第一章测试及答案

第一题填空题（22分）

1. （3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。

2. （3分）米糠油在管中作流动，若流量不变，管径不变，管长增加一倍，则摩擦阻力损失为原来的2倍。

3. （3分）流体在管内作层流流动，若仅增大管径，则摩擦系数变变大，直管阻力变变小，计算局部阻力的当量长度变变大。

4. （3分）用内径为200mm的管子输送液体，Re为1750。若流体及其流量不变，改用内径为50mm的管子，则Re变为7000。

5. （3分）苯（密度为880kg/m3，黏度为

6.5×10-4Pa·s）流经内径为20mm的圆形直管时，其平均流速为0.06m/s，其雷诺数Re为1625，流动形态为层流，摩擦系数λ为0.0394。

6. （4分）某液体在套管环隙内流动，大管规格为φ56mm×3mm，小管规格为φ30mm×2.5mm，液体黏度为1 Pa·s，密度为1000 kg/L，流速为1 m/s，则该液体在套管环隙内流动的Re为20000。

7. （3分）流体体积流量一定时，有效截面扩大，则流速减小，动压头减小，静压头增大。

第二题选择题（每题4分，共28分）

1.如下图所示，若水槽液位不变，阀门打开时，各处的流体总机械能的关系为（B）。

A.E1>E2>E3

B. E1=E2>E3

C. E1=E2=E3

D. E1>E2=E3

2、流体在管内作湍流流动时,滞流内层的厚度随雷诺数Re的增大而（B）。

A. 增厚

B. 减薄

C. 不变

3、在一条倾斜的直管里充满着流体，在直管的不同高度有两个压力表，当它们读数相同时，可以认定管中的流体（C）。

A、静止不动

B、向上流动

C、向下流动

D、以上都有可能

4. 转子流量计的主要特点是（C）

A. 恒截面、恒压差

B. 变截面、变压差

C.变截面、恒压差

5、流体在圆管内作层流流动时其阻力损失（A）。

A、与管壁粗糙度无关

B、与雷诺数无关

C、与管壁粗糙度、雷诺数有关

D、只与管壁粗糙度有关

6.水在异径管中作稳定流动，体积流量为q v，质量流量为q m，质量速度为G，

平均流速为u，则在流动中数值不变化的是（D）。

A、G和u

B、q v和G

C、q m和u

D、q v和q m

7. 在完全湍流（阻力平方区）时，粗糙管的摩擦系数λ数值C。

A)与光滑管一样；

B)只取决于雷诺准树Re;

C)只取决于相对粗糙度；

D)与粗糙度无关。

三、计算题：

第1题（17分）：如附图所示，高位水槽液面恒定，距地面10m，水从Φ108×4mm钢管流出。钢管出口中心线与地面的距离为2m，管路的总阻力（包括进、出口等局部阻力损失）可按∑h f=16.15u2 (J/kg)计算，式中u为水在管内的流速（m/s）。求

（1）A-A'截面（垂直管路中的某一截面）处的流速m/s？（2）水的流量为多少m3/h？

解：（1）设水槽液面为1-1，管出口外侧为2-2，以地面为基准面，列柏努利方程式得：

Z1g + (P1/ρ) + (u12/2) = Z2g + (P2/ρ) + (u22/2) +Σh f---------3分

代入数据：10×9.807+0+0=2×9.807+0+0.5 u22+16.15u22--3分得u2=2.2 m/s -------------3分

∵水在管内连续流动d A=d2 ,

∴A-A’截面处流速u A=u2=2.2m/s -------3分

（2）q V=3600π×(0.1)2×2.2/4=62.17m3/h ----------5分

第2题（17分）：敞口容器的侧壁装有内径为25mm的短管，用以排水。水以4.5m3/h的流量连续加入容器内，以维持液面恒定，如图所示。试求容器中的水位高度。

解：短管中的流速u=q v/（d2π/4）=2.55 m/s

在容器的恒定液面1-1及侧壁短管出口外侧2-2截面间列伯努利方程（以短管中心线为基准面），得

z1g+u12/2+p1/ρ+ h e= z2g+u22/2+p2/ρ+∑ h f

其中p1=0（表压），p2=0（表压），u1≈0，h e=0，z2=0，u2=0

故z1g=∑h f

因放水管很短，可以忽略直管阻力，即

∑h f ≈（ζc+ ζe）u2/2=（1+0.5）×u2/2

故z1g=1.5×u2/2=1.5×2.552/2

解得z1=0.497m

第3题（16分）：在如图所示的并联管路中，支路ADB长20m，支路ACB长5m（包括管件但不包括阀门的当量长度），两支管直径皆为80mm，直管阻力系数皆为0.03，两支管各装有一个阀门，一个换热器，换热器的局部阻力系数皆等于5。试求：当两阀门全开时，两支路的流量之比。

解：下标“1”和“2”分别表示支路ACD和ADB,因并联支路的阻力损失相等，所以u12/u22=（λ2l2/d2+ζF+ζD）/（λ1l1/d1+ζE+ζC）=1.8

q v1/ q v2= u1 /u2=1.34

此例说明,对于并联管路，若各支管长度不等，即使直径相同，也会导致流量分配的不均匀，使设备不能发挥应有的作用，这一点在并联管路的设计中必须充分注意。