流体流动作业及答案
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＝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。
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。
第1章流体流动习题解答
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 m m h m m h 32.181.91080.081.91060.081.9860?,/860/10,800,6003333321=∴⨯=⨯⨯+⨯⨯===== 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 m mHgp 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ρ1－4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。
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max u 。
解：（1）算出Re 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 a x u ：滞流时，Re 准数最大值为2000，相应的流速即为滞max u μρ滞ma xdu 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。
(完整版)第一章流体流动答案
第一章流体流动一、单项选择题（每小题1分）1．在SI单位制中，通用气体常数R的单位为( )BA. atm·cm / mol·KB. Pa·m /mol·KC. Kf·m / mol·KD. Ibf·ft / Ibmol·K 2．系统处于稳态指的是( )CA. 系统操作参数不随时间改变B. 系统操作参数不随位置改变C. 系统操作参数随位置改变,但不随时间改变D. 系统操作参数随时间改变,但不随位置改变3.下列流体中，认为密度随压力变化的是( )AA．甲烷 B.辛烷 C.甲苯 D. 水4. 下列关于压力的表述中，正确的是( )BA. 绝对压强= 大气压强+ 真空度B. 绝对压强= 大气压强- 真空度C. 绝对压强= 大气压- 表压强D. 绝对压强= 表压强+ 真空度5．某系统的绝对压力为0.06MPa，若当地大气压为0.1MPa，则该系统的真空度为( )CA. 0.1MPaB. 0.14MPaC. 0.04MPaD. 0.06MPa6. 容器中装有某种液体，任取两点A，B，A点高度大于B点高度，则( )BA. p A > p BB. p A < p BC. p A = p BD. 当液面上方的压强改变时,液体内部压强不发生改变7．在一水平变径管路中，在小管截面A和大管截面B连接一U型压差计，当流体流过该管时，压差计读数R值反映( )。
AA．A、B两截面间的压强差；B．A、B两截面间的流动阻力；C．A、B两截面间动压头变化；D．突然扩大或缩小的局部阻力。
8. 使用U型管压差计测量较小压差时，为了准确读数，下列方法中正确的做法是（）CA. 选择较大密度的指示液B. 选择较小密度的指示液C. 使用与被测流体密度相近的指示液D. 加大指示液与被测流体密度的差别9．用一U型管压差计测定正辛烷在管中两点间的压强差，若两点间的压差较小，为了提高读数精度，你认为较好的指示剂为( )DA. 乙醇B. 水C. 汞D. 甲苯10．所谓理想流体，指的是（）AA. 分子间作用力为零的流体B. 牛顿流体C. 稳定的胶体D. 气体11．牛顿粘性定律适用于牛顿型流体，且流体应呈( )。
01-流体流动习题及答案
(2):由题意知：
(p1 p a )' 2(p1 p a )
(p1 pa )' (R H)' g(i ) (Z 2 Z1 )g
= 27.27×2 × 10
( R H )' 0.52m
3
4
d 2 u 28 ~ 84m 3 / h
600(3000 1000) R ' (6000 1000)
R' 240mm
三、计算题
1、如图所示三只容器A、B、C均装有水（液面恒定）， 已知：z1=1m, z2=2m, U型水银压差计读数：R=0.2m, H=0.1m 试求：上方压力表读数 1) 容器A的表压p1 2) 若p1（表压）加倍，则（R+H）值为多少？
32ul hf d 2
32l 4qV 2 2 d d
d4
高度湍流
l u 2 l 1 ( 4q V ) 2 hf 2 d 2 d d 2 8 l 5 q2 d V 2 d5
c
3、图示管路系统中，已知流体流动的总阻力损失 56 hf=56J/kg, 若关小阀门，则总阻力损失hf ’ =——
J/kg，两槽液面的垂直距离 H= 5.7 m.。
hf
Hg
H不变，故 h f 也不变
hf 56 H 5.76m g 9.81
4、示管路系统中，已知dab=dcd, εab=εcd，lab=lcd， μ≠0。比较ua________ (pc-pd), （a b ) = uc，(pa-pb) < __= （c d )
Rg( i )
流体流动部分作业及答案1 - 副本
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> ∴B A 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。
水银图1－1 1－1附图12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。
第一章 流体流动习题及答案
第一章流体流动习题及答案一、填空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 2 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1/4 倍。
2、处于同一水平面的液体，维持等压面的条件必须是静止的、连通着的、同一种连续的液体。
3、流体流动的连续性方程是u1Aρ1= u2Aρ2=······= u Aρ ；适用于圆形直管的不可压缩流体流动的连续性方程为u1d12 = u2d22 = ······= u d2。
4、当地大气压为745mmHg测得一容器内的绝对压强为350mmHg，则真空度为395 mmHg 。
测得另一容器内的表压强为1360 mmHg，则其绝对压强为2105 mmHg 。
5、测流体流量时，随流量增加孔板流量计两侧压差值将增加，若改用转子流量计，随流量增加转子两侧压差值将不变。
二、选择题1、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2、流体流动时的摩擦阻力损失h f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3、在完全湍流时，粗糙管的摩擦系数 数值CA 与光滑管一样；B 只取决于Re；C 取决于相对粗糙度；D 与粗糙度无关4、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5、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6、流体在圆管内流动时，管中心流速最大，若为湍流时，平均流速与管中心最大流速的关系为 B 。
A. max 21u u =；B. max 817.0u u =；C. max 23u u =7. 从流体静力学基本方程可知，U 型管压力计测量其压强差是 A 。
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。
流体流动试题集及参考答案
流体流动试题集及参考答案一、填空题：1.（3分）雷诺准数的表达式为________________。
当密度ρ＝1000kg.m ,粘度μ=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______.Re=dｕρ/μ; 10 ; 湍流2.（2分）当地大气压为750mmHg时,测得某体系的表压为100mmHg,则该体系的绝对压强为_________mmHg,真空度为_______mmHg.850; -1003.（3分）测量流体流量的流量计主要有如下四种:___________,_______________,______________,_______________,测量管内流体点的速度,则用_________.转子流量计; 孔板流量计; 文丘里流量计;湿式气体流量计; 皮托管4.（2分）管出口的局部阻力系数等于________,管入口的局部阻力系数等于______.1.0; 0.55.（3分）流体体积流量用＿＿＿＿＿来计算；质量流量用＿＿＿＿＿来计算；而流体流速用＿＿＿＿＿来计算。
ｑ ＝u.Aｑ ＝u.A.ρu＝ｑ /A6.（3分）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＿＿＿，其平均速度为＿＿＿＿＿＿。
湍流，Wm＝0．8Wｍａｘ，滞流，Wm＝0.5Wｍａｘ。
7.（2分）流体在等径管中作稳定流动,流体由于流动而有摩擦阻力损失,流体的流速沿管长________。
不变；8.（3分）当Re 为已知时,流体在圆形管内呈层流时的摩擦系数λ=__________,在管内呈湍流时,摩擦系数λ与____________、_____________有关。
64/Re; Re; ε/d9.（3分）牛顿粘性定律的表达式为__________,动力粘度(简称为粘度)μ的SI单位为________。
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。
04流体流动练习习题标准答案.doc
23.10℃的水以500 L/min 的流量流过一根长为300 m的水平管，管壁的绝对粗糙度为 0.05 mm。
有6 m的压头可供克服流动的摩擦阻力，试求管径的最小尺寸。
解：这是关于试差法的应用。
10o C的水，999.7 kg / m3 130.77 10 5 Pa s在管路两端端列柏努利方程，以管子中心线所在的水平面为基准面，得p A p B h f6mg g由范宁公式h f l u 2(1)g d 2g(1) 在该题中，假设不是最好的选择，因为管径不知道，不好由/ d反查'，且假设后由于不知道d，也不能求u和Re。
(2)假设管径为待求量，但若假设 d ，由于实际生产中管子的规格多样，范围太广，不易得到准确范围。
(3)可假设 u根据本教材表 1 1 ，选择合适的流速代入计算。
自来水的流速为1~1.5m/s。
取水的流速为 1.3 m / s 。
根据给出的也可判断，所计算的阻力损失和管子的粗糙度有关，必定为湍流。
且流体黏度比较大，必须使u 在较大值时保证水是湍流的。
4V S 4 0.5 / 60 d3.14 0.0904m 90.4mmgu 1.3此时由 (1)式计算的6 2gd 12 9.81 0.0904lu 2 300 0.02101.32Re du 0.0904 1.3 999.7 8.99 104， / d 0.05/(0.0904 1000) 0.0005513.75 10 5查摩擦系数图，'0.021，两者之间一致，假设合理。
管子的直径为 90.4mm。
24.某油品的密度为 800 kg/m3、黏度为 41 cP，由附图中所示的 A 槽送至 B 槽，A 槽的液面比B 槽的液面高 1.5 m。
输送管径为89mm 3.5mm、长50 m(包括阀门的当量长度 )，进、出口损失可忽略。
试求：(1) 油的流量 (m3/h)； (2) 若调节阀门的开度，使油的流量减少20%，此时阀门的当量长度增加多少(m)?解：题给条件下，油品的密度800kg / m3，黏度41cp 41 10 3 Pa s(1)在 A 、B 两槽间列柏努利方程，并以 B 槽液面为基准面，得p Agz A u A2 p B u B2h f ,A B 2gz B2其中， p A p B 0(表压)， u A u B 0 ， z A z B 1.5m将以上数据代入柏努利方程，g ( z A z B ) hf , A B即 u 2 14.72此情况下，应假设，求出 u 之后，计算Re，由于并未给出粗糙度的值，且流体黏度很大，可先试验层流的磨擦系数关系式。
流体流动习题答案
流体流动习题1. 雷诺准数的表达式为_________。
当密度ρ＝1000kg/m3,粘度μ=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=d ｕρ/μ ; 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/s3. 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/s4. 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； ≈0.8umax ； 层流； ＝0.5 umax6. 某设备上，真空度的读数为80mmHg ，其绝压=____mH2O= _____Pa. （该地区的大气压为720mmHg) 答案： 8.7mH2O ； 8.53×104pa7. 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,若粗管直径是细管的2倍，则细管流速是粗管的（ C ）倍A. 2B. 8C. 411. 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 ）222322642d luu d l du u d l h f ρμμρλ=⋅⋅=⋅⋅=162442122122122121212==⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛==d d d d d d d u d u h h f f12. 如图所示，三个容器A、B、C内均装有水，容器C 敞口。
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 。
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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。
试求换热器内：(1) 空气的质量流量；(2) 操作条件下空气的体积流量；(3) 换算为标准状况下的体积流量。
解：操作压强 P = 1.96×105+ 9.87×104= 2.947×105Pa操作条件下空气的密度为355000179.310013.1)50273(27310947.2293.1-⋅=⨯⨯+⨯⨯⨯==m kg TP PT ρρ (1) q m = uA ρ = 9×13×π4 ×0.022 ×3.179 = 0.117kg ·s-1(2) q V = uA = 9×13×π4 ×0.022 = 0.0368 m 3·s-1(3) q V,0 = q m /ρ0 = 0.117/1.293 =0.0905 m 3·s-14、如图所示，将高位槽内料液向塔内加料。
高位槽和塔内的压力均为大气压。
要求料液在管内以0.5m/s 的速度流动。
设料液在管内压头损失为1.2m （不包括出口压头损失），试求高位槽的液面应该比塔入口处高出多少米？解：取管出口高度的0－0为基准面，高位槽的液面为1－1截面，因要求计算高位槽的液面比塔入口处高出多少米，所以把1－1截面选在此就可以直接算出所求的高度x ，同时在此液面处的u 1及p 1均为已知值。
2－2截面选在管出口处。
在1－1及2－2截面间列柏努利方程：f h u p gZ u p gZ ∑ρρ+++=++2222222111式中p 1=0（表压）高位槽截面与管截面相差很大，故高位槽截面的流速与管内流速相比，其值很小，即u 1≈0，将上述各项数值代入，则 9.81x =()25.02+1.2×9.81 x =1.2m计算结果表明，动能项数值很小，流体位能的降低主要用于克服管路阻力。
5、若管路的长度和流体流量不变，用加粗管径来减小阻力损失。
讨论下面二种情况下，当管径增大30%时。
阻力损失减少的百分比。
(1) 流体在管内层流； (2) 流体在光滑管内湍流，Re =105；解：范宁公式）(22u d l h f λ=(1) 层流时 ρμλdu 64Re 64== 4222243232264dB d q d l u d l u d l du h V f =⋅==⋅⋅=πρμρμρμ 35.03.11)3.1(444'===d B d Bh h f f(2) Re = 105时，光滑管λ为常数5/222)4(212d B d q d l u d l h V f =⋅⋅==πλλ 269.03.11)3.1(55/5//===d B d B h h f f6、用离心泵将贮水池中的水送到高位槽中水池液面与高位槽液面间的垂直距离为35m ，定态流动。
输水管直径为φ165×4.5mm，管路中直管总长为1300m ，所有局部阻力的当量长度为50m 。
若泵的流量为100m 3/h ，泵的效率为65%，摩擦系数λ可取为0.02，水的密度取1000kg/m 3。
求：泵的轴功率N （kw ）。
解：（1）取水池液面为1-1’截面，且定为基准水平面。
取高位槽液面为2-2’截面，如图所示。
（2）在两截面间列出柏努利方程：212222121122-∑+++=+++f e h Pu g z w P u g z ρρ各量确定：z 1=0，z 2=35m ，u 1≈0，u 2≈0，P 1=P 2=0（表压），w e 待求，必须先求出Σh f1-2及u 。
（3）求u 及Σh f1-2s m A v u s/453.1)156.0(436001002===π 7.1822)453.1(156.050130002.022221=⨯+⨯=⋅∑+⋅=∑-u d l l h e f λJ/kg（4）求w e 、q m 及P 。
把各有关量代入柏式可求出w ew e =z 2g+Σh f1-2=35×9.81+182.7=526.05J/kgq m =q v ·ρ=100/3600×1000=27.78kg/s5.222248365.078.2705.526≈=⨯=⋅==ηηme eq w P P kw7、某测水的转子流量计，转子为不锈钢（ρ钢 = 7920kg·m -3），测量范围为 0.250～2.50 m 3·h -1。
如将转子改为硬铅（ρ铅= 10670kg·m -3），保持形状、大小不变，用来测水和乙醇（ρ乙醇 = 789kg·m -3），问转子流量计的测量范围各为多少？ 解：不锈钢转子测水的流量为q V ,水，铅转子测水的流量为q /V ,铅18.110007920100010670,/,=--=--水钢水铅水水ρρρρV V q qq /V ,水,1 = 1.18 ×0.25 =0.295 m 3·h -1 q /V ,水,2 = 1.18 × 2.5 = 2.95 m 3·h -1测量水的流量范围为 0.295～2.95 m 3·h -1345.1)10007920(789)78910670(1000)()(,=--=--水钢乙醇乙醇铅水水乙醇ρρρρρρV q qq /V ,乙醇,1 = 1.345 × 0.25 =0.336 m 3·h -1 q /V ,乙醇,2 = 1.345 × 2.5 =3.36 m 3·h -18、在用水测定离心泵性能实验中，流量为26m 3/h 时，泵出口压强表读数为152kPa ，泵入口真空表读数为24.7kPa ，轴功率为2.45KW ，转速为2900r/min ，真空表与压强表两测压口垂直距离为0.4m ，泵进出口管径相等，两测压口间管路的流动阻力可以忽略不计，实验用水密度近似为1000kg/m 3，试计算该泵效率并列出该效率下泵的性能。
解：在真空表和压强表测压口截面间列伯努利方程可得：f H gu u gP P h H +-++=2-21220ρ真表 式中h0=0.4m ，u1=u2,Hf=0,P 表=152000Pa,P 真=-24700Pa所以：，m H 4.1881.9100010)7.24152(4.03=⨯⨯++=532.0100045.2360081.910004.1826=⨯⨯⨯⨯⨯===P g H q P P V e ρη 性能参数：%2.53,45.2,4.18,/263====ηKW P m H h m q V精馏作业1、苯酚（C 6H 5OH ）（A ）和对甲酚（C 6H 4（CH 3）OH ）（B ）的饱和蒸汽压数据（假设此物系为理想物系）为：试按总压P=75mmHg （绝压）计算该物系的“t—x —y”数据，并计算在x=0至x=1范围内各点的相对挥发度α，和平均相对挥发度；写出相平衡方程式。
00BAi p p =α解：总压kPa P 103.10176075=⨯= 利用上述式子计算相关数据列表如下：温度t ℃ 苯酚蒸汽压0A p kPa对甲酚蒸汽压0B p kPaA xA yα 113.7 10.0 7.70 1.01.0 1.299 114.6 10.4 7.94 0.837 0.871 0.310 115.4 10.8 8.2 0.692 0.748 1.317 116.3 11.19 8.5 0.558 0.624 1.316 117.0 11.58 8.76 0.440 0.509 1.322 117.8 11.99 9.06 0.321 0.385 1.323 118.6 12.43 9.39 0.201 0.249 1.324 119.4 12.85 9.70 0.0952 0.122 1.325 120.013.26 10.00.0000.0001.326计算318.1=αPx p P p y AA A A 0==xxx x y 318.01318.1)1(1+=-+=αα000B A A P P p p xB --=2、若苯－甲苯混和液在45℃时沸腾，外界压力为20.3kpa 。
已知在45℃时，纯苯的饱和蒸气压kpa p 7.220=苯，纯甲苯的饱和蒸气压kpa p6.70=甲苯。
求其气液相的平衡组成。
解：84.01.157.126.77.226.73.20000==--=--=甲苯苯甲苯苯p p p p x ； 94.084.03.207.220=⨯=⋅=苯苯苯x p p y ；16.084.011=-=-=苯甲苯x x ；06.094.011=-=-=苯甲苯y y ）3、某二元物系，原料液浓度F x =0.42，连续精馏分离得塔顶产品浓度D x =0.95。