流体流动习题

1 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 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常数gpguzE22 ；

单位重量流体的机械能衡算式为 常数pugzE22；

单位体积流体的机械能衡算式为 常数gpguzE22；

(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+Wsρ= z2ρg+（u22ρ/2）+p2 +ρ∑hf ，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

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。

1 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 (1-1)

－切应力，Pa；

dydu－速度梯度，s-1；

－流体动力粘度，Pa·s

1.1.2 稳定流动总能量方程式

单位质量流体的能量平衡式

22222222211111ugZvpewqugZvpe (J/kg)

(1-2a)

2222222111ugZhwqugZh (J/kg)

(1-2b)

22uZghwq (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，m3/kg；

ρ—流体的密度，kg/m3；

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

2222222111upgZupgZ (J/kg)

(1-3a)

gugpZgupZ22g 22222111 (m)

(1-3b)

2222222111upgZupgZ (N/m2) (1-3c) 2 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1m3体积的流体所具有的能量来表示。其中，式(1-3b)各项具有长度单位（m），在使用中将这三项分别称为位压头、静压头和动压头。

《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p0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。试求读数R1与R2、R3的关系。