉解：设通过圆孔中心的水平液面生的静压强为p ，则p 罐内液体作用于孔盖上的平均压强9609.81(9.60.8)82874p g z Pa ρ=∆=⨯⨯-=(表压)作用在孔盖外侧的是大气压a p ，故孔盖内外所受的压强差为82874p Pa ∆= 作用在孔盖上的净压力为2282575(0.76) 3.7644p p d N ππ=∆=⨯⨯=⨯410 每个螺钉能承受的最大力为：62332.23100.014 4.96104F N π=⨯⨯⨯=⨯钉p螺钉的个数为433.7610/4.96107.58⨯⨯=个所需的螺钉数量最少为8个3. 某流化床反应器上装有两个U 管压差计，如本题附图所示。
测得R 1=400 mm ，R 2=50 mm ，指示液为水银。
为防止水银蒸气向空间扩散，于右侧的U 管与大气连通的玻璃管内灌入一段水，其高度R 3=50mm 。
试求A 、B 两处的表压强。
解：U 管压差计连接管中是气体。
若以2,,g H O Hg ρρρ分别表示气体、水与水银的密度，因为g Hg ρρ=，故由气柱高度所产生的压强差可以忽略。
由此可以认为A C p p ≈，B D p p ≈。
由静力学基本方程式知232A C H O Hg p p gR gR ρρ≈=+ 10009.810.05136009.810.05=⨯⨯+⨯⨯7161Pa =(表压)417161136009.810.4 6.0510B D A Hg p p p gR Pa ρ≈=+=+⨯⨯=⨯4. 本题附图为远距离制量控制装置，用以测定分相槽内煤油和水的两相界面位置。
第一章.流体流动习题及答案
一、单选题1．单位体积流体所具有的（ A ）称为流体的密度。
A 质量；B 粘度；C 位能；D 动能。
2．单位体积流体所具有的质量称为流体的（ A ）。
A 密度；B 粘度；C 位能；D 动能。
3．层流与湍流的本质区别是（ D ）。
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。
4．气体是（ B ）的流体。
A 可移动；B 可压缩；C 可流动；D 可测量。
5．在静止的流体内，单位面积上所受的压力称为流体的（ C ）。
A 绝对压力；B 表压力；C 静压力；D 真空度。
6．以绝对零压作起点计算的压力，称为（ A ）。
A 绝对压力；B 表压力；C 静压力；D 真空度。
7．当被测流体的（ D ）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。
8．当被测流体的绝对压力（ A ）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。
9．（ A ）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。
10．被测流体的（ D ）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（ B ）。
A. Um＝1/2Umax；B. Um＝0.8Umax；C. Um＝3/2Umax。
12. 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 )。
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。
13.层流底层越薄( C )。
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。
(01)第一章 流体流动1化工原理答案
第一章 流体流动流体的重要性质1．某气柜的容积为6 000 m 3，若气柜内的表压力为5.5 kPa ，温度为40 ℃。
已知各组分气体的体积分数为：H 2 40%、 N 2 20%、CO 32%、CO 2 7%、C H 4 1%，大气压力为 101.3 kPa ，试计算气柜满载时各组分的质量。
解：气柜满载时各气体的总摩尔数()mol 4.246245mol 313314.860000.10005.53.101t =⨯⨯⨯+==RT pV n 各组分的质量：kg 197kg 24.246245%40%4022H t H =⨯⨯=⨯=M n m kg 97.1378kg 284.246245%20%2022N t N =⨯⨯=⨯=M n mkg 36.2206kg 284.246245%32%32CO t CO =⨯⨯=⨯=M n m kg 44.758kg 444.246245%7%722CO t CO =⨯⨯=⨯=M n m kg 4.39kg 164.246245%1%144CH t CH =⨯⨯=⨯=M n m2．若将密度为830 kg/ m 3的油与密度为710 kg/ m 3的油各60 kg 混在一起，试求混合油的密度。
设混合油为理想溶液。
解： ()kg 120kg 606021t =+=+=m m m331221121t m 157.0m 7106083060=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+=+=ρρm m V V V 33t t m m kg 33.764m kg 157.0120===V m ρ 流体静力学3．已知甲地区的平均大气压力为85.3 kPa ，乙地区的平均大气压力为101.33 kPa ，在甲地区的某真空设备上装有一个真空表，其读数为20 kPa 。
若改在乙地区操作，真空表的读数为多少才能维持该设备的的绝对压力与甲地区操作时相同？ 解：（1）设备内绝对压力 绝压=大气压-真空度= ()kPa 3.65Pa 1020103.8533=⨯-⨯ （2）真空表读数真空度=大气压-绝压=()kPa 03.36Pa 103.651033.10133=⨯-⨯4．某储油罐中盛有密度为960 kg/m 3的重油（如附图所示），油面最高时离罐底9.5 m ，油面上方与大气相通。
化工原理流体流动习题和答案
二选择1 流体在管内流动时，如要测取管截面上的流速分布，应选用⎽⎽A⎽⎽⎽流量计测量。
A 皮托管B 孔板流量计C 文丘里流量计D 转子流量计2 离心泵开动以前必须充满液体是为了防止发生⎽⎽⎽A⎽⎽⎽。
A 气缚现象B汽蚀现象 C 汽化现象 D 气浮现象3 离心泵的调节阀开大时，A 吸入管路阻力损失不变B 泵出口的压力减小C 泵入口的真空度减小D 泵工作点的扬程升高4 水由敞口恒液位的高位槽通过一管道流向压力恒定的反应器，当管道上的阀门开度减小后，管道总阻力损失 C 。
A 增大B 减小C 不变D 不能判断5 流体流动时的摩擦阻力损失hf所损失的是机械能中的 C 项。
A 动能B 位能C 静压能D 总机械能6 在完全湍流时（阻力平方区），粗糙管的摩擦系数λ数值 CA 与光滑管一样B 只取决于ReC 取决于相对粗糙度D 与粗糙度无关7 孔板流量计的孔流系数C0当Re增大时，其值 B 。
A 总在增大B 先减小，后保持为定值C 总在减小D 不定8 已知列管换热器外壳内径为600mm，壳内装有269根φ25×2.5mm的换热管，每小时有5×104kg的溶液在管束外侧流过，溶液密度为810kg/m3，粘度为1.91×10－3Pa·s，则溶液在管束外流过时的流型为 A 。
A 层流B 湍流C 过渡流D 无法确定9 某离心泵运行一年后发现有气缚现象，应。
A 停泵，向泵内灌液B 降低泵的安装高度C 检查进口管路是否有泄漏现象D 检查出口管路阻力是否过大10 某液体在内径为d0的水平管路中稳定流动，其平均流速为u0，当它以相同的体积流量通过等长的内径为d2(d2=d0/2)的管子时，若流体为层流，则压降∆p为原来的 C 倍。
A 4B 8C 16D 32三计算1 为测量腐蚀性液体贮槽中的存液量，采用图示的装置。
测量时通入压缩空气，控制调节阀使空气缓慢地鼓泡通过观察瓶。
今测得U形压差计读数为R=130mm，通气管距贮槽底面h=20cm，贮槽直径为2m，液体密度为980kg/m3。
流体流动习题解答
0.171 mH 2 O 171 mmH 2 O
应注意式中的 z A zB 0 ，故B点所在的测压管高出A171mmH2O。
第一章 流体流动
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化 工 原 理 习 题 解 答
【1-7】如图所示，水由高位水箱经管道从喷嘴流出，已知d1=125mm，d2=100 mm，喷嘴d3=75mm，压差计读数R=80mmHg，若阻力损失可忽略，求H和pA。 【解】(1)1,2,3三点所在截面的流速。 依题意，阻力损失被忽略，现考察1,2,3三点
第一章 流体流动 2/35
化 工 原 理 习 题 解 答
• 5. 流体流动的型态用_____来判断，当 ________时为湍流，当________时为滞流， 当______时为过渡流。 • 6.当流体的体积流量一定时,流动截面扩大, 则流速__________,动压头___________, 静压头___________。
第一章 流体流动
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化 工 原 理 习 题 解 答
• 14.流体在圆管内作滞流流动时,阻力与流速 的（ ）成比例,作完全湍流时,则阻力与流 速的（ ）成比例。
第一章 流体流动
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化 工 原 理 习 题 解 答
【1-1】附图所示为汽液直接接触混合式冷凝器，蒸汽被水冷凝后，冷凝液和水 一道沿管流至水池，现已知冷凝器内真空度为0.83kPa， 管内水温40℃ ，试估计管内的水柱高度H。 【解】冷凝器内表压
第一章 流体流动
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化 工 原 理 习 题 解 答
• 7.流体的粘度指 流体流动时,相邻流体层间,在单位接触面上,速度梯度为1时,所产生的内摩擦力 __________________________________ ____。粘度随温度变化而变化,液体的粘度 随温度升高而________；气体的粘度则随 温度升高而________。
流体流动作业及答案
流体流动作业1某油水分离池液面上方为常压，混合液中油（o ）与水（w ）的体积比为5:1，油的密度为ρ0 = 830kg·m -3，水的密度为ρ = 1000kg·m -3。
池的液位计读数h c =1.1m 。
试求混合液分层的油水界面高h w 和液面总高度(h w + h o )。
解：如图所示 ρ0gh 0 + ρgh w = ρgh c h 0 : h w = 5:1 ∴ 5ρ0gh w + ρgh w = ρgh c m g g gh h w c w 214.0100083051.1100050=+⨯⨯=+=ρρρ h 0 +h w = 6 h w = 6 × 0.214 = 1.284m2、质量浓度为16200kg/h 的25%氯化钠（NaCl ）水溶液在φ50×3mm 的钢管中流过。
已知水溶液的密度为1186kg/m 3，粘度为2.3×10-3Pa·s。
求（1）判断该水溶液的流动类型。
（2）计算在滞流时的最大流速滞m ax u 。
解：（1）算出R e 准数后即可判断流动类型①5.2497.21186)044.0(43600162002≈=⨯==πρωA su m/s ②56722103.211865.2044.03=⨯⨯⨯==-μρdu R e ， 流型为湍流 （2）求滞m ax u ：滞流时，R e 准数最大值为2000，相应的流速即为滞m ax u μρ滞max du R e =代入已知值后2000103.21186044.03max =⨯⨯⨯-滞u ，解得088.0max =滞u m/s3、列管换热器的管束有13根∅25×2.5mm 的钢管组成。
平均温度为50℃的空气以9m·s -1的速度在列管内流动，管内压强为1.96×105Pa(表压)，当地大气压为9.87×104Pa ，标准状况下空气的密度ρ0 = 1.293kg·m -3。
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 。
流体流动习题答案
11. 本题附图所示的贮槽内径D 为2m ，槽底与内径d 0为32 mm 的钢管相连，槽内无液体补充，其液面高度h 1为2m(以管子中心线为基准)。
液体在本题管内流动时的全部能量损失可按220f h u =∑计算，式中u 为液体在管内的流速。
试求当槽内液面下降1 m 时所需的时间。
解：根据物料衡算，在d θ时间内，槽内由于液面下降dh 而减少的液体量均由管路出口流出，于是有2244D dh d ud ππθ= (1)取管中心线所在的水平面位能基准面，在瞬时截面11'- 与管路出口截面22'-间列柏努利方程，得22112212,1222f p u p u gz gz h ρρ-++=+++∑ 其中，1z h = 20z = 120p p ==(表压) 10u ≈ 2,1220f h u -=∑解得20.6920.0692u z h == (2)将(2)式代入(1)式，并在下列边界条件下积分10θ= 12h m =2θθ= 21h m =2122000()4644 1.29320.692s h h θ=-⨯==⎰12. 本题附图所示为冷冻盐水循环系统。
盐水的密度为1100 kg/m 3，循环量为36 m 3/h 。
管路的直径相同，盐水由A 流经两个换热器而至B 的能量损失为98.1 J/kg ，由B 流至A 的能量损失为49 J/kg ，试计算：(1) 若泵的效率为70%时，泵的轴功率为若干kW? (2) 若A 处的压强表读数为245.2⨯103 Pa 时，B 处的压强表读数为若干?解：对循环系统，在管路中任取一截面同时作上游和下游截面，列柏努利方程，可以证明泵的功率完全用于克服流动阻力损失。
(1) 质量流量 331100/36/360011/s S w V kg m m s kg s ρ==⨯=,,98.149147.1/f A B f B A We h h J kg --=+=+=∑∑147.1111618.1/e e s N W w J s ==⨯=/1618.1/0.7 2.31N Ne kW η===(2) 在两压力表所处的截面A 、B 之间列柏努利方程，以通过截面A 中心的水平面作为位能基准面。
第1章 流体流动 习题及参考答案
一、单选题1．单位体积流体所具有的（）称为流体的密度。
AA 质量；B 粘度；C 位能；D 动能。
2．单位体积流体所具有的质量称为流体的（）。
AA 密度；B 粘度；C 位能；D 动能。
3．层流与湍流的本质区别是（）。
DA 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。
4．气体是（）的流体。
BA 可移动；B 可压缩；C 可流动；D 可测量。
5．在静止的流体内，单位面积上所受的压力称为流体的（）。
CA6A7A8A9．（A10AA. 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.层流与湍流的本质区别是：( )。
DA. 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。
17.圆直管内流动流体，湍流时雷诺准数是（）。
BA. Re ≤ 2000；B. Re ≥ 4000；C. Re = 2000～4000。
18.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（）。
AA. 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。
CA. 2；B. 8；C. 4。
20.流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是（）。
CA. 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（）。
AA. 增大；B. 减小；C. 不变。
22.水在园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（）。
AA. 1/4；B. 1/2；C. 2倍。
23．单位时间内流过管道任意截面的流体量称为（）。
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17. 流体通过圆管端流流动时，管截面的速度分布可按下面经验公式来表示：17max ()r y u u R=，式中y 为某点与壁面的距离，即y =R -r 。
试求其平均速度u 与最大速度u max 的比值。
解：在距离管中心r 处取一厚为dr 的流体薄层，并定义此处流体的速度为r u ， 则流体通过此环隙的体积流量2S r r dV u dA ru dr π==1/7max 00(2)(2)()R R S r R r V r u dr r u dr Rππ-==⎰⎰ 那么 1/7max 21/7021()R S V u u R r r dr A R Rππ==-⎰ (1) 令 R r t -= 那么 dr dt =-当 0r =时，t R =; 当 r R =时，0t =有 1822151/7777049()181201177R R R R r t dt R ++-=-=++⎰ (2) 代入(1)式， max 492120u u = 于是 max /49/600.817(0.82)u u ==18. 一定量的液体在圆形直管作层流流动。
若管长及液体物性不变，而管径减至原有的1/2，问因流动阻力而产生的能量损失为原来的若干倍?解：流量不变，S V u A = ⇒ 当'2d d =时，'4u u = 根据哈根~泊谩叶公式，有232f lu p d μ∆=当'4u u =，'2d d =时 2232432'1616()2f f l u lu p p d d μμ∆===∆ 19. 截面为1000 mm ×1200 mm 的矩形烟囱的高度为30 m 。
平均摩尔质量为30 kg/kmol 、平均温度为400℃的烟道气自下而上流动。
烟囱下端维持49 Pa 的真空度。
在烟囱高度围大气的密度可视为定值，大气温度为20℃，地面处的大气压强为101.33×103 Pa 。
流体流经烟囱时的摩擦系数可取为0.05，试求烟道气的流量为若干(kg/h)?解：这是B.E 对压缩流体的应用1101330490101281p Pa =-= 31.205/kg m ρ空气＝(20C 空气)20101330 1.2059.830100975p p gh Pa ρ=-=-⨯⨯=121101281100975100%100%0.3%20%101281p p p --⨯=⨯=< 可应用柏努利方程400C 时，烟道气的密度3312()(101281100975)300100.542/228.314673m p p M kg m RT ρρ-++⨯⨯====⨯⨯ 在烟囱的进出口之间列柏努利方程，以烟囱底端为上游截面11'-，以烟囱顶端为下游截面22'-，并以截面11'-作位能基准面，有22112212,1222f p u p u gz gz h ρρ-++=+++∑ 其中，149p Pa =-(表压)，20.5439.8130159p gh Pa ρ=-=-⨯⨯=-烟道气(表压)，10z =，230z m =，12u u =，22f e l u h d λ∑＝ 44 1.092()e H ab d r m a b ===+ 代入上式解得 19.8/u m s =419.81 1.20.54312.83/ 4.6210/s w uA kg s kg h ρ==⨯⨯⨯==⨯20．每小时将2×104 kg 的溶液用泵从反应器输送到高位槽(见本题附图)。
反应器液面上方保持26.7×103 Pa 的真空度，高位槽液面上方为大气压强。
管道为764mm mm φ⨯的钢管，总长为50 m ，管线上有两个全开的闸阀、一个孔板流量计(局部阻力系数为4)、五个标准弯头。
反应器液面与管路出口的距离为15 m 。
若泵的效率为0.7，求泵的轴功率。
解：在反应器液面11'-与管路出口侧截面22'-间列柏努利方程，以截面11'-为基准水平面，得22112212,1222e f p u p u gz W gz h ρρ-+++=+++∑ 其中 10z = 215z m = 10u ≈ 3126.710p Pa =-⨯(表压) 20p =(表压)42324210 1.43/3600[(7642)10]1073u m s π-⨯⨯==⨯-⨯⨯⨯ 212221,12()2e f p p u W g z z h ρ--=+-++∑3226.710 1.439.811510732f h ⨯=+⨯++∑ 173f h =+∑其中，'f f f h h h =+∑ 对直管阻力22f l u h d λ= 354(768)10 1.431073Re 1.656106.310du ρμ---⨯⨯⨯===⨯⨯ 0.3mm ε= 那么 /0.3/(76.42)0.0044d ε=⨯=由/d ε和Re 在图1－27可查得 0.029λ=2350 1.430.02921.8/(768)102f h J kg -=⨯⨯=-⨯ 对局部阻力 二个全开的闸阀 20.330.66m m ⨯=五个标准弯头 1.658m m ⨯=进口阻力系数 0.5孔板的局部阻力系数 4 22'22e fc l u u hd λξ=+2230.668 1.43 1.430.029 4.58.378/681022J kg -+=⨯⨯+⨯=⨯ 17321.88.38203.2/e W J kg =++=该流体的质量流量 4210/3600 5.6/s w kg s =⨯=203.2 5.61128.9e N W =⨯=/1128.9/0.7 1.61e N N kW η===21. 从设备送出的废气中含有少量可溶物质，在放空之前令其通过一个洗涤器，以回收这些物质进行综合利用，并避免环境污染。
气体流量为3600 m 3/h(在操作条件下)，其物理性质与50℃的空气基本相同。
如本题附图所示，气体进入鼓风机前的管路上安装有指示液为水的U 管压差计，其读数为30 mm 。
输气管与放空管的径均为250mm ，管长与管件、阅门的当量长度之和为50 m(不包括进、出塔及管出口阻力)，放空口与鼓风机进口的垂直距离为20 m ，已估计气体通过塔填料层的压强降为1.96×103 Pa 。
管壁的绝对粗糙度ε可取为0.15mm ，大气压强为101.33×103 Pa 。
求鼓风机的有效功率。
解：这是有外加功的可压缩流体，首先验证020%p p ∆<以过测压口中心的截面11'-和放空管侧截面22'-为衡算截面。
31136009.813010294.3Hg p gR Pa ρ-==⨯⨯⨯=(表压)12294.30100%0.2896%20%294.3101330p p p ∆-=⨯=<++ 以鼓风机进口压差计连接处为截面11'-，放空管出口侧为截面22'-，过截面11'-的中心线作基准水平面，在两截面间列柏努利方程，2211221222e f p u p u gz W gz h ρρ+++=+++∑ 其中，10z = 220z m = 1294.3p Pa =(表压) 20p =(表压)在11'-和22'-间压强变化很小，温度认为恒定且管径相同，可近似有12u u =，但为提高计算结果的精确度，计算流体速度时以平均压强计。
294.30147.22p Pa +==(表压) 1221013303600101330147.220.35/3600(0.25)4u u m s π⨯+===⨯⨯ (洗涤器中压力有变化，导致气体体积变化，由于等温，以1122p V p V =做变换)12,,,,,f f f f f f h h h h h h -=++++∑局部进塔出塔直管填料层(一般来讲，局部阻力损失包括了进出口的情况，但常用的局部阻力计算为当量长度法，而进出口则多采用阻力系数法)题给条件下，空气的密度为31.093/kg m ，黏度为51.9610Pa s -⨯⋅(见本教材附表六：干空气的物理性质)550.2520.35 1.093Re 2.84101.9610du ρμ-⨯⨯===⨯⨯，/0.15/2500.0006d ε== 查摩擦系数图，0.019λ=2325010(20.35)0.019786.8/22502e f l l u h J kg d λ+⨯=⨯⨯=直管＝ 31.96101790/1.095ff p h J kg ρ∆⨯===填料层 22(20.25)) 1.5310.6/22c e f u h J kg ξξ+=⨯=进出塔＝(12786.81790310.62887/f h J kg -=++=∑代入前式 294.39.812028872814/1.095e W J kg =⨯-+= 有效功率 3600 1.0952*******/ 3.13600e s e N w W J s kW ==⨯⨯== 22. 如本题附图所示，贮槽水位维持不变。
槽的底部与径为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。
压差计连接管充满了水，测压点与管路出口端之间的直管长度为20 m 。
(1) 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水若干立方米?(2) 当闸阅全开时，U 管压差计测压处的静压强为若干(Pa ，表压)?闸阀全开时/15e l d =15l d e ≈，摩擦系数仍可取0.025。
解：在该题所示的附图，标出几个需列方程的平面。
00'-为贮水槽所在的平面，'A A -和'B B -为U 管压计和管路出口的截面，并取水平管中心线所在的水平面为基准面(1) 闸阀关闭时 0A p gH gR gh ρρρ==-(H 为贮槽水面的高度)代入数据，解得0136000.6 1.5 6.661000R H h m ρρ⨯=-=-= 当阀门开启之后'0'A p gR gh ρρ=- 4136009.810.410009.81 1.4 3.9610Pa =⨯⨯-⨯⨯=⨯(表压)在贮槽液面与'A A -间列柏努利方程，得22000,022A A A f A p u p u gz gz h ρρ-++=+++∑ (1) 其中00p =(表压) 00u ≈ 0 6.66z m = 0A z = 43.9610A p Pa =⨯(表压) 2222,015(0.0250.5) 2.215220.12A A A f A c A u u u l h u d λξ-=+=⨯+⨯=∑ (2) 将(2)代入(1)式，整理可得到：229.81 6.66 2.2152A A u u ⨯=+ 解得 3.13/A u m s = 水的流量 2233.140.1 3.13360088.4/44S V d u m h π==⨯⨯⨯= 在(1)中，由于贮槽中水位不变，时稳态流动，故水平管中水的流速不变，只需求A u 。