流体流动与输送设备(习题及答案)
第一章 流体流动与输送设备
1. 燃烧重油所得的燃烧气，经分析知其中含％，％，N 276％，H 2O8％（体积％），试求此混合气体在温度500℃、压力时的密度。
解：混合气体平均摩尔质量
mol
kg M y M i i m /1086.281808.02876.032075.044085.03-?=?+?+?+?=∑=∴ 混合密度
3
3
3/455.0)500273(31.81086.28103.101m kg RT pM m m =+????==-ρ
2．已知20℃下水和乙醇的密度分别为998.2 kg/m 3和789kg/m 3,试计算50％（质量％）乙醇水溶液的密度。又知其实测值为935 kg/m 3，计算相对误差。
解：乙醇水溶液的混合密度
7895
.02.9985.01
22
11+
=
+
=
ρρρa a m
3
/36.881m kg m =∴ρ
相对误差：
%
74.5%10093536.8811%100=????
??-=?-实实m m m ρρρ
3．在大气压力为的地区，某真空蒸馏塔塔顶的真空表读数为85kPa 。若在大气压力为90 kPa 的地区，仍使该塔塔顶在相同的绝压下操作，则此时真空表的读数应为多少
解：'
'真真绝
p p p p p a a -=-=
∴kPa p p p p a a 7.73)853.101(90)(''=--=--=真真
4．如附图所示，密闭容器中存有密度为900 kg/m 3的液体。容器上方的压力表读数为42kPa ，又在液面下装一压力表，表中心线在测压口以上0.55m ，其读数为58 kPa 。试计算液面到下方测压口的距离。
解：液面下测压口处压力
gh p z g p p ρρ+=?+=10
m h g p p g p gh p z 36.255.081.990010)4258(3
0101=+??-=+-=-+=?∴ρρρ
5. 如附图所示，敞口容器内盛有不互溶的油和水，油层和水层的厚度分别为700mm 和600mm 。在容器底部开孔与玻璃管相连。已知油与水的密度分别为800 kg/m 3和1000 kg/m 3。
（1）计算玻璃管内水柱的高度；
（2）判断A 与B 、C 与D 点的压力是否相等。
解：（1）容器底部压力 gh p gh gh p p a a 水水油ρρρ+=++=21
m
h h h h h 16.16.07.01000800
2121=+?=+=+=∴水油水水油ρρρρρ
题4 附图
D
h 1
h 2
A
C
题5 附图
（2）B A p p ≠ D C p p =
6．水平管道中两点间连接一U 形压差计，指示液为汞。已知压差计的读数为30mm ，试分别计算管内流体为（1）水；（2）压力为、温度为20℃的空气时压力差。
解：（1）Pa Rg p 2.370881.903.0)100013600()(0=??-=-=?ρρ
（2）空气密度
3
3
3'
/206.1)20273(31.81029103.101m kg RT pM =+????==-ρ Pa Rg p 1.400281.903.0)206.113600()('
0'=??-=-=?ρρ
∵ 空气密度较小，∴
Rg p 0'ρ≈?
7．用一复式U 形压差计测量水流过管路中A 、B 两点的压力差。指示液为汞，两U 形管之间充满水，已知h 1=1.2m ，h 2=0.4m ，h 4=1.4m ，h 3=0.25m ，试计算A 、B 两点的压力差。
解：图中1、2为等压面，即21p p = 11gh p p A ρ+= 1032gR p p ρ+=
1031gR p gh p A ρρ+=+∴
(1)
又 20365gR gh p p p B ρρ++==
)(24543h h g p p p --==ρ
)(24203h h g gR gh p B --++=ρρρ (2)
将(2)代入(1)中:
10242031)(gR h h g gR gh p gh p B A ρρρρρ+--++=+ B A AB p p p -=?∴
11024203)(gh gR h h g gR gh ρρρρρ-+--+= )()(2104312R R g h h h h g ++-+-=ρρ g R R ))((021ρρ-+=
81.9)100013600()25.04.14.12.1(?-?-+-=?∴AB p kPa Pa 0.2417.241031≈=
8．根据附图所示的双液体U 管压差计的读数，计算设备中气体的压力，并注明是表压还是绝压。已知压差计中的两种指示液为油和水，其密度分别为920 kg/m 3和998 kg/m 3，压差计的读数R ＝300mm 。两扩大室的内径D 为60mm ，U 管的内径d 为6mm 。
解: 1. 2 为等压面, 21p p = 111gh p p ρ+=
[]g R g Z R h p p a 2112)(ρρ+?+-+=
g R g Z R h p gh p a 21111)(ρρρ+?+-+=+∴
g Z Rg p p a 112)(ρρρ?+-=-
又
2
24
4
D Z
d R
π
π
?=
题7 附图
6
2 4
3
1
5 题8 附图
1
2
h 1
m
R D d Z 003.03.0)606
(222=?=?=?∴
81.9920003.0)920998(81.93.0??+-??=-∴a p p
Pa 6.256= (表压)
9． 为了排出煤气管中的少量积水，用附图所示的水封装置，水由煤气管道中的垂直支管排出。已知煤气压力为10kPa （表压），试求水封管插入液面下的深度h 。
解: 煤气表压 gh p ρ=
m
g p h 02.181.910101033
=??==ρ
10．为测定贮罐中油品的贮存量，采用图1-8所示
的远距离液位测量装置。已知贮罐为圆筒形，其直径为
1.6m ，吹气管底部与贮罐底的距离为0.3m ，油品的密度为850 kg/m 3。 若测得U 形压差计读数R 为150mmHg ，试确定贮罐中油品的贮存量，分别以体积及质量表示。
解:
0ρρR h =
m R h 4.215.0850136000=?==
∴ρρ
罐中总高度:
m Z h H 7.23.04.2=+=?+=
3
22426.57.26.1785.04m H D V =??=?=
∴π
kg V m 4612850426.5=?=?=ρ
11．绝对压力为540kPa 、温度为30℃的空气，在φ108×4mm 的钢管内流动，流量为1500m 3/h （标准状况）。试求空气在管内的流速、质量流量和质量流速。
解: 标准状况下空气的密度:
3
3000/29.127331.8029.0103.101m kg RT M p =???==ρ
s kg h kg V /5375.0/193529.11500m :00s ==?==∴ρ质量流量
2
222/47.68/2464971.0785.01935785.0G :m
s kg m h kg d m s ?=?=?==
质量流速
操作条件下密度:
3
3/22.6)30273(31.8029
.010540m kg RT PM =+???==ρ
∴ 体积流速:
s m G
u /1122.647
.68==
=
ρ
12．硫酸流经由大小管组成的串联管路，其尺寸分别为φ76×4mm 和φ57×3.5mm 。已知硫酸的密度为1831 kg/m 3，体积流量为9m 3/h,试分别计算硫酸在大管和小管中的（1）质量流量；（2）平均流速；（3）质量流速。
解: (1) 大管: mm 476?φ
题9 附图
h kg V m s s /1647918319=?=?=ρ
s m d V u s /69.0068.0785.03600
/9785.02
21=?==
s m kg u G ?=?==2
11/4.1263183169.0ρ (2) 小管: mm 5.357?φ
质量流量不变
h kg m s /164792=
s m d V u s /27.105.0785.03600
/9785.02
222=?==
或: s
m d d u u /27.1)5068
(69.0)(222112===
s m kg u G ?=?=?=2
22/4.2325183127.1ρ
13． 如附图所示，用虹吸管从高位槽向反应器加料，高位槽与反应器均与大气相通，
且高位槽中液面恒定。现要求料液以1m/s 的流速在管内流动，设料
液在管内流动时的能量损失为20J/kg （不包括出口），试确定高位槽
中的液面应比虹吸管的出口高出的距离。 解: 以高位槽液面为1-1’面,管出口内侧为2-2’面,在1-1’～ 2-2’间列柏努力方程:
f W u p
g Z u p g Z ∑+++=++
2
222211
12121ρρ 简化: g
W u H f /)21(2
2∑+= m 09.281.9)20121
(=÷+?=
14．用压缩空气将密闭容器（酸蛋）中的硫酸压送至
敞口高位槽，如附图所示。输送量为0.1m 3/min ，输送管路为φ38×3mm 的无缝钢管。酸蛋中的液面离压出管口的位差为10m ，且在压送过程中不变。设管路的总压头损失为3.5m （不包括出口），硫酸的密度为1830 kg/m 3，问酸蛋中应保持多大的压力
解: 以酸蛋中液面为1-1’面,管出口内侧为2-2’面,且以1-1’面为基准,在1-1’～2-2’间列柏努力方程:
∑+++=++f h Z u g p Z u g g p 22
2212112121ρρ
简化:
∑++=f h Z u g g p 22
2121ρ
其中: s
m d V u s /07.2032.0785.060/1.042
22=?==π
代入: )
21(22
21∑++=f h Z u g g p ρ
题13 附图
1
题14 附图
)
5.31007.281.921
(
81.918302++????=
)(3.246表压a kP =
15．如附图所示，某鼓风机吸入管内径为200mm ，在喇叭形进口处测得U 形压差计读数R ＝15mm （指示液为水），空气的密度为1.2 kg/m 3，忽略能量损失。试求管道内空气的流量。
解: 如图,在1-1’～ 2-2’间列柏努力方程:
f W u p
g Z u p g Z ∑+++=++
2222211
12121ρρ
其中: 0
,0)(,0,1121=∑=≈=f W p u Z Z 表
简化:
222
210u p +=
ρ
而:
a
o H P Rg p 15.147015.081.9100022-=??-=-=ρ
s m u u /66.152
.115.14721222==∴
流量: h
m s m u d V s /1771/492.066.152.0785.0433222==??==π
16．甲烷在附图所示的管路中流动。管子的规格分别为φ219×6mm 和φ159×4.5mm ，
在操作条件下甲烷的平均密度为1.43 kg/m 3，流量为1700m 3/h 。在截面1和截面2之间连接一U 形压差计，指示液为水，若忽略两截面间的能量损失，问U 形压差计的读数R 为多少
解: 在1, 2截面间列柏努力方程:
f W u p
g Z u P g Z ∑+++=++
2
222211
12121ρρ
简化: 2
222112121u p u p +=+ρρ
或: )
(21212
221u u p p -=-ρ
其中: s m d V u s /04.14207.0785.03600
/1700785.02
211=?== s
m d d u u /74.26)150207(04.14)(2
22112=?==
a
P p p 3.370)04.1474.26(21
43.12221=-??=-∴
又 g R g R p p 0021)(ρρρ≈-=-
mm m g p p R 38038.081.910003
.370021==?=-=
∴ρ
题15 附图
2
题16 附图
1
2
17．如附图所示，用泵将20℃水从水池送至高位槽，槽内水面高出池内液面30m 。输送量为30 m 3/h ，此时管路的全部能量损失为40J/kg 。设泵的效率为70％，试求泵所需的功率。
解: 在水池1面与高位槽2面间列柏努力方程:
f e W u p
g Z W u p g Z ∑+++=+++
2
222211
12121ρρ 简化:
f
e W g Z W ∑+=2
kg J /3.3344081.930=+?= kW W V W m P e s e s e 786.23.3341000360030
=??==?=ρ
kW P P e
98.37.0786
.2==
=
η
18．附图所示的是丙烯精馏塔的回流系统，丙烯由贮槽回流至塔顶。丙烯贮槽液面恒定，其液面上方的压力为（表压），精馏塔内操作压力为（表压）。塔内丙烯管出口处高出贮槽内液面30m ，管内径为140mm ，丙烯密度为600kg/m 3。现要求输送量为40×103kg/h ，管路的全部能量损失为150J/kg （不包括出口能量损失），试核算该过程是否需要泵。
解: 在贮槽液面1-1’与回流管出口外侧2-2’间列柏努力方程:
f e W u p
g Z W u p g Z ∑+++=+++
2222211
12121ρρ 简化: f e W u p g Z W p ∑+++=+2
222121ρρ
f
e W g Z u p p W ∑+++-=22
21221ρ s m d m u s
/2.114.0785.060036001040785.02
322=???==ρ
150
81.9302.121
60010)0.23.1(26
+?+?+?-=∴e W
kg J /6.721-=
∴ 不需要泵,液体在压力差的作用下可自动回流至塔中
19．某一高位槽供水系统如附图所示，管子规格为φ45×2.5mm 。当阀门全关时，压力表的读数为78kPa 。当阀门全开时，压力表的读数为75 kPa ，且此时水槽液面至压力表处的
能量损失可以表示为2
u W f =∑J/kg （u 为水在管内的流速）。试求：
（1）高位槽的液面高度；
（2）阀门全开时水在管内的流量（m 3/h ）。
解: (1) 阀门全关,水静止
题18 附图
h
题19 附图
1
gh p ρ=
m
g p h 95.781.910107833
=??==∴ρ
(2) 阀门全开:
在水槽1-1’面与压力表2-2’面间列柏努力方程:
f W u p
g Z u p g Z ∑+++=++
2
222211
12121ρρ
简化: f
W u p g Z ∑++=2
22121ρ
2
2
223211*********.995.7u u ++?=?
解之: s m u /414.12=
∴ 流量:
s
m u d V s /10776.1414.104.0785.04
33222-?=??==
π
h m /39.63
=
20．附图所示的是冷冻盐水循环系统。盐水的密度为1100 kg/m 3，循环量为45 m 3/h 。管路的内径相同，盐水从A 流经两个换热器至B 的压头损失为9m ，由B 流至A 的压头损失为12m ，问：
（1）若泵的效率为70％，则泵的轴功率为多少
（2）若A 处压力表的读数为153kPa ，则B 处压力表的读数为多少
解: (1) 对于循环系统:
m
h H f e 21129=+=∑=
kW
g V H P s e e 83.281.911003600
45
21=???=?=ρ
kW P P e
04.47.083
.2:==
=
∴η轴功率
(2) B A →列柏努力方程:
fAB
B B B A A A h Z u g g p Z u g g p ∑+++=++2
22121ρρ
简化: fAB
B B A h Z g p
g p ∑++=ρρ
)97(81.91100103153
+??+=??B p
)(19656表a B p p -=∴
∴ B 处真空度为19656 Pa 。
21．25℃水在φ60×3mm 的管道中流动，流量为20m 3/h ，试判断流型。
解: 查附录25℃水物性:
cP m kg 903.0,
/95.9963
==μρ
题20 附图
s m d V u s /43.2054.0785.0360020
785.022=?== 40001045.110903.043.295.996054.0Re 5
3
??=???==-μρdu
∴
为湍流
22．运动粘度为×10－
5m 2/s 的有机液体在φ76×3.5mm 的管内流动，试确定保持管内层流流动的最大流量。
解: 2000
Re ==
=
ν
μ
ρ
du
du
s
m d u /927.0069.0102.3200020005
max
=??==∴-ν
s
m u d V /1046.3927.0069.0785.04332max 2max -?=??==
∴π
h m /46.123
=
23．计算10℃水以×10－
3m 3/s 的流量流过φ57×3.5mm 、长20m 水平钢管的能量损失、压头损失及压力损失。（设管壁的粗糙度为0.5mm ）
解: s m d V u s /376.105.0785.0107.2785.02
3
2=??==-
10℃水物性:
s p m kg a ??==-3310305.1,/7.999μρ
4
3
1027.510305.1376.17.99905.0Re ?=???==-μρdu
01.0505.0==d ε 查得 041.0=λ
kg
J u d l W f /53.152376.105.020041.022
2=??==∑∴λ
m
g W h f f 583.1/=∑=∑
a
f f P W P 15525=?∑=?ρ
24．如附图所示，用泵将贮槽中的某油品以40m 3/h 的流量输送至高位槽。两槽的液位恒定，且相差20m ，输送管内径为100mm ，管子总长为45m （包括所有局部阻力的当量长度）。已知油品的密度为890kg/m 3，粘度为·s ，试计算泵所需的有效功率。
解:
s
m d V u s
/415.11.0785.0360040
42
2
=?=
=
π
2000
6.25848
7.0415.18901.0Re ?=??==μρdu 247
.06.25864Re 64===∴λ
题24 附图
在贮槽1截面到高位槽2截面间列柏努力方程:
f e W u p
g Z W u p g Z ∑+++=+++
2
222211
12121ρρ 简化:
f
e W g Z W ∑+=2
而: kg
J u d l l W e f /2.1112415.11.045247.022
2=??=∑+=∑λ
kg J We /4.3072.11181.920=+?=∴
kW
W V We m We Pe s s 04.38.30398903600
40
4.307≈=??=??=?=ρ
25．一列管式换热器，壳内径为500mm ，内装174 根φ25×2.5mm 的钢管，试求壳体与管外空间的当量直径。
解:
m nd D nd D d n D d n
D d e 029.0025.01745.0025.01745.0)
44(4222
222=?+?-=+-=
+-?=
外
外
外
外πππ
π
26．求常压下35℃的空气以12m/s 的速度流经120m 长的水平通风管的能量损失和压力损失。管道截面为长方形，长为300mm ，宽为200mm 。（设d ε＝）
解: 当量直径:
m
b a ab b a ab de 24.02.03.02
.03.022)(24=+??=+=+=
35℃空气物性:
s p m kg a ??==-6
31085.18,/1465.1μρ
5
6
10
752.11085.18121465.124.0Re ?=???==-μρu d e
由
0005
.0=d
ε
,查得019.0=λ
kg
J u d l W e f /68421224.0120019.022
2=??==∑∴λ
Pa
W P f f 2.7841465.1684=?=?∑=?ρ
27．如附图所示，密度为800 kg/m 3、粘度为 mPa ·s 的液体，由敞口高位槽经φ114×4mm 的钢管流入一密闭容器中，其压力为（表压），两槽的液位恒定。液体在管内的流速为1.5m/s ，管路中闸阀为半开，管壁的相对粗糙度d ε＝，试计算两槽液面的垂直距离z ?。 解: 在高位槽1截面到容器2截面间列柏努力方程:
f W u p
g Z u p g Z ∑+++=++
2
222211
12
121ρρ
简化:
f
W p
Zg ∑+=?ρ
2
4
3
10
48.8105.15.1800106.0Re ?=???=
=
-μρ
du
由
002.0=d ε ,查得026.0=λ
题27 附图
管路中: 进口 5.0=ξ
90℃弯头 75.0=ξ 2个 半开闸阀 5.4=ξ 出口 1=ξ
25.1)15.475.025.0106.016030026.0(2)(2
2?
++?+++?=∑+=∑∴u d l W f ξλ
kg J /87.60=
m
g W p Z f 6.2681.9/)87.608001016.0(/)(6
2
=+?=∑+=?∴ρ
28．从设备排出的废气在放空前通过一个洗涤塔，以除去其中的有害物质，流程如附图所示。气体流量为3600m 3/h ，废气的物理性质与50℃的空气相近，在鼓风机吸入管路上装有U 形压差计，指示液为水，其读数为60mm 。输气管与放空管的内径均为250mm ，管长与管件、阀门的当量长度之和为55m （不包括进、出塔及管出口阻力），放空口与鼓风机进
口管水平面的垂直距离为15m ，已估计气体通过洗涤塔填料层的压力降为。管壁的绝对粗糙度取为0.15mm ，大气压力为 kPa 。试求鼓风机的有效功率。
解: 以吸入管测压处为1-1’面,洗涤塔管出口内侧
为2-2’面,列柏努力方程:
f e W u p
g Z W u p g Z ∑+++=+++
2
222211
12121ρρ
简化: f e W g Z W u p ∑+=++22
1121ρ
其
中
:
a
O H p gR p 6.58806.081.9100021-=??-=-=ρ
s m d V u s /38.2025.0785.036003600
785.022=?=?=
50℃空气物性:
s p m kg a ??==-6
3106.19,/093.1μρ
5
6
1084.2106.1938
.20093.125.0Re ?=???=
=
-μ
ρ
du
又 0006
.025015
.0==
d ε
查得 018.0=λ
塔
出进f e f W u d l l W +++∑+=∑∴2)(2
ξξλ
ρξξλ'2)(2
p u d l l e ?+
++∑+=出进
093.11045.2238.20)5.125.055018.0(3
2?+
?+?= 题28 附图
kg J /3375=
ρ
/12p W g Z We f -∑+=∴
kg J /7.4060093.1/6.588337581.915=++?=
kW
We V We m Pe s s 22.47.4060093.13600
3600
=??=??=?=∴ρ
29．如附图所示，用离心泵将某油品输送至一密闭容器中。A 、B 处压力表的读数分别为、 MPa ，管路尺寸为φ89×4mm ，A 、B 两点间的直管长度为40m ，中间有6个90o标准
弯头。已知油品的密度为820 kg/m 3，粘度为121mPa ·s ，试求油在管路中的流量。
解: 在A —B 间列柏努力方程:
f B B B A A
A W u p g Z u P g Z ∑+++=++
2
22121ρρ
简化: f
B A W p
Zg P ∑++?=ρ
ρ
kg
J Zg p p W B
A f /97.3881.9182010)43.147.1(6
=?-?-=?--=
∑∴ρ
又
22
u d l l W e f ∑+=∑λ
Θ 油品粘度大, 设流动为层流.
ρμρμ2
2)(32264d u
l l u d l l du W e e f ∑+=∑+=∑∴ 900标准弯头 m d l e
835.2081.03535=?==
820081.0)835.2640(101213297.3823??+???=
∴-u
解得 s m u /95.0=
20005.5211012182095.0081.0Re 3
?=???==-μρdu
∴ 假设正确
h
m s m u d V s /61.17/1089.495.0081.0785.04
33322=?=??==
-π
30．20℃苯由高位槽流入贮槽中，两槽均为敞口，两槽液面恒定且相差5m 。输送管
为φ38×3mm 的钢管（ε＝0.05mm ）总长为100m （包括所有局部阻力的当量长度），求苯的流量。
解: 在两槽间列柏努力方程,并简化:
f
W Zg ∑=?
即:
22
u d l l Zg e ∑+=?λ
题29 附图
代入数据:
2032.010081.952
u ?
=?λ 化简得: 03139.02
=u λ
00156.03205.0==d ε
查完全湍流区 022.0=λ
设 021.0=λ, 由(1)式得 s m u /22.1=
由附录查得20℃苯物性:
3876m kg =ρ s mP a 737.0=μ 4
3
1066.410737.022.1879032.0?=???==-μρu d R e
查图，026.0=λ
再设
026.0=λ，由（1）得s m u /10.1=
4
310
20.410737.010.1879032.0?=???=
-e R
查得26.0=λ 假设正确 s m u /10.1=∴
流量： h m
s
m
u d V s 3
3
422183.31084.81.1032.0785.04
=?=??==
-π
31．如附图所示，密度为ρ的流体以一定的流量在一等径倾斜管道中流过。在A 、B 两截面间连接一U 形压差计，指示液的密度为ρ0，读数为R 。已知A 、B 两截面间的位差为h ，试求：
（1） AB 间的压力差及能量损失；
（2） 若将管路水平放置而流量保持不变，则压差计读数及AB 间的压力差为多少
解：（1）在A-A 与B-B 间柏努利方程：
∑+++=++fAB B B B A A A
W g Z u P g Z u P 2
22121ρρ
其中 A u =B u h z z A B =-
hg
P P W B
A fA
B --=
∴
∑ρ
对于U 形差压计
g R g R Z Z P g Z P B B B A A ?+-+=?+ρρρ)( g R g Z Z P P o B A B A ?-+?-=-)()(ρρρ
g R g h P o AB ?-+?=?)(ρρρ
ρ
ρρρρρρg
R hg g
R g h W o o fAB )()(-=
--+=
∑
（2）水平放置时
Θ 流量不变 ∴管路总能量损失
∑fAB
W
不变。
而U 形差压计读数R 实际反映了阻力的大小，所以R 不变。 此时，g R W P o f AB )(ρρρ-==?∑
32．如附图所示，高位槽中水分别从BC 与BD 两支路排出，其中水面维持恒定。高位
槽液面与两支管出口间的距离为10m 。AB 管段的内径为38mm 、长为28m ；BC 与BD 支管的内径相同，均为32mm ，长度分别为12m 、 15m （以上各长度均包括管件及阀门全开时的当量长度）。各段摩擦系数均可取为。试求：
（1）BC 支路阀门全关而BD 支路阀门全开时的
流量；
（2）BC 支路与BD 支路阀门均全开时各支路的流量及总流量。
解：（1）在高位槽液面与BD 管出口外侧列柏努利方程：
∑+++=++f W u g Z P u g Z P 2
2222111
2121ρρ
简化 ：
∑=?fABD W Zg
而 2
222211u d l u d l W W W BD AB fBD fAB fABD λλ+=+=∑∑∑
∴ 有：
2032.01503
.02038.02803.081.9102
2
21u u +=? 化简 1.9803.705.112
22
1=+u u
又由连续性方程：
112121241.1)3238
()(
u u u d d u ===
代入上式：
1.9841.103.705.112
1221=?+u u 解得：s m u /98.11=
流量：
h m
s
m
u d V s 3
3
3212108.810244.298.10382.0785.04=?=??==
-π
（2）当 BD ，BC 支路阀均全开时：
ΘC ，D 出口状态完全相同，分支管路形如并联管路，
∑∑=∴fBD fBc W W
222
22223u d l u d l BD BC λλ=
2
2
231512u u =∴
23118.1u u =∴ (1)
又
3
21s s s V V V +=
题32 附图
3
2
3222221444u d u d u d π
π
π
+
=
32
2212323238u u u +==22118.232u ?
21502.1u u =∴ (2) 在高位槽液面与BD 出口列柏努利方程：
∑∑∑+==??fBD fAB f W W W g Z
2032.01503
.02038.02803.081.91022
21u u +=? 1.9803.705.112
221=+u u (3)
将（2）代入（3）式中：
1.9803.750
2.105.112
22
22
=+?u u 解得：s m
u s
m
u s
m u 96.163.2752.1312===
流量：h m s
m
u d V s 3
3
32121173.101098.263.2038.0785.04
=?=??==-π
h m s
m u d V s 3
33
2
222
207
.510
408.1752.1032.0785.04
=?=??==-π
h m
s m u d V s 3
32323367.5310576.196.1032.0785.04
=?=??==
-π
33．在内径为80mm 的管道上安装一标准孔板流量计，孔径为40mm ，U 形压差计的读数为350mmHg 。管内液体的密度为1050kg/m 3，粘度为，试计算液体的体积流量。
解：25.0)8040
(210==A A
设ec e R R >，查得 25.00=C
s m
g A C V s 332
10
01011.71050
981
)105013600(35.0204.0785.0625.0)
(2-?=?-????=-=ρ
ρρρ
s m d V u s
415.108.0785.01011.7785.023
2
1
=??==
-
5
3
110
38.2105.01050415.108.0?=???==-μρu d R e
而 4
107?=ec R ec e R R >
∴
假设正确，以上计算有效。
34．用离心泵将20℃水从水池送至敞口高位槽中，流程如附图所示，两槽液面差为12m 。输送管为φ57×3.5mm 的钢管，总长为220m （包括所有局部阻力的当量长度）。用孔板流量计测量水流量，孔径为20mm ，流量系数为，U 形压差计的读数为400mmHg 。摩擦系
题34 附图
数可取为。试求：
（1）水流量，m 3/h ；
（2）每kg 水经过泵所获得的机械能。
解：（1）
ρ
ρρρ)
(200
0-=g A C V s
2.998)
2.99813600(81.94.0202.0785.061.02
-?????=
h m
s m 3
3388.61091.1=?=- （2）以水池液面为11'-面，高位槽液面为22'-面，在22~11'-'-面间列柏努
利方程：
∑+++=+++f e W g Z u W g Z u 22
2212112121ρρρρ
简化: ∑+?=f e
W Zg W
而
22
u d l l W e f ∑∑+=λ 其中：
s m d V u s 973.005.0785.01091.1785.023
2=??==-
kg J
W f 656.412973.005.022002.02
=??=∴∑
kg J
W e 4.159656.4181.912=+?=∴
35．以水标定的转子流量计用来测量酒精的流量。已知转子的密度为7700 kg/m 3，酒精的密度为790 kg/m 3，当转子的刻度相同时，酒精的流量比水的流量大还是小试计算刻度校正系数。
解：
143
.1)
10007700(790)
7907700(1000)()(12211
2
=--?=--=ρρρρρρf f s s V V
∴酒精流量比水大
36．在一定转速下测定某离心泵的性能，吸入管与压出管的内径分别为70mm 和50mm 。当流量为30 m 3/h 时，泵入口处真空表与出口处压力表的读数分别为40kPa 和215kPa ，两测压口间的垂直距离为0.4m ，轴功率为。试计算泵的压头与效率。
解：
s m
d V u s
166.207.0785.0360030
4
2
2
11=?=
=
π
s m
u 246.405.0785.0360030
2
2=?=
在泵进出口处列柏努力方程，忽略能量损失；
2
2
2212112121Z u g g p H Z u g g p e ++=+++ρρ
Z
u u g g p p H e ?+-+-=)(21212
212ρ
4.0)116.2246.4(81.92181.91010)40215(2
23
3+-?+??+=
=27.07m
kW
g QH P e 213.207.2781.9103600
30
3=???==ρ
%
1.64%10045.3213.2%100=?=?=∴P P e η
37．在一化工生产车间，要求用离心泵将冷却水从贮水池经换热器送到一敞口高位槽
中。已知高位槽中液面比贮水池中液面高出10m ，管路总长为400m （包括所有局部阻力的
当量长度）。管内径为75mm ，换热器的压头损失为g u 232
2
，摩擦系数可取为。此离心泵在
转速为2900rpm 时的性能如下表所示： Q /(m 3/s) 0 H /m
26
23
21
12
试求：（1）管路特性方程；
（2）泵工作点的流量与压头。
解：（1）管路特性曲线方程：
∑∑+?=+?+?+?=
f f e h Z h u
g Z g P H 221
ρ
f e h
g u d l l Z +++?=∑22λ g u d l l Z e 2)
32(2
+++?=∑λ
2
2
)075.0785.0(81.921)32075.040003.0(10???+?+=Q
H e 2
510019.510Q ?+=
（2）在坐标纸中绘出泵的特性曲线及
管路特性曲线的工作点：
m
H s
m
Q 17.200045.03
==
38．用离心泵将水从贮槽输送至高位槽
中，两槽均为敞口，且液面恒定。现改为输
送密度为1200 kg/m 3的某水溶液，其它物性与水相近。若管路状况不变，试说明：
（1）输送量有无变化 （2）压头有无变化
H (m )
Q(m 3
/s)
（3）泵的轴功率有无变化 （4）泵出口处压力有无变化 解：ρ变化时，泵特性曲线不变。
管路特性曲线
22BQ Z BQ g P
Z H e +?=+?+
?=ρ 不变
（1） 输送量不变； （2）压头不变； （3） 轴功率：
ηρηg
QH P P e
=
=
增加 （4）在贮槽液面1-1′和泵出口2-2′间列柏努力方程：
∑+++=+++f
e h Z u g g p H Z u g g p 22
2212112121ρρ
简化：
?
?????---=∑f e h Z u g H g p 22
2221ρ Θ工作点Q ，e H 不变，∑∴f
h
u
不变
即2P 随ρ的增加而增加。
39．用离心泵向设备送水。已知泵特性方程为2
01.040Q H -=，管路特性方程为
203.025Q H e +=，两式中Q 的单位均为m 3/h ，H 的单位为m 。试求：
（1）泵的输送量；
（2）若有两台相同的泵串联操作，则泵的输送量又为多少
解：（1） 2
01.040Q H -=
2
03.025Q H e +=
联立： 2203.02501.040Q Q +=-
解得：
h m
Q 3
36.19= （2） 两泵串联后：
泵的特性：
)01.040(22Q H -= 与管路特性联立：
)01.040(203.0252
2Q Q -?=+ 解得：
h m
Q 3
17.33=
40．用型号为IS65-50-125的离心泵将敞口贮槽中80℃的水送出，吸入管路的压头损失为4m ，当地大气压为98kPa 。试确定此泵的安装高度。
解：查附录：C 0
80水，
358.971,104736.0m kg
Pa P v =?=ρ
IS65-50-125泵气蚀余量 NPSH=2.0m 泵允许安装高度：
∑---=
吸入
允允f v
g h NPSH g P P H )(0ρ =4
0.281.98.971104736.010985
3--??-?-
=m 69.0-
为安全起见，再降低m 5.0，即m Hg 2.15.069.0-=--= 即泵需要安装在水槽液面以下m 2.1或更低。
41．用油泵从贮槽向反应器输送44℃的异丁烷，贮槽中异丁烷液面恒定，其上方绝对压力为652kPa 。泵位于贮槽液面以下1.5m 处，吸入管路全部压头损失为1.6m 。44℃时异丁烷的密度为530kg/m 3，饱和蒸汽压为638 kPa 。所选用泵的允许汽蚀余量为3.5m ，问此泵能否正常操作
解：泵允许的安装高度：
∑---=
吸入
允允f v
h NPSH g P P Hg )(0ρ
6
.15.381.9530106386523
--??-=）（
m 4.2-=
∴
>允定y Hg Hg 此泵安装不当，会发生气蚀现象。
42．用内径为100mm 的钢管将河水送至一蓄水池中，要求输送量为70m 3/h 。水由池底部进入，池中水面高出河面26m 。管路的总长度为60m ，其中吸入管路为24m （均包括所有局部阻力的当量长度），设摩擦系数λ为。 今库房有以下三台离心泵，性能如下表，试从中选用一台合适的泵，并计算安装高度。设水温为20℃，大气压力为。（略）
序号 型号
Q ，m 3/h H ，m n ，rpm
η，％
（NPSH ）允
1
IS100-80-125 60 100 24 20 2900 67 78 2
IS100-80-160
60 100 36 32 2900 70 78 3 IS100-80-200
60
100
54 50
2900 65 76
解：在河水与蓄水池面间列柏努力方程，并简化：
g u d l l Z h Z H e f e 22
∑∑++?=+?=λ
其中：
s m d Q u 48.21.0785.0360070
785.022=?==
81.9248.21.060028.0262
??
+=∴e H m 3.31= 由m
H h m Q e 3.31,703
== 选泵IS100-80-160
气蚀余量以
.4)(1003
==允下
NPSH h
m
Q 计
C 0
20水，
kPa
P m kg
v 338.22.9983
==ρ
∑---=
吸入
允允f v
h NPSH g P P Hg )(0ρ
g u d l l h e f 2)(2
吸入吸入∑+=∑λm
1.281.9248.21.024028.02=???=
m
Hg 41.20.481.92.99810
)338.23.101(3
=--??-=∴允
减去安全余量m 5.0，实为m 5.3。
即泵可安装在河水面上不超过m 5.3的地方。
43． 常压贮槽内装有某石油产品，在贮存条件下其密度为760 kg/m 3。现将该油品送入反应釜中，输送管路为φ57×2mm ，由液面到设备入口的升扬高度为5m ，流量为15m 3/h 。釜内压力为148kPa （表压），管路的压头损失为5m （不包括出口阻力）。试选择一台合适的油泵。
解：
s m d V u s
89.1053
.0785.0360015
422
=?=
=
π
在水槽液面11'-与输送管内侧22'-面间列柏努力方程，简化有：
∑++?+
?=f e h u g g P Z H 2
221ρ
m
H e 03.30598.181.921
81.976010148523=+??+??+= 由Q=m
H h m e 03.30153
=查油泵性能，选泵60Y-60B
其性能为； 流量：
h m
3
8.19kW m
75.338轴功率压头
m 6.2%
55允许的气蚀余量效率：
44．现从一气柜向某设备输送密度为1.36kg/m 3的气体，气柜内的压力为650Pa （表压），设备内的压力为（绝压）。通风机输出管路的流速为12.5m/s ，管路中的压力损失为500Pa 。
试计算管路中所需的全风压。（设大气压力为） 解：
f
T P u P P P ?++
-=2
2122
)(ρ
()()[]5005.12236
.11065.03.1011.10223+?+
?+-=
Pa 25.756=
流体流动习题答案
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 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。 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．在静止的流体内，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（）。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.圆直管内流动流体，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, 则泵入口处的绝对压强为（）。 A A. 74.3kPa； B. 101kPa； C. 127.6kPa。 19.在稳定流动系统中，水由粗管连续地流入细管，若粗管直径是细管的2倍，则细管流速是粗管的（）倍。 C A. 2； B. 8； C. 4。 20.流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是（）。 C
流体流动习题答案
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
流体力学例题
第一章 流体的性质 例1：两平行平板间充满液体，平板移动速度0.25m/s ，单位面积上所受的作用力2Pa(Ｎ／m2>，试确定平板间液体的粘性系数μ。 例2 ：一木板，重量为G ，底面积为 S 。此木板沿一个倾角为，表面涂有润滑油的斜壁下滑，如图所示。已测得润滑油的厚度为，木板匀速下滑的速度为u 。试求润滑油的动力粘度μ。 b5E2RGbCAP 例3：两圆筒，外筒固定，内筒旋转。已知：r1=0.1m ，r2=0.103m ，L=1m 。 。 求：施加在外筒的力矩M 。 例4：求旋转圆盘的力矩。如图，已知ω， r1，δ，μ。求阻力矩M 。 第二章 流体静力学
例1：用复式水银压差计测量密封容器内水面的相对压强，如图所示。已知：水面高程z0=3m, 压差计各水银面的高程分别为z1 = 0.03m, z2 = 0.18m, z3 = 0.04m, z4 = 0.20m,水银密度p1EanqFDPw ρ′=13600kg/m3，水的密度ρ=1000kg/m3 。试求水面的相对压强p0。 例2：用如图所示的倾斜微压计测量两条同高程水管的压差。该微压计是一个水平倾角为θ的Π形管。已知测压 计两侧斜液柱读数的差值为L=30mm ，倾角 θ=30°，试求压强差p1 –p2 。DXDiTa9E3d 例 3：用复式压差计测量两条气体管道的压差<如图所 示）。两个U 形管的工作液体为水银，密度为ρ2 ，其连接管充以酒精，密度为ρ1 。如果水银面的高度读数为z1 、 z2 、 z3、 z4 ，试求压强差pA –pB 。RTCrpUDGiT 例4：用离心铸造机铸造车轮。求A-A 面上的液体 总压力。 例5：已知：一块平板宽为 B ，长为L,倾角 ，顶端与水面平齐。求：总压力及作用点。 例7：坝的园形泄水孔，装一直径d = 1m 的 平板闸门，中心水深h = 3m ，闸门所在斜面与水平面成，闸门A 端设有铰链，B 端钢索
流体输送设备
第2章流体输送设备 2.1 概述 流体输送机械：为流体提供能量的机械或装置 流体输送机械在化工生产的作用：从低位输送到高位，从低压送至高压，从一处送至另一处。 2.1.1 对流体输送机械的基本要求 （1）满足工艺上对流量和能量的要求(最为重要）； （2）结构简单，投资费用低； （3）运行可靠，效率高，日常维护费用低； （4）能适应被输送流体的特性，如腐蚀性、粘性、可燃性等。 2.1.2 流体输送机械的分类 按输送流体的种类不同泵（液体）：离心泵、往复泵、旋转泵 风机（气体）：通风机、鼓风机、压缩机，真空泵 按作用原理不同：离心式、往复式、旋转式等 本章主要讲解：流体输送机械的基本构造、作用原理、性能及根据工艺要求选择合适的输送设备。 2.2离心泵 离心泵是化工生产中最常用的一种液体输送机械，它 的使用约占化工用泵的80～90％。 2.2.1离心泵的工作原理和主要部件 基本结构：蜗形泵壳，泵轴（轴封装置），叶轮 启动前：将泵壳内灌满被输送的液体（灌泵）。 输送原理：泵轴带动叶轮旋转→液体旋转→离心力 （p,u）→泵壳，A↑ u↓ p↑→液体以较高的压力，从压出 口进入压出管，输送到所需的场所。→中心真空→吸液 气缚现象：启动前未灌泵，空气密度很小，离心力也很小。吸入口处真空不足以将液体吸入泵内。虽启动离心泵，但不能输送体。此现象称为“气缚”。说明离心泵无自吸能力。防止：灌泵。 生产中一般把泵放在液面以下。 底阀（止逆阀），滤网是为了防止固体物质进入泵内。 2.2.2 离心泵的主要部件 1. 叶轮 叶轮是离心泵的最重要部件。其作用是将原动机的机械能传给液体，使液体的静压能和动能都有所提高。 按结构可分为以下三种： 开式叶轮：叶轮两侧都没有盖板， 制造简单，效率较低。它适用于输送含 杂质较多的液体。
化工原理 第1章 流体流动 典型例题题解
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
流体力学期末考试题(题库+答案)
1、作用在流体的质量力包括 （ D ） Ａ压力Ｂ摩擦力Ｃ表面张力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 ） Ａ p abs=p+p v Ｂ p=p abs+p a Ｃ p 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。 12、离心泵的性能曲线中的H－Q线是在( B )情况下测定的。 A. 效率一定； B. 功率一定； C. 转速一定； D. 管路（ｌ＋∑ｌe）一定。
流体力学典型例题及答案
1.若流体的密度仅随( )变化而变化，则该流体称为正压性流体。 A.质量 B.体积 C.温度 D.压强 2.亚声速流动，是指马赫数( )时的流动。 A.等于1 B.等于临界马赫数 C.大于1 D.小于1 3.气体温度增加，气体粘度( ) A.增加 B.减小 C.不变 D.增加或减小 4.混合气体的密度可按各种气体( )的百分数来计算。 A.总体积 B.总质量 C.总比容 D.总压强 7.流体流动时，流场各空间点的参数不随时间变化，仅随空间位置而变，这种流动称为( ) A.定常流 B.非定常流 C.非均匀流 D.均匀流 8.流体在流动时，根据流体微团( )来判断流动是有旋流动还是无旋流动。 A.运动轨迹是水平的 B.运动轨迹是曲线 C.运动轨迹是直线 D.是否绕自身轴旋转 9.在同一瞬时，流线上各个流体质点的速度方向总是在该点与此线( ) A.重合 B.相交 C.相切 D.平行 10.图示三个油动机的油缸的内径D相等，油压P也相等，而三缸所配的活塞结构不同，三个油动机的出力F1，F2，F3的大小关系是(忽略活塞重量)( ) A.F 1=F2=F3 B.F1>F2>F3 C.F1
化工原理第1章--流体流动-习题及答案
精选文档，供参考！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．在静止的流体内，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。 精选文档，供参考！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（）。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。
流体流动习题答案
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 ）
单元练习 流体流动及输送机械(答案)
单元练习：流体流动及输送机械 一、填空题（仅供练习使用，需掌握基本概念与基本公式） 1. 层流时，摩擦系数λ与Re的关系为λ=64/Re。 2. U型管压差计指示液为水，若所测压差不变，要使读数R增大，应更换一种密度比水 小的指示液。 3. 流体输送机械向流体提供的能量主要用于流体势能提高和 阻力损失。 4. 离心泵前必须先灌泵是因为空气密度小，造成的压差或泵吸入口的真空度小 而不能将液体吸入泵内。 5. 用离心泵将地面敞口容器中的碱液送至离地面10m高处密闭容器中，容器上方真空表读数 为P，现在表的读数增大，其他管路条件不变，则管路总阻力损失将增大。6. 水由敞口高位槽通过一管路流向压力恒定的反应器，当管路上的阀门开度减小（湍流态变 为层流态），水流量将减小，摩擦系数增大，管路总阻力损失增大。（增大，减小，不变） 二、选择题 1. 对离心泵允许安装高度没有影响的是下列情况中的 D 。 A. 安装处的大气压； B. 输送液体温度； C. 吸入管道的流动阻力； D. 排出管道的流动阻力 2．流体在圆管内层流流动时，最大速度是平均速度的（ C ） A. 四分之一 B. 一半 C .二倍 D. 四倍 3. 当被测流体的绝对压强大于外界大气压强时，所用的测压仪表称为（ A ） A. 压力表 B. 真空表 C. 高度表 D. 速度表 4. 流体在直管中流动，当Re≤2000时，流体的流动类型属于（ A ） A.层流 B. 湍流 C.过渡流 D. 漩涡流 三、简答题 1. 离心泵在开车前为何要先关闭出口阀门？ 答：离心泵开动时的瞬时启动电流为正常工作电流的5～7倍，为保护电机，关闭出口阀以减小负荷，减小电流，防止电极因瞬时电流过大而烧毁。 2. 汽蚀现象产生的原因是什么？会造成什么样的结果？
流体力学例题
第一章 流体及其主要物理性质 例1： 已知油品的相对密度为0.85，求其重度。 解： 例2： 当压强增加5×104Pa 时，某种液体的密度增长0.02%，求该液体的弹性系数。 解： 例3： 已知：A ＝1200cm 2，V ＝0.5m/s μ1＝0.142Pa.s ，h 1＝1.0mm μ2＝0.235Pa.s ，h 2＝1.4mm 求：平板上所受的内摩擦力F 绘制：平板间流体的流速分布图 及应力分布图 解：（前提条件：牛顿流体、层流运 动） 因为 τ1＝τ2 所以 3 /980085.085.0m N ?=?=γδ0=+=?=dV Vd dM V M ρρρρρ d dV V -=Pa dp d dp V dV E p 84105.2105% 02.01111?=??==-==ρρβdy du μ τ=??????? -=-=?2221110 h u h u V μτμτs m h h V h u h u h u V /23.02 112212 2 11 =+= ?=-μμμμμN h u V A F 6.41 1=-==μ τ
第二章 流体静力学 例1： 如图，汽车上有一长方形水箱，高H ＝1.2m ，长L ＝4m ，水箱顶盖中心有一供加水用的通大气压孔，试计算当汽车以加速度为3m/s 2向前行驶时，水箱底面上前后两点A 、B 的静压强（装满水）。 解： 分析：水箱处于顶盖封闭状态，当加速时，液面不变化，但由于惯性力而引起的液体内部压力分布规律不变，等压面仍为一倾斜平面，符合 等压面与x 轴方向之间的夹角 例2： （1）装满液体容器在顶盖中心处开口的相对平衡 分析：容器内液体虽然借离心惯性力向外甩，但由于受容器顶限制，液面并不能形成旋转抛物面，但内部压强分布规律不变： 利用边界条件：r ＝0，z ＝0时，p ＝0 作用于顶盖上的压强： （表压） （2）装满液体容器在顶盖边缘处开口的相对平衡 压强分布规律： =+s gz ax g a tg = θPa L tg H h p A A 177552=??? ?? ?+==θγγPa L tg H h p B B 57602=??? ?? ?-==θγγC z g r p +-?=)2( 2 2ωγg r p 22 2ωγ =C z g r p +-?=)2( 2 2ω γ
流体流动习题解答
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
第一章流体流动试题集及参考答案
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
《流体力学》典型例题
《例题力学》典型例题 例题1：如图所示，质量为m ＝5 kg 、底面积为S ＝40 cm ×60 cm 的矩形平板，以U ＝1 m/s 的速度沿着与水平面成倾角θ＝30的斜面作等速下滑运动。已知平板与斜面之间的油层厚度 δ＝1 mm ，假设由平板所带动的油层的运动速度呈线性分布。求油的动力粘性系数。 解：由牛顿摩擦定律，平板所受的剪切应力du U dy τμ μδ =＝ 又因等速运动，惯性力为零。根据牛顿第二定律：0m ==∑F a ，即： gsin 0m S θτ-?= ()3 24 gsin 59.8sin 301100.1021N s m 1406010 m U S θδμ--?????==≈????? 例题2：如图所示，转轴的直径d ＝0.36 m 、轴承的长度l ＝1 m ，轴与轴承的缝隙宽度δ＝0.23 mm ，缝隙中充满动力粘性系数0.73Pa s μ=?的油，若轴的转速200rpm n =。求克服油的粘性阻力所消耗的功率。 解：由牛顿摩擦定律，轴与轴承之间的剪切应力 ()60d d n d u y πτμ μδ =＝ 粘性阻力（摩擦力）：F S dl ττπ=?= 克服油的粘性阻力所消耗的功率： ()()3 223 22 3 230230603.140.360.732001600.231050938.83(W) d d n d n n l P M F dl πππμωτπδ -==??=??= ???= ? ?= 例题3：如图所示，直径为d 的两个圆盘相互平行，间隙中的液体动力黏度系数为μ，若下
盘固定不动，上盘以恒定角速度ω旋转，此时所需力矩为T ，求间隙厚度δ的表达式。 解：根据牛顿黏性定律 d d 2d r r F A r r ω ωμ μ πδ δ== 2d d 2d r T F r r r ω μπδ =?= 4 2 420 d d 232d d d T T r r πμωπμωδδ===? 4 32d T πμωδ= 例题4：如图所示的双U 型管，用来测定比水小的液体的密度，试用液柱高差来确定未知液体的密度ρ（取管中水的密度ρ水＝1000 kg/m 3）。 水 解：根据等压面的性质，采用相对压强可得： ()()()123243g g g h h h h h h ρρρ---=-水水 1234 32 h h h h h h ρρ-+-= -水
流体输送机械介绍
流体输送机械介绍 原作者： 出处： 【关键词】流体输送机械 【论文摘要】化工生产都是连续流动的各种物料或产品。由于工艺需要常需将流体由低处送至高处；由低压设备送至高压设备；或者克服管道阻力由一车间（某地）水平地送至另一车间（另一地）。为了达到这些目的，必须对流体作功以提高流体能量，完成输送任务。这就需要流体输送机械。 流体输送机械 概述 一、化工生产中为什么要流体输送机械？ 化工生产都是连续流动的各种物料或产品。由于工艺需要常需将流体由低处送至高处；由低压设备送至高压设备；或者克服管道阻力由一车间（某地）水平地送至另一车间（另一地）。为了达到这些目的，必须对流体作功以提高流体能量，完成输送任务。这就需要流体输送机械。 二、为什么要用不同结构和特性的输送机械？ 这是因为化工厂中输送的流体种类繁多： 1、流体种类有强腐蚀性的、高粘度的、含有固体悬浮物的、易 挥发的、易燃易爆的以及有毒的等等； 2、温度和压强又有高低之分； 3、不同生产过程所需提供的流量和压头又各异。 所以需要有各种结构和特性的输送机械。 三、化工流体输送机械分类 一般可分为四类：即离心式、往复式、旋转式和流体动力作用式。这四种类型机械均有国产产品，且大多数已成为系列化产品。 四、本章讨论的主要容 为了能选用一台既符合生产要求，又经济合理的输送机械，不仅要熟知被输送流体的性质、工作条件、输送要求，同时还必须了解各种类型输送机械的工作原理、结构和特性。这样才能正确地选型和合理地使用。这就是本章讨论的主要容。
2-1-1 离心泵的工作原理 离心泵的种类很多，但工作原理相同，构造小异。其主要工作部件是旋转叶轮和固定的泵壳 （如图（此图最好能实现动态）所示）。叶轮是离心泵直接对液体作功的部件，其上通常有6 到12片后弯叶片（即叶片弯曲方向与旋转方向相反）。离心泵工作时，叶轮由电机驱动作高速 旋转运动，迫使叶片间的液体也随之作旋转运动。同时因离心力的作用，使液体由叶轮中心向外缘作径向运动。液体在流经叶轮的运动过程中获得能量，并以高速离开叶轮外缘进入蜗形泵壳。在泵壳，由于流道的逐渐扩大而减速，又将部分动能转化为静压能，达到较高的压强，最后沿切向流入压出管道。 在液体受迫由叶轮中心流向外缘的同时，在叶轮中心处形成真空。泵的吸入管路一端与叶轮中心处相通，另一端则浸没在输送的液体，在液面压力（常为大气压）与泵压力（负压）的压差作用下，液体经吸入管路进入泵，只要叶轮的转动不停，离心泵便不断地吸入和排出液体。由此 可见离心泵主要是依靠高速旋转的叶轮所产生的离心 力来输送液体，故名离心泵。 离心泵若在启动前未充满液体，则泵存在空气，由 于空气密度很小，所产生的离心力也很小。吸入口处 所形成的真空不足以将液体吸入泵，虽启动离心泵，但 不能输送液体，这种现象就称为“气缚”。所以离心泵 启动前必须向壳体灌满液体，在吸入管底部安装带滤网 的底阀。底阀为止逆阀，防止启动前灌入的液体从泵漏 失。滤网防止固体物质进入泵。靠近泵出口处的压出管 道上装有调节阀，供调节流量时使用。 2-1-2 离心泵的理论压头 一、离心泵的理论压头 从离心泵工作原理知，液体从离心泵叶轮获得能量 而提高了压强。单位质量液体从旋转的叶轮获得多少能量以及影响获得能量的因素，可以从理论上来分析。由于液体在叶轮的运动比较复杂，故作如下假设： （1）叶轮叶片的数目无限多，叶片的厚度为无限薄，液体完全沿着叶片的弯曲表面而流动，无任何倒流现象； （2）液体为粘度等于零的理想流体，没有流动阻力。如图所示，叶轮带动液体一起作旋转运动时，液体具有一个随叶轮旋转的圆周速度u，其运动方向为所处圆周的切线方向；同时，液体又具有沿叶片间通道流的相对速度w，其运动方向为所在处叶片的切线方向；液体在叶片之间任一点的绝对速度c为该点的圆周速度u与相对速度w的向量和。由图可导出三者之间的关系：
流体流动习题及答案
流体流动习题及答案 Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】
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．在静止的流体内，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（）。 B A. 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( )。 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.圆直管内流动流体，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, 则泵入口处的绝对压强为（）。 A A. ； B. 101kPa； C. 。 19.在稳定流动系统中，水由粗管连续地流入细管，若粗管直径是细管的2倍，则细管流速是粗管的（）倍。 C A. 2； B. 8； C. 4。 20.流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是（）。 C
流体流动习题答案
流体流动习题 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=100m m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其绝压二 _____ 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 ） 10. 在稳定流动系统中，水由粗管连续地流入细管，若粗管直径是细管的2倍，则细管流速是粗管的（ C ）倍 A. 2 B. 8 C. 4 11. 某液体在一等径直管中作稳态流动，若体积流量不变，管内径减小为原来的一半，假定管内的相对粗糙度不变，则层流时，流动阻力变为原来的（C ） 12. 如图所示，三个容器A、B、C内均装有水，容器C敞口。密闭容器A B间的液面高度差为z1 = 1m容器B、C间的液面高度差为z2=2m,两U形管下部液体均为水银，其密度0=13600kg/m3,高度差分别为R=0.2m, H=0.1m,试求：容器A、B上方压力表读数pA、pB的大小。 13. 用离心泵经? 57 X 3.5mm的钢管，将敞口贮槽内的有机溶剂（密度为 800kg/m3,粘度为20cp）输送到反应器中。设贮槽内的液面离反应器内的液面高 度Z保持20m见附图。已知钢管总长度（包括局部阻力当量长度）为25m反应器内的压力恒定为4kgf/cm2（表压），有机溶液输送量为6nVh，泵的效率为60%试确定泵提供的轴功率。
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- 第一章 流体流动与输送设备(习题及答案)
- 第一章 流体流动与输送设备(习题及答案)讲解学习
- 第三章流体流动和流体输送设备
- 化工原理绪论、流体流动与流体输送机械(doc 9页)
- 第二章流体流动和输送
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- 化工原理 第二章 流体的流动和输送超详细讲解讲解
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