第一章流体流动习题
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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。
A2.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。
A3.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。
D4.气体是()的流体。
A 可移动;B 可压缩;C 可流动;D 可测量。
B5.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。
C6.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。
A7.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。
D8.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。
A9.()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。
A10.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。
D11. 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。
B12. 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。
A13. 层流底层越薄( )。
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。
一、单选题1.单位体积流体所具有的()称为流体的密度。
AA 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()。
AA 密度;B 粘度;C 位能;D 动能。
3.层流与湍流的本质区别是()。
DA 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。
BA 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()。
CA 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()。
AA 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。
DA 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。
AA 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。
AA 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。
DA 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()。
BA. 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( )。
AA. 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( )。
CA. 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。
一、单选题1.单位体积流体所具有的()称为流体的密度。
AA 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()。
AA 密度;B 粘度;C 位能;D 动能。
3.层流与湍流的本质区别是()。
DA 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。
BA 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()。
CA 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()。
AA 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。
DA 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。
AA 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。
AA 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。
DA 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()。
BA. 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( )。
AA. 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( )。
CA. 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。
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=53.5 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=__0.75_ 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____1m/s____;若流速增到1 m/s,则压强降为___20______Pa.10. 因次分析法的基础为是__因次一致性原则和π定理11.流体流动的直管阻力hf,当层流流动时,hf=d a u b L c,则a=__-2__, b=__1__,c=__1___.当完全湍流时,a=_-1_, b=__2__,c=_1.12.图中高位槽液面保持恒定,液体以一定的流量流经等径管路,ab与cd两段长度相等,管径与管壁粗糙度相同(1)U型压差计读数___B____A R1>R2BR1=R2CR1<R2D不确定(2) 液体通过ab与cd段能量损失B_A h ab> h cd B h ab = h cd C h ab < hcd D 不确定(3)ab与cd段的压差CA△Pab>△Pcd B △Pab= △Pcd C△Pab< △Pcd D不确定(4)R1值表示CAab段的压差值Bab段的位能变化Cab段的流动能量损失Dab段压差与流动能量损失之和.13 如图所示垂直管中,水自下而上流动,测压点ab间有一阀门,ab间垂直距离为h,指示液为汞,则压强差Pa-Pb的计算式为:A(ρHg-ρ水)gR B(ρHg -ρ水)gR+ρ水gh C(ρHg -ρ水)gR-ρ水ghD(ρHg -ρ水)gR+ρHg gh14. 如图所示,若水槽液位不变,123点的流体的总机械能的关系为________(认为水槽内流动速度为0)当阀门打开时,B当阀门关闭时,CA 1>2>3 B 1=2>3 C 1=2=3 D 1>2=315 离心泵的调节阀开大时,则___B_____A 吸入管路的阻力损失不变B泵出口的压力变小C泵入口处的真空度减少D泵工作点的扬程升高16.离心泵在一定的管路系统工作,如被输送的液体密度发生变化(其余性质不变),则___D___A任何情况下扬程与密度无关B只有当Z1=Z2时,扬程与密度无关C只有当阻力损失为0时扬程与密度无关D只有当P1-P2=0是扬程与密度无关17. 如在测定离习泵的性能曲线时,错误地将压力表安装在调节阀后,则操作时,压力表读数(表压P2)将_____D____A随真空表读数的增大而减小B随流量的增大而减小C 随泵实际的扬程的增大而增大D 随流量的增大而增大18.往复泵在操作中____A____A 不开旁路阀,流量与出口阀开度无关 B允许安装高度与流量无关C 流量与转速无关D 开启旁路阀后,输入设备中的液体流量与出口阀开度无关。
第1章 流体力学基础1.1 主要公式1.1.1牛顿内摩擦定律dydu μτ±= (1-1)τ-切应力,Pa ;dydu-速度梯度,s -1; μ-流体动力粘度,Pa ·s1.1.2 稳定流动总能量方程式 单位质量流体的能量平衡式22222222211111u gZ v p e w q u gZ v p e +++=+++++ (J/kg)(1-2a)2222222111u gZ h w q u gZ h ++=++++ (J/kg)(1-2b)22u Z g h w q ∆+∆+∆=+ (J/kg) (1-2c)式中 Z —某一液面距基准面的高度,m ;u —流体流动速度,m/s ;e —单位质量的流体所具有的内能,J/kg ; p —流体绝对压力,Pa ; v —流体的比体积,m 3/kg ; ρ—流体的密度,kg/m 3;w —单位质量的流体所具有的功,J/kg ; q —单位质量的流体所具有的热量,J/kg ; h —单位质量的流体所具有的焓,J/kg 。
式中以下标1表示的项为体系进口截面上流体的能量,下标2表示的项为体系出口截面上流体的能量。
1.1.3 不可压缩理想流体的稳定流动与柏努利(Bernoulli )方程2222222111u p gZ u p gZ ++=++ρρ(J/kg) (1-3a)gu g p Z g u p Z 22g 22222111++=++ρρ(m) (1-3b)2222222111u p gZ u p gZ ρρρρ++=++ (N/m 2) (1-3c)式(1-3a)、式(1-3b)和式(1-3c)为不可压缩理想流体稳定流动能量方程的三种表达式,称为柏努利方程式。
式中各项代表单位数量的流体所具有的位能、压力能和动能,式(1-3a)以每1kg 质量的流体所具有的能量来表示;式(1-3b)以每1N 重量的流体所具有的能量来表示;式(1-3c)以每1m 3体积的流体所具有的能量来表示。
1、当不可压缩理想流体在水平放置的变径管路中作稳定的连续流动时,在管子直径缩小的地方,其静压力 C 。
(A)不变 (B)增大 (C)减小 (D)不确定2、水在内径一定的圆管中稳定流动,若水的质量流量保持恒定,当水温升高时,Re 值将 B 。
(A)不变 (B)增大 (C)减小 (D)不确定3、层流与湍流的本质区别是 D 。
(A)湍流流速大于层流流速; (C)层流的雷诺数小于湍流的雷诺数;(B)流动阻力大的为湍流; (D)层流无径向脉动,而湍流有径向脉动。
4、某流体在圆形直管中作滞流流动时,其速度分布是 曲线,其管中心流速为平均流速的 倍。
(抛物线,2倍)5、清水在φ14×2mm 的圆形直管中以0.15m/s 的速度流动,圆管中的流体流动形态为 ;每流过25m 管道,流体的静压强降低 Pa 。
(层流;1200)6、某液体在圆形直管内作滞流流动。
若管长及液体物性不变,而管径减至原有的一半,且仍然作滞流流动。
问因流动阻力产生的能量损失为原来的多少倍? (16倍)7、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)8、雷诺准数的表达式为________________。
当密度ρ=1000kg.m-3,粘度μ=1[厘泊]的水,在内径为d=100[mm],以流速为1[m.s-1]在管中流动时,其雷诺准数等于__________,其流动类型为_____. (Re=d uρ/μ ; 105; 湍流)判断1、粘性是流体的物性之一,无论是有粘性。
( )2、尽管粘性是流体的物性之一,但只有流动的流体才考虑粘性的影响,对静止的流体可不粘性的影响。
( )3、U 型压差计测量的是两间静压强之间的差值。
( )4、转子流量计工作时转子受到两个力的作用,一个是重力,另一个是浮力。
( )5、孔板流量计工作时,流体在流过孔板前静压强差不变。
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。
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,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=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) ()()421042.15.046.0981.9880⨯=⨯⨯-⨯⨯=-==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。
第一章流体流动一填空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倍。
2.处于同一水平面的液体,维持等压面的条件必须是、。
流体在管内流动时,如要测取管截面上的流速分布,应选用流量计测量。
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⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽;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⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽;4.有外加能量时,以单位体积流体为基准的实际流体的柏努利方程为,各项单位为。
5.气体的粘度随温度升高而,水的粘度随温度升高而。
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。
7.流体流动的连续性方程是;适用于圆形直管的不可压缩流体流动的连续性方程为。
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。
测得另一容器内的表压强为1360 mmHg,则其绝对压强为mmHg。
9.测流体流量时,随流量增加孔板流量计两侧压差值将,若改用转子流量计,随流量增加转子两侧压差值将。
10.流体阻力产生的根源是,粘性是指。
11.在连续稳定流动过程中,流速与管径的成正比。
均匀圆管内流体的流速不因流阻的存在而。
12.滞流与湍流的根本区别是。
13.一定量的流体在圆形直管内流过,若流动处于阻力平方区,则流动阻力与速度的成正比。
14.圆形直管内流体滞流流动的速度分布呈形状。
其平均速度是中心最大速度的。
摩擦阻力系数与雷诺数的关系是。
15.局部阻力所引起的能量损失有两种计算方法:法和法。
16.并联管路的特点是。
分支管路的特点是。
17.孔板流量计是通过来反映流量的大小,又称为流量计,而转子流量计是流体流过节流口的压强差保持恒定,通过变动的反映流量的大小,又称为。
18.牛顿粘性定律的表达式为,牛顿粘性定律适用于流体。
19.使用因次分析法的目的在于。
第一章流体的流动与输送一、选择题1. 流体在圆形直管内做稳定层流流动时,其平均速度与管内最大流动速度的比值为。
A.约0.8/1 ; B.0.5 /1 ; C.2.0/1 ; D 1/0.82.容器中装有某种液体,任取两点A,B,A点高度小于B点高度,则 ( )A. 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3.流体流过两个并联管路管1和2,两管内均呈滞流。
两管的管长L1=L2、管内径d1=2d2,则体积流量Q2/Q1为( )。
A.1/2;B.1/4;C.1/8;D.1/16。
4.牛顿粘性定律适用于牛顿型流体,且流体应呈( )。
A.层流流动;B.湍流流动;C.过渡型流动;D.静止状态。
5.流体在圆直管内流动,充分湍流(阻力平方区)时,摩擦系数λ正比于( )。
(G为质量流速)A.G2;B.G;C.G0;D.G-1。
6.有两种关于粘性的说法:( )(1) 无论是静止的流体还是运动的流体都具有粘性。
(2) 粘性只有在流体运动时才会表现出来。
A.这两种说法都对B.第一种说法对,第二种说法不对C.这两种说法都不对D.第二种说法对,第一种说法不对7.水以2 m·s-1的流速在Ø35 mm×2.5 mm钢管中流动,水的粘度为1×10-3 Pa·s,密度为1000 kg·m-3,其流动类型为( )。
A.层流;B.湍流;C.过渡流;D.无法确定。
8.离心泵原来输送水时的流量为q V,现改用输送密度为水的1.2倍的水溶液,其它物理性质可视为与水相同,管路状况不变,流量( )。
A.增大;B.减小;C.不变;D.无法确定。
9.装在某设备进口处的真空表读数为50 kPa,出口压力表的读数为100 kPa,此设备进出口之间的绝对压强差为( )kPa。
A.150;B.50;C.75;D.25。
一、单选题1.单位体积流体所具有的()称为流体的密度。
AA 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()。
AA 密度;B 粘度;C 位能;D 动能。
3.层流与湍流的本质区别是()。
DA 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。
BA 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()。
CA6A7A8A9.(A10AA. 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:( )。
DA. 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()。
BA. 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, 则泵入口处的绝对压强为()。
AA. 74.3kPa;B. 101kPa;C. 127.6kPa。
19.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()倍。
CA. 2;B. 8;C. 4。
20.流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是()。
CA. 流动速度大于零;B. 管边不够光滑;C. 流体具有粘性。
21.在相同条件下,缩小管径,雷诺数()。
AA. 增大;B. 减小;C. 不变。
22.水在园形直管中作滞流流动,流速不变,若管子直径增大一倍,则阻力损失为原来的()。
AA. 1/4;B. 1/2;C. 2倍。
23.单位时间内流过管道任意截面的流体量称为()。
习题3附图第一章 流体流动 流体静止的基本方程1.已知甲地区的平均大气压力为85.3 kPa ,乙地区的平均大气压力为101.33 kPa ,在甲地区的某真空设备上装有一个真空表,其读数为20 kPa 。
若改在乙地区操作,真空表的读数为多少才能维持该设备的的绝对压力与甲地区操作时相同?[答案:36.03kPa]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。
试求贮槽内液体的贮存量为多少吨?[答案:6.15吨]3.如图所示,用泵将水从贮槽送至敞口高位槽,两槽液面均恒定不变,输送管路尺寸为φ83×3.5mm ,泵的进出口管道上分别安装有真空表和压力表,真空表安装位置离贮槽的水面高度H 1为4.8m ,压力表安装位置离贮槽的水面高度H 2为5m 。
当输水量为36m 3/h 时,进水管道全部阻力损失为1.96J/kg ,出水管道全部阻力损失为4.9J/kg ,压力表读数为2.452×105Pa ,泵的效率为70%,水的密度ρ为1000kg/m 3,试求:(1)两槽液面的高度差H 为多少? (2)泵所需的实际功率为多少kW ?(3)真空表的读数为多少kgf/cm 2? [答案:H=19.7m ;实际功率为4.27kw ;真空表读数为51.5kPa]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/m 3。
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φ68 mm ⨯4 mm ,进料量为20 m 3/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。
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____1m/s____;若流速增到1 m/s,则压强降为___20______Pa.10. 因次分析法的基础为是__因次一致性原则和π定理11.流体流动的直管阻力hf,当层流流动时,hf=d a u b L c,则a=__-2__, b=__1__,c=__1___.当完全湍流时,a=_-1_, b=__2__,c=_1.12.图中高位槽液面保持恒定,液体以一定的流量流经等径管路,ab与cd两段长度相等,管径与管壁粗糙度相同(1)U型压差计读数___B____A R1>R2BR1=R2CR1<R2D不确定(2) 液体通过ab与cd段能量损失B_A h ab> h cd B h ab = h cd C h ab < hcd D 不确定(3)ab与cd段的压差CA△Pab>△Pcd B △Pab= △Pcd C△Pab< △Pcd D不确定(4)R1值表示CAab段的压差值Bab段的位能变化Cab段的流动能量损失Dab段压差与流动能量损失之和.13 如图所示垂直管中,水自下而上流动,测压点ab间有一阀门,ab间垂直距离为h,指示液为汞,则压强差Pa-Pb的计算式为:A(ρHg-ρ水)gR B(ρHg -ρ水)gR+ρ水gh C(ρHg -ρ水)gR-ρ水ghD(ρHg -ρ水)gR+ρHg gh14. 如图所示,若水槽液位不变,123点的流体的总机械能的关系为________(认为水槽内流动速度为0)当阀门打开时,B当阀门关闭时,CA 1>2>3 B 1=2>3 C 1=2=3 D 1>2=315 离心泵的调节阀开大时,则___B_____A 吸入管路的阻力损失不变B泵出口的压力变小C泵入口处的真空度减少D泵工作点的扬程升高16.离心泵在一定的管路系统工作,如被输送的液体密度发生变化(其余性质不变),则___D___A任何情况下扬程与密度无关B只有当Z1=Z2时,扬程与密度无关C只有当阻力损失为0时扬程与密度无关D只有当P1-P2=0是扬程与密度无关17. 如在测定离习泵的性能曲线时,错误地将压力表安装在调节阀后,则操作时,压力表读数(表压P2)将_____D____A随真空表读数的增大而减小B随流量的增大而减小C 随泵实际的扬程的增大而增大D 随流量的增大而增大18.往复泵在操作中____A____A 不开旁路阀,流量与出口阀开度无关 B允许安装高度与流量无关C 流量与转速无关D 开启旁路阀后,输入设备中的液体流量与出口阀开度无关。
19.已知n=n1时,离心泵的性能曲线H1=f(Q1),求n=n2时新的性能曲线(即Q2-H2关系)为___H2=(n2/n1)2fn2)___ _.20.____A__离心泵出口阀__C__流量时,可以减少气蚀危险,_A__吸液管路上的阀门___C__流量时,可以增加气蚀危险。
A 关小B 开大C 降低D 增大二、计算题例1 粘度为0 . , 密度为 900kg/m3的某种油品,以 36000kg/h的流量在φ114mm×4.5 mm 的管中作等温定态流动,试求该油品流过15m 管长时因摩擦阻力而引起的压强降为多少例2若将前例中流量加大3倍,其他条件不变,试计算阻力加大情况,并分析计算结果。
取钢管壁面绝对粗糙度为0.15mm。
例3 温度为 40 ℃的水以 8 m3/h 的流量流过套管换热器的环隙通道。
套管换热器由直径φ57×3mm与φ32×2.5 mm的无缝钢管同心组装而成,试求水流过环隙时每米管长因克服流动阻力而引起的压强降。
取钢管的粗糙度为0.1mm。
例4 用离心泵将密度为1050 kg/m3、粘度为的溶液,从敞口槽A送至敞口高位槽B。
两槽液面均维持恒定,其间垂直距离为20m 。
输送量为 50m3/h 。
采用φ108×4mm无缝钢管,已知全系统的直管总长度为108.8m,管路上装有6 个标准弯头、1个直入旁出三通、l个直入直出三通、1个全开截止阀。
求离心泵的轴功率,泵的效率为。
例5 常温的自来水从高位槽A经φ57mm×3.5 mm钢管送入密闭容器B内,容器B上方压强表读为×104Pa。
高位槽与容器的液面恒定,两者间的垂直距离为15m,已知直管长度与全部的当量长度之和为83m。
试求该管路最大输水量为多少取水的密度ρ=1000kg/ m3、粘度μ=1 cP、管壁粗糙度ε= 0.2mm。
例6:如图1- 33所示,将敞口贮槽中的溶液用泵输送到另一敞口高位槽中,两槽之间的距离为15m ,输送管路的规格为φ108×4 mm,溶液在管内的平均流速为 1. 235m/S,管路摩擦系数取,管路总长为130m (包括全部管件和阀门,但不包括进、出口)。
试求:( 1 )有效功; ( 2 )泵的轴功率(效率为60%) (溶液的密度为1500 kg/m3)解:从贮槽液面1-1到高位槽液面2-2,列伯努利方程式:例7 如附图所示,料液由敞口高位槽流入精馏塔中。
塔内进料处的压力为30kPa (表压),输送管路为φ45×2.5mm 的无缝钢管,直管长为10m 。
管路中装有180º回弯头一个,90º标准弯头一个,标准截止阀(全开)一个。
若维持进料量为5m 3/h ,问高位槽中的液面至少高出进料口多少米操作条件下料液的物性:3kg/m 890=ρ,3102.1-⨯=μ Pa ·s解:如图取高位槽中液面为1-1′面,管出口内侧为2-2′截面,且以过2-2′截面中心线的水平面为基准面。
在1-1′与2-2′截面间列柏努利方程:f W p ug z p u g z ∑+++=++ρρ222212112121 其中: z 1=h ; u 1≈0; p 1=0(表压);z 2=0; p 2=20kPa (表压);1.104.0785.0360054222=⨯==d V u sπm/s 管路总阻力 22'u d l W W W f f f ⎪⎭⎫ ⎝⎛∑+=+=∑ζλ431001.3103.11.189004.0Re ⨯=⨯⨯⨯==-μρud 取管壁绝对粗糙度3.0=εmm ,则 0075.0403.0==d ε 从图1-25中查得摩擦系数036.0=λ由表1-4查得各管件的局部阻力系数:进口突然缩小 5.0=ζ180º回弯头 5.1=ζ 90º标准弯头 75.0=ζ 标准截止阀(全开) 4.6=ζ15.94.675.05.15.0=+++=∑∴ζ98.1021.115.904.010036.0222=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛∑+=∑u d l W f ζλJ/kg 所求位差m 62.481.9/)98.1021.18901030(/)2(23222=++⨯=∑++=g W u p h f ρ 本题也可将截面2-2′取在管出口外侧,此时流体流入塔内,2-2′截面速度为零,无动能项,但应计入出口突然扩大阻力,又1=出口ζ,所以两种方法的结果相同。
作业题选讲:1-16 某离心泵安装于高于水井面5.5m 处,吸水量 20m 3/ h ,吸水管内径为106 mm ,在吸水管路中的摩擦阻力为 J/ kg (包括管路入口处的阻力),试求泵入口处的真空度。
1-17 如图 l-54 所示,一管道直径为φ219×6mm ,逐渐缩小到φ159×4.5mm ,管中甲烷流量为1700 m 3 / h (操作温度和压强下),在大小两管的管壁上接一U 形管压差计,指示剂为水,试问其读数为多少(忽略该管段的阻力损失,甲烷的密度为1.43 kg/m 3 )。