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 ）

222322642dluudlduudlhf

162442122122122121212ddddddduduhhff

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0=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。

pB

pA

z1 B

A z2 pa



 C

R 2 H 2

1 1

0

例1-1附图

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/m3,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/cm2(表压) ，有机溶液输送量为6m3/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：

gZ1+(u12/2)+(p1/ρ)+W=gZ2+(u22/2)(p2/ρ)+Σhf1-2

W=(Z2-Z1)g+[(u22-u12)/2]+[(p2-p1)/ρ]+Σhf1-2

Σhf1-2 =λ[(l+le )/d](u2/2)

u=(6/3600)/[(π/4)×0.052]=0.8488m/s

u1≈u2≈0 Z1=0

Re=duρ/μ=0.05×0.8488×800/(20×10-3)

=1697.6<2000

则λ=64/Re=64/1697.6=0.0377

Σhf1-2 =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=QρW/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 附图 10

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：

fWugzpugzp222221112121

简化 ： fABDWzg

而 22222211udludlWWWBDABfBDfABfABD

 2032.01503.02038.02803.081.9102221uu

化简 1.9803.705.112221uu

又由连续性方程：

1121221241.1)3238()(uuuddu

代入上式：

1.9841.103.705.1121221uu

解得：smu/98.11

流量：hmsmudqV/08.8/10244.298.1038.0785.043332121

（2）当 BD，BC支路阀均全开时：

C ，D出口状态完全相同，分支管路形如并联管路，

fBDfBCWW

22222233udludlBDBC

22231512uu

23118.1uu (1)

又 321VVVqqq

323222121444ududud

322212323238uuu=22118.232u

21502.1uu (2)

在高位槽液面与BD出口列柏努利方程：

fBDfABfWWWzg

2032.01503.02038.02803.081.9102221uu

1.9803.705.112221uu (3)

将（2）代入（3）式中：

1.9803.7502.105.1122222uu

解得：smusmusmu/96.1/63.2/752.1312

流量：hmsmudqV/73.10/1098.263.2038.0785.0433321211

hmsmudqV/07.5/10408.1752.1032.0785.0433322222

hmsmudqV/67.5/10576.196.1032.0785.0433323233