第一章流体流动补充习题
化工原理课后习题答案详解
《第一章 流体流动》习题解答1某敞口容器内盛有水与油。
如图。
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 ？m h h h m kg m kg mm h mm h 32.181.91080.081.91060.081.9860?,/860/10,800,6003333321=∴⨯=⨯⨯+⨯⨯===== 油水ρρ2.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 mHg P p Ln dz pdp p p gdz d ②代入①，得②①解：ρρ3.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 。
Ndz gz P F 5423501045.12/481.9103410013.13)(3⨯=⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=+=⎰水ρ4．4．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。
345/439.12.293831429)1081.020.010013.1(m Kg RT PM =⨯⨯⨯⨯+⨯==ρ解：5．5．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 g R g R R （解：6．6．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。
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5
习题 1－6 附图 [9.9 m s , 32.7kPa； 12.4 ms ] 解： 1 在断面 1－1、 2－2 之间列机械能守恒式得
-1 -1
u2 2 gz 2 9.81 5 9.9m / s
在断面 1-1 和 C-C 之间列机械能守恒式，并考虑到 uC ＝u2，可得
pc pa gh
6
hf =6.5u2 式中 u 式是管内的平均速度，试求 （ 1）水在截面 A－A 处的流速； （ 2）水的体积流率为多少 m3h-1 。
习题 1－7 附图 [(1)2.9 m s ;(2)82 m h ]
-1 3 -1
解 : 对槽液面与管出口列 B.E. 方程
p1
2 u12 p 2 u2 z1 g z2 g hf 2 2
习题 1－ 3 附图 [(1) 3.12× 10 N m （表压） ；(2)0.534m；(3) 0.536m] 解： 1. 因 A、 B 两点位于同一平面，pA =pB ， P0 ＝
4
－2
，gR－ g（ h＋a）
＝ 13600 × 9.81×0.3－1000×9.81（0.5＋ 0.4） ＝ 3.12×104 N/㎡（表压） 2. 表压加倍后，设压强计读数为 R， 。若忽略杯内水银界面的变化，则
2 uc，
2 13600 9.81 0.76 1000 9.8110 3.30 103 N / m2
因 C 点的压强小于水在 30 C 的饱和蒸气压 Pv=4242N/m ，故水在 C 点已发生气化。C 点 压强不能按上述算，而应保持为流体的饱和蒸气压。故在断面 1-1 和 C，-C，之间列机械能 守恒式得
4
习题 1－ 2 附图 [(1) 3.51× 10 N m (表压)； (2)0.554m] 解： 1. 根据静压强分布规律 PA ＝ P0 ＋ g H PB ＝ ， gR 因等高面就是等压面，故 PA ＝ PB P0 ＝ ， gR－ gH＝ 13600× 9.81× 0.3－1000× 9.81(0.2+0.3)=3.51× 104 N/㎡ (表压 ) 2. 设 P0 加倍后，压差计的读数增为 R，＝ R＋△ R，容器内水面与水银分界面的垂直距离 相应增为 H， ＝H＋
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uc 2
2
pa g （h z） 13600 9.81 0.76 1000 9.81 7 3.27 104 N
2. 虹吸管延长后， 假定管内液体仍保持连续状态， 在断面 1-1 和 2 -2 之间列机械能守恒式 得
，
，
u， 2 gz， 2
pc， pa gh
3. 管路流量不变， A－ B 不变，压差计读数 R 亦不多变。管路水平放置， ZA -ZB ＝ 0， 故
p A p B＝ A B＝98.1N / m2
1－ 5 在图示管路中水槽液面高度维持不变，管路中的流水视为理想流体，试求 （ 1）管路出口流速； （ 2）管路中 A、B、C 各点的压强（分别以 N/ ㎡和 m H 2 O 表示） ； （ 3 ）讨论流体在流动过程中不同能量之间的转换。
uc 2 pc （W gzC ） 1000[5 g 3g 2 g ] 2 1000 3 9.81 2.943 104 N / m2 (-3m H 2O)
由于管内流速在（ 1）中已经求出，从断面 1-1 至 A、 B、 C 各断面分别列机械能守恒式， 亦可求出各点的压强。 3. 相对于所取的基准，水槽内的总势能为 5gJ/kg，水槽从断面 1-1 流至断面 2-2，将全部势 能转化为动能。 水从断面 1-1 流至断面 A-A，获得动能
4
－2
R 。同理， 2
p0' ' gR ' gH ' ' gR ' g R gH g
R 2
R＝
p0， －（ ， gR－ gH） p0， －p0 3.51 104 ＝ ＝ ＝0.254m g g 1000 9.81 ， ， g－ g－ 13600 9.81－ 2 2 2
化工原理上册课后习题及答案
第一章：流体流动二、本章思考题1-1 何谓理想流体？实际流体与理想流体有何区别？如何体现在伯努利方程上？1-2 何谓绝对压力、表压和真空度？表压与绝对压力、大气压力之间有什么关系？真空度与绝对压力、大气压力有什么关系？1-3 流体静力学方程式有几种表达形式？它们都能说明什么问题？应用静力学方程分析问题时如何确定等压面？1-4 如何利用柏努利方程测量等直径管的机械能损失？测量什么量？如何计算？在机械能损失时，直管水平安装与垂直安装所得结果是否相同？1-5 如何判断管路系统中流体流动的方向？1-6 何谓流体的层流流动与湍流流动？如何判断流体的流动是层流还是湍流？1-7 一定质量流量的水在一定内径的圆管中稳定流动，当水温升高时，Re将如何变化？1-8 何谓牛顿粘性定律？流体粘性的本质是什么？1-9 何谓层流底层？其厚度与哪些因素有关？1-10摩擦系数λ与雷诺数 Re 及相对粗糙度/ d 的关联图分为4个区域。
每个区域中，λ与哪些因素有关？哪个区域的流体摩擦损失hf与流速u的一次方成正比？哪个区域的hf 与u2成正比？光滑管流动时的摩擦损失hf与u的几次方成正比？1-11管壁粗糙度对湍流流动时的摩擦阻力损失有何影响？何谓流体的光滑管流动？1-12在用皮托测速管测量管内流体的平均流速时，需要测量管中哪一点的流体流速，然后如何计算平均流速？三、本章例题例 1-1如本题附图所示，用开口液柱压差计测量敞口贮槽中油品排放量。
已知贮槽直径 D 为 3m，油品密度为900kg/m3。
压差计右侧水银面上灌有槽内的油品，其高度为h1。
已测得当压差计上指示剂读数为R1 时，贮槽内油面与左侧水银面间的垂直距离为H1。
试计算当右侧支管内油面向下移动30mm 后，贮槽中排放出油品的质量。
解：本题只要求出压差计油面向下移动m p a30mm 时，贮槽内油面相应下移的高度，即可求出p a排放量。
HH1D hh1首先应了解槽内液面下降后压差计中指示剂读数的变化情况，然后再寻求压差计中油面下R1移高度与槽内油面下移高度间的关系。
第一章流体流动习题
第一章流体流动习题1. 引言本习题集旨在帮助读者巩固并深入理解流体力学中的流体流动相关知识。
通过解答各式作业题和习题，读者将能够提高对流体流动的理论知识的掌握，并能运用所学知识解决实际问题。
2. 流体等压流动2.1 定常流动1.习题1：在一水力发电站，重力因子为9.8 m/s²，一台水轮机的进口直径为10 m，出口直径为4 m，水流的速度在进口和出口处分别为12 m/s和48 m/s。
求水轮机的功率。
2.习题2：一根水平管道中水流的速度为2 m/s。
管道的截面面积为1.0 m²，密度为1000 kg/m³。
若管道上安装了一过滤器，则过滤器前后水流速度分别为2.5 m/s和1.5 m/s。
求过滤器对水流影响的大小。
2.2 无粘流动1.习题3：一个圆柱体在某无粘流体中运动，其直径为1 m，流体的密度为1 kg/m³，流速为10 m/s。
若圆柱体沿流速方向行进距离为100 m，在这一过程中流体对圆柱体所做的阻力是多少？2.习题4：一道湍流水流通过一个圆柱体。
圆柱体的直径为2 m，流速为5 m/s，流体密度为1.2 kg/m³。
若圆柱体所受到的阻力为1000 N，求流过圆柱体的湍流水流的体积流量。
3. 流体定常流动3.1 流管与元素流量1.习题5：一条河的宽度为10 m，平均流速为2 m/s。
设河水的密度为1000 kg/m³。
求河水的体积流量。
2.习题6：某水管直径为0.2 m，输送液体的流速为3 m/s。
求液体的质量流量。
3.2 动量定理与波动方程1.习题7：一个质量为1000 kg的船以速度10 m/s行驶，船上一个质量为10 kg的人以速度2 m/s从船头跳进水中。
求船在跳水后的速度。
2.习题8：一个质量为500 kg的小汽车以速度20 m/s驶入河流。
汽车下沉后速度降为8 m/s。
求汽车所受的阻力大小。
4. 流体非定常流动4.1 欧拉方程与伯努利方程1.习题9：一水管中水的流速为2 m/s。
第一章流体流动习题
第一章 流体流动静压强及其应用1-1. 用习题1-1附图所示的U 形压差计测量管道A 点的压强，U 形压差计与管道的连接导管中充满水。
指示剂为汞，读数R =120mm ，当地大气压p a 为101.3kPa ，试求：(1) A 点的绝对压强，Pa ；(2) A 点的表压，Pa 。
解：(1) ()R g gR p p Hg a A -++=2.1ρρ()531028.112.02.181.9100012.081.913600103.101⨯=-⨯⨯+⨯⨯+⨯=A p kPa(2) 4351067.2103.1011028.1⨯=⨯-⨯=表A p kPa1-2. 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/m 3。
试求贮槽内液体的储存量为多少吨？答：80.198013.0136001=⨯==ρρR H m 14.34214.3422⨯==D S πm 228.6214.3=⨯=V m 3储存量为：4.615498028.6=⨯kg=6.15t1-3. 一敞口贮槽内盛20℃的苯，苯的密度为880kg/m 3。
液面距槽底9m ，槽底侧面有一直径为500mm 的人孔，其中心距槽底600mm ，人孔覆以孔盖，试求：(1) 人孔盖共受多少液柱静压力，以N 表示；(2) 槽底面所受的压强是多少Pa ？解：(1) ()()421042.15.046.0981.9880⨯=⨯⨯-⨯⨯=-==πρA h H g pA F N(2) 441077.71042.1981.9880⨯=⨯=⨯⨯==gH p ρPa1-4. 附图为一油水分离器。
油与水的混合物连续进入该器，利用密度不同使油和水分层。
油由上部溢出，水由底部经一倒置的U 形管连续排出。
该管顶部用一管道与分离器上方相通，使两处压强相等。
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 mm h mm 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 pdp 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。
第一章流体流动习题卡答案
第一章流体流动习题卡答案第一章流体流动第一章练习1：某设备的真空表读数为500mmhg，设备外环境大气压强为640mmhg，则它的绝对压强为_________pa。
设备绝对压力=640-500=140mmHg=140×133.32＝1.866×104pa（2分）第一章习题2：当流体以静止（层流）的形式在圆形直管中流动时，其速度分布为___________________________。
此时的摩擦系数λ和。
抛物线，2，ε/d，re，减小。
（每个空1分，共5分）。
第一章习题3：牛顿粘度定律表示为，它只适用于_____________________。
τ＝μy或τ＝μD（2分）牛顿（1分）（共3分）第一章习题4：内耗是流体的性能，所以它也被称为力。
粘性，粘滞，粘性摩擦（每空1分，共3分）第一章练习5：流体在圆形直管内流动时，在湍流区则摩擦系数λ与________及________有关。
在完全湍流区则λ与雷诺系数的关系线趋近于___________线。
re，ε/d.水平（每个空白1分，共3分）第1章练习6：粘度的物理意义是____________________________________。
使流体流动产生单位速度梯度的剪切应力。
（2点）第一章练习7：边长为a的正方形管道，其当量直径de为________________。
a2？A（2分）德？4rh？4.4A第一章练习8：在定态流动系统中，水连续地从粗圆管流入细圆管，粗管内径为细管的2倍。
则细管内水的流速为粗管内流速的___________倍。
据2du1d？（2）（1）（2）练习1=2（2）分：流体在圆管内流动时的摩擦阻力可分为__________________和_____________两种。
局部阻力的计算方法有___________法和_________法。
直管阻力，局部阻力，阻力系数，等效长度。
（每个空白1分，共4分）第一章练习10：在静止的同一种连续流体的内部，各截面上___________能与__________能之和为常数。
(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( )。
化工原理课后答案(中国石化出版社) 第1章 流体流动
第一章 流体流动1．若将90kg 相对密度为0.83的油品与60kg 相对密度为0.71的油品混合，试求混合油的密度。
解：)/(777710608309060903m kg m =++=ρ 2．试计算空气在-40℃和41kPa(真空度)下的密度和重度，大气压力为1.013×105Pa 。
解：335/902.0)4015.273(831429)104110013.1(m kg RT pM =-⨯⨯⨯-⨯==ρ 33/902.0/85.881.9902.0m kgf m N ==⨯=γ3．燃烧重油所得的燃料气，经分析测知其中含生8.5%CO 2，7.5％02，76％N 2，8%H 20(均系体积百分率)。
试求温度为500℃，压力为1.013×105Pa 时，该混合气体的密度。
解：3/693.0)50015.273(8314441013002m kg RT pM CO =+⨯⨯==ρ 3/504.0)50015.273(8314321013002m kg RT pM O =+⨯⨯==ρ 3/441.0)50015.273(8314281013002m kg RT pM N =+⨯⨯==ρ 3/284.0)50015.273(8314181013002m kg RT pM O H =+⨯⨯==ρ3/455.0m kg x iV i m =∑=ρρ4．烟道气的组成约为含13％CO 2，11％H 20，76％N 2(均系体积％),计算400℃时常压烟道气的粘度。
解：cpM y M y i i i i i m 62/12/12/12/162/162/162/12/1101.302876.01811.04413.028100.3176.018100.2311.044100.3013.0----⨯=⨯+⨯+⨯⨯⨯⨯+⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=∑∑=μμ5．液体混合物的组成为乙烷40％和丙烯60％(均为摩尔百分率)，计算此液体混合物在-100℃时的粘度。
第一章_流体流动填空选择(带答案)
流体流动一填空1．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 、 同一种连续的流体。
流体在管内流动时，如要测取管截面上的流速分布，应选用毕托管流量计测量。
3．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⎽⎽c gz u p =++22ρ单位重量流体的机械能衡算式为⎽⎽⎽c z g u g p =++22ρ 单位体积流体的机械能衡算式为⎽c gz u p =++ρρ224．有外加能量时以单位体积流体为基准的实际流体机械能守恒方程为 f e h gz u p h gz u p ρρρρρρ+++=+++2222121122，各项单位为 Pa （N/m 2）。
5．气体的粘度随温度升高而 升高 ，水的粘度随温度升高而 降低 。
6．流体在变径管中作稳定流动，在管径缩小的地方其静压能 下降 。
7．流体流动的连续性方程是 uA 2211ρρρ=⋯⋯==A u A u ；适用于圆形直管的不可压缩流体流动的连续性方程为 2222211ud =⋯⋯==d u d u 。
8．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 395mmHg 。
测得另一容器内的表压强为1360 mmHg ，则其绝对压强为 2105mmHg 。
9．并联管路中各管段压强降 相等 ；管子长、直径小的管段通过的流量 减小 。
10．测量流体流量时，随流量增加孔板流量计两侧压差值将 增大 ，若改用转子流量计，随流量增加转子两侧压差值将 不变 。
11、连续性介质假定是指__将流体视为由无数流体微团或质点组成的连续介质。
12流体阻力产生的根源是____流体具有黏性_。
粘性是指_流体的一种物性，其物理本质是分子间的引力和分子的运动与碰撞_。
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 。
化工原理第一章习题及答案
第一章流体流动问题1. 什么是连续性假定? 质点的含义是什么? 有什么条件?答1．假定流体是由大量质点组成的、彼此间没有间隙、完全充满所占空间的连续介质。
质点是含有大量分子的流体微团，其尺寸远小于设备尺寸，但比起分子自由程却要大得多。
问题2. 描述流体运动的拉格朗日法和欧拉法有什么不同点?答2．前者描述同一质点在不同时刻的状态；后者描述空间任意定点的状态。
问题3. 粘性的物理本质是什么? 为什么温度上升, 气体粘度上升, 而液体粘度下降?答3．分子间的引力和分子的热运动。
通常气体的粘度随温度上升而增大，因为气体分子间距离较大，以分子的热运动为主；温度上升，热运动加剧，粘度上升。
液体的粘度随温度增加而减小，因为液体分子间距离较小，以分子间的引力为主，温度上升，分子间的引力下降，粘度下降。
问题4. 静压强有什么特性?答4．静压强的特性：①静止流体中任意界面上只受到大小相等、方向相反、垂直于作用面的压力；②作用于任意点所有不同方位的静压强在数值上相等；③压强各向传递。
问题5. 图示一玻璃容器内装有水，容器底面积为8×10-3m2，水和容器总重10N。
(1)试画出容器内部受力示意图(用箭头的长短和方向表示受力大小和方向)；(2)试估计容器底部内侧、外侧所受的压力分别为多少？哪一侧的压力大？为什么？题5附图题6附图答5．1）图略，受力箭头垂直于壁面、上小下大。
2）内部压强p=ρgh=1000××；外部压强p=F/A=10/0.008=1.25kPa<内部压强。
因为容器内壁给了流体向下的力，使内部压强大于外部压强。
问题6.图示两密闭容器内盛有同种液体，各接一U形压差计，读数分别为R1、R2，两压差计间用一橡皮管相连接，现将容器A连同U形压差计一起向下移动一段距离，试问读数R1与R2有何变化？(说明理由)答6．容器A的液体势能下降，使它与容器B的液体势能差减小，从而R2减小。
第一章_流体流动填空选择(带答案)
流体流动一填空1．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 、 同一种连续的流体。
流体在管内流动时，如要测取管截面上的流速分布，应选用毕托管流量计测量。
3．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⎽⎽c gz u p =++22ρ单位重量流体的机械能衡算式为⎽⎽⎽c z g u g p =++22ρ 单位体积流体的机械能衡算式为⎽c gz u p =++ρρ224．有外加能量时以单位体积流体为基准的实际流体机械能守恒方程为 f e h gz u p h gz u p ρρρρρρ+++=+++2222121122，各项单位为 Pa （N/m 2）。
5．气体的粘度随温度升高而 升高 ，水的粘度随温度升高而 降低 。
6．流体在变径管中作稳定流动，在管径缩小的地方其静压能 下降 。
7．流体流动的连续性方程是 uA 2211ρρρ=⋯⋯==A u A u ；适用于圆形直管的不可压缩流体流动的连续性方程为 2222211ud =⋯⋯==d u d u 。
8．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 395mmHg 。
测得另一容器内的表压强为1360 mmHg ，则其绝对压强为 2105mmHg 。
9．并联管路中各管段压强降 相等 ；管子长、直径小的管段通过的流量 减小 。
10．测量流体流量时，随流量增加孔板流量计两侧压差值将 增大 ，若改用转子流量计，随流量增加转子两侧压差值将 不变 。
11、连续性介质假定是指__将流体视为由无数流体微团或质点组成的连续介质。
12流体阻力产生的根源是____流体具有黏性_。
粘性是指_流体的一种物性，其物理本质是分子间的引力和分子的运动与碰撞_。
化工原理流体流动试题(包含答案)
化工原理第1章流体流动化工原理试题(附答案)姓名 _________ 班级 _________ 学号 __________一、填空题:1.( 3分) 题号 1001 第 1章知识点: 600 难度: 易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=100[mm],以流速为1 [m.s]在管中流动时,其雷诺准数等于__________,其流动类型为_____.***答案***Re=dｕρ/μ ; 10; 湍流2.( 3分) 题号 1002 第 1章知识点: 600 难度: 易雷诺准数的表达式为________________。
当密度ρ＝1000 kg. m,粘度μ=1[厘泊]的水,在内径为d=10[mm],以流速为0.15 [m. s]在管中流动时,其雷诺准数等于__________,其流动类型为_____.***答案***Re=dｕρ/μ ; 1500; 层流3.( 3分) 题号 1003 第 1章知识点: 600 难度: 易雷诺准数的表达式为________________。
当密度ρ＝820 kg. m,粘度μ=3[厘泊]的水,在内径为d=100[mm],以流速为2[m.s] 在管中流动时,其雷诺准数等于__________,其流动类型为_____.***答案***Re=dｕρ/μ ; 5,46X10; 湍流4.( 3分) 题号 1004 第 1章知识点: 600 难度: 易雷诺准数的表达式为________________。
当密度ρ＝820 kg. m,粘度μ=3[厘泊]的水，在内径为d=10[mm]，以流速为0.5[m. s]在管中流动时,其雷诺准数等于__________,其流动类型为_____.***答案***Re=dｕρ/μ ; 1366; 层流5.( 2分) 题号 1005 第 1章知识点: 600 难度: 易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.s6.( 2分) 题号 1006 第 1章知识点: 600 难度: 易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3m.s,此时管内的平均流速为_____________.***答案***1.5m.s7.( 2分) 题号 1007 第 1章知识点: 600 难度: 易某流体在圆管中呈湍流流动,今用皮托管测得管中心的最大流速为4m.s,此时管内的平均流速为_____________.***答案***3.2m.s8.( 2分) 题号 1008 第 1章知识点: 600 难度: 易某流体在圆管中呈湍流流动,今用皮托管测得管中心的最大流速为3m.s,此时管内的平均流速为_____________.***答案***2.4m.s9.( 2分) 题号 1009 第 1章知识点: 600 难度: 易牛顿粘性定律用粘滞力的表达式为_______________.用剪应力的表达式为_______________.***答案***F'=μAdu/dy; τ=μdu/dy10.( 2分) 题号 1010 第 1章知识点: 100 难度: 易当地大气压为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.***答案***850;-10011.( 2分) 题号 1011 第 1章知识点: 100 难度: 易当地大气压为750mmHg时,测得某体系的表压为100mmHg,则该体系的绝对压强为_________Pa,真空度为_______Pa.***答案***113329; -1330012.( 2分) 题号 1012 第 1章知识点: 100 难度: 易当地大气压为750mmHg时, 测得某体系的表压为10Pa,则该体系的绝对压强为_________Pa,真空度为_______Pa.***答案***90000; 1013.( 2分) 题号 1013 第 1章知识点: 100 难度: 易当地大气压为750mmHg时, 测得某体系的表压为10Pa,则该体系的绝对压强为_________mmHg,真空度为_______mmHg.***答案***675; 7514.( 2分) 题号 1014 第 1章知识点: 100 难度: 易当地大气压为750mmHg时, 测得某体系的表压为10Pa,则该体系的绝对压强为_________mmHg,真空度为_______mmHg.***答案***675; 7515.( 2分) 题号 1015 第 1章知识点: 100 难度: 易某物的比重为0.879,其密度为_______.其比容为_______________.***答案***879kg.m; 0.00114 m.kg16.( 2分) 题号 1016 第 1章知识点: 100 难度: 易某物的比重为0.867,其密度为________.其比容为_________ _______.***答案***867kg.m; 0.00115 m.kg17.( 2分) 题号 1017 第 1章知识点: 100 难度: 易某物质的密度为791kg.m,其比重为_________,其比容为__ ________.***答案***0.791; 0.00126m.kg18.( 2分) 题号 1018 第 1章知识点: 100 难度: 易某物质的密度为1831kg.m,其比重为_________,其比容为__________.***答案***1.831; 0.000546m.kg19.( 2分) 题号 1019 第 1章知识点: 100 难度: 易圆管中有常温下的水流动, 管内径d=100mm,测得其中的重量流量为11.8kg.s,其体积流量为___________.平均流速为_____ _____.***答案***0.0118m.s 1.5m.s20.( 2分) 题号 1020 第 1章知识点: 100 难度: 易圆管中有常温下的水流动, 管内径d=100mm,测得其中的重量流量为15.7kg.s,其体积流量为___________.平均流速为_____ _.***答案***0.0157m.s 2.0m.s21.( 2分) 题号 1021 第 1章知识点: 100 难度: 易圆管中有常温下的水流动, 管内径d=100mm,测得其中的重量流量为19.6kg.s,其体积流量为___________.平均流速为_____ _.***答案***0.0196m.s 2.5m.s22.( 2分) 题号 1022 第 1章知识点: 100 难度: 易圆管中有常温下的水流动, 管内径d=100mm,测得其中的重量流量为22kg.s,其体积流量为___________.平均流速为______. ***答案***0.022m.s 2.8m.s23.( 4分) 题号 1023 第 1章知识点: 140 难度: 中当20℃的水(ρ=998.2kg.m,μ=1.005厘泊)在内径为100mm 的光滑管内流动时,若流速为1.0m.s,其雷诺准数Re为_______,直管摩擦阻力系数λ为_______.***答案***9.93X10; 0.017824.( 4分) 题号 1024 第 1章知识点: 140 难度: 中当20℃的水(ρ=998.2kg.m,μ=1.005厘泊)在内径为100mm 的光滑管内流动时,若流速为1.5m.s,其雷诺准数Re为______ _,直管摩擦阻力系数λ为_______.***答案***1.49X10; 0.016125.( 4分) 题号 1025 第 1章知识点: 140 难度: 中当20℃的水(ρ=998.2kg.m,μ=1.005厘泊)在内径为100mm 的光滑管内流动时,若流速为2.0m.s,其雷诺准数Re为______ _,直管摩擦阻力系数λ为_______.***答案***1.99X10; 0.015026.( 4分) 题号 1026 第 1章知识点: 140 难度: 中当20℃的水(ρ=998.2kg.m,μ=1.005厘泊)在内径为100mm 的光滑管内流动时,若流速为2.5m.s,其雷诺准数Re为______ _,直管摩擦阻力系数λ为_______.***答案***2.48X10; 0.014227.( 4分) 题号 1027 第 1章知识点: 140 难度: 中当20℃的甘油(ρ=1261kg.m,μ=1499厘泊)在内径为100mm 的管内流动时,若流速为1.0m.s,其雷诺准数Re为__________ ,其摩擦阻力系数λ为________.***答案***84.1; 0.76128.( 4分) 题号 1028 第 1章知识点: 140 难度: 中当20℃的甘油(ρ=1261kg.m,μ=1499厘泊)在内径为100mm 的管内流动时,若流速为1.5m.s,其雷诺准数Re为__________ ,其摩擦阻力系数λ为________.***答案***126.2; 0.50729.( 4分) 题号 1029 第 1章知识点: 140 难度: 中当20℃的甘油(ρ=1261kg.m,μ=1499厘泊)在内径为100mm 的管内流动时,若流速为2.0m.s,其雷诺准数Re为__________ ,其摩擦阻力系数λ为________.***答案***168.2; 0.3830.( 4分) 题号 1030 第 1章知识点: 140 难度: 中当20℃的甘油(ρ=1261kg.m,μ=1499厘泊)在内径为100mm 的管内流动时,若流速为2.5m.s,其雷诺准数Re为__________ ,其摩擦阻力系数λ为________.***答案***210.3; 0.30431.( 2分) 题号 1031 第 1章知识点: 400 难度: 易某长方形截面的通风管道, 其截面尺寸为30X20mm,其当量直径de为________.***答案***24mm32.( 2分) 题号 1032 第 1章知识点: 400 难度: 易某长方形截面的通风管道, 其截面尺寸为40X30mm,其当量直径de为________.***答案***34.3mm33.( 2分) 题号 1033 第 1章知识点: 400 难度: 易某长方形截面的通风管道, 其截面尺寸为50X40mm,其当量直径de为________.***答案***44.4mm34.( 2分) 题号 1034 第 1章知识点: 400 难度: 易某长方形截面的通风管道, 其截面尺寸为60X50mm,其当量直径de为________.***答案***54.5mm1.( 3分) 题号 1035 第 1章知识点: 500 难度: 易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____________.***答案***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2.( 2分) 题号 1036 第 1章知识点: 500 难度: 易测量流体压强的仪器主要有如下两种:_________,____________.***答案***U管压差计; 弹簧压力计3.( 4分) 题号 1037 第 1章知识点: 400 难度: 易计算管道流体局部阻力的方法有:___________,___________ ______,其相应的阻力计算公式为:_____________,_____________***答案***当量长度法; 阻力系数法;h=λ(l/d)(u/2g); h=ζ(u/2g) ;4.( 3分) 题号 1038 第 1章知识点: 400 难度: 易在流体阻力计算中,当量长度的定义是___________________ ___________________________________________________.***答案***能产生与某局部阻力相当的直管长度, 称为该局部阻力的当量长度。
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第一章 流体流动问答题（1）下图为一典型的简单管路。
设各段管径相同，液体做稳态流动。
现将阀门由全开转为半开，试分析下述参数如何变化？（1） u ； (2)p A ； (3)p B答：（1）阀门关小，其阻力系数增大，B A f h -,增大，又Z1不变，即截面1流体的总机械能一定，故u 减小。
（2）考察1、A 两个截面间的能量转换关系：由u 减小知A f h -1,必减小，又Z1不变，故P A 增大。
（3）在管段B 、2之间做能量衡算：u 减小，2,-B f h 减小，又P 2不变，故P B 将减小。
分析：对上述简单管路可以引发如下的结论：a.任何局部阻力系数的增加都会导致管路各处的流速下降；b.上游阻力增大将使下游压强下降；c.下游阻力增大将使上游压强上升。
其中第c 条应予以特殊注意，说明管路是一个整体，下游的变化同样影响着上游，任一局部变化都会使原有的能量平衡遭到破坏，随后再依新的条件建立起新的能量平衡。
（2）离心泵的特性曲线H －Q 与管路的特性曲线He －Qe 有何不同？二者的交点意味着什么？答：将离心泵的基本性能参数之间的关系描绘成图线称为离心泵的特性曲线。
这里讨论的是其中的一条H －Q 曲线。
它表明转速一定时，离心泵的流量和该流量下泵的能提供的压头即做功本领之间的对应关系。
该曲线由生产厂家测定并提供，是泵本身固有的特性，它只与泵自身的结构（如叶片弯曲情况、叶轮直径等）、转速有关，而与其所在的管路及其他外界条件无关。
所以离心泵的特性曲线图只须注明型号、转速即可。
二者的交点称为泵在该管路上的工作点。
意味’着它所对应的流量和压头，既能满足管路系统的要求，又能为离心泵所提供，即。
换言之，交点反映了某离心泵与某一特定管路相连接时的运转情况。
离心泵只能在这一点工作。
填空题（1）边界层的形成是液体具有 的结果。
答案：粘性分析：由于流体具有粘性，使壁面粘附一层停滞不动的流体层；同样还是因为流体具有粘性，使得静止层流体与其相邻的流体层间产生内磨擦力，导致相邻流体层速度减慢。
这种减速作用由壁面附近的流体层依次向流体内部传递，而流速受到壁面影响的这一区域就的我们通常所说的边界层。
如果流体没有粘性，就不会润湿壁面，也没有内磨擦力的存在，亦无边界了。
（2）用离心泵在两个敞口容器间输液。
若维持两容器的液面高度不变，当关小输送管道的阀门后，管道的总阻力将____。
答案：不变分析：在两个液面间列柏努力方程式，因位能、静压能和动能均不变化，所以管道总损失不变；阀门开度减小后，导致局部阻力增大，水量减小，直管阻力减小，总阻力不变化。
（3）粘性流体流体绕过固体表面的阻力为 和 之和，称局部阻力。
答案：摩擦阻力；形体阻力（4）经内径为158mm 的钢管输送运动粘度为902mm /s 的燃料油。
若保持油品作滞流流动，最大流速不能超过 。
答案：1.14s m /分析：令临界雷诺数等于2000，即可求得大速度。
20001090158.0Re 6=⨯==-u v du 解之 s m u /14.1= （5）在滞流区，若总流量不变，规格相同的两根管子串联时的压降为并联时的 倍。
答案：4分析：由哈根-泊谡叶方程知：1,2,f f p p ∆∆=4221212=⨯=⋅u u l l （6）流体在阻力平方区流动，若其他条件不变，其压降随着管子的相对粗糙度增加而_____，随着流体的密度增大而_____。
答案：增加：增大分析：在阻力区，λ只与相对粗糙度有关，且随其增大而增大。
由范宁公式 22u d l h p f f ρλρ==∆可以看出：λ增加时，p f ∆增加；ρ增大时，p f ∆增大（7）流体沿壁面流动时，在边界层内垂直于流动方向上存在着显著的_____，即使_____很小，_______仍然很大，不容忽视。
答案：速度梯度；粘度；内摩擦应力（8）流体通过转子流量计的压强差是恒定的并与流量大小无关，截面随流量而变化。
因此，转子流量计又称______。
答案：恒压差变截面流量计分析：转子上、下两端流体的压强差 f f f A gV p p )(21ρρ-=-对于某一固定的转子流量计，V f 、f ρ、A f 都是一定的，故)(21p p -也是恒定的。
（9）每千克水经过泵后其机械能增加了490J ，则该泵的扬程为_______。
答案：50mH 2O选择题（1）滞流与湍流的本质区别是（ ）A ． 流速不同； C. 雷诺数不同；B ． 流通截面积不同 D 滞流无径向运动，湍流有径向运动；答案：D（2）离心泵铭牌上标明的是泵在( )时的主要性能参数。
A 流量最大； C. 效率最高；B. 压头最大； D. 轴功率最小。
答案：C（3）完成下面各类泵的比较：(1) 离心泵( )； (2) 往复泵( )； (3) 旋转泵( )。
A ． 流量可变，压头不很高，适用于粘性大的流体；B ． 流量不均匀，压头根据系统需要而定，用旁路阀调节流量；C ． 流量恒定，压头随流量变化，往复运动振动很大；D ． 流量较小，压头可达很高，适于输送油类及粘稠性液体；E ． 流量均匀，压头随流量而变，操作方便。
答案： (1) E ；(2) B ；(3) D计算题（1）某输油管道按输送密度为820kg/m 3、粘度为122mPa .s 的油品设计。
现因工况变动决定仍用原来的管道改输密度为880kg/m 3、运动粘度为140mm 2/s 的另一种油品，问其输油量较原设计有何变化？假定两种油品在管内均作滞流流动，输油管两端的压强降维持不变。
由于油品在管内作滞流流动且输油管两端的压强降不变，由哈根-泊谡叶方程：2221221113232d u l d u l p f μμ==∆ 知 2211u u μμ= 又 m q u A ρ=⋅ ∴ 121212m m q q A A μμρρ= 即 2112m m q q νν= 现在需要将第一种油品的(动力)粘度换算成运动粘度。
s mm v /14982012221== ∴ 2112149 1.06140m m q q νν=== 输油量较原设计增加了6％。
（2）原油在圆形直管中流动。
已知原油的密度为800kg/m 3，运动粘度为50mm 2/s ，流速为0.9m/s ，管长为1000m ，管内径为100mm 。
现将流量和管内径都扩大1倍，则管路阻力为原来的多少倍？解：先判定流型： 180010509.01.0Re 6=⨯⨯==v du ＜2000 所以流动类型为滞流。
由滞流时的直管阻力计算式哈根―泊谡叶方程计算原阻力：kPa kp d lu vp d lu p a f 1151015.11.09.01000800105032)(323252622=⨯=⨯⨯⨯⨯⨯===∆-μ 设流量和管径都改变后的管路阻力为f p '∆。
管内径增大１倍 mm d d 20021002'=⨯==流量增大１倍22'''''''/()112/()22m m m m m m q A q q u A d u q A q A q d ρρ⎛⎫⎛⎫==⋅==⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭∴ s m u u /45.0219.021'=⨯==a a f kp p p 1441044.12.045.01000800105032426'=⨯=⨯⨯⨯⨯⨯=∆- 管路变动后阻力为原来的倍数： 125.0811154.14'===∆∆f f p p 即阻力减小，为原来的12.5%。
验算雷诺数：流量和管径都改变后，d d 2'=，u u 21'= ∴ 1800Re 212'''===⋅⋅==μρμρμρdu u d u d R e 雷诺数没变，仍为1800，说明用哈根―泊谡叶方程是可以的。
需要强调的是，泊谡叶方程仅适用于滞流。
不管采取什么样的计算方法，都有应在流量和管径改变前、后均为滞流这样一个大前提下进行。
如果工况改变后原油流动已不在滞流区，那就失去了哈根―泊谡叶方程使用的前提条件。
有人可能会想：流量增大１倍，u u 2'=；管径增大1倍，d d 2'=。
所以e e R du u d R 4422'==⋅⋅=μρμρ。
请分析一下这种想法错在哪里？（3）用离心泵将贮槽内的溶液送到敞口的高位槽A 和B 中。
已知泵下游的三通处到A 槽的管子规格为Ф76mm ⨯3mm ，管长20 m ，管件及阀门的当量长度为5m ；从三通处到B 槽的管子尺寸为Ф57mm ⨯3mm,，管长47m ，管件及阀门的当量长度为4.2m 。
A 槽液面比B 槽液面高1.5m 。
贮槽及两高位槽液面维持恒定。
总管流量为60m 3/h 。
试求两分支管路中的体积流量（λ取0.02）。
解：欲求A V 、B V 必先求A u 、B u 。
而A u 、A u 须由柏努利方程式及溶液的体积衡算得。
以0-0'面为基准面，以表压计。
’’Z A g+ρAp +22A u +∑-A f h 0,=Z B g+ρB p +22B u +∑-B f h 0, 式中 0==B A p p ， 0≈A u 0≈B um Z Z B A 5.1=-又 2220,57.3207.052002.02A A A A e A f u u u d l l h =⨯+⨯=+=∑∑-λ 及 2220,1.102051.02.44702.02B B B B e Bf u u u d l l h =⨯+⨯=+=∑∑-λ 将以上二式及已知条件代入柏努利方程式，得221.105.181.957.3B A u u =⨯+12.483.222-=B A u u ()a 两个未知数，只有一个关联式是不够的。
另一关联式可通过溶液的体积衡算求得。
即 3600/60051.0785.007.0785.022=⨯+⨯B A u u或 B A u u 53.033.4-= ()b将（a ）、（b ）两式联立，解得：s m u A /15.3= s m u B /23.2=∴ h m V A /6.4315.307.0785.032=⨯⨯=h m V B /4.166.43603=-=分析：这是一个典型的分支管路的问题，必然遵循分支管路的规律：① 单位质量流体在两支管流动终了时的总机械能与能量损失之和必然相等；② 主管流量等于支管流量之和。