流体流动习题解答页PPT文档
流体力学-PPT问题的答案
第一章1、什么是流体？流体的三大特性？流体是能流动的物质。
从其力学特征看，流体是一种受任何微小剪切力都能连续变形的物质。
流体的三大特性：易流动性，可压缩性，粘性2、什么是流体的连续介质假设？对于流体质点而言，我们假定他们之间没有空隙，在空间连续分布，所以将流体视为由无数连续分布的流体质点所组成的连续介质，这就是流体的连续介质假设。
连续介质假设是流体力学的基本假设之一，我们依据了这个假设，才能把微观问题转化为宏观问题来处理。
3、什么是不可压缩流体？流体的膨胀系数和压缩系数全为零的流体叫不可压缩流体。
4、体积压缩系数、温度膨胀系数如何定义？体积压缩系数：表示当温度保持不变时，单位压强增量所引起的体积变化率。
温度膨胀系数：表示当压强不变时，单位温升所引起的流体体积的变化率。
5、什么是流体的黏性？流体的粘性是指流体质点运动发生相对滑移时产生切向阻力的性质。
6、什么是牛顿内摩擦定律？作用在流层上的切向力与速度梯度成正比，其比例系数为流体的动力粘度7、动力黏度与压强、温度有什么关系？普通压强对流体的黏度几乎没有影响，可以认为，流体的黏度只随温度变化。
温度对流体粘度的影响很大。
液体的黏度随着温度的上升而减小，气体的黏度随着温度的上升而增大。
之所以会出现这种情况，是因为构成它们黏性的机理不同。
液体分子间的吸引力是构成液体黏性的主要因素；构成气体黏性的主要因素是气体分子做随机运动时，在不同流速的流层间所进行的动量交换。
8、什么是理想流体？黏性为零的流体称为理想流体9、如何计算肥皂泡内的压强？设肥皂泡外压强为大气压强P0,表面张力系数为σ。
表面张力引起的附加压力成为毛细压力，曲面的凹面高于凸面的压强差为ΔP=2σR（R为球面的曲率半径）。
对肥皂泡，因为存在两个液体表面，故泡内高于泡外的压强差为ΔP=4σR.所以肥皂泡内压强:P1=P0+4σR1、什么是质量力、表面力，二者有何关系？质量力：指作用在流体内部每一个质点上的力，它的大小与流体的质量成正比。
1,2章习题解析
第二章 流体输送机械
泵的效率 P=HQpg 用20℃清水测定某台离心泵性能时，在转速为 2900r/min下，得到的试验数据为：流量 12.5L/s，泵出口处压强表读数为255Kpa，泵 入口处真空表读数为26.66Kpa，两测压点的垂直 距离为0.5m，功率表测得电机所耗功率为6.2Kw ，泵由电机直接带动，传动效率可视为1，电机效 率为0.93，泵的吸入管路与排出管路的管径相同。 求：(1)该泵的效率；（2）列出泵在该效率下的性 能。
第一章 流体流动
流动阻力相关计算 某液体密度800kg/m3，粘度73cP，在连接两容器间的光滑管中 流动，管径300mm，总长50m（包括局部当量长度），两容器液 面差3.2m，求（1）管内流量 （2）若在连接管口装一阀门，调节 此阀的开度使流量碱为原来的一半，阀的局部阻力系数是多少？（设 流体流动为湍流，摩擦系数符合柏拉修斯公式λ＝ 0.3164/Re0.25） 解：p1=-p2 u1=u2 gZ1+u12/2+p1/ρ+He=gZ2+u22/2+p2/g+∑hf gZ1=∑hf= (0.3164/Re0.25)(l/d)(u2/2) ∴u=3.513m/s (2) gZ1=∑hf= (0.3164/Re0.25+ζ)(l/d)(u2/2) ∴ζ=14.3
【例 2】某型号的离心泵，在一定的转速下，在输送范围 内，其压头与流量的关系可用 H=18-6×105Q2 （ H 单位为 m ， Q 单位为 m3/s ）来表示。用该泵从贮槽将水送至高位 槽，如附图所示。两槽均为敞口，且水面维持恒定。管路 系统的总长为20m（包括所有局部阻力的当量长度），管 径为φ46×3mm，摩擦系数为0.02，试计算： （1） 输水量m3/h； （ 2 ） 若泵的效率为 65%，水的密度为 1000kg/m3 ，离心 泵在运转时的轴功率KW； （3） 若将该系统的高位槽改为密闭容器，其水面上方的 压强为0.5Kgf/cm2（表压），其他条件不变，试分析此情 况下的输水量与泵的轴功率将如何变化（不必计算，用公 式与特性曲线图示说明）。
流体流动习题课.ppt
1
1 16
hf 2 hf1
d
2 2
l1u1
d
2 1
l2 l1
d
2 1
d
2 2
2l1d
2 1
l1
4d
2 1
1 2
u2 u1
1 8
如果qv1 qv2
u1d12
u2
d
2 2
阻力平方区， 不变。
d
u1 4u2
2020/10/13
7
5、 1
2
1
2
1
2
1
2
2
2
1
1
1 2 (i )gR
1 u12 2 u22
流体流动习题课
一、概念题
1 教材思考题
主要内容
2 综合练习填空题 3 综合练习选择题
二、例题
三、作业中的问题
2020/10/13
1
教材思考题
1-3. 气体粘度由分子不规则热运动引起，升高温 度，热运动加剧，粘度增大。 液体粘度由分子间吸引力引起，升高温度， 吸引力减小，粘度下降。
1-6. 大容器中，气体体积不变，压强不变。 U管1为压强计，不变。 U管2为压差计，虚拟压差变化，读数变化。
a
b
c
（摩擦系数变化不大，管内动能可忽略。）
2020/10/13
18
h AB
AB
C
a
b
c
1. 换管子 液面到管子出口
gh hf
l λ
d
u2 2
8λ lqv2 π2d 5
qV π
gh d 2.5 8λ l
qV d 2.5
3. 并联管路
qV 75 2.5 1.52.5 2.756 qV 50
流体流动习题解答
0.171 mH 2 O 171 mmH 2 O
应注意式中的 z A zB 0 ，故B点所在的测压管高出A171mmH2O。
第一章 流体流动
18/35
化 工 原 理 习 题 解 答
【1-7】如图所示，水由高位水箱经管道从喷嘴流出，已知d1=125mm，d2=100 mm，喷嘴d3=75mm，压差计读数R=80mmHg，若阻力损失可忽略，求H和pA。 【解】(1)1,2,3三点所在截面的流速。 依题意，阻力损失被忽略，现考察1,2,3三点
第一章 流体流动 2/35
化 工 原 理 习 题 解 答
• 5. 流体流动的型态用_____来判断，当 ________时为湍流，当________时为滞流， 当______时为过渡流。 • 6.当流体的体积流量一定时,流动截面扩大, 则流速__________,动压头___________, 静压头___________。
第一章 流体流动
8/35
化 工 原 理 习 题 解 答
• 14.流体在圆管内作滞流流动时,阻力与流速 的（ ）成比例,作完全湍流时,则阻力与流 速的（ ）成比例。
第一章 流体流动
9/35
化 工 原 理 习 题 解 答
【1-1】附图所示为汽液直接接触混合式冷凝器，蒸汽被水冷凝后，冷凝液和水 一道沿管流至水池，现已知冷凝器内真空度为0.83kPa， 管内水温40℃ ，试估计管内的水柱高度H。 【解】冷凝器内表压
第一章 流体流动
3/35
化 工 原 理 习 题 解 答
• 7.流体的粘度指 流体流动时,相邻流体层间,在单位接触面上,速度梯度为1时,所产生的内摩擦力 __________________________________ ____。粘度随温度变化而变化,液体的粘度 随温度升高而________；气体的粘度则随 温度升高而________。
流体流动练习题25页PPT
流体流动练习题
1、战鼓一响，法律无声。——英国 2、任何法律的根本；不，不成文法本 身就是 讲道理 ……法 律，也 ----即 明示道 理。— —爱·科 克
3、法律是最保险的头盔。——爱·科 克 4、一个国家如果纲纪不正，其国风一 定颓败 。—— 塞内加 5、法律不能使人人平等，但是在法律 面前人 人是平 等的。 ——波 洛克
பைடு நூலகம்
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
第1章_流体流动_习题解读
第1章 -- 习题
1-1．容器 A 中气体的表压力为 60kPa，容器 B 中的气体的真空度为 1.2104 Pa 。试分别求出 A、B 二容器中气体的绝对压力为若干 Pa 。该处 环境大气压等于标准大气压。（答： A,160kPa； B,88kPa ）
解：取标准大气压为 100kPa ，所以得到： PA 60 100 160 kPa ； PB 100 12 88kPa 。
Z0
P0 g
u02 2g
Z1
P1 g
u12 2g
hf
式中 u0 0 ， P1 20.3kPa ， hf 0.5m水柱 ，
u1 3.22m s1 ，
qV
Au1
4
d
2u1
57 3.5 22 3.22 3600
4
22.8m3 h1 。
第1章 -- 习题
1-7. 如图所示，水以 20 m3/h 的流量流经一扩大管段，已知 d1=50mm， d2=80mm, 水流经扩大段的阻力系数 =(1－A1/A2)2，式中 A 为管道截 面积。若测点间的直管阻力可略，试求：
=181.8kPa（表压）
即泵出口处压力表的指示值 p3 为 181.8kPa。
第1章 -- 习题
1-4．某一套管换热器，其内管为 33.5mm 3.25mm, 外管为 60mm 3.5mm 。内管流过密 度为1150kg m3，流量为 5000kg h1 的冷冻盐水。管隙间流着压力（绝压）为 0.5MPa ， 平均温度为00C ，流量为160kg h1 的气体。标准状态下气体密度为1.2kg m3 ，试求气 体和液体的流速分别为若干 ms1？ （ 答： UL 2.11m s1 ； Ug 5.69ms1 ）
化工原理习题第一部分流体流动答案
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 22ρρ； 单位体积流体的机械能衡算式为 常数=++=gp 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，轴功率增加。
14．雷诺准数的表达式为_____ Re=dｕρ/μ___________。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• 1-11一水平管分别由内径为 33mm及47mm的两段直管接成， 水在小管内以2.5m/s的速度流向 大管，在接头两侧相距1m的A、 B两截面处各接一测压管，已知 A-B两截面间的压头损失为 70mmH2O，分析两测压管中的 水位哪个高，相差多少？
• 1-12如图所示，水由高位
水箱经管路从喷嘴流出， 已知d1=125mm， d2=100mm，喷嘴出口 d3=75mm，压差计读数 R=80mmHg，若阻力损失 可忽略，求H和PA
THANK YOU ！
END
• 2-2用内径200mm、长50m的管路输送 液体（密度与水相同），升高10m。 管路上全部管件的当量长度为27m， 摩擦系数可取为0.03。作用于上、下游
液面的压力相同。列出管路特性方程， 其中，流量Q以m3/h计，压头H以m计。 （2）附图中的实线与虚线分别为 IS250-200-315型和IS250-200-315A型离
求鼓风机的轴功率，设其效 率为0.8。提示：本题的空气
可视为不可压缩流体。
• 1-20 在20℃下将苯液从贮槽中 用泵送至反应器，经过长40m 的Φ57mm×2.5mm钢管，管路 上有两个90°的弯头，一个标 准阀（按1/2开度计算）。管路 出口在贮槽的液面以上12m。
贮槽与大气相通，而反应器是 在500KPa下操作。若要维持 1.7L/S的体积流量，求泵所需的 功率。泵的效率为0.5。
• 1-15在内径为100mm的钢管内 输送一种溶液，流速为1.8m/s。 溶液密度为1100kg/m3,黏度为 2.1mPa·s。试求：（1）每100m
钢管的压力损失及压头损失； （2）若管由于腐蚀，其粗糙度 增至原来的10倍，求沿程损失
增大的百分率。
• 1-19 鼓风机将车间空气抽入 截面为200mm×300mm、长 155m的风道内（绝对粗糙度 =0.1mm），然后排至大气中， 体积流量为0.5m3/s。大气压 为 750mmHg，温度为15℃。
两点间的压差∆ PAB为多少 mmHg?(先推导关系式，再进行数
字运算)
• 1-9 从容器A用泵将密度为 890kg/m3的液体送入塔B， 输送量为15kg/s 。容器内与
塔内的表压如图所示。流体
流经管路的阻力损失为 122J/kg。求泵的有效功率Ne。
• 1-10 一制冷盐水循环系统，循环量 为45m3/h，盐水流经管路的压头 损失为：从A至B的一段为9m，从B 至A的一段为12m，盐水的密度为 1100kg/m3。试求：（1）泵的轴 功率，设其效率为0.65.；（2）若 A处的压力表读数为0.15MPa，则B 处的压力表读数为多少Mpa？
心泵的特性曲线。试求，若在本题中
的管路上分别安装这两个泵时的流量、
所需的轴功率、功率
• 2-3 如图所示的循环管路系统，管内径均为 40mm，管路摩擦系数为0.02，吸入管路和 压出管路总长为10m(包括所有局部阻力的 当量长度在内)。阀门全开时，泵入口处真 空表的读数为40KPa，泵出口处压力表读数 为107.5KPa。泵的特性曲线方程可用H=22B0Q2表示，其中，H以m计，Q以m3/h计： B0为待定常数。试求：（1）阀门全开时泵 的输水量和扬程：（2）现需将流量减小到 阀门全开时的90%，采用切削叶轮直径的方 法，则泵的有效功率为多少KW？叶轮直径
解：真空度=当地大气压－绝压 738=760－绝压 绝压=22mmHg 真空度=655-22=633 mmHg
1-5用一复式U形管压差计测定水 流过管道上A、B点的压差，压差
计的指示液为汞，两端汞柱之间 是水。今若测得h1=1.2m h2=1.3m R1=0.9m,R2=0.95m,问管路中A、B∆
化工原理习题解答
主讲人：李富霞
作业规范
• 记清老师留的作业，写清题号。 • 计算题写解，简答题写答。 • 一些已知中没给出的数据要写出必要
计算过程或数据来源。 • 要有必要的文字叙述和图。 • 结果写清单位。 • 字迹工整。
1-2．在大气压为760（毫米汞柱）的地区， 某真空蒸馏塔塔顶真空表的读数为738（毫米 汞柱）。若在大气压为655（毫米汞柱）的地 区使塔内绝对压力维持相同的数值，则真空 表读数应为多少？
用图中入口管路上的阀来调节流量，
可否保证输送系统正常操作？管路布
置是否合理？为什么？
• （3）不能保证输送系统正常工作 ，因为阀门关小，将导致吸入管路 压头损失增大，从而使泵的允许安 装高度降低。可能使泵发生汽蚀而 不能正常工作。阀门应安装在排出 管路上以减小吸入管路的压头损失 。
Hale Waihona Puke 3-1求直径为60μm的石英颗粒（ 密度 2600kg/m3）分别在20℃ 水中和20℃空气中的沉降速度。
应切削到原来的几分之几？
• 2-5 用离心泵将30℃的水由水池送至吸 收塔内。已知塔内操作压力为500KPa， 要求流量为65m3/h，输送管为Φ 108mm×4mm钢管，总长40m，其中 吸入管路长6m，局部阻力系数总和为 Σζ1=5：压出管路的局部阻力系数总和 为Σζ2=15。试求：（1）通过计算选用 合适的离心泵；（2）泵的安装高度是 否合适？大气压为760mmHg；（3）若