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流体流动习题答案

流体流动习题答案
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ρ=1000kg/m3,粘度μ=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=d uρ/μ ; 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; ≈0.8umax ; 层流; =0.5 umax

6. 某设备上,真空度的读数为80mmHg ,其绝压=____mH2O= _____Pa. (该地区的大气压

为720mmHg) 答案: 8.7mH2O ; 8.53×104pa 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 ) 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。

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 )

2

22322642d lu

u d l du u d l h f ρμμ

ρλ=

??=??=

1624

4

212

212

212212121

2==???? ??=???? ??????

?

??==d d d d d d d u d u h h f f

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ρ0=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φ57×3.5mm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6m3/h,泵的

效率为60%,试确定泵提供的轴功率。

【解】取敞口贮槽液面为1-1截面,反应器内液面为2-2截面,在1-1与2-2截面间列柏努利方程,并以1-1截面为基准面:

gZ1+(u12/2)+(p1/ρ)+W=gZ2+(u22/2)(p2/ρ)+Σhf1-2

W=(Z2-Z1)g+[(u22-u12)/2]+[(p2-p1)/ρ]+Σhf1-2

Σhf1-2 =λ[(l+le )/d](u2/2)

u=(6/3600)/[(π/4)×0.052]=0.8488m/s

u1≈u2≈0 Z1=0

Re=duρ/μ=0.05×0.8488×800/(20×10-3)

=1697.6<2000

则λ=64/Re=64/1697.6=0.0377

Σhf1-2 =0.0377×(25/0.05)×(0.84882/2)=6.7904/.kg

故W=(20-0)×9.807+4×9.807×104/800+6.7904

=693.5J/kg

N=QρW/η=1.541kw

14. 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0.03。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

2

121ρρ 简化 : fABD W zg ∑=?

而 2

22

2

2211u d l u d l W W W BD AB fBD fAB fABD λλ+=∑+∑=∑ ∴ 2

032.01503.02038.02803.081.9102

221u u ??+??

=? 化简 1.9803.705.112221

=+u u 又由连续性方程: 1121221241.1)32

38

()(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 q V /08.8/10244.298.1038.0785.04

3332121=?=??==

(2)当 BD ,BC 支路阀均全开时:

C ,

D 出口状态完全相同,分支管路形如并联管路,

fBD fBC W W ∑=∑∴

2

2222233u d l u d l BD BC λλ= 附图

10

2

2

231512u u =∴

23118.1u u =∴ (1)

又 321V V V q q q +=

32

322

21214

4

4

u d u d u d π

π

π

+

=

322212323238u 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 zg ∑+∑=∑=?

2

032.01503

.02038.02803.081.91022

21u u +=? 1.9803.705.112221

=+u u (3) 将(2)代入(3)式中:

1.9803.750

2.105.112

222

2=+?u u 解得:s m u s m u s m u /96.1/63.2/752.1312===

流量:h m s m u d q V /73.10/1098.263.2038.0785.04

33321211=?=??==-π

h m s m u d q V /07.5/10408.1752.1032.0785.04

333222

22=?=??==-π

h m s m u d q V /67.5/10576.196.1032.0785.04

33323233=?=??==-π

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

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

03流体流动习题答案

17. 流体通过圆管端流流动时,管截面的速度分布可按下面经验公式来表示:1 7max ()r y u u R =,式中y 为某点与壁面的距离,即y =R -r 。试求其平均速度u 与最大速度u max 的比值。 解:在距离管中心r 处取一厚为dr 的流体薄层,并定义此处流体的速度为r u , 则流体通过此环隙的体积流量2S r r dV u dA ru dr π== 1/7 m a x (2)(2)( ) R R S r R r V r u dr r u dr R ππ-= = ? ? 那么 1/7 m a x 2 1/7 21 ()R S V u u R r r dr A R R ππ= = -? (1) 令 R r t -= 那么 dr dt =- 当 0r =时,t R =; 当 r R =时,0t = 有 1 8 2 2 15 1/7 777 49()18120 1 1 7 7 R R R R r t dt R ++-= - = ++? (2) 代入(1)式, m a x 49 2120 u u = 于是 max /49/600.817(0.82)u u == 18. 一定量的液体在圆形直管内作层流流动。若管长及液体物性不变,而管径减至原有的1/2,问因流动阻力而产生的能量损失为原来的若干倍? 解:流量不变,S V u A = ? 当'2 d d = 时,'4u u = 根据哈根~泊谩叶公式,有 2 32f lu p d μ?= 当'4u u =,'2 d d = 时 2 2 32432'1616() 2f f l u lu p p d d μμ?= = =? 19. 内截面为1000 mm×1200 mm 的矩形烟囱的高度为30 m 。平均摩尔质量为30 kg/kmol 、平均温度为400℃的烟道气自下而上流动。烟囱下端维持49 Pa 的真空度。在烟囱高度范围内大气的密度可视为定值,大气温度为20℃,地面处的大气压强为101.33×103 Pa 。流体流经烟囱时的摩擦系数可取为0.05,试求烟道气的流量为若干(kg/h)?

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ρ=1000kg/m3,粘度μ=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=d uρ/μ ; 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s/,其体积流量为______.平均流速为_______.答案:s ;s 4. 管出口的局部阻力系数等于,管入口的局部阻力系数等于. 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; ≈; 层流; = umax 6. 某设备上,真空度的读数为80mmHg ,其绝压=____mH2O= _____Pa. (该地区的大气压为720mmHg) 答案: ; ×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 ) 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。 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 ) 2 22322642d lu u d l du u d l h f ρμμ ρλ= ??=??=

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

01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和表压强。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) 3.7644p p d N ππ =?=??=?410 每个螺钉能承受的最大力为: 62332.23100.014 4.96104F N π=???=?钉 螺钉的个数为433.7610/4.96107.58??=个 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p C D

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 管和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、水和水 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,相界面和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) H 1 压缩空气 p

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.F1F2 12.下列说法中,正确的说法是( ) A.理想不可压均质重力流体作定常或非定常流动时,沿流线总机械能守恒 B.理想不可压均质重力流体作定常流动时,沿流线总机械能守恒 C.理想不可压均质重力流体作非定常流动时,沿流线总机械能守恒 D.理想可压缩重力流体作非定常流动时,沿流线总机械能守恒 13.在缓变流的同一有效截面中,流体的压强分布满足( ) A.p gρ +Z=C B.p=C C. p gρ + v g C 2 2 = D. p gρ +Z+ v g C 2 2 = 14.当圆管中流体作层流流动时,动能修正系数α等于( )

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 )

第一章.流体流动习题及答案

一、单选题 1.单位体积流体所具有的( A )称为流体的密度。 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( B )的流体。 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( 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。 8.当被测流体的绝对压力( A )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。 9.( 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。 10.被测流体的( D )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。 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;

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

《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

11. 本题附图所示的贮槽内径D 为2 m ,槽底与内径d 0为32 mm 的钢管相连,槽内无液体补充,其液面高度h 1为2 m(以 管子中心线为基准)。液体在本题管内流 动时的全部能量损失可按2 20f h u =∑计算,式中u 为液体在管内的流速。试求 当槽内液面下降1 m 时所需的时间。 解:根据物料衡算,在d θ时间内,槽内由于液面下降dh 而减少的液体量均由管路出口流出,于是有 2244D dh d ud ππθ= (1) 取管中心线所在的水平面位能基准面,在瞬时截面11'- 与管路出口截面22'-间列柏努利方程,得 22112212,1222 f p u p u gz gz h ρρ-++=+++∑ 其中,1z h = 20z = 120p p ==(表压) 10u ≈ 2,1220f h u -=∑ 解得20.6920.0692u z h == (2) 将(2)式代入(1)式,并在下列边界条件下积分 10θ= 12h m = 2θθ= 21h m = 2 122000()4644 1.29320.692s h h θ=-?==? 12. 本题附图所示为冷冻盐水循环系统。盐水的密度为1100 kg/m 3,循环量为36 m 3/h 。管路的直径相同,盐水由A 流经两 个换热器而至B 的能量损失为 J/kg ,由B 流 至A 的能量损失为49 J/kg ,试计算:(1) 若 泵的效 率为70%时,泵的轴功率为若干kW (2) 若

A 处的压强表读数为245.2?103 Pa 时, B 处的压强表读数为若干 解:对循环系统,在管路中任取一截面同时作上游和下游截面,列柏努利方程,可以证明泵的功率完全用于克服流动阻力损失。 (1) 质量流量 331100/36/360011/s S w V kg m m s kg s ρ==?= ,,98.149147.1/f A B f B A We h h J kg --=+=+=∑∑ 147.1111618.1/e e s N W w J s ==?= /1618.1/0.7 2.31N Ne kW η=== (2) 在两压力表所处的截面A 、B 之间列柏努利方程,以通过截面A 中心的水平面作为位能基准面。 22,22A A B B A B f A B p u p u gz gz h ρρ-++=+++∑ 其中,0A z =,7B z m =,A B u u =,245.2A p =kPa ,,98.1/f A B h J kg -=∑ 将以上数据代入前式,解得4,() 6.210A B B f A B p p gz h Pa ρρ-=--=?∑(表压) 13. 用压缩空气将密度为1100 kg/m 3的腐蚀性液体自低位槽送到高位槽,两槽的液面维持恒定。管路直径均为60 3.5mm mm φ?,其他尺寸见本题附图。各管段的能量损失为2,,f AB f CD h h u ==∑∑,2, 1.18f BC h u =∑。两压差计中的指示液均为水银。试求当R 1=45 mm ,h =200 mm 时:(1) 压缩空气的压强p 1为若干 (2) U 管压差计读R 2数为多少 解:求解本题的关键为流体在管中的流速 (1)在B 、C 间列柏努利方程,得 22,22C C B B B C f B C p u p u gz gz h ρρ-++=+++∑ ,()B C C B f B C p p g z z h ρ--=-+∑ (1) 1()()B C Hg C B p p gR g z z ρρρ-=-+- 3(136001100)9.81451011009.815-=-???+??

流体力学例题

如图,横截面为椭圆形的长圆柱体置于风洞中,来流稳定、风速风压均匀并垂直绕过柱体流动。住体对流体的总阻力可通过测力天平测试柱体受力获得,也可通过测试流场速度分布获得。现通过后一种方法,确定单位长度的柱体对流体的总阻力F x 。 解:由于柱体很长且来流均匀,可认为流动参数沿z 方向(柱体长度方向)无变化,将绕柱体的流动视为x-y 平面的二维问题。 ⒈ 控制体:取表面A 1、A 2、 A 3、 A 4并对应柱体单位长度的流场空间。 ⒉ 控制面A 1:柱体上游未受干扰,故有: 0p p =,0u v x =,0=y v ,于是控制面上x 方向受力、质量流量和动量流量分别为: 01bp F x =,()b u dA A 01 ρρ-=???n v ,()b u dA v A x 2 01 ρρ-=???n v 控制面A 2:设在柱体下游一定距离处,与面A 1相距l ,此处压力基本恢复均匀分布,故有 0p p ≈。()y v v x x =是需要测量的物理量;()y v v y y =通常比x v 小得多,其精确测量较困 难,在计算x 方向受力时用不到,控制面上x 方向受力、质量流量和动量流量分别为: 02bp F x -=,()? ? ??==?-2 /0 2 /2 /22 b x b b x A dy v dy v dA ρρρn v ,()? ??=?2 /0 2 21 b x A x dy v dA v ρρn v 控制面A 3:b 应取得足够大,以使得面A 3上的流动受柱体影响较小,故有0p p ≈,0u v x ≈。控制面上的质量流量由y v 确定,该量精确测定较为困难,计算结果最终不会用到该量,暂设()x v v y y =为已知量。 03≈x F ,()???≈?l y A dx v dA 0 223 ρρn v ,()???=?l y A x dx v u dA v 0 0223 ρρn v 控制面A 4:为柱体横截面包络面,该面上流体所受表面力有正压力和摩擦力。由于流场相 对于x 轴对称,所以表面力在y 轴方向的合力为零,在x 轴方向的合力F x 即为流体受到的总阻力(形体阻力与摩擦阻力),控制面上无流体输入和输出。 p p ≈0 p p ≈0 p p ≈0u v x ≈0 u v x ≈

流体流动习题

流体流动习题 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 单位重量流体的机械能衡算式为 单位体积流体的机械能衡算式为 (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 1 2 ρ/2)+p 1+W s ρ= z 2 ρg+(u 2 2ρ/2)+p 2 +ρ∑h f ,各项单位为 Pa(N/m2)。 (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 1Aρ 1 = u 2 Aρ 2 =〃〃〃= 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 u 1d 1 2 = u 2 d 2 2 = 〃〃〃〃= u d2。 (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) 在滞流区,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 流体在管内流动时,如要测取管截面上的流速分布,应选用??A???流量计测量。 A 皮托管 B 孔板流量计 C 文丘里流量计 D 转子流量计 2 离心泵开动以前必须充满液体是为了防止发生???A???。 A 气缚现象 B汽蚀现象 C 汽化现象 D 气浮现象 3 离心泵的调节阀开大时, B

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