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 kPa
1-2.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：80.1980
13
.0136001=⨯==
ρρR H
m 14.34
214.3422
⨯==D S πm 2
28.6214.3=⨯=V m
3
储存量为：4.615498028.6=⨯kg=6.15t
1-3.一敞口贮槽内盛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)()()421042.15.04
6.0981.9880⨯=⨯⨯-⨯⨯=-==π
ρA h H g pA F N
(2)441077.71042.1981.9880⨯=⨯=⨯⨯==gH p ρPa
1-4.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。已知观察镜的中心离溢油口的垂直距离
H s =500mm ，油的密度为780kg/m 3，水的密度为1000kg/m 3。今欲使油水分界面维持
在观察镜中心处，问倒置的U 形出口管顶部距分界面的垂直距离H 应为多少？
因液体在器内及管内的流动缓慢，本题可作静力学处理。 解：gH gH s
ρρ=油
3901000
500
780=⨯=
H mm 1-5.用习题1-5附图所示复式U 形压差计测定水管A 、B 两点的压差。指示液为汞，其间充满水。今测得h 1=1.20m ，h 2=0.3m ，h 3=1.30m ，h 4=0.25m ，试以Pa 为单位表示A 、B 两点的压差Δp 。 解：()21211h h g P gh P P i A -+=+=ρρ
()2112h h g gh P P i A --+=ρρ(1)
()()4342323h h g gh P h h g P P i B i -++=-+=ρρρ(2)
(1)代入（2）
()()()()5411017.125.02.110001360081.9⨯=-⨯-⨯=--=-h h g P P i B A ρρPa
1-6.附图为一气柜，其内径9m ，钟罩及其附件共重10吨，忽略其浸在水中部分所受之浮力，进入气柜的气速很低，动能及阻力可忽略。求钟罩上浮时，气柜内气体的压强和钟罩内外水位差Δh(即“水封高”)为多少？
解：3231054.1481
.91010⨯=⨯⨯==
d A
mg p πPa 157.081
.910001054.13
=⨯⨯==∆g p h ρm
1-7.附图所示的汽液直接接触混合式冷凝器，蒸汽被水冷凝后，凝液与水沿大气腿流至地沟排出，现已知器内真空度为82kPa ，当地大气压为100kPa ，问其绝对压为多少Pa ？并估计大气腿内的水柱高度H 为多少米？
答：1882100=-=-=p p p a 绝kPa
36.881
.9100010823
=⨯⨯==g p H ρm
1-8.如图所示，在A 、B 两容器的上、下各接一压差计，两压差计的指示液相同，其密度均为ρi 。容器及测压导管中均充满水，试求：(1)读数R 与H 之间的关系；(2)A 点和B 点静压强之间的关系。 解：(1)()()gH gR P P i i B A ρρρρ-=-=- (2)gz p p B A
ρ+=
*1-9.测量气体的微小压强差，可用附图所示的双液杯式微差压计。两杯中放有密度为ρ1的液体，U 形管下部指示液密度为ρ2，管与杯的直径之比d /D 。试证气罐中的压强p B 可用下式计算： 解：gh p gh h g p a B 121ρρρ+=
+∆+
*1-10.试利用流体平衡的一般表达式(1-9)，推导大气压p 与海拔高度h 之间的关系。设海平面处的大气压强为p a ，大气可视作等温的理想气体。 解： 质量守恒
1-11.某厂用φ114×4.5mm 的钢管输送压强p =2MPa(绝压)、温度为20℃的空气，流量(标准状况：0℃，101.325kPa)为6300m 3
/h 。试求空气在管道中的流速、质量流量和质量流速。 答：/s m 095.0/h m 5.3422000
273325
.10129363003310010
1==⨯⨯⨯==P T P T q q v v 机械能守恒
1-12.水以60m 3
/h 的流量在一倾斜管中流过，此管的内径由100mm 突然扩大到200mm ，见附图。A 、B 两点的垂直距离为0.2m 。在此两点间连接一U 形压差计，指示液为四氯化碳，其密度为1630kg/m 3
。若忽略阻力损失，试求：(1)U 形管两
侧的指示液液面哪侧高，相差多少mm ？(2)若将上述扩大管道改为水平放置，压差计的读数有何变化？ 解：(1)
2
222B B A A
u P u P +=+ρρ
75.2106253.012.21000222222=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯=⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛-=-B
A A
B u u P P ρPa U 形管两侧的指示液液面A 侧高
()()34.081
.91000163075
.2106=⨯-=--=
g P P R i A B ρρm
(2)不变
1-13.某鼓风机吸入管直径为200mm ，在喇叭形进口处测得U 形压差计读数
R =25mm ，指示剂为水。若不计阻力损失，空气的密度为1.2kg/m 3，试求管道内空
气的流量。 解：
2
22
2
222111
u gz p u gz p ++=++ρρ
22.202
.1025
.081.91000222=⨯⨯⨯=
=
ρ
ρgR
u i m/s
67.2285360022.202.0785.04
22=⨯⨯⨯==
u
d q v πm 3
/h
1-14.图示为马利奥特容器，其上部密封，液体由下部小孔流出。当液体流出时，容器上部形成负压，外界空气自中央细管吸入。试以图示尺寸计算容器内液面下降0.5m 所需的时间。小孔直径为10mm 。设小孔的孔流系数C 0=0.62。 答：
2
22
2
222111
u gz p u gz p ++=++ρρ
a p p p ==21，02=z ，m 2.06.08.01=-=z ，01=u
液面下降小于0.6米，液体下降过程中流速不变
1-15.水以3.77×10-3m 3
/s 的流量流经一扩大管段。细管直径d =40mm ，粗管直径D =80mm ，倒U 形压差计中水位差R =170mm 。求水流经该扩大管段的阻力损失。
解：列1-2截面伯努利方程
1-16.图示为30℃的水由高位槽流经直径不等的两管段。上部细管直径为20mm ，下部粗管直径为36mm 。不计所有阻力损失，管路中何处压强最低？该处的水是否会发生汽化现象？
解：30℃的水的饱和蒸汽压Pa 24.4242=v
p ，3kg/m 7.995=ρ
取上部液面为截面1，出口为截面2，截面2为基准面，列伯努利方程：
21p p =，01=u ，02=z
从截面1到任意截面列伯努利方程：
⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+11gz p ρ为定值，⎪⎪⎭
⎫
⎝
⎛+22
u gz 最大，p 最小；u
在细管处最大，⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛+2
2
u gz 在细管上部最大
细管上部压强最低，v p p <
，会发生汽化现象。
*1-17.在一水平管道中流着密度为ρ的液体，收缩管前后的压差为(p 1-p 2)，管截面积为A 1及A 2。忽略阻力损失，试列出流速u 1和u 2的计算式。 解：由1-2截面列伯努利方程 动量守恒
1-18.水由喷嘴喷入大气，流量q V =0.025m 3
/s ，d 1=80mm ，d 2=40mm ，p 1=0.8MPa(表压)。求水流对喷嘴的作用力。
1-19.流体流经突然扩大管道时伴有机械能损失(见附图)。试用动量守恒定律证明
其中A 1、A 2分别为1，2截面面积，u 1为小管中的流速。 提示：可假定F n =p 1(A 2-A 1)，并忽略管壁对流体的摩擦阻力F f 。 解：
*1-20.水由直径为0.04m 的喷口流出，流速为u j =20m/s 。另一股水流以
u s =0.5m/s 的流速在喷嘴外的导管环隙中流动，导管直径为d =0.10m 。设图中截面
1各点虚拟压强P 1相同，截面2处流速分布均匀，并忽略截面1至2间管壁对流体的摩擦力，求：(1)截面2处的水流速度u 2；(2)图示U 形压差计的读数R 。 解：(1)()/s m 10512.22004.04
14.34
322
2-⨯=⨯⨯=
=j vj u d q π
(2)从截面1到截面2列动量守恒方程： 流动的内部结构
1-21.活塞在气缸中以0.8m/s 的速度运动，活塞与气缸间的缝隙中充满润滑油。已知气缸内径D =100mm ，活塞外径d =99.96mm ，宽度l =120mm ，润滑油粘度为100mPa ·s 。油在气缸壁与活塞侧面之间的流动为层流，求作用与活塞侧面的粘性力。
*1-22.图示为一毛细管粘度计，刻度a 至b 间的体积为3.5ml ，毛细管直径为1mm 。若液体由液面a 降至b 需要80s ，求此液体的运动粘度。
提示：毛细管两端b 和c 的静压强都是0.1MPa ，a 与b 间的液柱静压及毛细管表面张力的影响均忽略不计。
解：设毛细管中为层流 从b 截面到c 截面列伯努利方程
a c
b p p p ==，忽略液柱高度
层流，满足设定。 习题22附图习题24附图
*1-23.湍流时圆管的速度分布经验式为 试计算(1)
m ax
u u 之值；(2)动能校正系数α之值。
解：A
rdr
u A
udA u R
A
⎰⎰=
=
2π
积分变换r R x -=，dx dr -=
*1-24.粘度为μ、密度为ρ的液膜沿垂直平壁自上而下作均速层流流动，平壁
的宽度为B ，高度为H 。现将座标原点放在液面处，取液层厚度为y 的一层流体作力平衡。该层流体所受重力为(yBH )ρg 。此层流体流下时受相邻液层的阻力为τ
BH 。求剪应力τ与y 的关系。并用牛顿粘性定律代入，以推导液层的速度分布。
并证明单位平壁宽度液体的体积流量为 式中δ为液膜厚度。 管路计算
1-25.如附图所示。某水泵的吸入口与水池液面的垂直距离为3m ，吸入管直径为50mm 的水煤气管(ε=0.2mm)。管下端装有一带滤水网的底阀，泵吸入口附近装一真空表。底阀至真空表间的直管长8m ，其间有一个90°标准弯头。试估计当泵的吸水量为20m 3
/h ，操作温度为20℃时真空表的读数为多少kPa ？又问当泵的吸水量增加时，该真空表的读数是增大还是减少？ 解：液面为截面1，真空表为截面2列伯努利方程
a p p =1，01=z ，m 32=z ，01=u
查20℃水s Pa 100.13⋅⨯=-μ，3kg/m 2.998=ρ 查莫迪摩擦系数图，029.0=λ
50mm 的水煤气管底阀10=ξ，90°标准弯头75.0=ξ
操作温度为20℃时真空表的读数为多少94.8kPa.。
当泵的吸水量增加时，↑v q ，↑2u ，↓2p ，该真空表的读数增大。
1-26.如附图所示。一高位槽向用水处输水，上游用管径为50mm 水煤气管，长80m ，途中设90°弯头5个。然后突然收缩成管径为40mm 的水煤气管，长20m ，设有1/2开启的闸阀一个。水温20℃，为使输水量达3×10-3m 3
/s ，求高位槽的液位高度z 。
解：取上部液面为截面1，出口为截面2，截面2为基准面，列伯努利方程：
21p p =，z z =1，02=z ，0=u
查20℃水s Pa 100.13⋅⨯=-μ，3kg/m 2.998=ρ，设mm 2.0=ε
查莫迪摩擦系数图，
030.01=λ，031.02=λ，50mm
的水煤气管90°标准弯头75.0=ξ
，
40mm 的水煤气管1/2开启闸阀5.4=ξ，突然收缩5.01=ξ，18.02
=ξ
1-27.如附图所示。用压缩空气将密闭容器(酸蛋)中的硫酸压送至敞口高位槽。输送流量为0.10m 3
/min ，输送管路为φ38×3mm 无缝钢管。酸蛋中的液面离压出管口的位差为10m ，在压送过程中设为不变。管路总长20m ，设有一个闸阀(全开)，8个标准90°弯头。求压缩空气所需的压强为多少MPa(表压)？
操作温度下硫酸的物性为ρ=1830kg/m 3
，μ=12mPa ·s 。 解：列1-2截面柏努利方程
2111(p p p p p a -=-=表），01=z ，m 102=z ，01=u
无缝钢管取15.0=ε，005.032
15
.0==
d
ε
查图037.0=λ 90°弯头75.0=ξ
，闸阀(全开)17.0=ξ，缩小5.0=ξ
0.30MPa
Pa 1000.3207
.2183015.017.075.08032.020037.01081.91830)(52
1=⨯=⨯⎪
⎭
⎫ ⎝⎛+++⨯+⨯+⨯⨯=表p 习题27附图
*1-28.粘度为30mPa ·s 、密度为900kg/m 3
的液体自容器A 流过内径40mm 的管路进入容器B 。两容器均为敞口，液面视作不变。管路中有一阀门，阀前管长50m ，阀后管长20m(均包括局部阻力的当量长度)。当阀全关时，阀前、后的压强计读数分别为0.09MPa 与0.045MPa 。现将阀门打开至1/4开度，阀门阻力的当量长度为30m 。试求：(1)管路的流量；(2)阀前、阀后压强计的读数有何变化？
解：（1）取阀高度为基准面
阀全关时流体静止，依据流体静力学方程 阀1/4开度时，列A-B 截面柏努利方程 设管内为层流，则ud
ρμ
λ64=
验证90003
.004
.075.0900=⨯⨯==
μρud R e
，小于2000 （2）阀1/4开度时，列A-1截面柏努利方程
A P 不变，1p 变小；
列B-2截面柏努利方程
B P 不变，2p 变大。
1-29.在20℃下苯由高位槽流入某容器中，其间液位差5m 且视作不变，两容器均为敞口。输送管为Ф32×3mm 无缝钢管(ε=0.05mm)，长100m(包括局部阻力的当量长度)，求流量。
解：设高液面为截面1，低液面为截面2，低液面为基准面，列1-2截面柏努利方程
a p p p ==21，m 51=z ，02=z ，021==u u
设流动为湍流，查莫迪摩擦系数图031.0023.0-=λ，设027.0=λ 20℃下苯s Pa 1037.74⋅⨯=-μ，3kg/m 879=ρ 验证441001.310
37.7026.097.0879⨯=⨯⨯⨯==
-μρud R e
查莫迪摩擦系数图027.0=λ，与设定吻合。
*1-30.某工业燃烧炉产生的烟气由烟囱排入大气。烟囱的直径为2m ，ε/d =0.0004。烟气在烟囱内的平均温度为200℃，在此温度下烟气的密度为0.67kg/m 3
，粘度为0.026mPa ·s ，烟气流量为80000m 3
/h 。在烟囱高度范围内，外界大气的平均密度为1.15kg/m 3
，设烟囱内底部的压强低于地面大气压0.2kPa ，求此烟囱应有多少高度？
试讨论用烟囱排气的必要条件是什么？增高烟囱高度对烟囱内底部压强有何影响？
解：列烟囱底部（1截面）和顶部（2截面）的柏努利方程
查图得017.0=λ
烟囱得以排烟的必要条件是烟大气ρρ>，如果烟大气ρρ<，p 1不小于0，H 为负值，无法起到抽吸作用。
H 增加，p 1降低，抽吸量增加。
*1-31.某水槽的截面积A =3m ，水深2m 。底部接一管子Ф32×3mm ，管长10m(包括所有局部阻力当量长度)，管道摩擦系数λ=0.022。开始放水时，槽中水面与出口高差H 为4m ，试求水面下降一米所需的时间。
1-32.附图所示，管路用一台泵将液体从低位槽送往高位槽。输送流量要求为2.5×10-3m 3
/s 。高位槽上方气体压强为0.2MPa(表压)，两槽液面高差为6m ，液体密度为1100kg/m 3
。管道φ40×3mm ，总长(包括局部阻力)为50m ，摩擦系数λ为0.024。求泵给每牛顿液体提供的能量为多少？
解：以低位槽液面为1截面，高位槽为2截面，1截面为基准面，列伯努利方程：
压强以表压计，01=p ，02
1==u u ，612=-z z
习题32附图习题33附图
*1-33.如附图所示。两敞口容器其间液面差6m ，底部用管道相联。A 槽底部出口有一直径600mm 、长3000m 的管道BC ，然后用两根支管分别与下槽相通。支管
CD 与CE 的长度皆为2500m ，直径均为250mm 。若已知摩擦系数均为0.04，试求A
槽向下槽的流量。设所有的局部阻力均可略去。 解：vCE vCD vBC v q q q q +==
∵32
f f h h =
∴u 2=u 3
两敞口容器其间液面间列柏努利方程，低液面为基准面
*1-34.如附图所示。水位恒定的高位槽从C 、D 两支管同时放水。AB 段管长6m ，
内径41mm 。BC 段长15m ，内径25mm 。BD 段长24m ，内径25mm 。上述管长均包括阀门及其它局部阻力的当量长度，但不包括出口动能项，分支点B 的能量损失可忽略，试求：(1)D 、C 两支管的流量及水槽的总排水量；(2)当D 阀关闭，求水槽由C 支管流出的出水量；
设全部管路的摩擦系数均可取0.03，且不变化，出口损失应另作考虑。 *1-35.如附图所示。某水槽的液位维持恒定，水由总管A 流出，然后由B 、C 两支管流入大气。已知B 、C 两支管的内径均为20mm ，管长l B =2m ，l C =4m 。阀门以外的局部阻力可以略去。
(1)B 、C 两阀门全开(ζ=0.17)时，求两支管流量之比；
(2)提高位差H ，同时关小两阀门至1/4开(ζ=24)，使总流量保持不变，求B 、C 两支管流量之比；
(3)说明流量均布的条件是什么？
设流动已进入阻力平方区，两种情况下的λ=0.028，交点O 的阻力可忽略。 解：（1）由汇点O 至两管口截面列柏努利方程
（2）05.112402.02028.012402.04028.011=++⨯++⨯
=++++=B B C C vC vB d l d l q q ξλξλ 流量之比与H 无关。
（3）流量均布是以能量损失为条件。
*1-36.欲将5000kg/h 的煤气输送100km ，管内径为300mm ，管路末端压强(绝压)为0.15MPa ，试求管路起点需要多大的压强？
设整个管路中煤气的温度为20℃，λ=0.016，标准状态下煤气的密度为0.85kg/m 3
。 流量测量
1-37.在一内径为300mm 的管道中，用毕托管来测定平均分子量为60的气体流速。管内气体的温度为40℃，压强为101.3kPa ，粘度0.02mPa ·s 。已知在管道
同一横截面上测得毕托管水柱最大读数为30mm 。问此时管道内气体的平均速度为若干？ 解：300kg/m 34.2313
27341.226041.22=⨯==T P PT M ρ 查图（P47）81.0max =u u
1-38.在一直径为5cm 的管道上装一标准的孔板流量计，孔径为25mm ，U 形管压差计读数为220mmHg 。若管内液体的密度为1050kg/m 3
，粘度为0.6mPa ·s ，试计算液体的流量。 解：25.05025221010=⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛==d d A A m 设0C 仅与面积比m 有关，查图625.00
=C 0C 与ed R 无关，仅与面积比m 有关，0C 正确
1-39.有一测空气的转子流量计，其流量刻度范围为400-4000L/h ，转子材料用铝制成(ρ铝=2670kg/m 3)，今用它测定常压、20℃的二氧化碳，试问能测得的最大流量为若干L/h ？ 解：()()空气二氧化碳二氧化碳空气空气二氧化碳ρρρρρρ--=f f v v q q
流体流动习题
1、如附图所示的输水管道，管内径 di 为：d i=2.5cm; d2=10cm d3=5cn。 (1)当流量为4L/S时，各管段的平均流速为若干? (2)当流量增至8L/S或减至2L/S时，平均流速如何变化? 2、有一内径为25mm勺水管，如管中流速为1.0m/s，水温为20C 求： (1)管道中水的流动类型; (2)管道内水保持层流状态的最大流速。 3、如本题附图所示，高位槽内的水位高于地面7 m,水从© 108 mm X 4 mm的管道中流出，管路出口高于地面1.5 m。已知水流经系统的能量损失可按刀h f=5.5u2计算，其中u为水在管内的平均流速(m/s)。设流动为稳态，试计算(1) A-A'截面处水的平均流速；(2)水的流量(m3/h)。 ” / /
4、如本题附图所示，用泵2将储罐1中的有机混合液送至精馏塔3 的中部进行分离。已知储罐内液面维持恒定，其上方压力为 1.0133 105 Pa。流体密度为800 kg/m3。精馏塔进口处的塔内压力为 1.21 105 Pa,进料口高于储罐内的液面8 m,输送管道直径为© 68 mm 4 mm,进料量为20 m3/h。料液流经全部管道的能量损失为70 J/kg, 求泵的有效功率。 5、某液体以一定的质量流量在水平直圆管内作湍流流动。若管长及液体物性不变，将管径减至原来的1/2，问因流动阻力而产生的能量损失为原来的多少倍？ 如本题附图所示，贮槽内水位维持不变。槽的底部与内径为100 mm 的钢质放水管相连，管路上装有一个闸阀，距管路入口端15 m处安有以水银为指示液的U管压差计，其一臂与管道相连，另一臂通大气。压差计连接管内充满了水，测压点与管路出口端之间的直管长度为20 m。 当闸阀关闭时，测得R=600 mm、h=1500 mm;当闸阀部分开启时，测得R=400 mm、h=1400 mm。摩擦系数，可取为0.025,管路入口处 的局部阻力系数取为0.5。问每小时从管中流出多少水（m3）?
化工原理第1章流体流动习题及答案
一、单选题 1．单位体积流体所具有的（）称为流体的密度。 A A 质量； B 粘度； C 位能； D 动能。 2．单位体积流体所具有的质量称为流体的（）。 A A 密度； B 粘度； C 位能； D 动能。 3．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。4．气体是（）的流体。 B A 可移动； B 可压缩； C 可流动； D 可测量。 5．在静止的流体内，单位面积上所受的压力称为流体的（）。 C A 绝对压力； B 表压力； C 静压力； D 真空度。 6．以绝对零压作起点计算的压力，称为（）。 A A 绝对压力； B 表压力； C 静压力； D 真空度。 7．当被测流体的（）大于外界大气压力时，所用的测压仪表称为压力表。D A 真空度； B 表压力； C 相对压力； D 绝对压力。 8．当被测流体的绝对压力（）外界大气压力时，所用的测压仪表称为压力表。 A A 大于； B 小于； C 等于； D 近似于。 9．（）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 A 压力表； B 真空表； C 高度表； D 速度表。
10．被测流体的（）小于外界大气压力时，所用测压仪表称为真空表。 D A 大气压； B 表压力； C 相对压力； D 绝对压力。 11. 流体在园管内流动时，管中心流速最大，若为湍流时，平均流速与管中心的 最大流速的关系为（）。B A. Um＝1/2Umax； B. Um＝； C. Um＝3/2Umax。 12. 从流体静力学基本方程了解到U型管压力计测量其压强差是( )。 A A. 与指示液密度、液面高度有关，与U形管粗细无关； B. 与指示液密度、液面高度无关，与U形管粗细有关； C. 与指示液密度、液面高度无关，与U形管粗细无关。 13.层流底层越薄( )。 C A. 近壁面速度梯度越小； B. 流动阻力越小； C. 流动阻力越大； D. 流体湍动程度越小。 14.双液体U形差压计要求指示液的密度差( ) C A. 大； B. 中等； C. 小； D. 越大越好。 15.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. 恒流速、恒压差； D. 变流速、恒压差。 16.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。 17.圆直管内流动流体，湍流时雷诺准数是（）。B A. Re ≤ 2000； B. Re ≥ 4000； C. Re = 2000～4000。 18.某离心泵入口处真空表的读数为200mmHg ，当地大气压为101kPa, 则泵
流体流动试题集及参考答案
流体流动试题集及参考答案 一、填空题： 1.（3分） 雷诺准数的表达式为________________。当密度ρ＝,粘度μ=1厘泊的水,在内径为d=100mm,以流速为在管中流动时,其雷诺准数等于__________,其流动类型为______. Re=dｕρ/μ ; 10; 湍流 2.（2分） 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. 850; -100 3.（3分） 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_________. 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 4.（2分） 管出口的局部阻力系数等于________,管入口的局部阻力系数等于______. ; 5.（3分） 流体体积流量用＿＿＿＿＿来计算；质量流量用＿＿＿＿＿来计算；而流体流速用＿＿＿＿＿来计算。 ｑ＝ｑ＝.ρ u＝ｑ/A
6.（3分） 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＿＿＿，其平均速度为＿＿＿＿＿＿。 湍流， Wm＝0．8Wｍａｘ，滞流， Wm＝ｍａｘ。 7.（2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； 8.（3分） 当Re 为已知时,流体在圆形管内呈层流时的摩擦系数λ=__________,在管内呈湍流时,摩擦系数λ与____________、_____________有关。 64/Re; Re; ε/d 9.（3分） 牛顿粘性定律的表达式为__________,动力粘度 (简称为粘度)μ的SI单位为________。运动粘度ν的SI单位为__________。 τ=μdu/dy；或； m.s 10.（3分） 水由敞口恒液位的高位槽通过一管道流向压力恒定的反应器,当管道上的阀门开度减小后,水流量将__________,摩擦系数____________,管道总阻力损失____________。 减小；增大；不变 11.（2分） 流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是流体具有_________。 粘性 12.（2分） 压头转换实验中,在一定流速下某测压管显示的液位高度为静压头值,流速再增大时,液
流体流动习题及答案
流体流动习题及答案 【篇一：流体流动习题解答】 解：真空度＝大气压－绝压 3 p绝压?p a?p?(98.7?13.?3)p10atm真空度 表压＝－真空度＝-13.3?103pa 2. 在本题附图所示的贮油罐中盛有密度为960 kg/m3的油品，油面高于罐底 解：设通过圆孔中心的水平液面生的静压强为p，则p罐内液体作用于孔盖上的平均压强： 960?9.81?(9.?6 p??g?z?0.?8)p8a2) (表压作用在孔盖外侧的是大气压pa，故孔盖内外所受的压强差为?p?82874pa 作用在孔盖上的净压力为： p??p?d2?82575?(?0.762)?3.76?104n 44? 每个螺钉能承受的最大力为： f钉?32.2?361??4?230.?014?4.n9 610 螺钉的个数为3.76?104/4.96?103?7.58 个 所需的螺钉数量最少为8个 3. 某流化床反应器上装有两个u管压差计，如本题附图所示。测得r1=400 mm，r2=50 mm，指示液为水银。为防止水银蒸气向空间扩散，于右侧的u管与大气连通的玻璃管内灌入一段水，其高度 r3=50 mm，试求a、b两处的表压强。 解：u管压差计连接管中是气体。若以?g,?h2o,?hg分 别表示气体、水与水银的密度，因为?g??hg，故由气柱 高度所产生的压强差可以忽略。由此可以认为pa?pc，c pb?pd。由静力学基本方程式知： pa?pc??h2ogr3??hggr2 ?9.8?10?.05 ?10001?3600?9 .d?7161pa(表压) pb?pd?pa??hg1gr?7161?1360?09.?81?0.44 05?6.pa10 4. 本题附图为远距离制量控制装臵，用以测定分相槽内煤油和水的两相界面位臵。已知两吹气管出口的距离h=1 m，u管压差计的指示液为水银，煤油的密度为820 kg/m3。试求当压差计读数r=68 m 时，相界面与油层的吹气管出口距离h。 解：如图，设水层吹气管出口处为a， 煤油层吹气管出口处为b，且煤油层吹气
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第一章《流体力学》练习题 一、单选题 1．单位体积流体所具有的（）称为流体的密度。 A 质量； B 粘度； C 位能； D 动能。 A 2．单位体积流体所具有的质量称为流体的（）。 A 密度； B 粘度； C 位能； D 动能。 A 3．层流与湍流的本质区别是（）。
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。 D 4．气体是（）的流体。 A 可移动； B 可压缩； C 可流动； D 可测量。 B 5．在静止的流体内，单位面积上所受的压力称为流体的（）。 A 绝对压力； B 表压力； C 静压力； D 真空度。
C 6．以绝对零压作起点计算的压力，称为（）。 A 绝对压力； B 表压力； C 静压力； D 真空度。 A 7．当被测流体的（）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。 D 8．当被测流体的绝对压力（）外界大气压力时，所用的测压仪表称为压力表。 A 大于； B 小于； C 等于； D 近似于。
A 9．（）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。 A 10．被测流体的（）小于外界大气压力时，所用测压仪表称为真空表。 A 大气压； B 表压力； C 相对压力； D 绝对压力。 D 11. 流体在园管内流动时，管中心流速最大，若
为湍流时，平均流速与管中心的最大流速的关系为（）。 A. Um＝1/2Umax； B. Um＝0.8Umax； C. Um＝3/2Umax。 B 12. 从流体静力学基本方程了解到U型管压力计测量其压强差是( )。 A. 与指示液密度、液面高度有关，与U形管粗细无关； B. 与指示液密度、液面高度无关，与U形管粗细有关； C. 与指示液密度、液面高度无关，与U形管粗细无关。 A
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
流体流动习题
流体流动习题 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）离心泵的特性曲线通常包括H-Q曲线、η-Q 和N-Q 曲线，这些曲线表示在一定转速下，输送某种特定的液体时泵的性能。(3) 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。流体在管内流动时，如要测取管截面上的流速分布，应选用皮托流量计测量。 (4) 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 单位重量流体的机械能衡算式为 单位体积流体的机械能衡算式为 (5) 有外加能量时以单位体积流体为基准的实际流体柏努利方程为z1ρg+（u12ρ/2）+p1+W sρ= z2ρg+（u22ρ/2）+p2 +ρ∑h f ，各项单位为Pa（N/m2）。(6）气体的粘度随温度升高而增加，水的粘度随温度升高而降低。 (7) 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。 (8) 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。 (9) 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。 (10) 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小。 (11) 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。 (12) 离心泵的轴封装置主要有两种：填料密封和机械密封。 (13) 离心通风机的全风压是指静风压与动风压之和，其单位为Pa 。 (14) 若被输送的流体粘度增高，则离心泵的压头降低，流量减小，效率降低，轴功率增加。 降尘室的生产能力只与沉降面积和颗粒沉降速度有关，而与高度无关。 (15) 分离因素的定义式为u t2/gR 。 (16) 已知旋风分离器的平均旋转半径为0. 5m，气体的切向进口速度为20m/s，则该分离器的分离因数为800/9.8 。 (17) 板框过滤机的洗涤速率为最终过滤速率的1/4 。 (18) 在滞流区，颗粒的沉降速度与颗粒直径的 2 次方成正比，在湍流区颗粒的沉降速度与颗粒直径的0.5 次方成正比。 二选择 1 流体在管内流动时，如要测取管截面上的流速分布，应选用⎽⎽A⎽⎽⎽流量计测量。 A 皮托管 B 孔板流量计 C 文丘里流量计 D 转子流量计 2 离心泵开动以前必须充满液体是为了防止发生⎽⎽⎽A⎽⎽⎽。 A 气缚现象B汽蚀现象 C 汽化现象 D 气浮现象
流体流动 习题
第一二章习题 一、选择题 1．如图示，某直管管路，阀门A、B全开时，截面1和截面2的测压管液面高为h1和h2,液体先后流经A、B阀， 若关小A阀，h1___↓____；h2____↓____, h1-h2____↓____; 若A阀不变，关小B阀，h1__↑_____；h2____↑____, h1-h2____↓____. 2．管路上装一阀门，减小开度，则流量流速___↓___；液体流经总阻力损失_____不变__；直管阻力___↓__，局部阻力___↑____。 3．水由敞口恒液位的高位槽通过一管道流向压力恒定的反应器，当管道上的阀门开度减小后，水流量将___↓____；管道总阻力损失__不变______；摩擦系数______不变___（如在阻力平方区）。 4．有一并联管路，如图所示，两段管路的流量、流速、管径、管长、流动阻力损失分别为V1 V2 u1 u2 d1 d2 L1 L2 hf1 hf2 ，及d1=2d2, L1=2L2,则 （1）hf1/ hf2=_____１___ (2)当两段管路中流动均为滞流时，V1/ V2=____８___；u1/ u2=___２____ (3)当两段管路中流动均为湍流时,并取相同的摩擦系数，V1/V2=_４____；u1/ u2=___１___ 5. 水在下图管道中流动,流量为42.4m3/h,A B两截面的内径分别为dA=50mm, dB=100mm,AB两截面的压强 计读数为pA= kPa, pB=60kPa,那么水流动的方向是由___Ａ___流向__Ｂ_______. 6. 敞口容器底部有一(出)进水管,如图,容器内水面保持恒定,管内水流动速度头为0.5m水柱, (1)对a,水由容器流入管内,则2点的表压p2= m水柱____ (2)对b,水由水管流入容器,则2点的表压p2=__1 m水柱______ 7. 在下面两种情况下,假如流体流量不变,而圆形直管如果直径减少1/2,则因直管阻力而引起的压强降为原 来的________ A 如两种情况都为层流16倍 B 两种情况均在阻力平方区,且认为摩擦系数为常数.３２倍 8. 某流体在直管中作层流流动,在流速不变的情况下,管长管径同时增加一倍,其阻力损失为原来的___１／ ２______. 9. 流体在一圆形直管中流动,平均流速0.5m/s,压降强为10Pa,Re为1000, 则管中心处点速度为____１ m/s____;若流速增到1 m/s,则压强降为___20______Pa.
流体流动-练习试题(用)
流体流动练习题 一、单选题 1．单位体积流体所具有的（）称为流体的密度。 A A 质量； B 粘度； C 位能； D 动能。 2．单位体积流体所具有的质量称为流体的（）。 A A 密度； B 粘度； C 位能； D 动能。 3．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。 4．气体是（）的流体。 B A 可移动； B 可压缩； C 可流动； D 可测量。 5．在静止的流体内，单位面积上所受的压力称为流体的（）。C A 绝对压力； B 表压力； C 静压力； D 真空度。 6．以绝对零压作起点计算的压力，称为（）。A A 绝对压力； B 表压力； C 静压力； D 真空度。 7．当被测流体的（）大于外界大气压力时，所用的测压仪表称为压力表。D A 真空度； B 表压力； C 相对压力； D 绝对压力。 8．当被测流体的绝对压力（）外界大气压力时，所用的测压仪表称为压力表。A A 大于； B 小于； C 等于； D 近似于。 9．（）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 A 压力表； B 真空表； C 高度表； D 速度表。 10．被测流体的（）小于外界大气压力时，所用测压仪表称为真空表。 D A 大气压； B 表压力； C 相对压力； D 绝对压力。 11. 流体在园管内流动时，管中心流速最大，若为湍流时，平均流速与管中心的最大流速的关系为（）。 B A. Um＝1/2Umax； B. Um＝0.8Umax； C. Um＝3/2Umax。 12. 从流体静力学基本方程了解到U型管压力计测量其压强差是( )。 A A. 与指示液密度、液面高度有关，与U形管粗细无关； B. 与指示液密度、液面高度无关，与U形管粗细有关； C. 与指示液密度、液面高度无关，与U形管粗细无关。 13. 层流内层越薄( )。 C A. 近壁面速度梯度越小； B. 流动阻力越小； C. 流动阻力越大； D. 流体湍动程度越小。 14.圆直管内流动流体，滞流时雷诺准数范围是（）。 A A. Re ≤ 2000； B. Re ≥ 4000； C. Re = 2000～4000。 15. 圆直管内流动流体，湍流时雷诺准数是（）。 B A. Re ≤ 2000； B. Re ≥ 4000； C. Re = 2000～4000。
流体流动习题
【例1-1】天津和兰州的大气压强分别为101.33kPa，和85.3kPa，苯乙烯真空精馏塔的塔顶要求维持5.3kPa的绝对压强，试计算两地真空表的读数（即真空度）。 解：真空度=大气压强-绝对压强 天津真空度=101.33-5.3=96.03kPa 兰州真空度=85.3-5.3=80kPa; 【例1-2】本题附图所示的开口容器内盛有油和水。油层高度h1=0.8m，密度ρ1=800kg/m3水层高度h2=0.6m、密度ρ2=1000kg/m3。 （1）断下列关系是否成立，即： （2）计算水在玻璃管内的高度h。 解：（1）判断题给两关系式是否成立
的关系成立。因A及A'两点在静止的连通着的同一种流体内，并在同一水平面上。所以截面A-A’称为等压面。 的关系不成立。因B及B'两点虽在静止流体的同一水平面上，但不是连通着的同一流体，即截面B-B’不是等压面。 （2）计算玻璃管内水的高度h:由上面讨论知，，而与都可以用流体静力学方程式计算，即 于是得: 分析：求解本题的关键是掌握流体力学方程式的原理和应用 【例1-3】在本题附图所示的实验装置中，与异径水平管段两截面（1-1’、2-2’）连一倒置U管压差计，压差计读数R=200mm。试求两截面间的压强差。
解：因为倒置U管，所以其指示液应为水。设空气和水的密度分别为g与ρ，根据流体静力学基本原理，截面a-a’为等压面，则 又由流体静力学基本方程式可得 由于，上式可简化为： 所以: 【例1-4】在本题附图所示的密闭容器A与B内，分别盛有水和密度为810kg/m3的某溶液，A、B间由一水银U管压差计相连。 （1）当p A=29×103Pa（表压）时，U管压差计读数R=0.25m，h=0.8m。试求容器B内的压强p B。 （2）当容器A液面上方的压强减小至Pa（表压），而不变时，U形管压差计的读数为若干？
流体流动习题
化工原理 流体流动习题 流体的压力 【1】容器A 中的气体表压为60kPa ，容器B 中的气体真空度为.?41210Pa 。试分别求出A 、B 二容器中气体的绝对压力为若干帕，该处环境的大气压力等于标准大气压力。 解 标准大气压力为101.325kPa 容器A 的绝对压力 ..p kPa ==A 101325+60161325 容器B 的绝对压力 ..B p kPa =-=1013251289325 【2】某设备进、出口的表压分别为-12kPa 和157kPa ，当地大气压力为101.3kPa 。试求此设备的进、出口的绝对压力及进、出的压力差各为多少帕。 解 进口绝对压力 ..进101312893 =-=p kPa 出口绝对压力 ..出101 31572583 =+=p kPa 进、出口的压力差 ..p kPa p kPa ?=--=+=?=-=157（12）15712169 或 258 389 3169 流体的密度 【3】正庚烷和正辛烷混合液中，正庚烷的摩尔分数为0.4，试求该混合液在20℃下的密度。 解 正庚烷的摩尔质量为/kg kmol 100，正辛烷的摩尔质量为/kg kmol 114。 将摩尔分数换算为质量分数 正庚烷的质量分数 (104100) 03690410006114 ω?= =?+? 正辛烷的质量分数 ..2103690631ω=-= 从附录四查得20℃下正庚烷的密度/kg m ρ=31684，正辛烷的密度为/kg m ρ=32703 混合液的密度 /..3169603690631 684703 ρ= =+m kg m 【4】温度20℃，苯与甲苯按4:6的体积比进行混合，求其混合液的密度。 解 20℃时，苯的密度为/3879kg m ，甲苯的密度为/3867kg m 。 混合液密度 ../3879 048670．68718 ρ=?+?=m k g m 【5】有一气柜，满装时可装36000m 混合气体，已知混合气体各组分的体积分数为 2 2 2 4 H N CO CO CH .04 0.2 0.32 0.07 0.01
流体流动作业及答案
流体流动作业 1某油水分离池液面上方为常压，混合液中油（o ）与水（w ）的体积比为5:1，油的密度为ρ0 = 830kg·m -3 ，水的密 度为ρ = 1000kg·m -3 。池的液位计读数h c =1.1m 。试求混合液分层的油水界面高h w 和液面总高度(h w + h o )。 解：如图所示 ρ0gh 0 + ρgh w = ρgh c h 0 : h w = 5:1 ∴ 5ρ0gh w + ρgh w = ρgh c m g g gh h w c w 214.01000 83051 .1100050=+??=+= ρρρ h 0 +h w = 6 h w = 6 × 0.214 = 1.284m 2、质量浓度为16200kg/h 的25%氯化钠（NaCl ）水溶液在φ50×3mm 的钢管中流过。已知水溶液的密度为1186kg/m 3 ，粘度为2.3×10-3 Pa·s。求（1）判断该水溶液的流动类型。（2）计算在滞流时的最大流速滞max u 。 解：（1）算出R e 准数后即可判断流动类型 ①5.2497.21186 )044.0(43600 16200 2≈=?== πρωA s u m/s ②5672210 3.21186 5.2044.03 =???= = -μ ρ du R e ， 流型为湍流 （2）求滞max u ：滞流时，R e 准数最大值为2000，相应的流速即为滞max u μ ρ 滞m a x du R e = 代入已知值后 200010 3.2118604 4.03 m ax =???-滞 u ，解得088.0m ax =滞u m/s 3、列管换热器的管束有13根?25×2.5mm 的钢管组成。平均温度为50℃的空气以9m·s -1 的速度在列管内流动，管内压强为1.96×105 Pa(表压)，当地大气压为9.87×104 Pa ，标准状况下空气的密度ρ0 = 1.293kg·m -3 。试求换热器内： (1) 空气的质量流量；(2) 操作条件下空气的体积流量；(3) 换算为标准状况下的体积流量。 解：操作压强 P = 1.96×105 + 9.87×104 = 2.947×105 Pa 操作条件下空气的密度为3 5 5000179.310013.1)50273(27310947.2293.1-?=??+???==m kg TP PT ρρ (1) q m = uA ρ = 9×13×π4 ×0.022 ×3.179 = 0.117kg ·s -1 (2) q V = uA = 9×13×π4 ×0.022 = 0.0368 m 3·s -1 (3) q V,0 = q m /ρ0 = 0.117/1.293 =0.0905 m 3 ·s -1 4、如图所示，将高位槽内料液向塔内加料。高位槽和塔内的压力均为大气压。要求料液在管内以0.5m/s 的速度流 动。设料液在管内压头损失为1.2m （不包括出口压头损失），试求高位槽的液面应该比塔入口处高出多少米？ 解：取管出口高度的0－0为基准面，高位槽的液面为1－1截面，因要求计算高位槽的液面比塔入口处高出多少米，所以把1－1截面选在此就可以直接算出所求的高度x ，同时在此液面处的u 1及p 1均为已知值。2－2截面选在管出口处。在1－1及2－2截面间列柏努利方程： f h u p gZ u p gZ ∑ρρ+++=++2 22 2 22211 1 式中p 1=0（表压）高位槽截面与管截面相差很大，故高位槽截面的流速与管内流速相比，其值很小，即u 1≈0， Z 1=x ，p 2=0（表压），u 2=0.5m/s ，Z 2=0，f h ∑/g =1.2m
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
流体流动习题及答案
流体流动习题及答案 1、如图1所示，直径为10cm的圆盘由轴带动在一平台上旋转，圆盘与平台间充有厚度S =1.5mm的油膜。当圆盘以n=50r/min旋转时，测得扭矩M=2.94X 10Nm。设油膜内速度沿垂直方向为线性分布，试确定油的黏度。 图1 解：在半径方向上取dr，则有 dM = dFr 由题有 dF= T・ dA ..du dy 2 2 dA二二(r dr)-愿r=2二r dr du _ 2二nr dy 、 所以有 dM二"虫2二r dr r = J 42 - r 3dr dy § 两边积分计算得 M二丄M2 -r4 代入数据得 2.94 X10Nm=uX(0.05m) 4xn X(50/60) s / (1.5 X 10m) 可得 尸8.58 x T0Pas
2、常压、20r的空气稳定流过平板壁面，在边界层厚度为 1.8mm处的雷诺数为6.7 x 10求空气的外流速度。 解：设边界层厚度为空气密度为p空气流速为u。 由题，因为湍流的临界雷诺数一般取5X10>6.7 x 10 所以此流动为层流。对于层流层有 4.641x 05- Re x 同时又有 Pxu Rex= — 两式合并有 0.5 4.641 Re = 即有 4.641 x(6.7 x 10 0.5= u x 1x f0g/m3x 1.8mm (1.81 x f0Pas) u = 0.012m/s 3、污水处理厂中，将污水从调节池提升至沉淀池。两池水面差最大为10m, 管路摩擦损失为4J/kg，流量为34 m3/h。求提升水所需要的功率。设水的温度为 25C。 解：设所需得功率为N e,污水密度为p N e= W e q v p=(g Az Elh) q v p =(9.81m/s2x 10m+4J/kg) x 1x g1m3x 34/3600rn/s =964.3W 4、如图所示，有一水平通风管道，某处直径由400mm减缩至200mm。为了粗略估计管道中的空气流量，在锥形接头两端各装一个U管压差计，现测得粗管端的表压为100mm水柱，细管端的表压为40mm水柱，空气流过锥形管的
流体流动练习题
流体流动练习题 一、单项选择题 1．单位体积流体所拥有的（）称为流体的密度。 A A质量； B 粘度； C 位能； D 动能。 2．单位体积流体所拥有的质量称为流体的（）。A A密度； B 粘度； C 位能； D 动能。 3．层流与湍流的实质差别是（）。 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。 4．气体是（）的流体。 B A可挪动； B 可压缩； C 可流动； D 可丈量。 5．在静止的流体，单位面积上所受的压力称为流体的（）。 C A绝对压力； B 表压力； C 静压力； D 真空度。 6．以绝对零压作起点计算的压力，称为（）。 A A绝对压力； B 表压力； C 静压力； D 真空度。 7．当被测流体的（）大于外界大气压力时，所用的测压仪表称为压力表。 D A真空度； B 表压力； C 相对压力； D 绝对压力。 8．当被测流体的绝对压力（）外界大气压力时，所用的测压仪表称为压力表。 A A 大于； B 小于； C 等于； D 近似于。 9．（）上的读数表示被测流体的绝对压力比大气压力超出的数值，称为表压力。 A A压力表； B 真空表； C 高度表； D 速度表。 10．被测流体的（）小于外界大气压力时，所用测压仪表称为真空表。 D A大气压； B 表压力； C 相对压力； D 绝对压力。 11. 流体在园管流动时，管中心流速最大，若为湍流时，均匀流速与管中心的最大流速的关系为（）。 B A. Um＝ 1/2Umax； B. Um ＝ 0.8Umax； C. Um ＝ 3/2Umax。 12. 从流体静力学基本方程认识到U 型管压力计丈量其压强差是 ( ) 。 A A.与指示液密度、液面高度相关，与U 形管粗细没关； B.与指示液密度、液面高度没关，与U 形管粗细相关； C.与指示液密度、液面高度没关，与U 形管粗细没关。 13.层流层越薄 ( ) 。 C A.近壁面速度梯度越小； B.流动阻力越小； C. 流动阻力越大； D. 流体湍动程度越小。 14. 圆直管流动流体，滞流时雷诺准数围是（）。 A A. Re ≤ 2000 ； B. Re ≥ 4000 ； C. Re = 2000 ～ 4000。 15. 圆直管流动流体，湍流时雷诺准数是（）。 B A. Re ≤ 2000 ； B. Re ≥ 4000 ； C. Re = 2000 ～ 4000。 16. 某离心泵进口处真空表的读数为200mmHg，当地大气压为101kPa, 则泵进口处的绝对压强为（）。 A
第一章.流体流动习题及答案
一、单选题 1．单位体积流体所具有的（ A ）称为流体的密度。 A 质量； B 粘度； C 位能； D 动能。 2．单位体积流体所具有的质量称为流体的（ A ）。 A 密度； B 粘度； C 位能； D 动能。 3．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。 4．气体是（ B ）的流体。 A 可移动； B 可压缩； C 可流动； D 可测量。 5．在静止的流体内，单位面积上所受的压力称为流体的（ C ）。 A 绝对压力； B 表压力； C 静压力； D 真空度。 6．以绝对零压作起点计算的压力，称为（ A ）。 A 绝对压力； B 表压力； C 静压力； D 真空度。 7．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。 8．当被测流体的绝对压力（ A ）外界大气压力时，所用的测压仪表称为压力表。 A 大于； B 小于； C 等于； D 近似于。 9．（ 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。 10．被测流体的（ D ）小于外界大气压力时，所用测压仪表称为真空表。 A 大气压； B 表压力； C 相对压力； D 绝对压力。 11. 流体在园管内流动时，管中心流速最大，若为湍流时，平均流速与管中心的最大流速的关系为（ B ）。 A. Um＝1/2Umax； B. Um＝0.8Umax； C. Um＝3/2Umax。 12. 从流体静力学基本方程了解到U型管压力计测量其压强差是( A )。 A. 与指示液密度、液面高度有关，与U形管粗细无关；