化工原理流体习题

2．液体在圆形管道中流动，如果只将流量增加一倍后仍为层流流动，则阻力损失为原来的________倍；如果保持流量不变只将管径增加一倍，则阻力损失为原来的__________倍。 2； 1/4

3．已知某油品在圆管中稳定流动，其雷诺数为1600。测得此时管中心处的点速度为1m/s，则此管截面上的平均速度为______m/s。 1/2（或s）

4. 水在内径一定的圆形管中稳定流动，若质量流量一定，当温度降低时，Re 值将________。减小

5. 如图所示，用离心泵将密封储槽中的20°C的水通过φ100×2mm的管道送往

读数为500mmHg 敞口高位储槽。两储槽液面高度差为16m，密封槽液面上真空表p

1

读数为290mmHg（真空度）。泵排出管路上装有一（真空度），泵进口处真空表p

2

个孔板流量计，其孔口直径为70mm，流量系数为，所接U型水银压差计读数R 为170mm。已知全部管路能量损失为36J/kg，试求：

（1）泵的输水量(m3/h)。

（2）泵出口处压力表p

的指示值(KPa)。(已知真空表与压力表相距

3

（3）包括全部局部阻力的当量长度在内的管路长度。（已知摩擦系数为）（1）

/h 62.84m /s 0.0174m 03.4207.0785.07.0 1000

)

100013600(17.081.9207.04

7.0 )

(233220==⨯⨯⨯=-⨯⨯⨯⨯

⨯⨯

=-=πρρρgR A C V O O s

（2）

s m d V

u /405.2096

.0785.00174

.04

2

2

=⨯=

=

π

选低槽液面1-1和高液面4-4之间列伯努利方程：

kPa

p kPa

p H g u g p Z H g u g p Z f

66.3833.101760

29066.6633.101760500

22212

4

2421114

1=⨯==⨯=+++=+++-∑ρρ O mH H g p Z Z H f 23311446.2681

.936

81.9101066.6616)(41=+⨯⨯+=+--=∑-ρ

选泵进出口为2-2和3-3截面列伯努利方程

3

2222

23322

22-∑+++=+++f H g

u g p Z H g u g p Z ρρ

O mH H H g p

Z Z g p f 23

3

232332.2246.2681

.91010

66.38)2.00( )(3

2=+⨯⨯+

-=-++-=-ρρ

kPa p 96.21881.91032.2233=⨯⨯=

（3）

m u d h l l u d l l h f e e f 5.1192.405

0.010.096

23622

2

22

4141=⨯⨯⨯=⨯⨯=+∴+=--λλ

Θ

1． 当地大气压强为750mmHg ，测得一容器内的绝对压强为350mmHg ，则真空度为 mmHg 。测得另一容器内的表压强为1340 mmHg ，则其绝压为 mmHg 。 400； 2090

2． 某水平直管输水量为V q ，今改为输送2V q 的有机物，且2,μμ=水0.5ρ=ρ水。 设两种输液下，流体均在层流下流动，则管路两端压差为水的________倍。 4 3．层流底层越薄，则以下结论正确的是 。C

A 、近壁处速度梯度越小

B 、流动阻力越小

C 、流动阻力越大

D 、流体湍动程度越小

4. 如图所示，水流经一扩大管段d 1=40mm ， d 2=80mm ，已知d 1中水的流速为2.4m/s ，倒U 形压差计中水位差R=150mm 。

试求：1）水流经两测压点间的阻力损失h f （J/kg ）；

2）如将粗管端抬高，使管段倾斜放置，而流量不变，问此时R 的读数如何变化？（定性说明，不必计算）

解：1） s m u d d u /6.04.24

1

)(

12212=⨯== 在两测压点间列伯努利方程，以管子轴线为基准面，化简得，

f h u p u p ++=+2

22

22211

ρρ f f f h h h u u p p -=--=--=-7.22

6.04.22222

2211

2ρ

由静力学方程，()gR gR p p 水气水ρρρ≈-=-12

47.115.081.91

2=⨯==-gR p p 水

ρ

即，kg J h h f f /23.147.17.247.17.2=-=⇒=- 2）粗管端抬高后，管段倾斜， 设抬高Z ∆， 由静力学方程得，

gR Zg p p =∆--水

ρ1

2

由伯努利方程有

f f h h u u Z

g p p -=--=∆--7.22

2

2

211

2ρ

在水的流量不变情况下，该管段的流动阻力损失不变， 因此R 不变。 1. 流体在变径管中作稳定流动，在管径缩小的地方其静压能 。减小 2．气体的粘度随温度升高而 ，水的粘度随温度升高而 。 增加；降低

3．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（稳定时）两侧压差值将 。增加；不变 4. 用泵将20℃水从敞口贮槽送至表压为×105Pa 的密闭容器，两槽液面均恒定不变，各部分相对位置如图所示。输送管路为

108×4mm 的无缝钢管，吸入管

长为20m ，排出管长为100m(各段管长均包括所有局部阻力的当量长度)。当阀门为3/4开度时，真空表读数为42700Pa ，两测压口的垂直距离为0.5m ，忽略两测压口之间的阻力，摩擦系数可取为。试求： （1）阀门3/4开度时管路的流量(m 3/h)； （2）压强表读数(Pa)； （3）外加压头(m)；

（4）若泵的轴功率为10kW ，求泵的效率； （5）若离心泵运行一年后发现有气缚现象，

试分析其原因。

解：(1)阀门3/4开度时管路的流量(m 3/h)；

在贮槽液面0-0´与真空表所在截面1-1´间列柏努利方程。以0-0´截面为基准水平面

∑-+++=++

10,121102

0022f h g

p g u z g p g u z ρρ 其中， 21212110,204.081

.921.020

02.02u u g u d l l h f =⨯⨯⨯=⋅+⋅=∑∑-λ,

z 0=0， u 0=0， p 0=0(表压)， z 1=3m ， p 1=-42700Pa(表压) 代入上式，得： u 1=2.3m/s ， Q=h m u d /654

32=π

(2)压强表读数(Pa)；

在压力表所在截面2-2´与容器液面3-3´间列柏努利方程。仍以0-0´截面为基准水平面

∑-+++=++

32,32332

2

2222f h g

p g u z g p g u z ρρ