化工原理流体流动02习题

流体流动习题解答

1－1 已知甲城市的大气压为760mmHg，乙城市的大气压为750mmHg。某反应器在甲地操作时要求其真空表读数为600mmHg，若把该反应器放在乙地操作时，要维持与甲地操作相同的绝对压，真空表的读数应为多少，分别用mmHg和Pa表示。

[590mmHg, 7.86×104Pa]

解：P（甲绝对）=760-600=160mmHg

750-160=590mmHg=7.86×104Pa

1－2用水银压强计如图测量容器内水面上方压力P0，测压点位于水面以下0.2m处，测压点与U形管内水银界面的垂直距离为0.3m，水银压强计的读数R＝300mm，试求

（1）容器内压强P0为多少？

（2）若容器内表压增加一倍，压差计的读数R为多少？

习题1－2 附图

[(1) 3.51×104Nm－2 (表压)； (2)0.554m]

解：

1. 根据静压强分布规律

PA＝P0＋gH

PB＝，gR

因等高面就是等压面，故PA＝ PB

P0＝，gR－gH＝13600×9.81×0.3－1000×9.81(0.2+0.3)=3.51×104N/㎡ (表压)

2. 设P0加倍后，压差计的读数增为R，＝R＋△R，容器内水面与水银分界面的垂直距离相应增为H，＝H＋2R。同理，

''''''02RpgRgHgRgRgHg

000pggpp0.254mgg10009.81gg136009.812RHR，，，4，，－（－）－3.5110＝＝＝＝－－－22

0.30.2540.554mRRR，＝＋＝＋＝

1－3单杯式水银压强计如图的液杯直径D＝100mm，细管直径d＝8mm。用此压强计测量容器内水面上方的压强p0，测压点位于水面以下h＝0.5m处，试求

（1）当压强计读数为R＝300mm，杯内水银界面测压点A与细管的垂直距离a＝0.4m，容器内压强p0等于多少？

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14×2mm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=dｕρ/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。（ ）

第二章流体输送机械

离心泵特性

【2-3】某台离心泵在转速为1450r/min时，水的流量为18m3/h，扬程为20m(H

2O)。试求：(1)泵

的有效功率，水的密度为1000kg/m3;(2)若将泵的转速调节到1250r/min时，泵的流量与扬程将变为多

少？

解(1)已知/,/

VqmhHmkgm331820 1000水柱，有效功率.

eVPqgHW18

100098120981

3600

(2)转速/min

11450nr时流量3

118

Vqmh／，扬程

1220m HOH柱

转速 /min

21250nr流量./32

21

11250

18155

1450VVn

qqmh

n扬程.2

2

2

212

11250

20149m HO

1450n

HH

n









柱

管路特性曲线、工作点、等效率方程

【2-4】用离心泵将水由敞口低位槽送往密闭高位槽，高位槽中的气相表压为98.1kPa，两槽液位相差4m

且维持恒定。已知输送管路为45mm×2.5mm，在泵出口阀门全开的情况下，整个输送系统的总长为20m（包

括所有局部阻力的当量长度），设流动进入阻力平方区，摩擦系数为0.02。在输送范围内该离心泵的特性方程

为5228610

VHq（

Vq的单位为m3/s，H的单位为m）。水的密度可取为1000kg/m3

。试求：（1）离心泵的工

作点；（2）若在阀门开度及管路其他条件不变的情况下，而改为输送密度为1200kg/m3

的碱液，则离心泵的

工作点有何变化？

解（1）管路特性方程2

0VHHkq其中3

0398.110

4

109.81=14Δp

HΔz

g



5

25258820

0.023.2310

3.149.810.04elΣl

k

gd







故管路特性方程52143.2310

VHq

离心泵特性方程5228610

VHq

两式联立525228610143.2310

VVqq得工作点下的流量与压头

第一章流体流动

流体静力学

【1-6】如习题1-6附图所示，有一端封闭的管子，装入若干水后，倒插入常温水槽中，管中水柱

较水槽液面高出2m，当地大气压力为101.2kPa。试求：(1)管子上端空间的绝对压力；(2)管子上端空

间的表压；(3)管子上端空间的真空度；(4)若将水换成四氯化碳，管中四氯化碳液柱较槽的液面高出多

少米？

解管中水柱高出槽液面2m，h=2m水柱。

(1)管子上端空间的绝对压力

绝p

在水平面11'

处的压力平衡，有

.绝

绝大气压力

1012001000981281580 （绝对压力）



pgh

pPa

(2)管子上端空间的表压

表p

表绝 -大气压力=8158010120019620 ppPa

(3)管子上端空间的真空度

真p



真表=-=-1962019620 ppPa

(4)槽内为四氯化碳，管中液柱高度

'h

'

cclhh





4水

常温下四氯化碳的密度，从附录四查得为

/

cclkgm



43

1594

'.hm

10002

125

1594

【1-7】在20℃条件下，在试管内先装入12cm高的水银，再在其上面装入5cm高的水。水银的

密度为

/3

13550kgm，当地大气压力为

101kPa。试求试管底部的绝对压力为多少Pa。

解水的密度

/3

水=998

kgm



....33

1011001213550005998981117410pPa

【1-8】如习题1-8附图所示，容器内贮有密度为

/3

1250kgm的液体，液面高度为3.2m。容器侧壁

上有两根测压管线，距容器底的高度分别为2m及1m，容器上部习题1-6附图空间的压力（表压）为29.4kPa。试求：(1)压差计读数（指示液密度为

/3

1400kgm）；(2)A、B两个弹

簧压力表的读数。

解容器上部空间的压力

.29 4（表压）pkPa

液体密度

/3

1250

kgm，指示液密度

/3

01400

kgm

(1)压差计读数R=?

在等压面

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