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/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； ≈0.8umax ； 层流； ＝0.5 umax

6. 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 ； 8.53×104pa 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,若粗管直径是细管的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 ）

2

22322642d lu

u d l du u d l h f ρμμ

ρλ=

⋅⋅=⋅⋅=

1624

4

212

212

212212121

2==⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅⎪⎪⎭

⎫

⎝⎛==d d d d d d d u d u h h f f

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ρ0=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φ57×3.5mm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6m3/h，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：

gZ1+(u12/2)+(p1/ρ)+W=gZ2+(u22/2)(p2/ρ)+Σhf1-2

W=(Z2-Z1)g+[(u22-u12)/2]+[(p2-p1)/ρ]+Σhf1-2

Σhf1-2 =λ[(l+le )/d](u2/2)

u=(6/3600)/[(π/4)×0.052]=0.8488m/s

u1≈u2≈0 Z1=0

Re=duρ/μ=0.05×0.8488×800/(20×10-3)

=1697.6<2000

则λ=64/Re=64/1697.6=0.0377

Σhf1-2 =0.0377×(25/0.05)×(0.84882/2)=6.7904/.kg

故W=(20-0)×9.807+4×9.807×104/800+6.7904

=693.5J/kg

N=QρW/η＝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开时的当量长度）。各段摩擦系数均可取为0.03。试求：

（1）BC 支路阀门全关而BD 支路阀门全开时的流量；

（2）BC 支路与BD 支路阀门均全开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：

f W u

g z p u g z p ∑+++=++2

2222111

2

121ρρ 简化 ： fABD W zg ∑=∆

而 2

22

2

2211u d l u d l W W W BD AB fBD fAB fABD λλ+=∑+∑=∑ ∴ 2

032.01503.02038.02803.081.9102

221u u ⨯⨯+⨯⨯

=⨯ 化简 1.9803.705.112221

=+u u 又由连续性方程： 1121221241.1)32

38

()(u u u d d u === 代入上式：

1.9841.103.705.112

1221

=⨯+u u 解得：s m u /98.11= 流量：h m s m u d q V /08.8/10244.298.1038.0785.04

3332121=⨯=⨯⨯==

-π

（2）当 BD ，BC 支路阀均全开时：

C ，

D 出口状态完全相同，分支管路形如并联管路，

fBD fBC W W ∑=∑∴

2

2222233u d l u d l BD BC λλ= 附图

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