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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。
《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/m3，解：h1=600mm，h2=800mm，问H为多少mm？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。
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。
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。
5．有个外径为R2、内径为R1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。
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。
如图。
指示液是ρ=920kg/m3的乙醇水溶液。
气体密度为1.20kg/m3。
读数R=100mm。
问p1与p2的差值是多少mmHg？采用微差U 形压差计测压差。
如图。
已知U形管内直径d为6mm，两扩大室半径均为80mm，压差计中用水和矿物油作指示液，密度分别为1000及860kg/m3。
当管路内气体压强p与外界大气压p相等时，两扩大室油面齐平，U形管两只管内油、水交界面亦齐平。
现读得读数R=350mm，试计算：（1）气体压强p（表）。
（2）若不计扩大室油面高度差，算得的气体压强p是多少？（3）若压差计内只有水而不倒入矿物油，如一般U形压差计，在该气体压强p值下读数R0为多少？7．某倾斜的等径直管道内有某密度ρ的液体流过。
如图。
在管道的A、B截面设置了两套U形压差计测压差，下测用的是一般U形压差计，上测用的是复式U形压差计，所用的指示液均为密度是ρ1的同一种液体。
复式压差计中两段指示液之间的流体是密度为ρ的流过管道内的液体。
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 流体流动习题解答1.解：（1） 1atm= Pa=760 mmHg真空度=大气压力—绝对压力，表压=绝对压力—大气压力 所以出口压差为p =461097.8)10082.0(10132576.00⨯=⨯--⨯N/m 2（2）由真空度、表压、大气压、绝对压之间的关系可知，进出口压差与当地大气压无关，所以出口压力仍为41097.8⨯Pa 2.解： T=470+273=703K ，p=2200kPa混合气体的摩尔质量Mm=28×0.77+32×0.065+28×0.038+44×0.071+18×0.056=28.84 g/mol混合气体在该条件下的密度为：ρm=ρm0×T0T×pp0=28.8422.4××.3=10.858 kg/m33.解：由题意，设高度为H 处的大气压为p ，根据流体静力学基本方程，得 dp=-ρgdH大气的密度根据气体状态方程，得 ρ=pMRT根据题意得，温度随海拔的变化关系为 T=293.15+4.81000H代入上式得ρ=pMR （293.15-4.8×10-3H ）=-dpgdh移项整理得dpp=-MgdHR293.15-4.8×10-3H对以上等式两边积分， pdpp=-0HMgdHR293.15-4.8×10-3H所以大气压与海拔高度的关系式为 lnp=7.13×ln293.15-4.8×10-3H293.15即：lnp=7.13×ln1-1.637×10-5H+11.526（2）已知地平面处的压力为 Pa ，则高山顶处的压力为 p 山顶=×=45431 Pa将p 山顶代入上式ln 45431=7.13×ln1-1.637×10-5H+11.526 解得H =6500 m ，所以此山海拔为6500 m 。
《第一章流体流动》习题解答1某敞口容器内盛有水与油。
已知水及油的密度别离为1000和860kg/m3，解：h1=600mm，h2=800mm，问H为多少mm？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。
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米宽度经受水的压力是多少N？外界大气压为1atm。
4．外界大气压为1atm，试按理想气体定律计算（表压）、20℃干空气的密度。
空气分子量按29计。
5．有个外径为R2、内径为R1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。
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。
指示液是ρ=920kg/m3的乙醇水溶液。
气体密度为m3。
读数R=100mm。
问p1与p2的差值是多少mmHg？采用微差U形压差计测压差。
已知U形管内直径d为6mm，两扩大室半径均为80mm，压差计顶用水和矿物油作指示液，密度别离为1000及860kg/m3。
当管路内气体压强p与外界大气压p0相等时，两扩大室油面齐平，U形管两尽管内油、水交壤面亦齐平。
现读得读数R=350mm，试计算：（1）气体压强p（表）。
（2）若不计扩大室油面高度差，算得的气体压强p是多少？（3）若压差计内只有水而不倒入矿物油，如一般U形压差计，在该气体压强p值下读数R0为多少？7．某倾斜的等径直管道内有某密度ρ的液体流过。
在管道的A、B截面设置了两套U形压差计测压差，下测用的是一般U形压差计，上测用的是复式U形压差计，所用的指示液均为密度是ρ1的同一种液体。
复式压差计中两段指示液之间的流体是密度为ρ的流过管道内的液体。
试求读数R1与R2、R3的关系。
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( )。
第一章 流体流动 习题答案1-1．已知 84.1204=d m=10t=10000kg, 所以 34320443.5184010/18401000m mV mkg d =====ρρ1-2．已知M NH3=17kg/kmol, p=p 表+p 大气压=2550+100=2650kPa, T=273+16=289K 3/75.18)16273(314.8)1002550(17m kg RTMp =+⨯+⨯==ρ1-3. 查表：ρ苯=879kg/m 3 ρ甲苯=867 kg/m 33/8.8718676.08794.01mkg =⇒+=+=ρρωρωρ甲苯甲苯苯苯1-4. 已知M O2=32kg/kmol, y O2=0.21; M N2=28kg/kmol, y N2=0.79;3/84.2879.02821.032m kg M =⨯+⨯=空气P = 100kPa, T=273+20=293K3/184.1293314.810084.28m kg RTMp =⨯⨯==空气ρ1-6.kPap p p p p p 6.477033.13.10147603.101640)2(kPa 33.137603.101540640(1=⨯+⨯=+==⨯-=-=表压大气压绝压真空度大气压绝压））（1-7. ① p 1-p 2 =(10-7)×101.3/1.033=294.2kPa ② p 1-p 2 = [(p 大+p 表)-(p 大-p 真)]=[(760+600)-(760-300)]×101.3/760=120kPa③p 1-p 2 = [(p 大+p 表)-(p 大-p 真)]=(101.3+6×9.81)-(760-735.6)×101.3/760=687kPa1-8. Δp=(ρ指-ρ)gR=(13600-860)×9.81×0.187=23371Pa=23.4kPa 1-9.如图:乙炔炉内的最大压力 p 最大=ρ水gh+p 大气压 =1000×9.81×1.3+101325×750/760=111763Pa=111.8kPa1-10.截面 A-A 为等压面，所以：ρ水gz 0=ρ有机液g·2 ，代入数据 1050z 0=860×2 z 0=1.64m1-11. 小管中q m =ρq v =1000×15=15000kg/h ；)/(2123/12.205.0785.03600/1522s m kg u G sm A q u v ⋅===⨯==ρ大管中q m = 15000kg/h ；)/(8.5301.0785.03600/15000/53.01.0785.03600/15222s m kg Aq G s m Aq u m v ⋅=⨯===⨯==1-12.已知 d 内=100mm=0.1m, 4℃的水，ρ=1000kg/m 3;u=2m/s 时,q v =uA=2×0.785×d 2×3600=56.52m 3/h ；q m =ρq v =1000×56.52/3600=1507kg/s 1-13. (1)27℃,120kPa 时，3/347.1300314.8120282mkg RTMp N =⨯⨯==ρG=uρ=20×1.347=26.94kg/(m 2·s) (2)27℃,150kPa 时，3/684.1300314.8150282mkg RTMp N =⨯⨯==ρG 入=G 出 u 入=26.94/1.684=16m/s1-14. 在上游截面1-1与下游截面2-2之间列柏努利方程式：损功h u p gz W u p gz ∑+++=+++2222222111ρρ选截面1-1为基准面z 1=0, z 2=4.5m, u 1≈0, p 1=100kPa, Σh 损=24.5J/kgs m Aq u v /7077.01.0785.03600/2022=⨯==W 功=0代入数据得：p 2=31.1kPa 1-15. 在上游截面1-1与下游截面2-2（管出口）之间列柏努利方程式：损功h u p gz W u p gz ∑+++=+++2222222111ρρ选截面2-2管中心线为基准面z 1=3+x, z 2=0, u 1≈0, p 1=p 2=0(表), Σh 损=196.2J/kg ，W 功=0s m Aq u v /185.31.0785.03600/9022=⨯==代入数据得：m x x 52.172.1962185.3)3(81.92=⇒+=+⨯1-16.在上游截面1-1与下游截面2-2（管出口）之间列柏努利方程式：损功H gu gp z H gu gp z +++=+++2222222111ρρ选截面2-2管中心线为基准面z 1=5m, z 2=0, u 1≈0, p 1=p 2=0(表), H 损=4.5m ，H 功=0代入数据得：s m g u gu /13.3)5.45(25.425222=-=⇒+=q v =uA=3.13×0.785×0.12×3600=88.5m 3/h1-17.①在上游截面1-1与下游截面2-2（水管出口）之间列柏努利方程式：损功h u p gz W u p gz ∑+++=+++2222222111ρρ选截面2-2管中心线为基准面z 1=8-2=6m, z 2=0, u 1≈0, p 1=p 2=0(表), Σh 损=45u 2/2 ，W 功=0代入数据得：s m u u u /6.12452681.922222=⇒+=⨯q v =uA=1.6×0.785×0.12×3600=45.2m 3/h ②q v =45.2+45.2×10%=49.72m 3/h ,s m A q u v /76.11.0785.03600/72.4922=⨯==在上游截面1-1与下游截面2-2（水管出口）之间列柏努利方程式：损功h u p gz W u p gz ∑+++=+++2222222111ρρ选截面2-2管中心线为基准面z 1=?, z 2=0, u 1≈0, p 1=p 2=0(表), Σh 损=45u 2/2 ，W 功=0代入数据得：m z u u z 26.7245281.9122212=⇒+=升高7.26-6=1.26m.1-18. 在上游截面1-1与下游截面2-2之间列柏努利方程式：损功H gu gp z H gu g p z +++=+++2222222111ρρ 选截面1-1为基准面z 1=0, z 2=20m, u 1≈0, s m Aq u v /83.1052.0785.03600/1422=⨯==p 1=100kPa(绝压),p 2=320kPa(绝压), H 损=4.3m 水柱 ，代入数据得：3.481.9283.181.91000103202081.910010100233+⨯+⨯⨯+=+⨯⨯功H H 功=46.9m1-19．在上游截面1-1与下游截面排水管与喷头连接处2-2之间列柏努利方程式：损功h u p gz W u p gz ∑+++=+++2222222111ρρ选截面1-1为基准面z 1=0, z 2=20-2=18m, p 1=0(表压)，p 2=120kPa(表压), u 1≈0, s m Aq u v /1.2082.0785.03600/4022=⨯==Σh损=40J/kg 代入数据得：kg J W /79.3384021.21000101201881.923=++⨯+⨯=功N 有=W 功q m =W 功ρq v =338.79×1000×40÷3600=3764.3W N=N 有/η=3764.3÷0.65=5790W=5.79kW1-20. 从本教材附录五中查得，水在20℃时3/2.998m kg =ρ，25/105.100m s N ⋅⨯=-μ d=76-6=70mm=0.07ms m A q u v /17.207.043600/102=⨯==π则551051.1105.1002.99817.207.0⨯=⨯⨯⨯==-μρdu R e 为湍流层流流动时，2000105.1002.99807.05≤⨯⨯⨯==-u du R e μρ所以u 最大=0.0287m/s1-21. 从本教材附录五中查得，水在50℃时3/1.988m kg =ρ，s Pa ⋅⨯=-51094.54μ, D 当=D 内-d 外=0.07-0.025=0.045ms m A q u m/618.0)025.007.0(41.9883600/200022=-⨯⨯==πρ则451036.11094.541.988168.0045.0⨯=⨯⨯⨯==-μρdu R e 为湍流1-22. 已知q v =2.7×10-3m 3/s, d 内=50mm=0.05m, ρ=1000kg/m 3,µ=1,09mPa·s=1.09×10-3Pa·ssm Aq u v /38.105.04107.223=⨯⨯==-π；43103.61009.1100038.105.0⨯=⨯⨯⨯==-μρdu R e查图1-19得：λ=0.0239，kgJ ud l h /3.34238.105.0750239.0222=⨯⨯==λ直1-23. 已知u=1m/s, d 内=25mm=0.025m, 从附录五中查得，水在10℃时 ρ=999.7kg/m 3, µ=130.77×10-5Pa·s45109.11077.1307.9991025.0⨯=⨯⨯⨯==-μρdu R e 湍流， 铸铁管为粗造管，查图1-19得：λ=0.03，kgJ ud l h /6021025.010003.0222=⨯⨯==λ直，m h H 12.681.960g ===直损1-24. 已知q v =40m 3/h, d 内=100mm=0.1m,sm A q u v /4.11.043600/402=⨯==π；油品在操作条件下，ρ=890kg/m 3, µ=0.187Pa·s20003.666187.08904.11.0 =⨯⨯==μρdu R e 为层流λ=64/Re=0.0947，kg J u dl h /6.42324.11.04500947.0222=⨯⨯==∑当损λ在上游截面1-1与下游截面2-2之间列柏努利方程式：损功h u p gz W u p gz ∑+++=+++2222222111ρρ选截面1-1为基准面z 1=0, z 2=20m, p 1=p 2=0(表压), u 1=u 2≈0, 代入数据得：kg J W /8.6196.4232081.9=+⨯=功 N 有=W 功q m =W 功ρq v =619.8×890×40÷3600=6130W=6.13kW1-25. 一根小管中的流量：sm q v /1095.32113600/30034-⨯==，sm Aq u v /4621.0033.041095.324=⨯⨯==-π20006.1524108800462.0033.03=⨯⨯⨯==-μρdu R e ，λ=64/Re=0.042，kg J ud l h /543.02462.0033.04042.0222=⨯⨯==λ直m h H 0554.081.9543.0g===直损1-26. 解：已知ρ=1200kg/m 3, µ=1.7×10-3N.s/m 2 d ＝0.075msm Aq u v /57.1075.043600/252=⨯==π；为湍流4000103.8107.1120057.1075.043⨯=⨯⨯⨯==-μρdu R e钢管为粗糙管，查图1-19得：λ=0.0223 直管阻力为：局部阻力的计算：查表1-3 截止阀（全开）l 当/d=300（2个）；90º标准弯头l 当／d=30（5个）。
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 。
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》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/m3，解：h1=600mm，h2=800mm，问H为多少mm？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。
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。
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。
5．有个外径为R2、内径为R1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。
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。
如图。
指示液是ρ=920kg/m3的乙醇水溶液。
气体密度为1.20kg/m3。
读数R=100mm。
问p1与p2的差值是多少mmHg？采用微差U形压差计测压差。
如图。
已知U形管内直径d为6mm，两扩大室半径均为80mm，压差计中用水和矿物油作指示液，密度分别为1000及860kg/m3。
当管路内气体压强p与外界大气压p相等时，两扩大室油面齐平，U形管两只管内油、水交界面亦齐平。
现读得读数R=350mm，试计算：（1）气体压强p（表）。
（2）若不计扩大室油面高度差，算得的气体压强p是多少？（3）若压差计内只有水而不倒入矿物油，如一般U形压差计，在该气体压强p值下读数R0为多少？7．某倾斜的等径直管道内有某密度ρ的液体流过。
如图。
在管道的A、B截面设置了两套U形压差计测压差，下测用的是一般U形压差计，上测用的是复式U形压差计，所用的指示液均为密度是ρ1的同一种液体。
复式压差计中两段指示液之间的流体是密度为ρ的流过管道内的液体。
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( )。
、单选题A 质量；B 粘度；C 位能；D 动能。
A 密度 ；B 粘度；C 位能；D 动能。
C 层流的雷诺数V 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。
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（A 绝对压力；B 表压力；C 静压力 ；D 真空度。
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。
A 真空度；B 表压力；C 相对压力；D 绝对压力。
表。
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 压力表；B 真空表 ；C 高度表；D 速度表。
1．单位体积流体所具有的（）称为流体的密度。
2．单位体积流体所具有的质量称为流体的（）。
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；）。
C6．以绝对零压作起点计算的压力，称为（）。
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 ; 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（）。
A13.层流底层越薄（ ）。
14.双液体U 形差压计要求指示液的密度差16. 层流与湍流的本质区别是: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。
A. Re <2000;B. Re >4000;C. Re = 2000〜4000。
C. Um = 3/2Umax 。
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。
第一章流体流动第一章习题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 。
该设备的绝对压强=640-500=140mmHg ＝140×133.32＝1.866×104Pa 。
（2分）第一章习题2：流体在圆形直管内作滞流（层流）流动时，其速度分布呈_________形曲线，中心最大速度为平均速度的____________倍。
此时摩擦系数λ与__________无关，只随__________加大而_______________。
抛物线，2，ε/d ，Re ，减小。
（每个空1分，共5分）。
第一章习题3：牛顿粘性定律表达式为___________________________，它只适用于_____________型流体。
τ＝μy ∆∆μ或τ＝μdyd μ（2分） 牛顿 （1分） （共3分）第一章习题4：内摩擦力是流体________________的表现，所以又称为___________力或者__________________力。
粘性， 粘滞，粘性摩擦（每空1分，共3分）第一章习题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 （每空1分，共3分）第一章习题6：粘度的物理意义是____________________________________。
促使流体流动产生单位速度梯度的剪应力。
（2分）第一章习题7：边长为a 的正方形管道，其当量直径de 为________________。
a aa r d H e =⨯==4442（2分） 第一章习题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=21u u (12d d )2＝（112d d ）2＝(2)2=4 (2分) 第一章习题9：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，当量长度。
（每个空1分，共4分）第一章习题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。
位，静压。
（每个空1分，共2分）第一章习题11：法定单位制中，粘度的单位为_________________,在cgs制中粘度的单位为_______________________，他们之间的关系是________________。
Pa·S；p或cp；1cp＝1×10－2 p＝1×10－3Pa·S（每空1分，共3分）第一章习题12：开口U型管压差计是基于________________原理的测压装置，它可以测量管路中__________________上的_____________或_______________。
流体静力学任意截面表压强真空度（每个空1分，共4分）第一章习题13：流体在管内作湍流流动时，在管壁处速度为__________________,邻近管壁处存在_________________层，且Re值越大，则该层厚度越____________________。
零， 滞流（或层流）内 薄（或小）第一章习题14：实际流体在直管内流过时，各截面上的总机械能___________守恒。
因实际流体流动时有_______________________。
不， 摩擦阻力。
（每空1分，共2分）第一章习题15：流体在一段装有若干个管件的直管l 中流过的总能量损失的通式为__________，它的单位为_________________。
∑f h ＝d l l e ∑+λ.22u （2分） J/Kg (1分) 共3分第一章习题16：定态流动时，不可压缩理想流体在管道中流过时各截面上_________相等。
它们是____________________之和，每一种能量____________________，但可以_________________________。
总机械能（1分）； 位能、动能和静压能（2分）不一定相等（1分）； 互相转换（1分）第一章习题17：柏努利方程是以1Kg 不可压缩流体为基准推导出的，若用于可压缩流体时必须符合_____________________________的条件。
121p p p -×100％ < 20%. 要求式中分母1p 用绝压。
（2分）第一章习题18：判断流体流动类型的是（ ）（A ） Eu 准数（B ） Re 准数（C ） ε/d（D ） Δf P（B ）（1分）第一章习题19：流体在圆形直管内作定态流动，雷诺准数Re ＝1500，则其摩擦系数应为（ ）（A ） 0.032 （B ）0.0427 （C ）0.0267 （D ）无法确定由0427.0150064Re 64===λ 应选（B ） （2分） 第一章习题20：在法定单位制中，粘度的单位为（ ）（A ）cp （B ）p （C ）g/( cm.s ) （D ）Pa.s（D ） (1分)第一章习题21：在静止流体内部各点的静压强相等的必要条件是（ ）（A ） 同一种流体内部 （B ） 连通着的两种流体（C ） 同一种连续流体 （D ） 同一水平面上，同一种连续的流体（D ） （2 分）第一章习题22：在一水平变径管道上，细管截面A 及粗管截面B 与U 管压差计相连，当流体流过时，U 管压差计测量的是（ ）（A ）A 、B 两截面间的总能量损失 （B ）A 、B 两截面间的动能差（C ）A 、B 两截面间的压强差 （D ）A 、B 两截面间的局部阻力（ C ） （2分）第一章习题23：管路由直径为Φ57×3.5mm 的细管，逐渐扩大到Φ108×4mm 的粗管，若流体在细管内的流速为4m/s 。
则在粗管内的流速为（ ）（A ） 2m/s （B ）1m/s （C ） 0.5m/s （D ） 0.25m/s由41)10050()(22===粗细细粗d d u u 得 s m u u / 144141=⨯==细粗 应选( B) （2分）第一章习题24：气体在直径不变的圆形管道内作等温定态流动，则各截面上的（ ）（A ） 速度相等 （B ） 体积流量相等（C ） 速度逐渐减小 （D ） 质量流速相等（D ） （ 2分）第一章习题25：湍流与滞流的本质区别是（）（A）湍流的流速大于滞流的（B）湍流的Re值大于滞流的（C）滞流无径向脉动，湍流有径向脉动（D）湍流时边界层较薄（C ）（2分）第一章习题26：在阻力平方区内，摩擦系数λ（）(A) 为常数，与Re，ε/d 均无关(B) 随Re值加大而减小(C) 与Re值无关，是ε/d的函数(D) 是Re值与ε/d的函数（C）（2分）第一章习题27：流体在圆形直管中作滞流流动时，其直管阻力损失与流速u的关系为（）（A）与u2成正比（B）与u成正比（C）与u1.75成正比（D）与u0.55成正比2.2u d l h f λ=， 当流体作滞流时，:64Re 64代入可得μρλdu == ρμρμρμ222322642..64d l u d l u u d l du h f === 应选（B ） （2分）第一章习题28：(判断题) 在计算突然扩大及突然缩小的局部阻力时，公式中的流速应该用小管中的流速。
（ ）（√） （1分）第一章习题29：(判断题) 气体在圆管内作定态流动时，其流速与管内径的平方成反比。
（ ）（ × ） （1分）第一章习题30：(判断题) 不可压缩的理想流体在管道内作定态流动，若无外功加入时，则流体在任一截面上的总压头为一常数。
（ ）（ √ ） （1分）第一章习题31：(判断题) 流体在管道任意截面径向上各点的速度都是相同的，我们把它称为平均流速。
（ ）（ × ） （1分）第一章习题32：(判断题) 在同一种连续流体内，处于同一水平面上各点的压强都相等。
（ ）（×） （1分）第一章习题33：(判断题) 某定态流动系统中，若管路上安装有若干个管件、阀门和若干台泵，则此管路就不能运用连续性方程式进行计算（ ）。
（×） （1分）第一章习题34：用U 管压力计测量管路中两点的压强差，其压差值只与读数R 和两流体的密度差有关，而与U 管的粗细、长短无关（ ）。
（√）（ 1分）第一章习题35：（简答题） 流体的绝对压强（实际压强）、表压强、真空度三者之间有什么关系？用一个公式表示。
表压强＝绝对压强－当地外界大气压强＝－真空度。
（3分）第一章习题36：（简答题） 如何判断静止流体内部两点的压强相等？在静止的同一种连续流体内部，处于同一水平面上各点的压强都相等。
（3分）第一章习题37：（简答题）质量流量s w 、体积流量s v 与流速u 三者之间的关系如何？三者之间可以用一个公式表示为：s s w uA νρρ== （3分）第一章习题38：（简答题）气体在管道中流过时常采用质量速度G 来表达其流动情况。
问：（1）其原因是什么？（2）G 的表达式如何？（1）由于气体的密度是温度和压强的函数，因此对气体常采用质量速度G 来表达其流动情况。
（3分）（2）ρρ.u A V A w G s s ===)/(2s m Kg (2分) 共5分第一章习题39：（简答题）何谓定态流动？在流动过程中，若系统的参变量不随时间改变仅随所在空间位置而变的流动称为定态流动。
（4分）第一章习题40：（简答题）（1）流体在管道中流动时，涉及哪些机械能？（2）何谓流体的总机械能？（1）涉及的机械能有位能、动能和静压能。
（3分）（2）以上三者之和称为总机械能。
(2分)（共5分）第一章习题41：（简答题）（1） 什么是理想流体？（2） 引入理想流体的概念有什么意义？（1） 流动时没有阻力的流体，即总能量损失为零，称这种流体为理想气体。
（3分）（2） 自然界中不存在理想流体，但引入这个概念可使复杂的流体流动问题得以简化。
（3分） （共6分）第一章习题42：（简答题） 何谓（1）有效功（净功）？（2） 有效功率？ （3） 轴功率？（1） 在流动过程中，输送机械对1Kg 流体所做的功称为有效功（净功）。
以We 表示，单位为J/Kg 。
（2分）（2） 单位时间内输送机械对流体所做的有效功称为有效功率。
以Ne 表示，单位为W 。
而s e e w W N .=（2分）（3） 有效功率Ne 与输送机械的效率η的比值称为轴功率。
