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=dｕρ/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 ） 12. 如图所示，三个容器A 、B 、C 内均装有水，容器C 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/m 3,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/cm 2(表压) ，有机溶液输送量为6m 3/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：

p B

p A

z 1 B

A z 2 p a ρ

ρ C

R 2 H 2' 1 1' ρ0

例1-1附图

gZ 1+(u 12/2)+(p 1/ρ)+W=gZ 2+(u 22

/2)(p 2/ρ)+Σhf 1-2 W=(Z 2-Z 1)g+[(u 22

-u 12

)/2]+[(p 2-p 1)/ρ]+Σhf 1-2 Σhf 1-2 =λ[(l+le )/d](u 2/2)

u=(6/3600)/[(π/4)×0.052]=0.8488m/s u 1≈u 2≈0 Z 1=0

Re=duρ/μ=0.05×0.8488×800/(20×10-3

) =1697.6<2000

则λ=64/Re=64/1697.6=0.0377

Σhf 1-2 =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=Q ρW/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：

附图

10

简化 ： fABD W zg ∑=∆ 而 2

22

22211u d l u d l W W W BD AB fBD

fAB fABD λ

λ+=∑+∑=∑

化简 1.9803.705.112

2

21=+u u

又由连续性方程： 代入上式： 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：

ΘC ，D 出口状态完全相同，分支管路形如并联管路，

2

3118.1u u =∴

(1)

又 321V V V q q q +=

322212323238u u u +==22118.232u ⨯

21502.1u u =∴

(2)

在高位槽液面与BD 出口列柏努利方程：

1.9803.705.112

2

21=+u u (3)

将（2）代入（3）式中： 解得：s m u s

m u s m u /96.1/63.2/752.1312===

流量：h m s m u d q V /73.10/1098.263.2038.0785.04

33321211=⨯=⨯⨯==

-π