第七章 实际流体的流动 复习思考题
工程流体力学思考题
思考题第一章流体及其物理性质1．试述流体的定义，以及它与固体的区别。
2．与气体有哪些共同的特性？它们各有什么不同的特性？试分别举例说明，在空气和水中相同与不同的一些流体力学现象。
3．何谓连续介质？引入连续介质模型的目的意义何在？4．流体的密度、比容以及相对密度之间有何关系？这三者的单位如何？5．流体的压缩性与膨胀性可以用哪些参量来描述？6．完全气体的状态方程是什么？请说明方程中每一个参量的意义。
7．何谓不可压缩流体？在什么情况下可以忽略流体的压缩性？8．何谓流体的粘性？流体的粘度与流体的压强和温度的关系如何？9．流体的粘性力与固体的摩擦力有何本质区别？10．试述牛顿内摩擦定律，根据此定律说明，当实际流体处于静止或相对静止状态时，是否存在切向应力？11．何谓理想流体？引入理想流体模型的意义何在？12．试述表面张力的定义，及其产生表面张力的机理。
13．何谓附着力，何谓内聚力？试分析水和水银在毛细管中上升或下降的现象。
14．作用在流体上的力可以分为哪两种？第二章流体静力学1．试述流体静压强的两个重要特性。
2．静力学的全部内容适用于理想流体还是实际粘性流体？或者两者都可？为什么？3．何谓流体的平衡状态与相对平衡状态？它们对应的平衡微分方程有何相同之处与不同之处？4．试写出欧拉平衡微分方程式，叙述该方程的适用范围以及方程中每一项的物理意义。
5．何谓质量力有势？试写出重力的势函数。
6．不可压缩流体处于平衡状态时，对作用在它上面的质量力有什么要求？7．试写出静止流体的压强差公式，并叙述其物理意义，此公式对于相对静止流体是否适用？8．试写出静止流体的等压面的微分方程式，此方程式对于相对静止流体是否适用？9．试述等压面的重要性质。
10．流体静力学的基本方程式的物理意义和几何意义各是什么？11．何谓绝对压强、计示压强与真空？它们之间有何关系？12．静压强的计量单位有哪几种？它们的换算关系如何？13．在一U型管中，盛有两种不相溶的、不同密度的液体，试问，在同一水平面上的液体压强是否相同？为什么？14．叙述帕斯卡原理，试举例说明它在工程中的应用。
物理化学思考题
思考题：物理化学在化学工程中的应用物理化学作为化学工程的核心基础，在许多领域中都有着广泛的应用。
本题将探讨物理化学在以下三个方面的应用：传热过程控制、流体流动模拟以及反应器设计。
一、传热过程控制1. 为什么在许多工业过程中，如核反应堆、加热炉等，需要使用物理化学方法来控制传热过程？答：在许多工业过程中，需要精确控制温度以维持工艺过程的稳定性和效率。
使用物理化学方法，如热力学和传热理论，可以提供一种有效的方法来评估和控制传热过程。
例如，可以通过分析传热系数、传热效率和传热面积等因素，来优化传热设备的性能和操作条件。
2. 如何利用物理化学知识优化传热过程？答：利用物理化学知识，可以通过优化传热过程中的参数和条件来提高传热效率。
例如，可以通过改变传热介质、增加换热面积、提高流体流动速度等方法来改善传热效果。
此外，还可以通过应用热力学定律和能量守恒原理，优化工艺过程的能量利用效率，减少能源浪费。
二、流体流动模拟1. 为什么在化工生产中，流体流动模拟是物理化学的一个重要应用领域？答：流体流动模拟是化工生产中常见的工艺过程之一，广泛应用于管道输送、混合搅拌等领域。
物理化学知识可以提供流体流动的基本原理和规律，如流体力学、热力学等，帮助工程师和科学家更好地理解和预测流体流动过程。
2. 如何利用物理化学知识优化流体流动模拟过程？答：利用物理化学知识，可以通过优化流体流动过程中的参数和条件来提高流动效率。
例如，可以通过改变流体的粘度、密度等因素来改善流体流动性能。
此外，还可以通过应用流体力学和热力学定律，优化工艺过程的流体分布和混合效果，提高生产效率和产品质量。
三、反应器设计1. 为什么反应器设计需要物理化学知识？答：反应器设计是化工生产中的重要环节之一，涉及到反应动力学、物质传递和能量传递等多个方面。
物理化学知识可以提供反应动力学的基本原理和规律，如反应速率方程、反应机理等，帮助工程师和科学家更好地理解和预测反应过程。
工程热力学思考题答案,第七章
答：日常生活中水的流动一般都为稳定流动情况 ，对于不可压缩流体水 = ，故有流速和流通截面积成反比关系。
7.3在高空飞行可达到高超音速的飞机在海平面上是否能达到相同的高马赫数？
答：不能，因为速度和压比有个反比关系，当压比越大最大速度越小，高空法达到一样的高马赫数。
答：1）若两喷管的最小截面面积相等，两喷管的流量相等，渐缩喷管出口截面流速小于缩放喷管出口截面流速，渐缩喷管出口截面压力大于缩放喷管出口截面压力。
2)若截取一段，渐缩喷管最小截面面积大于缩放喷管最小截面面积，则渐缩喷管的流量小于缩放喷管的流量，渐缩喷管出口截面流速小于缩放喷管出口截面流 速，渐缩喷管出口截面压力大于缩放喷管出口截面压力。
7.4当气流速度分别为亚声速和超声速时，下列形状的管道（图7-16）宜于作喷管还是宜于作扩压管？
答：气流速度为亚声速时图7-16中的1图宜于作喷管，2图宜于作扩压管，3图宜于作喷管。当声速达到超声速时时1图宜于作扩压管，2图宜于作喷管，3图宜于作扩压管。4图不改变声速也不改变压强。
7.5当有摩擦损耗时，喷管的流出速度同样可用 来计算，似乎与无摩擦损耗时相同，那么摩擦损耗表现在哪里呢？
7.8在图7-17中图（a）为渐缩喷管,图（b）为缩放喷管。设两喷管的工作背压均为0.1MPa，进口截面压力均为1 MPa，进口流速 可忽略不计。1）若两喷管的最小截面面积相等，问两喷管的流量、出口截面流速和压力是否相同？2)假如沿截面2’-2’切去一段，将产生哪些后果？出口截面上的压力、流速和流量起什么变化？
答：摩擦损耗包含在流体出口的焓值里。摩擦引起出口速度变小，出口动能的减小引起出口焓值的增大。
7.6考虑摩擦损耗时，为什么修正出口截面上速度后还要修正温度？
流体力学课后思考题
1、比较拉格朗日法和欧拉法，两种方法及其数学表达式有何不同①拉格朗日法——以研究单个液体质点的运动过程作为基础，综合所有质点的运动，构成整个液体的运动。
x=x（a，b，c，t）y=y（a，b，c，t）z=z（a，b，c，d）②欧拉法——以考察不同液体质点通过固定的空间点的运动情况作为基础，综合所有空间点上的运动情况，构成整个液体的运动。
Ux=Ux（x，y，z，t）Uy=Uy（x，y，z，t）Uz=Uz（x，y，z，t）2、恒定流和非恒定流、均匀流和非均匀流、渐变流和急变流，各种流动分类的原则是什么是举出具体的例子。
①按运动要素是否随时间变化分为恒定流和非恒定流；②按流线是否为彼此平行的直线分为均匀流和非均匀流③非均匀流又分为渐变流和急变流。
3、能量损失有几种形式产生能量损失的物理原因是什么①沿程阻力损失和局部阻力损失；②物理原因：产生损失的内因：粘滞性和惯性产生损失的外因：固壁对流动的阻滞和扰动。
4、雷诺数有什么物理意义他为什么能起到判别流态的作用①雷诺数为水流惯性力和粘滞力量级之比②Re =。
流体的流动型态与流体的流速、密度和粘度、流体流动的管径有关，由雷诺数的计算公式可以看出，它是上述诸因素的组合，故可以起到判别流态的作用。
5、为何不能直接用临界速度作为判别流态（层流和紊流）的标准因为流态不仅和断面平均流速v有关，而且还和管径d、流体的粘性和密度有关。
6、在水箱侧壁上，在相同高度处开设孔径相同的孔口和管嘴各一个，试比较两者的流速和流量的大小。
流速：孔口v=，一般情况下α=，ξ=0，v=管嘴v1=，一般情况下α1=，ξ1=， v1=。
故v> v1流量:孔口Q=,μ为流量系数，μ==*=.管嘴Q1=,μ1为流量系数, μ1==.由于>，故Q1>Q7、为什么淹没出流孔口计算不必校验是大孔还是小孔孔口的作用水头是孔口上下游水面的高差，且淹没出流孔口断面上各点作用水头相同，因此淹没出流也就没有大小孔口之分。
化工原理操作实验思考题答案
化工原理实验思考题实验一 雷诺实验1 影响流动形态的因素有哪些?流体的流动形态分为层流和湍流两种，由雷诺常数可知，影响流体流动形态的因素有管径、流速、流体密度以及流体黏度这4 点。
2 为什么要研究流体的流动形态？ 它在工业生产过程中有何实际指导意义？因为流体要输送,所以要知道流体的流动形态,流量多少?流速多少? 流速又跟压力有关,最大后确定管径。
3 生产中无法通过观察来判断管内流体的流动状态,可用什么反复来判断？通过流量，算出流速，再算出雷诺准数，根据雷诺准数的大小与文献表对比，便可知道。
实验二 流体能量转换（伯努利方程）实验1 为什么随流量增大,垂直玻璃管中液面下降？流量增大，动压头增大，增大的是由位压头转变的，所以位压头会减小，导致液面下降。
2.当流量增大时，水流过45度弯头的局部阻力系数ζ是否变化？解释其原因。
变化很小，忽略不计。
但局部损失是和流速的平方成正比关系，所以就算有所减小，相对因流速增大带来的影响，可忽略。
3 为什么实验中应保持溢流管中有水流动?保证溢流管水是满的，4 启动离心泵前，为何要先关闭出口阀，待启动运转正常后再逐渐开大，而停泵时也要关闭出口阀？离心泵起动时要关死点起动，即关闭出口阀。
这是因为此时流量为零，泵的功率最小，相应起动电流最小，不会对电网产生冲击。
停泵一般没必要关出口阀，有时是为了防止介质回流。
实验四 流体流动阻力损失的测定1 在对装置做排气工作时，是否一定要关闭流程尾部的流量调节阀？为什么？可以不关闭，因为流量调节阀的作用是调节流量的平衡的，避免压缩空气出现大的波动 2 为什么要对测试系统进行排气 如何让检查排气是否完全？若测压管内存有气体，在测量压强时，水柱因含气泡而虚高，使压强测得不准确。
排气后的测压管一端通静止的小水箱中（此小水箱可用有透明的机玻璃制作，以便看到箱内的水面），装有玻璃管的另一端抬高到与水箱水面略高些，静止后看液面是否与水箱中的水面齐平，齐平则表示排气已干净。
工程热力学-第四版思考题答案(完整版)(沈维道)(高等教育出版社)
工程热力学-第四版思考题答案(完整版)(沈维道)(高等教育出版社)工程热力学第四版沈维道 思考题 完整版第1章 基本概念及定义1.闭口系与外界无物质交换，系统内质量将保持恒定，那么，系统内质量保持恒定的热力系一定是闭口系统吗?答：否。
当一个控制质量的质量入流率与质量出流率相等时（如稳态稳流系统），系统内的质量将保持恒定不变。
2.有人认为，开口系统中系统与外界有物质交换，而物质又与能量不可分割，所以开口系不可能是绝热系。
这种观点对不对，为什么? 答：不对。
“绝热系”指的是过程中与外界无热量交换的系统。
热量是指过程中系统与外界间以热的方式交换的能量，是过程量，过程一旦结束就无所谓“热量”。
物质并不“拥有”热量。
一个系统能否绝热与其边界是否对物质流开放无关。
⒊平衡状态与稳定状态有何区别和联系，平衡状态与均匀状态有何区别和联系? 答：“平衡状态”与“稳定状态”的概念均指系统的状态不随时间而变化，这是它们的共同点；但平衡状态要求的是在没有外界作用下保持不变；而平衡状态则一般指在外界作用下保持不变，这是它们的区别所在。
⒋倘使容器中气体的压力没有改变，试问安装在该容器上的压力表的读数会改变吗？在绝对压力计算公式中，当地大气压是否必定是环境大气压?答：可能会的。
因为压力表上的读数为表压力，是工质真实压力与环境介质压力之差。
环境介质压力，譬如大气压力，是地面以上空气柱的重量所造成的，它随着各地的纬度、高度和气候条件不同而有所变化，因此，即使工质的绝对压力不变，表压力和真空度仍有可能变化。
“当地大气压”并非就是环境大气压。
准确地说，计算式中的P b 应是“当地环境介质”的压力，而不是随便任何其它意义上的“大气压力”，或被视为不变的“环境大气压力”。
⒌温度计测温的基本原理是什么?答：温度计对温度的测量建立在热力学第零定律原理之上。
它利用了“温度是相互热平衡的系统所具有的一种同一热力性质”，这一性质就是“温度”的概念。
流体力学实验思考题解答全
流体力学课程实验思考题解答(一)流体静力学实验1、 同一静止液体内的测压管水头线就是根什么线？答:测压管水头指γpZ +,即静水力学实验仪显示的测压管液面至基准面的垂直高度。
测压管水头线指测压管液面的连线。
从表1、1的实测数据或实验直接观察可知,同一静止液面的测压管水头线就是一根水平线。
2、 当0<B p 时,试根据记录数据确定水箱的真空区域。
答:以当00<p 时,第2次B 点量测数据(表1、1)为例,此时06.0<-=cm p Bγ,相应容器的真空区域包括以下3三部分:(1)过测压管2液面作一水平面,由等压面原理知,相对测压管2及水箱内的水体而言,该水平面为等压面,均为大气压强,故该平面以上由密封的水、气所占的空间区域,均为真空区域。
(2)同理,过箱顶小杯的液面作一水平面,测压管4中该平面以上的水体亦为真空区域。
(3)在测压管5中,自水面向下深度为0∇-∇=H A P γ的一段水注亦为真空区。
这段高度与测压管2液面低于水箱液面的高度相等,亦与测压管4液面高于小水杯液面高度相等,均为0∇-∇=H A P γ。
3、 若再备一根直尺,试采用另外最简便的方法测定0γ。
答:最简单的方法,就是用直尺分别测量水箱内通大气情况下,管5油水界面至水面与油水界面至油面的垂直高度w h 与o h ,由式o o w w h h γγ=,从而求得o γ。
4、 如测压管太细,对测压管液面的读数将有何影响？答:设被测液体为水,测压管太细,测压管液面因毛细现象而升高,造成测量误差,毛细高度由下式计算γθσd h cos 4= 式中,σ为表面张力系数;γ为液体的容重;d 为测压管的内径;h 为毛细升高。
常温(C t ︒=20)的水,mm dyn /28.7=σ或m N /073.0=σ,3/98.0mm dyn =γ。
水与玻璃的浸润角θ很小,可认为0.1cos =θ。
于就是有 dh 7.29= ()mm d h 单位均为、 一般说来,当玻璃测压管的内径大于10mm 时,毛细影响可略而不计。
化工原理实验思考题以及答案
化工原理实验思考题以及答案1.什么是判断流体流动类型的依据，它的计算式是什么？其在什么范围内为湍流，在什么范围内为层流？答：判断流体流动类型的依据是雷诺数，它的计算式是Re 当Re4000时，形成湍流，当Re≤20XX年时为层流。
2.在雷诺演示实验中，为什么要将顶上水槽内的液面维持恒定？答：为了保持水压稳定从而使流速稳定。
对于一定温度的流体，在特定的圆管内du , 流体在直圆管内流动时，流动，雷诺准数只与流速有关。
本实验是改变水在管内的速度，观察不同雷诺准数下流体流型的变化。
要想观察不同雷诺数下的流体类型，那么在某一雷诺准数下的流速要维持恒定。
假如顶上水槽的液面不断变化，那么管中流体的流速也会不断改变，无法达到实验要求。
所以，顶上水槽内的液面要维持恒定。
3.液液萃取实验的原理是什么？实验中塔高的计算方法是什么？答：液液萃取实验的原理是利用混合物中各个组分在外加溶剂中的溶解度的差异而实现组分分离的单元操作。
萃取塔的有效接触高度H HOR NOR NOR xF xRxm4.测定全回流和部分回流总板效率与单板效率时各需测几个参数？取样位置在何处？答：测定全回流总板效率要测定塔顶浓度和塔底浓度，分别在塔顶回流液处、塔底处取样；同时还应已知相平衡关系，全塔实际板数。
测定全回流单板效率要测定yn、yn+1、xn；分别取第n块塔板上下汽相样及第n块板降液管内的液样；同时还应已知相平衡关系。
5.筛板精馏塔实验中，查取进料液的汽化潜热时定性温度取何值？答：应取进料液的泡点温度作为定性温度。
6.过滤的基本原理是什么？影响过滤速度的主要因素有那些？答：过滤是以某种多孔物质为介质来处理悬浮液以达到固、液分离的一种操作过程，即在外力的作用下，悬浮液中的液体通过固体颗粒层（即滤渣层）及多孔介质的孔道而固体颗粒被截留下来形成滤渣层，从而实现固、液分离。
影响过滤速度的主要因素有压力差△p，滤饼厚度L，滤饼和悬浮液的性质、组成、特性，悬浮液温度，过滤介质的阻力等。
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第七章实际流体的流动复习思考题
1. 雷诺数表征C之比。
(A) 压力与粘性力(B) 粘性力与重力(C) 惯性力与Z粘性力(D) 粘性力与切应力
2. 圆管流动中，雷诺数为。
(A) (B) (C) (D) 3. 水和空气两种不同流体在圆管内流动，临界雷诺数Re的关系为。
(A) ReC水>ReC空气(B) ReC水
4. 圆管流动中，临界雷诺数为C 。
(A) 1 (B) 500 (C) 2300 (D) 4000
5. 流量和温度不变的圆管流中，若两个断面直径比为2，则这两个断面的雷诺数之比为B。
(A) 2 (B) 1/2 (C) 4 (D) 1/4
6. 圆管恒定均匀流动过流断面上切应力分布为。
(A) 均匀分布(B) 抛物线分布(C) 管轴处为零，管壁处最大，且为线性分布(D) 管壁处为零，管轴处最大，且为线性分布(E) 层流为抛物线分布，紊流为均匀分布
7. 圆管恒定均匀层流流动中，过流断面流速分布符合。
(A) 均匀分布(B) 指数曲线分布(C) 抛物线分布(D) 对数曲线分布
8. 管道紊流流动中，过流断面流速分布符合。
(A) 均匀分布(B) 线性分布(C) 抛物线分布(D) 对数曲线分布
9. 圆管恒定均匀层流流动，实测管轴线上流速为0.8m/s，则断面平均流速为。
(A) 0.6 m/s (B) 0.5 m/s (C) 0.4 m/s (D) 0.3 m/s
10. 欲一次测到半径为的圆管层流中断面平均流速v，应将测速仪探头放置在距管轴线。
(A) (B) (C) 0.866 (D) 0.707 11. 紊流附加切应力是由于而产生的。
(A) 分子间的动量交换(B) 脉动流速引起的动量交换(C) 时均流速引起的动量交换(D) 脉动压强引起的动量交换
12. 圆管紊流的动能修正系数层流的动能修正系数。
(A) 大于(B) 小于(C) 等于(D) 不能确定
13. 对平行剪切紊流，若将切应力写成, 那么A 。
(A) 只取决于流体的物理性质(B) 只取决于时均流速梯度(C) 与流体的物理性
质和时均流速梯度都有关(D) 是常数
14. 有关层流与紊流中的切应力，下列所述中正确的是。
(A) 层流的切应力取决于流体微团在流层间跃移的状态(B) 紊流切应力的时均
值只与时均流速梯度有关(C) 无论是层流还是紊流的切应力，均与流速分布有关
(D) A、B、C三者均不合理
15. 紊流中存在脉动现象，具有非恒定性质，但是又有“恒定”流，其中有无矛盾？
为什么？
16. 雷诺数有什么物理意义？为什么它能起到判别流态的作用？为什么用下临界
雷诺数判别流态，而不用上临界雷诺数判别流态？两个不同管径的管道，通过不
同粘性的液体，它们的临界雷诺数是否相同？
17. 输水管直径一定，流量逐渐增加，管中的雷诺数随时间如何变化？流量一定，输水管直径沿程逐渐增大，管中的雷诺数沿程如何变化？
18. 层流与紊流中的切应力各由什么原因引起的？它们与时均流动又有什么关系？
19. 是否表面上几何光滑的管子一定是“水力光滑”管，而表面上几何粗糙的管子一
定是“水力粗糙”管？为什么？
1 （C）
2 （B）
3 （C）
4 （C）
5 （B）
6 （C）
7 （C）
8 （D）
9 （C）10 （D）11 （B）12 （B）13 （C）14 （C）。