第一章 流体流动习题及答案
化工原理第1章流体流动习题及答案
一、单选题1．单位体积流体所具有的（）称为流体的密度。
AA 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（）。
AA 密度；B 粘度；C 位能；D 动能。
3．层流与湍流的本质区别是（）。
DA 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。
BA 可移动；B 可压缩；C 可流动；D 可测量。
5．在静止的流体内，单位面积上所受的压力称为流体的（）。
CA 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（）。
AA 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。
DA 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。
AA 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。
AA 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。
DA 大气压；B 表压力；C 相对压力；D 绝对压力。
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（）。
BA. Um＝1/2Umax；B. Um＝；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( )。
AA. 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( )。
CA. 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。
化工原理第1章流体流动习题与答案
一、单选题1．单位体积流体所具有的（）称为流体的密度。
AA 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（）。
AA 密度；B 粘度；C 位能；D 动能。
3．层流与湍流的本质区别是（）。
DA 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。
BA 可移动；B 可压缩；C 可流动；D 可测量。
5．在静止的流体内，单位面积上所受的压力称为流体的（）。
CA 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（）。
AA 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。
DA 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。
AA 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。
AA 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。
DA 大气压；B 表压力；C 相对压力；D 绝对压力。
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（）。
BA. 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( )。
AA. 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( )。
CA. 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。
化工原理课后习题答案
第一章流体流动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：由绝对压强 = 大气压强–真空度得到：设备内的绝对压强P绝= 98.7×103 Pa -13.3×103 Pa=8.54×103 Pa设备内的表压强 P表 = -真空度 = - 13.3×103 Pa2．在本题附图所示的储油罐中盛有密度为 960 ㎏/㎥的油品，油面高于罐底 6.9 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14mm的钢制螺钉紧固。
若螺钉材料的工作应力取为39.23×106 Pa ，问至少需要几个螺钉？分析：罐底产生的压力不能超过螺钉的工作应力即P油≤σ螺解：P螺 = ρgh×A = 960×9.81×(9.6-0.8) ×3.14×0.762150.307×103 Nσ螺 = 39.03×103×3.14×0.0142×nP油≤σ螺得 n ≥ 6.23取 n min= 7至少需要7个螺钉4. 本题附图为远距离测量控制装置，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 = 1m，U管压差计的指示液为水银，煤油的密度为820Kg／㎥。
试求当压差计读数R=68mm时，相界面与油层的吹气管出口距离ｈ。
分析：解此题应选取的合适的截面如图所示：忽略空气产生的压强，本题中1－1´和4－4´为等压面，2－2´和3－3´为等压面，且1－1´和2－2´的压强相等。
根据静力学基本方程列出一个方程组求解解：设插入油层气管的管口距油面高Δh在1－1´与2－2´截面之间P1 = P2 + ρ水银gR∵P1 = P4，P2 = P3且P3 = ρ煤油gΔh ， P4 = ρ水g（H-h）+ ρ煤油g（Δh + h）联立这几个方程得到ρ水银gR = ρ水g（H-h）+ ρ煤油g（Δh + h）-ρ煤油gΔh 即ρ水银gR =ρ水gH + ρ煤油gh -ρ水gh 带入数据1.0³×10³×1 - 13.6×10³×0.068 = h(1.0×10³-0.82×10³)ｈ= 0.418ｍ6. 根据本题附图所示的微差压差计的读数，计算管路中气体的表压强ｐ。
化工原理（第二版）国防工业出版社课后习题及答案【完整版】
22.4 Tp0 22.4 323101.325 所以 ws 0.34193.182 1.088kg/s
习题 1-11 附图 1―壳体；2―顶盖；3― 管束；4―花板；5－空气
进出口。
由于 p Vs p0 Vs 0
T
T0
解 表压强 P(atg)=1gh1+2gh2
=10009.810.52+9169.813.46 =3.62104Pa
绝对压强 P(ata)= P(atg)+ Pa =3.62104+101.33103 =1.37105 Pa
1-4 为测量腐蚀性液体贮槽内的存液
量，采用如本题附图所示的装置。控制调
节阀使压缩空气缓慢地鼓泡通过观察瓶进
h1 为通气管深入液面下方距离，因此
h1
A
R
13.6 103 0.98103
130 103
1.804m
V
1d2 4
h1
h
1 3.14 22 0.2 1.80 6.28m3
4
G V 9.8102 6.28 6.15103kg 6.15t
1-5 一敞口贮槽内盛 20℃的苯，苯的密度为 880 kg/m3。液面距槽底 9m，槽底侧面有一直径 为 500mm 的人孔，其中心距槽底 600mm，人孔覆以孔盖，试求：
gZ1
p1
u12 2
gZ2
p2
u22 2
hf 1
式中 Z1=0m， p1=0（表压）， u1≈0 ，Z2=1.5m，
p2=-24.66103Pa（表压），
hf1 2u22
将数值代入，并简化得:
化工原理上册课后习题及答案
化工原理上册课后习题及答案第一章：流体流动二、本章思考题1-1何谓理想流体？实际流体与理想流体有何区别？如何体现在伯努利方程上？1-2何谓绝对压力、表压和真空度？表压与绝对压力、大气压力之间有什么关系？真空度与绝对压力、大气压力有什么关系？1-3流体静力学方程式有几种表达形式？它们都能说明什么问题？应用静力学方程分析问题时如何确定等压面？1-4如何利用柏努利方程测量等直径管的机械能损失？测量什么量？如何计算？在机械能损失时，直管水平安装与垂直安装所得结果是否相同？1-5如何判断管路系统中流体流动的方向？1-6何谓流体的层流流动与湍流流动？如何判断流体的流动是层流还是湍流？1-7一定质量流量的水在一定内径的圆管中稳定流动，当水温升高时，Re将如何变化？1-8何谓牛顿粘性定律？流体粘性的本质是什么？1-9何谓层流底层？其厚度与哪些因素有关？1-10摩擦系数λ与雷诺数Re及相对粗糙度/d的关联图分为4个区域。
每个区域中，λ与哪些因素有关？哪个区域的流体摩擦损失滑管流动时的摩擦损失hf与流速u的一次方成正比？哪个区域的hf与u成正比？光2hf与u的几次方成正比？1-11管壁粗糙度对湍流流动时的摩擦阻力损失有何影响？何谓流体的光滑管流动？1-12在用皮托测速管测量管内流体的平均流速时，需要测量管中哪一点的流体流速，然后如何计算平均流速？三、本章例题例1-1如本题附图所示，用开口液柱压差计测量敞口贮槽中油品排放量。
已知贮槽直径D为3m，油品密度为900kg/m3。
压差计右侧水银面上灌有槽内的油品，其高度为h1。
已测得当压差计上指示剂读数为R1时，贮槽内油面与左侧水银面间的垂直距离为H1。
试计算当右侧支管内油面向下移动30mm后，贮槽中排放出油品的质量。
解：本题只要求出压差计油面向下移动30mm时，贮槽内油面相应下移的高度，即可求出H排放量。
首先应了解槽内液面下降后压差计中指示剂读数的变化情况，然后再寻求压差计中油面下移高度与槽内油面下移高度间的关系。
第一章流体流动习题解答
《第一章 流体流动》习题解答1某敞口容器内盛有水与油。
如图。
已知水及油的密度分别为1000和860kg/m 3，解：h 1=600mm ，h 2=800mm ，问H 为多少mm ？mh h h m kg m kg mm h mm h 32.181.91080.081.91060.081.9860?,/860/10,800,6003333321=∴⨯=⨯⨯+⨯⨯===== 油水ρρ2.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。
⎰⎰=∴-=⨯⨯⨯-=⨯⨯-=⎩⎨⎧---⨯=⨯⨯=----=---127.724,04763.040810190.181.9)760/(10190.181.910190.1)2.2938314/(29151408055P P p m mHgP p Ln dz p dp p p gdz d ②代入①，得②①解：ρρ3.某水池，水深4米，水面通大气，水池侧壁是铅垂向的。
问：水池侧壁平面每3米宽度承受水的压力是多少N ？外界大气压为1atm 。
N dz gz P F 54023501045.12/481.9103410013.13)(3⨯=⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=+=⎰水ρ4．外界大气压为1atm ，试按理想气体定律计算0.20at （表压）、20℃干空气的密度。
空气分子量按29计。
345/439.12.293831429)1081.020.010013.1(m Kg RT PM =⨯⨯⨯⨯+⨯==ρ解：5．有个外径为R 2、内径为R 1为的空心球，由密度为ρ’的材料制成。
若将该球完全淹没在某密度为ρ的液体中，若球能在任意位置停留，试求该球的外径与内径之比。
设球内空气重量可略。
3/1'1232'3132)/1(/)3/4())3/4(--=∴=-ρρρπρπR R gR g R R （解：6．为放大以U 形压差计测气体压强的读数，采用倾斜式U 形压差计。
(完整版)第一章流体流动答案
第一章流体流动一、单项选择题（每小题1分）1．在SI单位制中，通用气体常数R的单位为( )BA. atm·cm / mol·KB. Pa·m /mol·KC. Kf·m / mol·KD. Ibf·ft / Ibmol·K 2．系统处于稳态指的是( )CA. 系统操作参数不随时间改变B. 系统操作参数不随位置改变C. 系统操作参数随位置改变,但不随时间改变D. 系统操作参数随时间改变,但不随位置改变3.下列流体中，认为密度随压力变化的是( )AA．甲烷 B.辛烷 C.甲苯 D. 水4. 下列关于压力的表述中，正确的是( )BA. 绝对压强= 大气压强+ 真空度B. 绝对压强= 大气压强- 真空度C. 绝对压强= 大气压- 表压强D. 绝对压强= 表压强+ 真空度5．某系统的绝对压力为0.06MPa，若当地大气压为0.1MPa，则该系统的真空度为( )CA. 0.1MPaB. 0.14MPaC. 0.04MPaD. 0.06MPa6. 容器中装有某种液体，任取两点A，B，A点高度大于B点高度，则( )BA. p A > p BB. p A < p BC. p A = p BD. 当液面上方的压强改变时,液体内部压强不发生改变7．在一水平变径管路中，在小管截面A和大管截面B连接一U型压差计，当流体流过该管时，压差计读数R值反映( )。
AA．A、B两截面间的压强差；B．A、B两截面间的流动阻力；C．A、B两截面间动压头变化；D．突然扩大或缩小的局部阻力。
8. 使用U型管压差计测量较小压差时，为了准确读数，下列方法中正确的做法是（）CA. 选择较大密度的指示液B. 选择较小密度的指示液C. 使用与被测流体密度相近的指示液D. 加大指示液与被测流体密度的差别9．用一U型管压差计测定正辛烷在管中两点间的压强差，若两点间的压差较小，为了提高读数精度，你认为较好的指示剂为( )DA. 乙醇B. 水C. 汞D. 甲苯10．所谓理想流体，指的是（）AA. 分子间作用力为零的流体B. 牛顿流体C. 稳定的胶体D. 气体11．牛顿粘性定律适用于牛顿型流体，且流体应呈( )。
(01)第一章 流体流动1化工原理答案
第一章 流体流动流体的重要性质1．某气柜的容积为6 000 m 3，若气柜内的表压力为5.5 kPa ，温度为40 ℃。
已知各组分气体的体积分数为：H 2 40%、 N 2 20%、CO 32%、CO 2 7%、C H 4 1%，大气压力为 101.3 kPa ，试计算气柜满载时各组分的质量。
解：气柜满载时各气体的总摩尔数()mol 4.246245mol 313314.860000.10005.53.101t =⨯⨯⨯+==RT pV n 各组分的质量：kg 197kg 24.246245%40%4022H t H =⨯⨯=⨯=M n m kg 97.1378kg 284.246245%20%2022N t N =⨯⨯=⨯=M n mkg 36.2206kg 284.246245%32%32CO t CO =⨯⨯=⨯=M n m kg 44.758kg 444.246245%7%722CO t CO =⨯⨯=⨯=M n m kg 4.39kg 164.246245%1%144CH t CH =⨯⨯=⨯=M n m2．若将密度为830 kg/ m 3的油与密度为710 kg/ m 3的油各60 kg 混在一起，试求混合油的密度。
设混合油为理想溶液。
解： ()kg 120kg 606021t =+=+=m m m331221121t m 157.0m 7106083060=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+=+=ρρm m V V V 33t t m m kg 33.764m kg 157.0120===V m ρ 流体静力学3．已知甲地区的平均大气压力为85.3 kPa ，乙地区的平均大气压力为101.33 kPa ，在甲地区的某真空设备上装有一个真空表，其读数为20 kPa 。
若改在乙地区操作，真空表的读数为多少才能维持该设备的的绝对压力与甲地区操作时相同？ 解：（1）设备内绝对压力 绝压=大气压-真空度= ()kPa 3.65Pa 1020103.8533=⨯-⨯ （2）真空表读数真空度=大气压-绝压=()kPa 03.36Pa 103.651033.10133=⨯-⨯4．某储油罐中盛有密度为960 kg/m 3的重油（如附图所示），油面最高时离罐底9.5 m ，油面上方与大气相通。
01-流体流动习题及答案
(2):由题意知：
(p1 p a )' 2(p1 p a )
(p1 pa )' (R H)' g(i ) (Z 2 Z1 )g
= 27.27×2 × 10
( R H )' 0.52m
3
4
d 2 u 28 ~ 84m 3 / h
600(3000 1000) R ' (6000 1000)
R' 240mm
三、计算题
1、如图所示三只容器A、B、C均装有水（液面恒定）， 已知：z1=1m, z2=2m, U型水银压差计读数：R=0.2m, H=0.1m 试求：上方压力表读数 1) 容器A的表压p1 2) 若p1（表压）加倍，则（R+H）值为多少？
32ul hf d 2
32l 4qV 2 2 d d
d4
高度湍流
l u 2 l 1 ( 4q V ) 2 hf 2 d 2 d d 2 8 l 5 q2 d V 2 d5
c
3、图示管路系统中，已知流体流动的总阻力损失 56 hf=56J/kg, 若关小阀门，则总阻力损失hf ’ =——
J/kg，两槽液面的垂直距离 H= 5.7 m.。
hf
Hg
H不变，故 h f 也不变
hf 56 H 5.76m g 9.81
4、示管路系统中，已知dab=dcd, εab=εcd，lab=lcd， μ≠0。比较ua________ (pc-pd), （a b ) = uc，(pa-pb) < __= （c d )
Rg( i )
第一章 流体流动习题答案
第一章 流体流动 习题答案1-1．已知 84.1204=d m=10t=10000kg, 所以 34320443.5184010/18401000m mV mkg d =====ρρ1-2．已知M NH3=17kg/kmol, p=p 表+p 大气压=2550+100=2650kPa, T=273+16=289K 3/75.18)16273(314.8)1002550(17m kg RTMp =+⨯+⨯==ρ1-3. 查表：ρ苯=879kg/m 3 ρ甲苯=867 kg/m 33/8.8718676.08794.01mkg =⇒+=+=ρρωρωρ甲苯甲苯苯苯1-4. 已知M O2=32kg/kmol, y O2=0.21; M N2=28kg/kmol, y N2=0.79;3/84.2879.02821.032m kg M =⨯+⨯=空气P = 100kPa, T=273+20=293K3/184.1293314.810084.28m kg RTMp =⨯⨯==空气ρ1-6.kPap p p p p p 6.477033.13.10147603.101640)2(kPa 33.137603.101540640(1=⨯+⨯=+==⨯-=-=表压大气压绝压真空度大气压绝压））（1-7. ① p 1-p 2 =(10-7)×101.3/1.033=294.2kPa ② p 1-p 2 = [(p 大+p 表)-(p 大-p 真)]=[(760+600)-(760-300)]×101.3/760=120kPa③p 1-p 2 = [(p 大+p 表)-(p 大-p 真)]=(101.3+6×9.81)-(760-735.6)×101.3/760=687kPa1-8. Δp=(ρ指-ρ)gR=(13600-860)×9.81×0.187=23371Pa=23.4kPa 1-9.如图:乙炔炉内的最大压力 p 最大=ρ水gh+p 大气压 =1000×9.81×1.3+101325×750/760=111763Pa=111.8kPa1-10.截面 A-A 为等压面，所以：ρ水gz 0=ρ有机液g·2 ，代入数据 1050z 0=860×2 z 0=1.64m1-11. 小管中q m =ρq v =1000×15=15000kg/h ；)/(2123/12.205.0785.03600/1522s m kg u G sm A q u v ⋅===⨯==ρ大管中q m = 15000kg/h ；)/(8.5301.0785.03600/15000/53.01.0785.03600/15222s m kg Aq G s m Aq u m v ⋅=⨯===⨯==1-12.已知 d 内=100mm=0.1m, 4℃的水，ρ=1000kg/m 3;u=2m/s 时,q v =uA=2×0.785×d 2×3600=56.52m 3/h ；q m =ρq v =1000×56.52/3600=1507kg/s 1-13. (1)27℃,120kPa 时，3/347.1300314.8120282mkg RTMp N =⨯⨯==ρG=uρ=20×1.347=26.94kg/(m 2·s) (2)27℃,150kPa 时，3/684.1300314.8150282mkg RTMp N =⨯⨯==ρG 入=G 出 u 入=26.94/1.684=16m/s1-14. 在上游截面1-1与下游截面2-2之间列柏努利方程式：损功h u p gz W u p gz ∑+++=+++2222222111ρρ选截面1-1为基准面z 1=0, z 2=4.5m, u 1≈0, p 1=100kPa, Σh 损=24.5J/kgs m Aq u v /7077.01.0785.03600/2022=⨯==W 功=0代入数据得：p 2=31.1kPa 1-15. 在上游截面1-1与下游截面2-2（管出口）之间列柏努利方程式：损功h u p gz W u p gz ∑+++=+++2222222111ρρ选截面2-2管中心线为基准面z 1=3+x, z 2=0, u 1≈0, p 1=p 2=0(表), Σh 损=196.2J/kg ，W 功=0s m Aq u v /185.31.0785.03600/9022=⨯==代入数据得：m x x 52.172.1962185.3)3(81.92=⇒+=+⨯1-16.在上游截面1-1与下游截面2-2（管出口）之间列柏努利方程式：损功H gu gp z H gu gp z +++=+++2222222111ρρ选截面2-2管中心线为基准面z 1=5m, z 2=0, u 1≈0, p 1=p 2=0(表), H 损=4.5m ，H 功=0代入数据得：s m g u gu /13.3)5.45(25.425222=-=⇒+=q v =uA=3.13×0.785×0.12×3600=88.5m 3/h1-17.①在上游截面1-1与下游截面2-2（水管出口）之间列柏努利方程式：损功h u p gz W u p gz ∑+++=+++2222222111ρρ选截面2-2管中心线为基准面z 1=8-2=6m, z 2=0, u 1≈0, p 1=p 2=0(表), Σh 损=45u 2/2 ，W 功=0代入数据得：s m u u u /6.12452681.922222=⇒+=⨯q v =uA=1.6×0.785×0.12×3600=45.2m 3/h ②q v =45.2+45.2×10%=49.72m 3/h ,s m A q u v /76.11.0785.03600/72.4922=⨯==在上游截面1-1与下游截面2-2（水管出口）之间列柏努利方程式：损功h u p gz W u p gz ∑+++=+++2222222111ρρ选截面2-2管中心线为基准面z 1=?, z 2=0, u 1≈0, p 1=p 2=0(表), Σh 损=45u 2/2 ，W 功=0代入数据得：m z u u z 26.7245281.9122212=⇒+=升高7.26-6=1.26m.1-18. 在上游截面1-1与下游截面2-2之间列柏努利方程式：损功H gu gp z H gu g p z +++=+++2222222111ρρ 选截面1-1为基准面z 1=0, z 2=20m, u 1≈0, s m Aq u v /83.1052.0785.03600/1422=⨯==p 1=100kPa(绝压),p 2=320kPa(绝压), H 损=4.3m 水柱 ，代入数据得：3.481.9283.181.91000103202081.910010100233+⨯+⨯⨯+=+⨯⨯功H H 功=46.9m1-19．在上游截面1-1与下游截面排水管与喷头连接处2-2之间列柏努利方程式：损功h u p gz W u p gz ∑+++=+++2222222111ρρ选截面1-1为基准面z 1=0, z 2=20-2=18m, p 1=0(表压)，p 2=120kPa(表压), u 1≈0, s m Aq u v /1.2082.0785.03600/4022=⨯==Σh损=40J/kg 代入数据得：kg J W /79.3384021.21000101201881.923=++⨯+⨯=功N 有=W 功q m =W 功ρq v =338.79×1000×40÷3600=3764.3W N=N 有/η=3764.3÷0.65=5790W=5.79kW1-20. 从本教材附录五中查得，水在20℃时3/2.998m kg =ρ，25/105.100m s N ⋅⨯=-μ d=76-6=70mm=0.07ms m A q u v /17.207.043600/102=⨯==π则551051.1105.1002.99817.207.0⨯=⨯⨯⨯==-μρdu R e 为湍流层流流动时，2000105.1002.99807.05≤⨯⨯⨯==-u du R e μρ所以u 最大=0.0287m/s1-21. 从本教材附录五中查得，水在50℃时3/1.988m kg =ρ，s Pa ⋅⨯=-51094.54μ, D 当=D 内-d 外=0.07-0.025=0.045ms m A q u m/618.0)025.007.0(41.9883600/200022=-⨯⨯==πρ则451036.11094.541.988168.0045.0⨯=⨯⨯⨯==-μρdu R e 为湍流1-22. 已知q v =2.7×10-3m 3/s, d 内=50mm=0.05m, ρ=1000kg/m 3,µ=1,09mPa·s=1.09×10-3Pa·ssm Aq u v /38.105.04107.223=⨯⨯==-π；43103.61009.1100038.105.0⨯=⨯⨯⨯==-μρdu R e查图1-19得：λ=0.0239，kgJ ud l h /3.34238.105.0750239.0222=⨯⨯==λ直1-23. 已知u=1m/s, d 内=25mm=0.025m, 从附录五中查得，水在10℃时 ρ=999.7kg/m 3, µ=130.77×10-5Pa·s45109.11077.1307.9991025.0⨯=⨯⨯⨯==-μρdu R e 湍流， 铸铁管为粗造管，查图1-19得：λ=0.03，kgJ ud l h /6021025.010003.0222=⨯⨯==λ直，m h H 12.681.960g ===直损1-24. 已知q v =40m 3/h, d 内=100mm=0.1m,sm A q u v /4.11.043600/402=⨯==π；油品在操作条件下，ρ=890kg/m 3, µ=0.187Pa·s20003.666187.08904.11.0 =⨯⨯==μρdu R e 为层流λ=64/Re=0.0947，kg J u dl h /6.42324.11.04500947.0222=⨯⨯==∑当损λ在上游截面1-1与下游截面2-2之间列柏努利方程式：损功h u p gz W u p gz ∑+++=+++2222222111ρρ选截面1-1为基准面z 1=0, z 2=20m, p 1=p 2=0(表压), u 1=u 2≈0, 代入数据得：kg J W /8.6196.4232081.9=+⨯=功 N 有=W 功q m =W 功ρq v =619.8×890×40÷3600=6130W=6.13kW1-25. 一根小管中的流量：sm q v /1095.32113600/30034-⨯==，sm Aq u v /4621.0033.041095.324=⨯⨯==-π20006.1524108800462.0033.03=⨯⨯⨯==-μρdu R e ，λ=64/Re=0.042，kg J ud l h /543.02462.0033.04042.0222=⨯⨯==λ直m h H 0554.081.9543.0g===直损1-26. 解：已知ρ=1200kg/m 3, µ=1.7×10-3N.s/m 2 d ＝0.075msm Aq u v /57.1075.043600/252=⨯==π；为湍流4000103.8107.1120057.1075.043⨯=⨯⨯⨯==-μρdu R e钢管为粗糙管，查图1-19得：λ=0.0223 直管阻力为：局部阻力的计算：查表1-3 截止阀（全开）l 当/d=300（2个）；90º标准弯头l 当／d=30（5个）。
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第一章流体流动习题及答案
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、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。
3、流体流动的连续性方程是u1Aρ1= u2Aρ2=······= u Aρ ；适用于圆形直管的不可压缩流体流动的连续性方程为u1d12 = u2d22 = ······= u d2。
4、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
395 mmHg 。
测得另一容器内的表压强为1360 mmHg，则其绝对压强为2105 mmHg 。
5、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。
二、选择题
1、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
2、流体流动时的摩擦阻力损失h f所损失的是机械能中的 C 项。
A 动能；
B 位能；
C 静压能；
D 总机械能
3、在完全湍流时，粗糙管的摩擦系数 数值C
A 与光滑管一样；
B 只取决于Re；
C 取决于相对粗糙度；
D 与粗糙度无关
4、当被测流体的D 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
5、A 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
6、流体在圆管内流动时，管中心流速最大，若为湍流时，平均流速与管中心最
大流速的关系为 B 。
A. max 21u u =；
B. max 817.0u u =；
C. max 23u u =
7. 从流体静力学基本方程可知，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。
8、在相同条件下，缩小管径，雷诺数 A 。
A. 增大；
B. 减小；
C. 不变
三、问答题
1、完全湍流区为什么又称阻力平方区？
在完全湍流区，λ与Re 无关，只与d e 有关，对于既定管路()(d e f d e =λ为常数， )，若d l 一定，λ为一常数，
22
u d l p f ρλ=∆，2u p f ∝∆，则阻力损失与流速的平方成正比，称作阻力平方区。
2、层流有层流的剪应力计算式(dy du
μτ-=)；湍流有湍流的剪应力计算式(dy du
)(εμτ+-=)；为什么说范宁公式是计算层流与湍流阻力的通式？
范宁公式对于滞流和湍流都适用，因推导时未加任何限制，但公式中摩
擦因素λ的求法因流动型态不同而不同。
Re 6464==
μρλu d ——层流时的λ计算公式；湍流时λ的计算无严格的理论解析式，可用各种适用条件下的经验式求，但更常用的是通过查Moddy 图而得到λ。
3、为什么说牛顿粘性定律是定量描述动量传递的定律。
牛顿力学第二定律：()dt mu d dt du m ma F === 牛顿粘性定律：dy du ⋅=μτ
∴
()
dy
du
dt
A
mu
d
A
F
⋅
=
⋅
=
=μ
τ
；
⎥⎦
⎤
⎢⎣
⎡
dt
A
mu
d
.
)
(
2
-
⋅
=m
N
式中
()
dt
A
mu
d
⋅为单位面积的动量变化率，称为动量通量，所以剪应力可
表示为单位时间通过单位面积的动量通量，即表示动量传递的大小，动量传递由于流体内部速度不等，动量从流速大的流体向流速小的流体传递。
所以牛顿粘度定律另一种表述方法，动量通量与速度梯度成正比。