流体流动题库
一．填空
1. 流量计安装时，孔板流量计可以在( 水平 )方向安装，转子流量计( 垂直 )方向安装，
流体流动方向应取( 从下向上 )。
2. 图2示，流体在园管中自上而下流动，通过l段的摩擦阻力损失为h∫ab，压
强差为△p ab，指示液高度为R1，若流量及其他条件都不变，使流体自下而上流
动通过该l 段，则改变流动方向后的阻力损失h∫ba与改变前h∫ab的关系为
( 相等 ) 指示液高度R1与R2的关系为（R1 小于 R2）
3. 当流体的温度升高时，液体的粘度( 减小 )；气体的粘度( 增加 )。
4. 某水平直管，输水时体积流量为Vs，今改为输送3Vs的有机物，且μ=3μ水，
ρ=0.5ρ水。设两种输液下，流体均在层流下流动，则管路两端压差为
水的9 倍，阻力损失为水的18倍。
5、.在套管环间流动的流体，外管的内径是d2，内管的外径是d1，则当量直径填空题2图
d e＝ d2- d1。
6、流体在管内作湍流流动时(不是阻力平方区)，其摩擦系数λ随__Re___ 和__相对粗糙度
而变。
7、流体在流动过程中，其物理参数（如ρ，u等）只与位置有关，而与时间无关，此种流
动流动过程称为定态流动。
8、写出绝压、（外界）大气压与真空度之间的关系：真空度= _大气压-_绝压________。
9、流体在管内流内流动时，通过任一截面上径向各点的流速并不相等，在壁面处为
0 ，在管中心达到最大值,工程计算中采用平均流速。
10、因次分析法的主要依据是因次一致性原则 _____。
11、流体在光滑管内作湍流流动时，摩擦系数λ与 Re 和相对粗糙度有关；若其作完全湍流（阻力平方区），则λ仅与相对粗糙度有关。
12、当20℃的甘油（密度为1261 kg/m3，粘度为1.499Pa.S），流经内径为100 mm的圆形直
管时，其平均流速为1m/s,其雷诺数为__84173____，流动形态为__滞流_____，管中心处的最大流速为___2m/s____。
13、某容器内的绝对压强为200 kPa，当地大气压为101.3 kPa，则表压为___98.7_kPa
14、测流体流量时，随着流体流量的增大，转子流量计两端压差值___不变________，孔板
流量计两端压差值_____增大______（填增大、减小或不变）。
15、内径100mm的圆直管内，流过密度为1000Kg/ m3、、粘度1mPa.s的液体，使液体保持层
流，则液体的最大体积流量为0.565 m3 /h ；
16、国际单位制规定的七个基本物理量及其基本单位为：
长度m、时间s 、温度K 、质量kg 、物质量mol 、电流A和光强cd；
17、化工原理中的“三传”指的是传质、传热、传动量；
18、流体层流流过直径为40mm的圆形直管，用比托管测得管中心处的流速为2m/s,则该管
内流体平均流速为 1 m/s 体积流量为 4.52 m3/h
19、如图19所示，液体在等径倾斜管中稳定流动，则阀的局部阻力系数ξ与压差计读数的
关系式为__正比______。
20、牛顿粘性定律的表达式为 dy
du μ
τ= ，不服从牛顿粘性定律的流体称为 非
牛顿型流体 。
21、米糠油在管中作层流流动，若流量不变，管径、管长不变，油温升高，粘度为原来的1/2 ，则摩擦阻力损失为原来的__0.5___倍。
22、 流体在圆形直管中作层流流动，如果流量不变，只是将管径增大一倍，则阻力损失为原来的___1/16______。
23、当20℃的甘油(ρ=1261kg.m -3
,,μ=1499厘泊)在内径为100mm 的管内流动时,若流速为
2.5m.s -1
时,其雷诺准数Re 为___210______ ,其摩擦阻力系数λ为_____0.3043____。 24、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____减小______，摩擦系数___减小_________，管道总阻力损失__不变______（增大、减小、不变）。 25、设备的表压强为50KPa ，则它的绝对压强为 150kPa ，另一设备的真空度为50KPa ，则它的绝对压强为 50KPa 。（当地大气压为100KPa ）
26、在完全湍流区，管内流体流量增大一倍后，则阻力损失增大到原来的 4 倍 27、流体在管路两截面间的压强差ΔP 与压强降ΔP f 相等的条件是 水平管 、 等径管。 28、对边长为ａ的正方形风管，当量直径de ＝ a 。
填空题19图
二、计算题 1、有一输水系统如图1所示，管子规格为φ48×4，已知管路阻力(直管和局部阻力)损失为：
试求：(1)该体系的流量； (2)若欲使流量增大20％，水箱的高度应增加多少米？(设摩擦阻力系数不变
)
解：（1）
∑++
=
++
f u p u p h Z
g B
A A
2
2
22B ρ
ρ
22)04.0785.0(1
.2)785.0(2
2
2
13311901.22
.32
2222
222Vs Vs h Zg d Vs
u u f u ===+=
+=
?∑B B B ,
Vs=(5×9.81/1331190)0.5=0.006m 3/s=21.85m 3/h
（2）
21
2
2
1
2Vs
Vs Z Z = Z 2=Z 1(1.2)2=1.44Z 1=7.2m 高度增加:7.2-5=2.2m
2、如附图2所示，常温水在管道中流过。为测定a 、b 两点的压力差，安装一U 型压差计，
试计算a 、b 两点的压力差为若干？已知水与汞的密度分别为1000kg/m 3及13600kg/m 3
。
解 :取管道截面a 、b 处压力分别为p a 与p b 。根据连续、静止的同一液体内同一水平面上各点压力相等的原理，则
p 1＇＝p 1 ……… （a ）, 因 p 1＇＝p a －x ρH2O g p 1=R ρHg g+2 =R ρHg g+p 2＇=R ρHg g+p b －（R ＋x ）ρH2O g
根据式（a ），则p a －p b ＝x ρH2O g ＋R ρHg g －（R ＋x ）ρH2O g
＝R ρHg g －（R ＋x ）ρH2O g ＝0.1(13600-1000)9.81=1.24*104Pa
3、如图3所示的管路系统，高位槽水面与水平主管中心的垂直距离z 1=15m ，总管长L =150m （包括所有局部阻力当量长度），管径为φ55×2.5mm ，摩擦系数λ=0.025。现要求水量比原供水量增加25%，为满足此要求，在原管路上并联一根同样直径的水管。高位槽液面保持不变，水在管路中流动已进入阻力平方区即摩擦系数λ与R e 无关保持不变，求新并联管路的长度。
解 : (z1-z2)g=Σhf=(λL/d)u 2
/2=λLVs 2
/2d 5
,
并联后原管不变， 所以流量不变，新管流量为0.25Vs,
即：LVs 2=l(0.25Vs)2
,l=16L=150*16=2400m
计算题2图
计算题1图
计算题3图
4、有一除尘洗涤塔，塔底压力表读数为4.9×104
Pa ，塔顶水银压差计读数R =300mm 。压力表与水银压差计间垂直距离为8m ，塔内操作温度为303K ，气体在标准状态下的密度为
0.76kg/m 3
，试求气体在塔内流动过程的流动损失。
解 :
∑+++
=
++
f u p u p h Z
g we B
A A
2
2
22B ρ
ρ
P 2=0.3×9.81×13600=40025Pa, P=(p1+p2)/2+101330=145842Pa
00
0ρρTP
P T ==273×145842×0.76/(303×101330)=0.985 kg/m 3
=--
=
∑Zg h B
A
p p f ρ
ρ
(49000-40025)/0.985+8×9.81=9189J/kg
5、用泵自储池向高位槽输送矿物油，流量为35m 3
/h 。池及槽皆敞口。高位槽中液面比池中
液面高20m 。管径为Φ108×4mm，油的粘度为2840mPa.s ，密度为952kg/m 3
，泵的效率为50%，泵的轴功率为85kW 。求包括局部阻力当量管长的总管长。
6、用轴功率为0.55kW 的离心泵，将敞口储槽中的液体输送至表压为90 kPa 的密闭高位槽中。已知液体的流量为4 m 3
/h ，密度为1200 kg/m 3
、粘度为31096.0-?Pa ·s ；输送管路的内径为32 mm ，管路总长度为50 m （包括管件、阀门等当量长度）；两槽液位维持恒定的
高度差15 m ，试计算该离心泵的效率。(摩擦系数25
.0Re 3164.0=
λ)
解：u1=u2=0,p1=0,p2=90000Pa(表)，在，z1=0,z2=12m
u=4/(0.785*0.032*0.032)=1.38m/s, Re=0.032*1.38*1200/0.00096=55000
25
.0Re
3164
.0=λ=0.03164/550000.25=0.02 Σhf=(0.02*50/0.032+1.5)*1.382
/2=31J/kg
we=z2g+p2/ρ+Σhf=15*9.81+90000/1200+31=253J/kg Ne=253*4*1200/3600=337J/kg η=337/550=61%
7、用泵自敞口贮油池向敞口高位槽输送矿物油，流量为 38.4 m 3
/h,高位槽中液面比油池中液面高20m, 管路总长(包括阀门及管件的当量长度) 430m, 进出口阻力不计。 管径为φ108
×4mm,若油在输送温度下的密度为960kg/m 3
, 粘度为340mPa.s, 求泵所需的实际功率, 设泵的效率η=50%。(摩擦系数25
.0Re 3164.0=
λ)
解：u1=u2=0,p1=0=p2， z1=0,z2=20m
u=38.4/(3600*0.785*0.12
)=1.36m/s, Re=0.1*1.38*1200/0.00096=55000
25
.0Re
3164
.0=λ=0.03164/550000.25=0.02 Σhf=(0.02*50/0.032+1.5)*1.382
/2=31J/kg
we=z2g+p2/ρ+Σhf=15*9.81+90000/1200+31=253J/kg Ne=253*4*1200/3600=337J/kg η=337/550=61%
8、粘度为0.03 Pa.s ，密度为900 kg/m 3
的液体自容器A 流经内径为40 mm 的管路进入容器B 。两容器均为敞口，液面视为不变。管路中有一阀门，阀前管长50m ，阀后管长20m （均包括局部阻力的当量长度）。当阀全关时，阀前、阀后的压力表读数分别为90 kPa 和45 kPa 。
现将阀门打开至1/4开度，阀门阻力的当量长度为30 m 。试求管中的流量为多少m 3
/s 。
解：静力学方程得：z 1=p 1/ρg=90000/(9.81*900)=10.2m, z 2=5.1m
(z 1-z 2)g=Σh f =(λl/d)u 2/2,估计为层流，Σhf=32u lu/d 2ρ=32u lVs/d 4
0.785ρ
Vs=(5.1*9.81*0.785*0.044*900)/32*0.03*(50+20+30)=0.001m 3/s=3.6m 3
/h U=0.796m/s,验证流动类型:Re=0.04*900*0.796/0.03=955<2000,为 层流。
9、如附图9所示的水平渐缩管，d 1=207 mm ，d 2= 150 mm ，在操作压力与温度下，密度为 1.43
kg/m 3（设为常数）的甲烷，以1600 m 3
/h 的流量流过，U 形管压差计内指示液为水，如摩擦损失可以略去，问U 形压差计读数为若干？ 解：
222
2
B
u p u p B
A A
+=
+ρ
ρ
,
ρρρ
ρ
/222
2
2o H u u p p Rg A B
A
=-=
-
B
Vs=(л/4)d 2u , u B =(1600/3600)/[(3.14/4)×0.152]=25.2m/s
u A =25.2×(150/207)2
=13.2m/s
R=[(25.22-13.22
) ×1.43/2]/(1000×9.81)=0.034m
10、如图10所示，用离心泵将水从贮槽输送至水洗塔顶部，槽内水位维持恒定，管路的直径为ф57×3mm ，泵入口处的真空表读数为24.66KPa ，水流经吸入与排出管的能量损失分别
为∑hf 1=2u 2，∑hf 2=10u 2(不包括喷头出口阻力),
,排水管与喷头连接处的压强表读数为98.07KPa ，泵的效率为65% 求：泵的轴功率。
解 :（1）大槽面1与泵入口2处应用柏努利方程
P 0/ρ= g Z 2+p 2/ρ+ /2+Σh f
P 真2/ρ- g Z 2=（0.5+2.0）u 22=2.5 u 22
U 2=2m/s (2) 在大槽面1与喷头前3处应用方程，u 2=u 3=2m/s
We= g Z 3+p 3/ρ(表)+u 32
/2+Σh f 1→2→3
=14×9.81+98.07×103/1000+12.5 u 22
=285.1J/kg=29m
(3) Vs=?Лd 2u=0.785×0.0512
×2
=0.00408m 3/s=14.7m 3
/h
计算题11图
计算题8图 计算题9图 计算题10图
m s=14.7×1000/3600=4kg/s
Ne=We·m s=285.1×4=1140w=1.14kw
11、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）。
解:低水面为等压面，p左=p右
p左=p+Rgρ油+p同，p右= Rgρ水+ △hgρ油+ p同,
△h=R(D/d)2=（6/80）2R=0.0056R
p表=Rg(ρ水-ρ油)+ 0.0056Rgρ油
=0.35×9.81×(1000-860) +0.0056×0.35×860×9.81=497Pa
12、冻盐水循环系统，盐水密度为1100 kg/m3，循环量为36 m3/h，管路的直径相同为Ф108×4mm，盐水由A流经换热器而至B的能量损失为40u2 J/kg，由B到的A能量损失为28 u2 J/kg,泵的效率的为70%，A处压力表读数为200KPa。
计算：（1）泵的轴功率；
（2）B处的压力表读数为多少Kpa 。
解:Vs=(л/4)d2u , u=(36/3600)/[(3.14/4)×0.12)=1.27m/s
(1)循环过程：取A点，A→B→A则
We=Σh f=28u2+40u2=68 u2 =110w/kg
泵轴功率：
Ws=WeWs/η=110×1100×0.01/0.7=1.73kw
（2）从A→B间应用柏努利方程：
u A2/2+gZ A+P A/ρ=u B2/2+gZ B+ P B/ρ+Σh f A→B
u A = u B Z A =0 Z B =7
P B=P A-ρΣh f A→B- ρgZ B
=200-1.1(40×1.272+7×9.81)=53.5KPa
13、如图13，用U 型管压差计测量锅炉水面上方的蒸汽压，指示液为水银，两U管间的连接管内充满水，已知水银的密度为13600 kg/m3，水的密度为1000kg/m3，水银面与基准面的垂直距离分别为：h1=2.3m , h2=1.2m , h3=2.5m , h4=1.4m , 锅炉水面与基准面计算题12图计算题13图
的垂直距离 h 5=3m ，大气压强100kPa ，求锅炉上方水蒸气的压强P 0
解 :复式压差计，找出等压面，推出最终压强关系为：
p 0=p a +ρ
汞
g(h 1-h 2+h 3-h 4)-ρ
水
g （h 5-h 4+h 3-h 2）
=100+13.6×9.81×(2.3-1.2+2.5-1.4)-1.0×9.81(3-1.4+2.5-1.2)
=365.07 KPa 或p 0=265.07KPa(表压)
14、用离心泵将水由水槽送至水洗塔内。水槽敞口。塔内表压为0.85atm 。水槽水面至塔内
水出口处垂直高度差22m 。已知水流量为42.5m 3
/h ，泵对水作的有效功为321.5J/kg ，管路总长110m （包括局部阻力当量管长），管子内径100mm 。试计算摩擦系数λ值。
解: Vs=(л/4)d 2u , u=42.5/[3600×(3.14/4)×0.12]=1.5 m/s
∑+++
=
++
f u p u p h Z
g We B
A A
2
2
22
B ρ
ρ
Zg We h B
p f
--
=∑ρ
=321.5-0.85×101330/1000-22×9.81=19.25J/kg
2
2u d
le
l f h +=∑
λ
λ=19.28×0.1×2/(110×1.52
)=0.016
15、用一台离心泵将密度为1000 kg/m 3
的水溶液从敞口贮槽中送往表压强为200kPa 的塔中，
溶液管出口至贮槽液面间的垂直距离为26m ，送液量为20m 3
/h ，管路为Ф68×4mm 钢管，直管长度80m ，弯头阀门等管件的当量长度总计为20m ，管路的摩擦系数λ为0.022，离心泵的效率为60％，求泵的轴功率。
解：Vs=(л/4)d 2
u , u=20/[3600×(3.14/4)×0.062
]=1.97m/s
∑+++
=
++
f u p u p h Z
g we B
A A
2
2
22B ρ
ρ
2
2
)(u
d l
e l
f h ζλ+=+∑
=（0.022×100/0.06+1.5） × 1.972/2=74.1J/kg ∑++=f B h Zg P we ρ/=200000/1000+26×9.81+74.1=529J/kg
ηρwe
Vs N ==20×1000×529/(3600×0.6)=4900w=4.9Kw
16、为了确定容器中石油产品的液面，采用如附图所示的装置。压缩空气用调节阀1调节流量，使其流量控制得很小，只要在鼓泡观察器2内有气泡缓慢逸出即可。因此，气体通过吹气管4的流动阻力可忽略不计。吹气管内压力用U 管压差计3来测量。压差计读数R 的大小，反映贮罐5内液面高度。指示液为汞。当（Z 1－Z 2）＝1.5m ，
R 1＝0.15m ，R 2＝0.06m 时，试求石油产品的 密度ρP 及Z 1。
解：在本例附图所示的流程中，由于空气通往石油产品时，鼓泡速度很慢，可以当作静止流体处理。因此可以从压差计读数R 1，求出液面高度Z 1，即：
计算题16图
，
Hg z
z R R p ρρ2121--==13600×（0.15-0.05）/1.5=816kg/m 3
z 1=0.15×13600/816=2.5m
17、 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。
解 ：gdz gdz dp RT
pM =
=ρ ， z p p RT
gM -
=0ln ln
lnp=ln101330-9.81×0.029×102×4/(8.314×293)=11.479 p=96620Pa=724mmHg
19、水以70m 3
/h 的流量流过倾斜的异径管通。如图19。已知小管内径d A =100mm ，大管内径d B =150mm ，B 、A 截面中心点高度差h=0.3m ，U 形压差计的指示液为汞。若不计AB 段的流体流动阻力，试问：U 形压差计R 为多少？(R=3.92mm)
解 ：
g z B u p u p B
A A
++
=
+
2
2
22B ρ
ρ
,
ρρρ
ρ
/2
2
22Hg u u p p Rg hg A B
A
=+-
=
-
B
Vs=(л/4)d 2u , u B =(70/3600)/[(3.14/4)×0.152]=1.1m/s
u A =1.1×1.52
=2.475m/s
R=[(1.12-2.4752
)/2+0.3×9.81] ×1000/(13600×9.81)=0.0036mm
20、水以6.4×10-4m 3
/s 的流量流经由小至大的管段内。如图20。小管内径d 1=20mm ，大管内径d 2=46mm 。欲测1、2两截面处水的压差，为取得较大的读数R ，采用倒U 形压差计。已知
压差计内水面上空是ρ=2.5kg/m 3
的空气，读数R=100mm 。求水由1至2截面的流动阻力∑h f 。
解:
∑++=
+f u p u p h B
A A
222
2
B
ρ
ρ
22)(222
222
B
B u u Rg u p u p f A
air B
A A
h -+-=--
+=
-∑ρρρρ
ρ
Vs=(л/4)d 2u , u B =0.00064/[(3.14/4)×0.0462]=0.385m/s
u A =0.385×(46/20)2
=2.04m/s
计算题19图
计算题20图
∑h f =-0.1×9.81×(1000-2.5)/1000+(2.042-0.3852
)/2=3.06J/kg
21、将一敞口贮槽中的溶液用泵输送到另一敞口高位槽中，两槽之间的垂直距离为18m ，输送管路的规格为φ108×4mm, 溶液在管内的平均流速为 1.3m/s ，管路摩擦系数取λ=0.02, 管路总长为140m （包括全部局部阻力的当量长度）, 试求: （1）.溶液在管内的流型。（2）.泵的轴功率（η=60%）（计算时, 取溶液密度为1500kg/m 3, 粘度为1.5cP ）。
解：(1)μ
ρ
du =
Re =0.1×1.3×1500/0.0015=130000>4000，湍流
（2）
∑+++=
++f u p u p h Zg we B
A
A
222
2
B
ρ
ρ
2
2
u d le
l f h +=∑
λ=0.02×140×1.32
/(0.1×2)=236.6J/kg
∑+=f h Zg we =18×9.81+236.6=413.2J/kg η
ρwe
u d N 2785.0=
=0.785×0.12
×1.3×413.2×1500/0.6=10542W=10.542KW
?
将密度为900kg/m3的料液从高位槽送入塔中，高位槽内液面恒定，塔内真空度为8.0kPa ，进料量为6m3/h ，输送管规格为φ45×2.5mm 钢管，料液在管内流动能量损失为30J/kg(不包括出口)，计算高位槽内液面至出口管高度h
。
? 解：选高位槽液面为1-1′截面，管出口内侧为2-2′截面，并以2-2′截面为基准水平面，在两截面间列柏努利方程：
? gz1+u12/2+p1/ρ+We=gz2+u22/2+p2/ρ+Σ
hf
? 其中：z1=h,u1≈0,p1=0(表压)，We=0,z2=0，u2=6/(3600×π/4×0.042)=1.33m/s ， ? p2=-8.0×103Pa(表压)，Σ
hf=30J/kg ? h=(ub2/2+p2/ρ+Σhf)/g
? =(1.332/2-8.0×
103/900+30)=2.24m ? 其高度是为了提高位能，用于提供 ?
动能和克服流动阻力。
三、选择题
1、一定流量的水在圆形直管内呈层流流动，若将管内径增加一倍，流速将为原来的 B ；产生的流动阻力将为原来的 D ；
A. 1/2
B. 1/4
C. 1/8
D. 1/16
2、 内径为20 mm 的自来水管其设计输水能力宜为 B 。
(A) 0.1—0.3m 3/h (B) 1--3 m 3
/h
(C) 10--20 m 3/h (D) 100-200 m 3
/h
3、如图3所示，管中水的流向为A →B,则p A 与p B 的关系是
C ； (A) p A ＞p B (B) p A ＞p B ＋ρgh (C) p A ＞p B －ρgh (D) p A ＜p B
4、圆形直管内，体积流量一定，设计时若将管内径增大一
倍，则层流时摩擦阻力损失是原来的 C 倍；高度湍流时，是原值的 B 倍； A)1/4；1/16 B ）1/18；1/32 C ）1/16；1/32 D ）1/8；1/16 5、因次分析法的目的在于 B ；
选择题3图
A）得到各变量间的确切定量关系；B）用无因次数群代替变量，使实验与关联工作简化；C）得到各无因次数群的确切定量关系；D）用无因次数群代替变量，使实验结果更可靠。
6、在层流流动中，若流体的总流率不变，则规格相同的两根管子串联时的压降为并联时
的C倍。
A. 2；
B. 6；
C. 4；
D. 1。
7. 流体在长为3m、高为2m的矩形管道内流动，则该矩形管道的当量直径为 C 。
A. 1.2m；
B. 0.6m；
C. 2.4m；
D. 4.8m。
8、长度为a, 宽度为b的矩形管道，其当量值de为A。
A. 2ab/(a+b)
B.ab/(a+b)
C.ab/2(a+b)
D.(ab)0.5
9、水在园形直管中作完全湍流时，当输送量，管长和管子的相对粗糙度不变，仅将其管径缩小一半，则阻力变为原来的B倍；
A. 16
B. 32
C. 不变
10、用离心泵在两个敞口容器间输送液体。若维持两容器的液面高度不变，则当输送管道上的阀门关小后，管路总阻力将B；
A. 增加；
B. 不变；
C. 减小；
D. 不确定。
11、参照下图，已知d1=2d2, u2=4 m/s, u1等于 A ；
A.u1=1 m/s
B. u2=0.5 m/s
C. u3=2 m/s
12、流体在管内呈湍流流动时B。
A.Re≥2000
B. Re>=4000
C. 2000 13、转子流量计的主要特点是____B__________。 A. 恒截面、恒压差 B. 变截面、恒压差 C. 恒流速、变压差 D. 变流速、变压差 14、流体在圆管内流动时，管中心处流速最大，若为层流流动，平均流速与管中心的最大流的关系为_______A_______。 A. u=0.5 u max B. u=0.8 u max C. u=0.3 u max。 15、当流体从管道流入容器时，其局部阻力系数为____B________。 A. 0.5 B. 1 C. 0.4 D.0.6 16、U型管压差计接在以速度u流动的水管上，水可视为理想流体，指示液为水银，则 以下指示液高度画法正确的是：B 选择题16图 17、用一孔板流量计测量水的体积流量，已知当压差计度数R=50mm时，体积流量 Vs=100m3/h,则当读数R=100mm时，水的体积流量Vs= a m3/h； (a)141 (b)200 (c)400 (d)70.5 18、两根管长均为L，内径d1=2d2，水以流量V S在两管内层流流过，水的密度?、黏度μ 不变，则水流过两管的能量损失关系为Σh f2= dΣh f1 ： （a）1/2 （b）2 （c）8 （d）16 19、用一孔板流量计测量水的体积流量，已知当压差计度数R=50mm时，体积流量Vs=1 m3/h,则当读数R=100mm时，水的体积流量Vs= b m3/h: (a) 2 (b) 1.414 (c)4 (d)0.707 20、据π定理，用因次分析法分析颗粒沉降阻力知影响颗粒直径、速度、流体粘度、密度对其有影响，则该过程的无因次数群的个数为c个： （a）1 （b）3 （c）2 （d）5 21、计算下列四种“数”时，其数值大小与单位制度选择有关的是___D____。 Ａ、普兰德准数；Ｂ、传热单元数NTU; Ｃ、雷诺准数; Ｄ、过滤常数K 22、有一并联管路如图22所示，两段管路的流量、流速、管经、管长及流动阻力损失分别为Ｖ1、u1、d1、L1、Σh f1及Ｖ2、u2、d2、L2、Σh f2。若d1=2d2，L1=2L2，则 （1）Σh1/ Σh2＝E； Ａ、2；Ｂ、4; Ｃ、1/2; Ｄ、1/4; Ｅ、1 （2）当管路中流体均作层流流动时，Ｖ1/Ｖ2= C ； Ａ、2；Ｂ、4; Ｃ、8; Ｄ、1/2; Ｅ、1 （3）当两段管路中流体均作湍流流动时，并取λ1＝λ2，则Ｖ1/Ｖ2= B 。 1/4 Ａ、2；Ｂ、4; Ｃ、8; Ｄ、1/2; Ｅ、 23、当流体在园管内流动时，管中心流速最大，滞流时的平均速度与管中心的最大流速的关系为； A. u ＝3/2.u max B. u ＝0.8 u max C. u ＝1/2. u max D u =0.75 u max 24、判断流体流动类型的准数为（） A . Re数 B. Nu 数 C . Pr数 D . Gr数 25、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 26、计算管路系统突然扩大和突然缩小的局部阻力时，速度值应取为。 A. 上游截面处流速 B. 下游截面处流速 C. 小管中流速 D. 大管中流速 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。 A 2．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。 A 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； 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。 D 4．气体是（）的流体。 A 可移动； B 可压缩； C 可流动； D 可测量。 B 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。 C 6．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。 A 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。 D 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 大于； B 小于； C 等于； D 近似于。 A 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。 A 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。 A 大气压； B 表压力； C 相对压力； D 绝对压力。 D 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（）。 A. Um＝1/2Umax； B. Um＝0.8Umax； C. Um＝3/2Umax。 B 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( )。 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。 A 第2章流体输送机械 学习目的与要求 1、掌握离心泵的工作原理、结构及主要性能参数。 2、掌握离心泵特性曲线、管路特性曲线、工作点。 3、理解汽蚀现象成因，掌握离心泵最大安装高度计算。 4、了解往复泵和旋转泵结构。 5、了解风机结构和工作原理。 6、了解真空泵、真空技术及相关知识。 综合练习 一. 填空题 1．离心泵的主要部件有_________、_________和_________。 2．离心泵的泵壳制成螺壳状，其作用是_________。 3．离心泵特性曲线包括_________、_________和_________三条曲线。 4．离心泵特性曲线是在一定_________下，用常温_________为介质，通过实验测定得到的。 5．离心泵启动前需要向泵充满被输送的液体，否则将可能发生_________现象。．6．离心泵的安装高度超过允许吸上高度时，将可能发生_________现象。 7．离心泵的扬程是指_________，它的单位是_________。 8．若离心泵人口处真空表读数为 kPa，当地大气压强为 kPa，则输送42℃水（饱和蒸气压为 kPa）时，则泵内_________发生气蚀现象。 9．离心泵安装在一定管路上，其工作点是指_________。 10．若被输送液体的粘度增高，则离心泵的压头_________、流量_________、效 率_________、轴功率_________。 答案：1. 叶轮泵壳轴封装置 2. 转能，即使部分动能转化为静压能、N-Q、η-Q 4．转速水 5. 气缚 6. 气蚀 7. 泵对单位重量流体提供的有效能量 m 8. 会 9. 泵的特性曲线与管路曲线交点 10. 减小减小下降增大 二、选择题 1．离心泵的扬程是指（）。 A．实际的升扬高度 B．泵的吸上高度 C．单位重量液体通过泵的能量 D．液体出泵和进泵的压强差换算成的液柱高 2．离心泵的轴功率是（）。 A．在流量为零时最大 B．在压头最大时最大 C．在流量为零时最小 D．在工作点处最小 3．离心泵的效率η和流量Q的关系为（）。 A．Q增大，η增大 B． Q增大，η先增大后减小 C．Q增大，η减小 D． Q增大，η先减小后增大 4．离心泵的轴功率N和流量Q关系为（）。 A．Q增大，N增大 B． Q增大，N先增大后减小 C．Q增大，N减小． D．Q增大，N先减小后增大 5．离心泵气蚀余量△h与流量Q关系为（）。 A． Q增大, △h增大 B． Q增大, △h减小 c． Q增大, △h不变 D．Q增大, △h先增大后减小 6．离心泵在一定管路系统下工作，压头与被输送液体密度无关的条件是（）。 A．z 2-z 1 =0 B．Σh f =0 C． 2 2 2 1 2 2= - u u D．P 2 – P 1 =0 7．离心泵停止操作时，宜（）。 A．先关出口阀后停电 B．先停电后关出口阀 流体流动部分测试题 一.填空题 1.服从牛顿粘性定律的流体称为流体,该定律的表达式为,其中反映了流体的粘性大小,称之为粘度,它的SI单位是.液体的粘度随温度上升而,气体粘度随温度上升而.粘度为零的流体又称为流体. 2.流体的流动形态可分为, 和.它判断依据是准数. 3.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. 4.测速管测得的是管道中的速度,孔板流量计测得的是速度,而从流量计上可直接读出被测流体的体积流量. 5.理想流体在管道中流过时各截面上相等,它们是, 和之和,每一种能量等,但可以. 二.选择题 1.在法定计量单位中,粘度的单位是( ) A.cP B.P C.g/(cm.s) D.Pa.s 2.在静止流体内部各点的静压强相等的必要条件是( ) A.同一种流体的内部 B.连续着的两种流体 C.同一种连续流体 D.同一水平上,同一种连续流体 3.在一水平变径管道上,细管截面A及粗管截面B 与U形管压差计相连,当流体流过时压差计测量的是( ) A.两截面间的总能量损失; B.两截面间的动能差; C.两截面间的局部阻力; D.两截面间的压强差 4.滞流和湍流的本质区别是( ) 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,湍流则有; D.湍流时边界层较薄 输送机械部分测试题 一. 填空题 1.离心泵的主要部件 有, , ; 2.离心泵的特性曲线包 括, , 三条曲线; 3.离心泵启动前需要向泵充满被输送的液 体,否则将可能产生 现象; 4.离心泵的安装高度超过允许吸上高度时, 将可能产生现象; 5.离心泵的扬程是 指 ,它的单位是; 6.若离心泵入口处真空表计数为93.32kPa, 当地大气压为101kPa,则输送42℃水(饱和 蒸气压为8.2kPa)时,则泵内发生 气蚀; 7.离心泵安装在一定管路上,其工作点是 指; 8.若被输送的流体粘度增大,则离心泵的压 头,流量,效 率,轴功率. 9.离心泵常采用调节流量;往 复泵采用调节流量; 10.离心泵启动前应出水阀;旋涡 泵启动前应出口阀; 11.往复泵的往复次数增加时,流量, 扬程. 二.选择题 1.离心泵的扬程是指( ) A.实际的升扬高度; B.泵的吸上高度; C.单位重量的流体通过泵所获的能量; D.液体出泵和进泵的压强差换算成的液柱高 2.离心泵的轴功率是( ) A.在流量为零时最大; B.在压头最大时最大; C.在流量为零时最小; D.在工作点时最小 3.离心泵的效率与流量的关系是( ) A.q增大,η增大; B.q增大,η减小; C. q增大,η先大后减小; D. q增大,η先减小后增大 4.离心泵的轴功率和流量的关系( ) A.q增大,N增大; B.q增大,N减小; C.q增大,N不变; D.q增大,N先增大后减小 5.离心泵在一定管路系统下工作时,泵压头与被输送液体的密度无关的条件是( ) A.Z1-Z2=0; B. ∑hf=0; C. P2-P1=0; D. 23. 10℃的水以500 L/min 的流量流过一根长为300 m 的水平管，管壁的绝对粗糙度为0.05 mm 。有6 m 的压头可供克服流动的摩擦阻力，试求管径的最小尺寸。 解：这是关于试差法的应用。 10C o 的水，3999.7/kg m ρ= 5130.7710Pa s μ-=?? 在管路两端端列柏努利方程，以管子中心线所在的水平面为基准面，得 6f A B h p p m g g ρ-==∑ 由范宁公式 f h g =∑22l u d g λ (1) (1) 在该题中，假设λ不是最好的选择，因为管径不知道，不好由/d ε 反查'λ，且假设λ后由于不知道d ，也不能求u 和Re 。 (2) 假设管径为待求量，但若假设d ，由于实际生产中管子的规格多样，范围太广，不易得到准确范围。 (3) 可假设u 根据本教材表11-，选择合适的流速代入计算。自来水的流速为1~1.5m/s 。 取水的流速为 /m s 。根据给出的ε也可判断，所计算的阻力损失和管子的粗糙度有关，必定为湍流。且流体黏度比较大，必须使u 在较大值时保证水是湍流的。 0.090490.4d m mm ==== 此时由(1)式计算的262129.810.09040.0210300 1.32gd lu λ???= ==? 450.0904 1.3999.7Re 8.991013.7510 du ρμ-??===??，/0.05/(0.09041000)0.00055d ε=?= 查摩擦系数图，'0.021λ=，两者之间一致，假设合理。 管子的直径为90.4mm 。 24. 某油品的密度为800 kg/m 3、黏度为41 cP ，由附图中所示的A 槽送至B 槽，A 槽的液面比B 槽的液面高1.5 m 。输送管径为89 3.5mm mm φ?、长50 m(包括阀门 流体流动 【当前章节】流体流动内部结构【当前难度】1 1、如下各物理量中，与压强有关的有几个（B ）①压强不太高时气体的黏度； ②压强不太高时气体的运动黏度③压强不太高时气体的流速；④压强不太 高时气体的质量流速 A.1 B.2 C.3 D.4 2、流体在管内流动时，如下有几项会使层流内层增厚？（B ）* ①流体黏度变小；②流体流速减小；③如为液体，升高其温度；④如为气体，升高其温度 A.1 B.2 C.3 D.4 3、如下关于定态流动和非定态流动的说法，正确的是（B ） A.定态流动时，流体内各处的流动参数（）均相同 B.定态流动时，流体内各处的流动参数（）均不随时间而变化 C.非定态流动时，流体内各处的流动参数都不相同 D.非定态流动时，流体流量随时间的推移而减小 4、管内流体流动时，如下哪一项不利于形成湍流（B ） A.增大管径 B.减小流体密度 C.增加流体流量 D.减小流体粘度 5、 针对圆管内的流体流动，关于层流与湍流的区别，如下表述中正确的是 （C ）* A.剪应力沿径向分布的数学规律不同 B.湍流时不存在由于分子热运动而造成的动量传递，而层流时存在 C.同种流体在同样的速度梯度下，湍流剪应力大于层流 D.湍流时流体所有的质点都在脉动，而层流时流体所有质点都不脉动 6、某黏度为50mPa.s的流体在内径为60mm的圆管内做定态流动，管截面上的速度分布服从u=20y-200y*y。式中y为管截面上某一点至管壁的距离，m；u为 该点处流速，m/s。则管内最大剪应力为（A）* A.1.0Pa B.0.4Pa C.0.021 D.条件不足，无法计算 7、某流体在内径为60mm的圆管内做定态流动，管截面上的速度分布服从u=20y-200y*y。式中y为管截面上某一点至管壁的距离，m；u为该点处流速，m/s。则管内最大速度为（C） A.0.5m/s B.0.48m/s C.0.42m/s D.1.0m/s 8、当圆管内流动充分发展时，其边界层的厚度（B ） A.等于管子的内直径 B.等于管子的内半径 C.大于管子的内半径 D.大于管子的内直径 9、 在研究流体流动问题时，最小的考察对象通常是（ A） A.流体的质点 B.流体的分子 C.液滴或气泡 D.流体层 10、流体的连续介质假定是指（D ） A.流体分子之间没有间隙 B.液流之中没有气泡，气流之中没有液滴 C.流体层之间没有间隙 D.流体质点之间没有间隙 11、理想气体状态方程中的压强是指气体的（B ） A.表压强 B.绝对压强 C.真空度 D.以上压强都可用于气体状态方程 12、以下哪项为基准的压强称为真空度（A ） A.当地大气压 B.标准大气压 C.绝对0压强 D.其他三个都不是 《工程流体力学》复习题及参考答案 整理人:郭冠中内蒙古科技大学能源与环境学院热能与动力工程09级1班 使用专业:热能与动力工程 一、名词解释。 1、雷诺数 2、流线 3、压力体 4、牛顿流体 5、欧拉法 6、拉格朗日法 7、湿周 8、恒定流动 9、附面层 10、卡门涡街11、自由紊流射流 12、流场 13、无旋流动14、贴附现象15、有旋流动16、自由射流 17、浓差或温差射流 18、音速19、稳定流动20、不可压缩流体21、驻点22、 自动模型区 二、就是非题。 1.流体静止或相对静止状态的等压面一定就是水平面。 ( ) 2.平面无旋流动既存在流函数又存在势函数。 ( ) 3.附面层分离只能发生在增压减速区。 ( ) 4.等温管流摩阻随管长增加而增加,速度与压力都减少。 ( ) 5.相对静止状态的等压面一定也就是水平面。 ( ) 6.平面流只存在流函数,无旋流动存在势函数。 ( ) 7.流体的静压就是指流体的点静压。 ( ) 8.流线与等势线一定正交。 ( ) 9.附面层内的流体流动就是粘性有旋流动。 ( ) 10.亚音速绝热管流摩阻随管长增加而增加,速度增加,压力减小。( ) 11.相对静止状态的等压面可以就是斜面或曲面。 ( ) 12.超音速绝热管流摩阻随管长增加而增加,速度减小,压力增加。( ) 13.壁面静压力的压力中心总就是低于受压壁面的形心。 ( ) 14.相邻两流线的函数值之差,就是此两流线间的单宽流量。 ( ) 15.附面层外的流体流动时理想无旋流动。 ( ) 16.处于静止或相对平衡液体的水平面就是等压面。 ( ) 17.流体的粘滞性随温度变化而变化,温度升高粘滞性减少;温度降低粘滞性增大。 ( ) 18.流体流动时切应力与流体的粘性有关,与其她无关。 ( ) 三、填空题。 1、1mmH2O= Pa 2、描述流体运动的方法有与。 3、流体的主要力学模型就是指、与不可压缩性。 4、雷诺数就是反映流体流动状态的准数,它反映了流体流动时 与的对比关系。 5、流量Q1与Q2,阻抗为S1与S2的两管路并联,则并联后总管路的流量Q 化工原理习题：第一部分 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.牛顿粘性定律的表达式τ=μ，其应用条件是 牛顿型流体层（滞）流流体。 5.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=++=g p g u z E ρ22 ??????????????； 单位重量流体的机械能衡算式为????? 常数=++=p u gz E 22 ρρ????????????； 单位体积流体的机械能衡算式为?????? 常数=++=g p g u z E ρ22???????????； 6.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 z 1ρg+（u 12ρ/2）+p 1+W s ρ= z 2ρg+（u 22ρ/2）+p 2 +ρ∑h f ，各项单位为 Pa （N/m 2） 。 7.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 。 8.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 。 9.并联管路中各管段压强降 相等 ；管子长、直径小的管段通过的流量 小 。 10 在离心泵工作时，用于将动能转变为压能的部件是____泵壳__________。 11.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 。 12. 离心泵的轴封装置主要有两种： 填料密封 和 机械密封 。 13.若被输送的流体粘度增高，则离心泵的压头 降低，流量减小，效率降低，轴 流体输送习题 一、填空： 1．1at=mmHg= mH2O= Pa= kgf/cm2。 2．已知兰州的大气压力为640mmHg，试将压力表示为atm、kgf/cm2、 kgf/ｍ2、bar、mmH2O、mH2O、 ｍ液柱（此液体的密度为800 kg／ｍ3）、Pa。 3．已知某设备的压力为2atm，试以kgf/cm2、bar、Pa、mmHg、mH2O表示此压力。 4．.测得某设备压力为5000Pa（表压），已知当地平均大气压力为80000Pa，而测压时同时测定实验室的大气压力为82000Pa，设备的绝对压力为Pa。 5．某管路内径为ｄ，要求通过管路的流速为ｕ，求得雷诺数为Ａ，如管内径变为ｄ′，求得雷诺数Ａ′，当ｄ/ｄ′＝１/２时，求Ａ/Ａ′为？6．某管路内径为ｄ，要求的体积流量为Ｖ，求得雷诺数为Ａ，如管内径改变为ｄ′，求得雷诺数Ａ′，当ｄ/ｄ′＝1/2，求Ａ/Ａ′为？7．液体的密度随T上升而，气体密度与和有关。8．已知通过某一截面的溶液流量为30m3/h，溶液的密度为1200kg/m3，该截面处管子的内径为0.08ｍ，则流速= 、质量流速= 、质量流量= 。 9．已知管内径为0.02ｍ，粘度为1.1厘泊，密度为1050kg/m3的液体以每小时2m3的流量流动，则流型为。 10．在完全湍流情况下，如管路系统不变，流量增大一倍，阻力。11．阻力平方区，流速增加，摩擦系数 ，阻力损失∑hf 。 12．密度为1050kg/m3的液体由一个大的贮槽进入内径为0.053的管中，管内流速为1.5m/s，求进口阻力，及由其引起的压降。13．已知并联管路中d1= 3d2，则∑hf1与∑hf2的比值。14．设备外大气压为640mmHg，设备内真空度为500mmHg，设备内绝 流体流动单元测试卷 一、单项选择题：（每题2分共30分） 1、在静止的流体内部各点处的静压强相等的必要条件是（）。 A、各点应该处于同一种流体的内部 B、各点应该处于同一种连续流体的内部 C、各点应该分别处于连通着的两种流体内部 D、各点应该处于同一种连续流体的内部，且处于同一水平面上 2、气体在直径不变的圆形管道内作等温定态流动，在管道各截面上的（）。 A、气体流动的流速相等 B、气体流动的质量流量相等 C、气体流动的体积流量相等 D、气体流动的速度逐渐变小 3、流体在圆形直管内层流流动，如果管径、管长均不变，则流体流动阻力与速度的 （）方成正比。 A、1 B、2 C、3 D、4 4、层流和湍流的本质区别是（） A、流速不同 B、流通截面积不同 C、雷诺数不同 D、层流无径向流动，湍流有径向流动 5、下列说法中正确的是( )。 A、静止的流体没有黏性 B、一定的流体在一定的管道中流动时，所受的阻力与流速成正比 C、直管阻力与流速成正比，局部阻力与流速不一定成正比 D、其它条件相同的情况下，黏性越大流体内摩擦力也越大 6、边长分别是200mm、300mm的矩形管的当量直径是（） A 、210mm B、240mm C、280mm D、250mm 7、水以0.05m·s-1的流速在35×2.5 mm钢管中流动，水的粘度为1×10-3Pa·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、某设备上真空表读数为，若当地大气压强为，则设备内绝对压强为( )。 A、kPa； B、10 kPa； C、kPa； D、90 kPa。 9、当管中的液体形成稳定流动时，已知d2=2d1，则( )。 A、u2=4u1 B、u1=4u2 C、u2=2u1 D、u1=2u2 10、在相同条件下，缩小管径，雷诺数（）。 A、不变 B、减小 C、增大 D、无法确定 11、气体在直径不变的圆形管道内作等温定态流动，在管道各截面上的（）。 A、气体流动的流速相等 B、气体流动的质量流量相等 C、气体流动的体积流量相等 D、气体流动的速度逐渐变小 12、理想流体流过竖直放置的等径圆管时，如果从上往下流，则其（）。 A、动能增加，位能上升，静压能下降 B、动能不变，位能下降，静压能下降 C、动能不变，位能下降，静压能上升 D、动能增加，位能下降，静压能下降 化工原理典型例题题解 第1章 流体流动 例1 沿程阻力损失 水在一段圆形直管内作层流流动，若其它条件不变，现流量及管径均减小为原来的二分之一，则此时因流动阻力产生的压力损失为原来的（ ）。 A 2倍 B .4倍 C .8 倍 D. 16 倍 解：因管内流体流动处于层流状态，根据哈根（Hahen ）-泊谡叶（poiseuille ）公式 2 32d lu P f μ= ? (1) 将式中的流速u 用流量v q 和管径d 表示出来， 2 4 d q u v π = (2) 将(2)式代入(1)式得 4 128d lq P v f πμ= ? (3) 现流量125.0v v q q =; 管径d 2=0.5d 1 ， 根据(3)式，压力损失ΔP f2满足下式 85 .01 /)5.0/(5.0//3 4 1 14 114 1 14221 2== = = ??d q d q d q d q P P v v v v f f 故答案C 正确。 例2 流体在管内流动时剪应力的分布 流体在管内流动的摩擦阻力，仅由流体与壁面之间的摩擦引起吗？ 解：圆管中沿管截面上的剪应力分布式为 r l g Z P g Z P 2) ()(2211ρρτ+-+= 由该式推导条件可知，剪应力分布与流动截面的几何形状有关，而与流体种类，层流或湍流无关。对于定常态流动体系，可见剪应力随圆管内流体半径的增大而增大，在壁面处，此剪应力达到最大。故剪应力（磨擦阻力）并非仅产生于壁面处，而是在流体体内亦存在。 例3 并联管路中的阻力损失 首尾相同的并联管路中，流体流经管径较小的支路时，总压头损失较大吗？ 例 4 附图 解：A 为分支点，B 为汇合点。并联管路Ⅰ、 Ⅱ、 Ⅲ具有相同的起始点A 和终点B ，分别利用柏努利方 习题 填空与选择题 1（1）离心泵的主要部件有 ________、_________和_________。 （2）往复泵主要适用于 __________、_________的场合。 2离心泵产生汽蚀，通常是由于______________， ______________， ____________，______________等。 3离心泵的叶片一般是 __________，这是为了输出时增大 __________，减少 __________。4（1）若被输送流体粘度增高，则离心泵的压头 ________、流量 ________、效率 ________、轴功率 ________。 （2）若被输送流体密度改变 , 则离心泵的 ________、________及________均保持不变。 （3）离心泵的总效率反映了________，________和________三项能量损失的影响。 （4）离心泵吸入管线一般处于________压状态，若此时吸入管有泄漏，离心泵可能出现________现象。 5（1）离心泵工作点是 ________曲线与 ________曲线的交点。 （2）离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵会发生 ________现象。 6（1）离心泵的轴封装置主要有 ________和________两种； （2）管路特性曲线的一般表达式是 ________。 （3）影响离心泵理论流量的因素有 ________和________。 （4）离心泵叶轮按有无盖板可分为 ________、________、________。 7在测定离心泵的性能曲线实验过程中，在泵出口处应安装________和 ________，而 ________必须在 ________的前部。在泵的入口处应安装 ________，在________上还必须安测流量仪表，测流量仪表可以采用 ________或________或________等。 第一章 流体流动习题解答 1. 某设备上真空表的读数为13.3×103 Pa ，试计算设备内的绝对压强与表压强。已知该地区大气压强为98.7×103 Pa 。 解：真空度＝大气压－绝压 3(98.713.3)10atm p p p Pa =-=-?绝压真空度 表压＝－真空度＝-13.3310Pa ? 2. 在本题附图所示的贮油罐中盛有密度为960 kg/m 3的油品，油面高于罐底9.6 m ，油面上方为常压。在罐侧壁的下部有一直径为760 mm 的圆孔，其中心距罐底800 mm ，孔盖用14 mm 的钢制螺钉紧固。若螺钉材料的工作应力取为32.23×106 Pa ，问至少需要几个螺钉? 解：设通过圆孔中心的水平液面生的静压强为p ，则p 罐内液体作用于孔盖上的平均压强 9609.81(9.60.8)82874p g z Pa ρ=?=??-=(表压) 作用在孔盖外侧的是大气压a p ，故孔盖内外所受的压强差为82874p Pa ?= 作用在孔盖上的净压力为 2282575(0.76) 3.7644 p p d N π π =?=??=?410 每个螺钉能承受的最大力为： 62332.23100.014 4.96104 F N π =?? ?=?钉 螺钉的个数为433.7610/4.96107.58??=个 p 所需的螺钉数量最少为8个 3. 某流化床反应器上装有两个U 管压差计，如本题附图所示。测得R 1=400 mm ，R 2=50 mm ，指示液为水银。为防止水银蒸气向空间扩散，于右侧的U 管与大气连通的玻璃管内灌入一段水，其高度R 3=50mm 。试求A 、B 两处的表压强。 解：U 管压差计连接管中是气体。若以2,,g H O Hg ρρρ分别表示气体、水与水银的密度，因为g Hg ρρ=，故由气柱 高度所产生的压强差可以忽略。由此可以认为A C p p ≈， B D p p ≈。 由静力学基本方程式知 232A C H O Hg p p gR gR ρρ≈=+ 10009.810.05136009.810.05=??+?? 7161Pa =(表压) 417161136009.810.4 6.0510B D A Hg p p p gR Pa ρ≈=+=+??=? 4. 本题附图为远距离制量控制装置，用以测定分相槽内煤油和水的两相界面位置。已知两吹气管出口的距离H =1 m ，U 管压差计的指示液为水银，煤油的密度为820 kg/m 3。试求当压差计读数R=68 m 时，相界面与油层的吹气管出口距离h 。 解：如图，设水层吹气管出口处为a ，煤油层吹气管出口处为b ，且煤油层吹气管到液气界面的高度为H 1。则 1a p p = 2b p p = 1()()a p g H h g H h ρρ=++-油水(表压) 1b p gH ρ=油(表压) U 管压差计中，12Hg p p gR ρ-= (忽略吹气管内的气柱压力) 12a b p p p p gR ρ-=-= C D H 1 压缩空气 p 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，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＝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( )。 A 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。 13.层流底层越薄( )。 C 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。 14.双液体U形差压计要求指示液的密度差( ) C A. 大； B. 中等； C. 小； D. 越大越好。 15.转子流量计的主要特点是( )。 C A. 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：( )。 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。 17.圆直管流动流体，湍流时雷诺准数是（）。 B A. 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 1、作用在流体的质量力包括（ D ） Ａ压力Ｂ摩擦力Ｃ表面力Ｄ惯性力 2、层流与紊流的本质区别是：（ D ） A. 紊流流速>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<紊流的雷诺数； D. 层流无径向脉动，而紊流有径向脉动 3、已知水流的沿程水力摩擦系数 只与边界粗糙度有关，可判断该水流属于（ D ） A 层流区； B 紊流光滑区； C 紊流过渡粗糙区； D 紊流粗糙区。 4、一个工程大气压等于( B )Pa; ( C )Kgf.cm-2。 A 1.013×105 B 9.8×104 C 1 D 1.5 5、长管的总水头线与测压管水头线（ A ） A相重合；B相平行，呈直线； C相平行，呈阶梯状；D以上答案都不对。 6、绝对压强p abs、相对压强p 、真空值p v、当地大气压强p a之间 的关系是（ C ） Ａp abs=p+p v Ｂp=p abs+p a Ｃp v=p a-p abs Ｄ p = p a b s - p V 7、将管路上的阀门关小时,其阻力系数（ C ） A. 变小 B. 变大 C. 不变 8、如果忽略流体的重力效应，则不需要考虑哪一个相似性参数？( B ) A弗劳德数 B 雷诺数 C.欧拉数D马赫数 9、水泵的扬程是指 （ C ） A 水泵提水高度； B 水泵提水高度+吸水管的水头损失； C 水泵提水高度+ 吸水管与压水管的水头损失。 10、紊流粗糙区的水头损失与流速成（ B ） A 一次方关系； B 二次方关系； C 1.75～2.0次方关系。 11、雷诺数是判别下列哪种流态的重要的无量纲数( C ) A 急流和缓流； B 均匀流和非均匀流； C 层流和紊流； D 恒定流和非恒定流。 第一章 流体流动 一 基本概念 1、连续性方程 2、液体和气体混合物密度求取 3、离心泵特性曲线的测定 二、核心公式 第一章、流体流动与流体输送机械 （1）流体静力学基本方程 （例1－9） U 型管压差计 （2）柏努利方程的应用（例1－14） （3）范宁公式 （4）离心泵的安装高度（例2-5） 三．问答题 1． （7分）离心泵的特性曲线是如何测定的？其特性曲线主要由哪几条曲线构成? 答:离心泵的特性曲线是在一定转速和常压的清水为工质做实验测得的.主要曲线有:H-Q,N-Q,η-Q 三条曲线,在曲线中要注明泵型号、转速. 2． （8分）试说明层流和湍流的主要区别。 答:1.质点的运动运动方式不同,层流只有轴向的运动,没有径向的脉动,而湍流质点是杂乱无章的运动,两个方向的运动都存在. 2. 流体流动速度分布不同:层流为抛物线形式,而湍流则是严格的抛物线,它的速度分布线前端基本是平直的. 3.运动的受力情况不同:层流主要是内摩擦力,服从牛顿粘性定律,而湍流由湍流应力和内摩擦力共同作用,可以仿造牛顿粘性定律写为:dy du ) e (+ν=τ 3． 离心泵启动前，为什么要先灌满水？与离心泵安装高度有关的性能指标有那些？ 4．选择输送管路的管径时，从技术经济角度应考虑那些因素？如何选择？ 5．离心泵的实验中，泵启动前与关闭时注意什么问题，为什么？流量调节采用什么方法，其优缺点各是什么？ 6． 搞清楚离心泵的扬程与升扬高度、允许吸上高度和安装高度各组概念的区别和联系。（6 分） （1）扬程又称压头，是泵对1N 液体所提供的有效能J/N ；而升扬高度指泵上、下游两液面的垂直高度，它只是扬程中位能差一项。 （2）允许吸上高度Hg 是指上游贮槽液面与泵吸入口之间允许达到的最大垂直距离。 化工原理流体流动部分模拟试题及答案 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）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=+ + =g p g u z E ρ22 ???少乘一个g ???????????； 单位体积流体的机械能衡算式为????? 常数=++ =p u gz E 2 2 ρρ????????????； 单位重量流体的机械能衡算式为?????? 常数=+ + =g p g u z E ρ22 ???????????； (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 z 1ρg+（u 12 ρ/2）+p 1+W s ρ= z 2ρg+（u 22ρ/2）+p 2 +ρ∑h f ，各项单位为 Pa （N/m 2） 。 (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 u 1A ρ1= u 2A ρ2=······= u A ρ ；适 用于圆形直管的不可压缩流体流动的连续性方程为 u 1d 12 = u 2d 22 = ······= u d 2 。 (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 395mmHg 。测得另一容器内的表压强为1360 mmHg ，则其绝对压强为2105mmHg 。 (10) 并联管路中各管段压强降 相等 ；管子长、直径小的管段通过的流量 小 。 (11) 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 。 (12) 离心泵的轴封装置主要有两种： 填料密封 和 机械密封 。 (13) 离心通风机的全风压是指 静风压 与 动风压 之和，其单位为 Pa 。 (14) 若被输送的流体粘度增高，则离心泵的压头 降低，流量减小，效率降低，轴功率增加。 降尘室的生产能力只与 沉降面积 和 颗粒沉降速度 有关，而与 高度 无关。 (15) 分离因素的定义式为 u t 2 /gR 。 (16) 已知旋风分离器的平均旋转半径为0. 5m ，气体的切向进口速度为20m/s ，则该分离器的分离因数为 800/9.8 。 (17) 板框过滤机的洗涤速率为最终过滤速率的 1/4 。 (18) 在层流区，颗粒的沉降速度与颗粒直径的 2 次方成正比，在湍流区颗粒的沉降速度与颗粒直径的 0.5 次方成正比。 二选择 1.雷诺准数的表达式为__________ 。当密度p= 1000kg/m3,粘度卩=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二dup / 口 ; 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； Q 0.8umax; 层流； =0.5 umax 6.某设备上，真空度的读数为80mmH，g 其绝压 = ____ mH2O= ______ Pa. （该地区的 大气压为 720mmHg）答案：8.7mH2O ; 8.53 X 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 ） 流体流动试题集及参考答案 一、填空题: 1、按照化工单元操作所遵循得基本规律得不同,可将单元操作分为 动量传递、热量传递、质量传递。 2、化工生产中,物料衡算得理论依据就是质量守恒定律, 热量衡算得理论基础就是能量守恒定律。 3、当地大气压为750mmHg时,测得某体系得表压为100mmHg,则该体系得绝 对压强850mmHg为真空度为-100mmHg、 4、液柱压力计量就是基于流体静力学原理得测压装置,用U形管压强计测压时, 当压强计一端与大气相通时,读数R表示得就是表压或真空度。 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就是 与指示液密度、液面高度有关,与U形管粗细无关 5、转子流量计得设计原理就是依据流动时在转子得上、下端产生了压强差。 6、静止液体中两处压力相等得条件就是连续、同一液体、同一水平面。 7、流体体积流量用Q=uS来计算;质量流量用G=Qρ来计算;而流体流速用 u=Q/S来计算。 8、当流体得体积流量一定时,流动截面扩大,则流速减少,动压头减少,静压头增加。 9、柏努利方程实验中,在一定流速下某测压管显示得液位高度为静压头,当流速再增大时,液位高度降低;因为阻力损失增大, 10、理想流体就是指没有粘性或没有摩擦阻力而实际流体就是指具有粘性或有摩擦力。流体流动时产生摩擦阻力得根本原因就是流体具有粘性。 11、压头转换实验中,在一定流速下某测压管显示得液位高度为静压头值,流速再增大时,液位高度降低;因为阻力损失增大 12、P/(ρg)得物理意义就是表示流动系统某截面处单位重量流体所具有得静压能,称为静压头。mu2/2得物理意义就是表示流动系统某截面处1kg流体具有得动能。 13、雷诺准数得表达式为Re=dｕρ/μ。当密度ρ＝1000kg/m粘度μ=1厘泊得水,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10其流动类型为湍流 14、流体在圆直管内流动,当Re≥4000时得流型称为湍流, 其平均速度与最大流速得关系为Wm＝0.8Wｍａｘ Re≤2000得流型称为滞流,其平均速度为Wm＝0、5Wｍａｘ。 15、流体在圆管内作稳定连续流动时,当Re≤2000时为滞流流动,其摩擦系数λ=64/Re;当Re≥4000时为湍流流动。当Re在2000-4000之间时为过渡流。流体沿壁面流动时,有显著速度梯度得区域称为流动边界层。在管内呈湍流时,摩擦系数λ与Re; ε/d有关。当Re继续增大到大于某一定值时,则流体流动在完全湍流区,当ε/d为一常数时,其λ值为常数。 16、当密度ρ=1000kg/m,粘度=1(厘泊)得水,在内径为d=15mm,以流速为0、1 m/s在管内流动时,雷诺数等于1500,流动类型为层流。 17、当20℃得水(ρ=998、2kg/m,μ=1、005 厘泊)在内径为100mm得圆管内流动时,若流速为1、0 m、s时,其雷诺数Re为9、93×10,流动型态为湍流。 18、管出口得局部阻力系数等于1、0管入口得局部阻力系数等于0、5、 19、计算流体局部阻力损失得方法有当量长度法;阻力系数法;其相应得阻力损失 习题解答 1-41一敞口贮槽中装有油（密度为917kg/m 3 ）和水，液体总深度为3.66m ，其中油深为3m 。试计算油水分界处及贮槽底面的压力，分别用绝压和表压表示。（当地大气压为） 解：油水分界处： 表压：kPa gh p 0.27381.9917111=??==ρ 绝压：kPa p 12810013.1107.2541=?+?= 贮槽底面的压力： 表压：kPa gh p p 5.3366.081.91000107.242212=??+?=+=ρ 绝压：kPa p 13510013.110347.3542=?+?= 1-42用U 形压力计测量容器内液面上方的压力，指示液为水银。已知该液体密度为900kg/m 3 ，h 1=0.3m ，h 2=0.4m ，R=0.4m 。试求： （1）容器内的表压； （2）若容器内的表压增大一倍，压力计的读数R ‘ 。 解：（1）如图，1-2为等压面。 )(211h h g p p ++=ρ gR p p a 02ρ+= gR p h h g p a 021)(ρρ+=++ 则容器内表压： kPa h h g gR p p a 2.4781.97.090081.94.013600)(210=??-??=+-=-ρρ （2）当容器内的表压增大一倍时，此时 2 '2' 2 R R h h -+= )2 ()('21' 02' 1' 0'R R h h g gR h h g gR p -++-=+-=ρρρρ表 整理得 2 /) 2/(021' g g R h h g p R ρρρ--++= ‘表 m 77.02 /81.990081.913600)2/4.07.0(81.9900102.4723=?-?-??+??= 1-43如图所示，用复式压差计测量某蒸汽锅炉液面上方的压力，指示液为水银，两U 形压差计间充满水。相对于某一基准面，各指示液界面高度分别为z 0=2.0m, z 2=0.7m, z 4=1.8m, z 6=0.6m, z 7=2.4m 。试计算锅炉内水面上方的蒸汽压力。 习题1-42 附图(完整版)化工原理流体流动题库..
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