流体流动习题答案

1.雷诺准数的表达式为__________ 。当密度p= 1000kg/m3,粘度卩=1厘泊的水,在

内径为d=100mm以流速为1m/s在管中流动时，其雷诺准数等于______________ ,其流动类型为______ . 答案：Re二dup / 口 ; 105 ; 湍流

2.某流体在圆管中呈层流流动 , 今用皮托管测得管中心的最大流速为 2m/s, 此时管

内的平均流速为_________ . 答案： 1m/s

3.圆管中有常温下的水流动，管内径d=100mm测得其中的质量流量为11.8kg/s/,

其体积流量为______ . 平均流速为______ .答案： 0.0118m3/s ； 1.5m/s

4.管出口的局部阻力系数等于 __1.0___, 管入口的局部阻力系数等于 __0.5__.

5.流体在园直管内流动，当 Re>4000时的流型称为________ , 其平均速度与最大

流速的关系为_____ ，而 Re< 2000的流型称为 _______ ，平均速度与最大流速的关系为_____ 。

答案：湍流； Q 0.8umax; 层流； =0.5 umax

6.某设备上，真空度的读数为80mmH，g 其绝压 = ____ mH2O= ______ Pa. （该地区的

大气压为 720mmHg）答案：8.7mH2O ; 8.53 X 104pa

7.应用柏努利方程所选取的截面所必须具备的条件是___________________ 。

8.流体静压强P的作用方向为（B ）

A .指向受压面 B.垂直指向受压面

C .垂直受压面

D .平行受压面

9.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。

10.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1的图2倍，则细管流速是粗管的（C ）倍

A. 2

B. 8

C. 4

11.某液体在一等径直管中作稳态流动，若体积流量不变，管内径减小为原来的一

半，假定管内的相对粗糙度不变，则层流时，流动阻力变为原来的（ C ）

12.如图所示，三个容器A B、C内均装有水，容器 C敞口。密闭容器A B间的液面高度差为z1 = 1m容器B C间的液面高度差为z2=2m,两U形管下部液体均为水银，其密度

0=13600kg/m3,高度差分别为 R=0.2m, H=0.1m,试求：容器A B上方压力表读数pA、pB的大小。

13.用离心泵经© 57x 3.5mm的钢管,将敞口贮槽内的有机溶剂（密度为800kg/m3,粘

度为20cp）输送到反应器中。设贮槽内的液面离反应器内的液面高度Z保持20m见

附图。已知钢管总长度（包括局部阻力当量长度）为25m反应器内的压力恒定为 4kgf/cm2

（表压），有机溶液输送量为6nVh，泵的效率为60%试确定泵提供的轴功率。

【解】取敞口贮槽液面为 1-1截面，反应器内液面为 2-2截面，在1-1与2-2截面间列

柏努利方程，并以1-1截面为基准面：

2 2

gZ 1+（u 1 /2）+（p 1/ p ）+W=gZ+（u 2/2）（p 2/ p ）+ 工 hf 1-2

2 2

W=(Z 2-Z i)g+[(u 2-u i )/2]+[(p 2-p i)/ p ]+ 工 hf i-2

工 hf i-2 =入[(l+le )/d](u 2/2)

u=(6/3600)/[( n /4) X 0.05 2]=0.8488m/s

U1 8 U2 8 0 Z 1=0

Re二dup / 口 =0.05 X 0.8488 X 800/(20 X 10-3)

=1697.6<2000 则入=64/Re=64/1697.6=0.0377 工 hf i-2 =0.0377 X (25/0.05) X (0.8488 2/2)=6.7904/.kg 故 W=(20-0) X 9.807+4 X 9.807 X 107800+6.7904

=693.5J/kg

N=Q p W/ n — 1.541kw

14.如附图所示，高位槽中水分别从 BC与BD两支路

排出，其中水面维持恒定。高位槽液面与两支管出口

间的距离为10m AB管段的内径为38mm长为28m BC与

BD支管的内径相同，均为 32mm长度分别为12m 15m

(以上各长度均包括管件及阀门全幵时的当量长度)。

各段摩擦系数均可取为 0.03。试求:

(1)BC支路阀门全关而BD支路阀门全幵时的流量；

(2)BC支路与BD支路阀门均全幵时各支路的流量及总流量。

解：(1)在高位槽液面与 BD管出口外侧列柏努利方程：

简化：zg W fABD

而W fABD

.2.2

W W l AB u1 l BD u2

W fAB VVfBD

d 2 d 2

化简11.05uf 7.03u2 98.1 又由连续性方程:

代入上式：

解得：u1 1.98m/s

流量：q v

2 2 3

3 3 d1比0.785 0.038 1.98 2.24

4 10 m /s 8.08m /h 4

(2)当BD, BC支路阀均全幵时：

C , D出口状态完全相同，分支管路形如并联管路，U3 1.118U2 (1)

又q V1 0/2 q V 3

2 382u1

2 2 2

322u2 322u3 =322 2.118上

U i 1.502U2 (2)

在咼位槽液面与BD出口列柏努利方程：

11.05u-2 7.03u f 98.1 (3) 将(2)代入(3)式中：

解得：u2 1.752m/s u1 2.63m/s u3 1.96m/s

流量：q V1-d12u10.785 0.0382 2.63 2.98 10 3m3/s 10.73m3/h

4