第一章流体流动习题卡答案
第一章流体流动
第一章习题1：
某设备的真空表读数为500mmHg ，设备外环境大气压强为640mmHg ，则它的绝对压强为_________Pa 。
该设备的绝对压强=640-500=140mmHg ＝140×133.32＝1.866×104Pa 。（2分）
第一章习题2：
流体在圆形直管内作滞流（层流）流动时，其速度分布呈_________形曲线，中心最大速度为平均速度的____________倍。此时摩擦系数λ与__________无关，只随__________加大而_______________。
抛物线，2，ε/d ，Re ，减小。（每个空1分，共5分）。 第一章习题3：
牛顿粘性定律表达式为___________________________，它只适用于_____________型流体。 τ＝μ
y
??μ 或τ＝μ
dy
d μ
（2分） 牛顿 （1分） （共3分）
第一章习题4：
内摩擦力是流体________________的表现，所以又称为___________力或者__________________力。
粘性， 粘滞，粘性摩擦（每空1分，共3分）
第一章习题5：
流体在圆形直管内流动时，在湍流区则摩擦系数λ与________及________有关。在完全湍流区则λ与雷诺系数的关系线趋近于___________线。
Re ，ε/d ，水平 （每空1分，共3分） 第一章习题6：
粘度的物理意义是____________________________________。
促使流体流动产生单位速度梯度的剪应力。（2分） 第一章习题7：
边长为a 的正方形管道，其当量直径de 为________________。
a a
a r d H e =?==4442
（2分） 第一章习题8：
在定态流动系统中，水连续地从粗圆管流入细圆管，粗管内径为细管的2倍。则细管内水的流速为粗管内流速的___________倍。 据
=21u u (1
2d d
)2＝（112d d ）2＝(2)2=4 (2分) 第一章习题9：
流体在圆管内流动时的摩擦阻力可分为__________________和_____________两种。局部阻力的计算方法有___________法和_________法。
直管阻力，局部阻力，阻力系数，当量长度。（每个空1分，共4分） 第一章习题10：
在静止的同一种连续流体的内部，各截面上___________能与__________能之和为常数。
位，静压。（每个空1分，共2分） 第一章习题11： 法定单位制中，粘度的单位为_________________,在cgs 制中粘度的单位为_______________________，他们之间的关系是________________。
Pa ·S ； p 或cp ； 1cp ＝1×10－2 p ＝1×10－3Pa ·S （每空1分，共3分） 第一章习题12：
开口U 型管压差计是基于________________原理的测压装置，它可以测量管路中__________________上的_____________或_______________。
流体静力学 任意截面 表压强 真空度 （每个空1分，共4分） 第一章习题13：
流体在管内作湍流流动时，在管壁处速度为__________________,邻近管壁处存在_________________层，且Re 值越大，则该层厚度越____________________。
零， 滞流（或层流）内 薄（或小）
第一章习题14：
实际流体在直管内流过时，各截面上的总机械能___________守恒。因实际流体流动时有_______________________。
不， 摩擦阻力。（每空1分，共2分） 第一章习题15：
流体在一段装有若干个管件的直管l 中流过的总能量损失的通式为__________，它的单位为_________________。
∑f h ＝d l l e ∑+λ.22
u （2分） J/Kg (1分) 共3分
第一章习题16：
定态流动时，不可压缩理想流体在管道中流过时各截面上_________相等。它们是____________________之和，每一种能量____________________，但可以_________________________。
总机械能（1分）； 位能、动能和静压能（2分） 不一定相等（1分）； 互相转换（1分） 第一章习题17：
柏努利方程是以1Kg 不可压缩流体为基准推导出的，若用于可压缩流体时必须符合_____________________________的条件。
1
2
1p p p -×100％ < 20%. 要求式中分母1p 用绝压。（2分） 第一章习题18：
判断流体流动类型的是（ ） （A ） Eu 准数 （B ） Re 准数 （C ） ε/d （D ） Δf P
（B ）（1分） 第一章习题19：
流体在圆形直管内作定态流动，雷诺准数Re ＝1500，则其摩擦系数应为 （ ）
（A ） 0.032 （B ）0.0427 （C ）0.0267 （D ）无法确定 由
0427
.01500
64Re 64===
λ 应选（B ） （2分） 第一章习题20：
在法定单位制中，粘度的单位为（ ）
（A ）cp （B ）p （C ）g/( cm .s ) （D ）Pa .s
（D ） (1分) 第一章习题21：
在静止流体内部各点的静压强相等的必要条件是（ ） （A ） 同一种流体内部 （B ） 连通着的两种流体
（C ） 同一种连续流体 （D ） 同一水平面上，同一种连续的流体
（D ） （2 分） 第一章习题22：
在一水平变径管道上，细管截面A 及粗管截面B 与U 管压差计相连，当流体流过时，U 管压差计测量的是（ ）
（A ）A 、B 两截面间的总能量损失 （B ）A 、B 两截面间的动能差 （C ）A 、B 两截面间的压强差 （D ）A 、B 两截面间的局部阻力
（ C ） （2分） 第一章习题23：
管路由直径为Φ57×3.5mm 的细管，逐渐扩大到Φ108×4mm 的粗管，若流体在细管内的流速为4m/s 。则在粗管内的流速为（ ）
（A ） 2m/s （B ）1m/s （C ） 0.5m/s （D ） 0.25m/s 由
4
1)10050()(22===粗细细
粗d d u u 得 s m u u / 144141=?==细粗
应选( B) （2分）
第一章习题24：
气体在直径不变的圆形管道内作等温定态流动，则各截面上的（ ） （A ） 速度相等 （B ） 体积流量相等 （C ） 速度逐渐减小 （D ） 质量流速相等
（D ） （ 2分） 第一章习题25：
湍流与滞流的本质区别是（ ） （A ）湍流的流速大于滞流的 （B ） 湍流的Re 值大于滞流的
（C ） 滞流无径向脉动，湍流有径向脉动 （D ） 湍流时边界层较薄
（ C ） （ 2分 ） 第一章习题26：
在阻力平方区内，摩擦系数λ（ ） (A) 为常数，与Re ，ε/d 均无关 (B) 随Re 值加大而减小
(C) 与Re 值无关，是ε/d 的函数 (D) 是Re 值与ε/d 的函数
（C ） （2分） 第一章习题27：
流体在圆形直管中作滞流流动时，其直管阻力损失与流速u 的关系为（ ） （A ） 与u 2成正比 （B ） 与u 成正比 （C ） 与u 1.75成正比 （D ） 与u 0.55成正比
2.2
u d l h f λ=， 当流体作滞流时，:64
Re
64代入可得μ
ρλdu ==
ρμρμρμ2
22322642..64d l
u d l u u d l du h f === 应选（B ） （2分）
第一章习题28：
(判断题) 在计算突然扩大及突然缩小的局部阻力时，公式中的流速应该用小管中的流速。（ ）
（√） （1分） 第一章习题29：
(判断题) 气体在圆管内作定态流动时，其流速与管内径的平方成反比。（ ）
（ × ） （1分） 第一章习题30：
(判断题) 不可压缩的理想流体在管道内作定态流动，若无外功加入时，则流体在任一截面上的总压头为一常数。（ ）
（ √ ） （1分） 第一章习题31：
(判断题) 流体在管道任意截面径向上各点的速度都是相同的，我们把它称为平均流速。（ ）
（ × ） （1分） 第一章习题32：
(判断题) 在同一种连续流体内，处于同一水平面上各点的压强都相等。（ ）
（×） （1分） 第一章习题33：
(判断题) 某定态流动系统中，若管路上安装有若干个管件、阀门和若干台泵，则此管路就不能运用连续性方程式进行计算（ ）。
（×） （1分） 第一章习题34：
用U 管压力计测量管路中两点的压强差，其压差值只与读数R 和两流体的密度差有关，而与U 管的粗细、长短无关（ ）。
（√）（ 1分）
第一章习题35：
（简答题） 流体的绝对压强（实际压强）、表压强、真空度三者之间有什么关系？用一个公式表示。
表压强＝绝对压强－当地外界大气压强＝－真空度。（3分） 第一章习题36：
（简答题） 如何判断静止流体内部两点的压强相等？
在静止的同一种连续流体内部，处于同一水平面上各点的压强都相等。（3分） 第一章习题37：（简答题） 质量流量s w 、体积流量s v 与流速u 三者之间的关系如何？
三者之间可以用一个公式表示为：
s s w uA νρρ== （3分）
第一章习题38：（简答题）
气体在管道中流过时常采用质量速度G 来表达其流动情况。问：（1）其原因是什么？（2）G 的表达式如何？
（1）由于气体的密度是温度和压强的函数，因此对气体常采用质量速度G 来表达其流动情况。（3分） （2）ρρ
.u A
V A w G s s ===
)/(2s m Kg (2分) 共5分
第一章习题39：（简答题） 何谓定态流动？
在流动过程中，若系统的参变量不随时间改变仅随所在空间位置而变的流动称为定态流动。（4分） 第一章习题40：（简答题）
（1）流体在管道中流动时，涉及哪些机械能？（2）何谓流体的总机械能？
（1）涉及的机械能有位能、动能和静压能。（3分） （2）以上三者之和称为总机械能。 (2分) （共5分）
第一章习题41：（简答题） （1） 什么是理想流体？
（2） 引入理想流体的概念有什么意义？
（1） 流动时没有阻力的流体，即总能量损失为零，称这种流体为理想气体。 （3分）
（2） 自然界中不存在理想流体，但引入这个概念可使复杂的流体流动问题得以
简化。（3分） （共6分） 第一章习题42：（简答题） 何谓（1）有效功（净功）？
（2） 有效功率？ （3） 轴功率？
（1） 在流动过程中，输送机械对1Kg 流体所做的功称为有效功（净功）。以
We 表示，单位为J/Kg 。（2分）
（2） 单位时间内输送机械对流体所做的有效功称为有效功率。以Ne 表示，单
位为W 。而s e e w W N .=（2分）
（3） 有效功率Ne 与输送机械的效率η的比值称为轴功率。以N 表示，单位为
W 。即η
Ne
N =
(2分)
共6分
第一章习题43：（简答题） 何谓总能量损失∑h ? ？
1Kg 流体在1-1/与2-2/两截面之间流动过程中，因克服摩擦阻力而损失的能量称为总能量损失。（3分） 第一章习题44：（简答题）
化工厂哪些计算要应用流体静力学基本方程式？
主要应用与以下三个方面：（1） 压强差与压强的测量。 （2） 测量容器内的液面位置（3）计算液封高度。（每问1分，共3分） 第一章习题45：（简答题）
扼要说明柏努利方程式和流体静力学基本方程式的关系。
静止流体∑====-0,0,02121f h W e u u 。此时柏努利方程式即可化简为静力学基
本方程式。所以，静力学基本方程式是柏努利方程式的一个特例。（5分）
第一章习题46：（简答题）
应用柏努利方程式时，衡算系统上、下游截面的选取原则？
答：选取原则为：
1、两截面一定要与流动方向相垂直。（1分）
2、流体必须充满两个截面间的空间（1分）
3、所选的截面上各物理量除待求的外，必须是已知或可以算出的。（2分）
4、计算输送机械有效功时，两个截面应选在输送机械的两侧范围内。（2分）第一章习题47：（简答题）
在化工厂中，柏努利方程主要应用于哪些方面？
1、确定管道中流体的流量
2、确定设备间的相对位置
3、确定输送机械的功率
4、确定管路中的压强或压强差
5、简单管路、分支管路、并联管路的计算。
（每个“方面”给1分，共5分）
第一章习题48：（简答题）
液体及气体的粘度随温度、压强的变化情况如何？
1、液体粘度随温度升高而减小，气体则相反。（2分）
2、液体粘度基本上不随压强而变，除了极高及极低的压强外，气体粘度几乎不
随压强而变。（2分）
第一章习题49：（简答题）
滞流和湍流在内部质点运动方式上有何本质区别？
（1）滞流时流体质点作平行于管轴的直线运动，各质点互不干扰，（2分），（2）湍流时流体质点作不规则的杂乱运动、迁移和碰撞，沿管轴向前运动的同时还有附加的脉动运动。（3分）
第一章习题50：（简答题）
何谓滞流内层？
答：由于在管壁附近流体速度很小，且湍流时管壁处速度也为零，故离管壁很近的一薄层流体运动必然是滞流，这层流体称为滞流内层。（5分）
第一章习题51：（简答题）
何谓阀门或管件的当量长度？
l长度的等径的直管阻答：将流体流经阀门、管件等处的局部阻力折合为相当于
e
l称为阀门或管件的当量长度。(4分)
力，把
e
第一章习题52：（计算题）
空气中各组分的摩尔分数为：0.21 O2、0.78 N2、0.01 Ar。
（1）求标准状况下空气的平均密度ρ0；
（2）求绝对压强为3.8×104Pa 、温度为20℃时空气的平均密度ρ；比较两者的结果。 解：
（1）求空气的ρ0：
已知M O 2=32，M N 2=28，M Ar =40。单位均为kg/kmol 。 ①先求出标准状况下空气的平均密度Mm ：
Mm= M O 2?χO 2+ M N 2?χN 2+ M Ar ?χAr =32×0.21+28×0.78+40×0.01 =28.96kg/kmol （2分） ②293.1273
315.896
.2833.101000=??==
RT M P m ρkg/m 3（2分） （2）求3.8×104Pa 、20℃时空气的平均密度ρ：
452.0)
20273(1033.101273108.3293.13
4000=+?????==T P PT ρρkg/m 3
（2分） 由计算结果可看出：空气在标准状况下的密度与其在3.8×104Pa 、20℃状态
下的密度相差很多，故气体的密度一定要标明状态。（1分） （共7分） 试题：
苯和甲苯混合液中含苯0.4（摩尔分数），试求该混合液在20℃时的平均密度ρm （从手册中已查出时苯和甲苯的密度分别为ρ苯＝879kg/m 3及ρ甲苯＝867kg/m 3） 解：
（1）先将已知的摩尔分数换算成质量分数
χ苯＝0.4 可得 χ甲苯＝1-0.4＝0.6 （1分）
两组分的摩尔质量分别为：M 苯＝78kg/kmol ，M 甲苯＝92kg/kmol 可得 361.092
6.0784.078
4.0=?+??=
+=
甲苯
甲苯苯苯苯
苯苯M x M x M x α（2分）
639.0361.011=-=-=苯甲苯αα（1分）
（2）求ρm 29.871867
639
.0879361.011
=+=
+
=
甲苯
甲苯
苯苯ραραρm kg/m 3（2分）
（共6分） 第一章习题53：
水在附图所示的水平管内流动，在管壁A 处连接一U 形管压差计，指示液为汞，密度为13600kg/m 3，U 形管开口右支管的汞面上注入一小段水（此小段水的压强可忽略不计），当地大气压Pa 为101.33Pa ，水的密度取1000kg/m 3，其它数据见附图，求A 处的绝对压强为多少Pa ？
解：
（1）取U形管中处于同一水平面上的B、C、D三点，根据等压点的判定条件可得到P B=P C，P C=P D，于是可得P B=P C=P D（2分）
（2）根据静力学基本方程式可得：
P D=Pa+RρHg g=Pa+0.25ρHg g=P B（2分）
P A=P B+hρH2O g=P D+ hρH2O g = Pa+0.25ρHg g+0.20ρH2O g（2分）
于是A处的绝对压强：
P A=101330+0.25×13600×9.81+0.20×1000×9.81
=136646Pa=136.646kPa （2分）（共8分）
第一章习题54：
在兰州操作的苯乙烯精馏塔塔顶的真空度为8.26×104Pa，问在天津操作时，如果维持相同的绝对压强，真空表的读数应为多少？已知兰州地区的大气压强为8.53×104Pa，天津地区的大气压强为101.33kPa。
解：
（1）根据兰州地区的条件，先求出操作时塔顶的绝对压强
绝对压强=当地大气压-真空度
=8.53×104-8.26×104=0.27×104Pa （2分）
（2）在天津操作时，要维持相同的绝压，则
真空度=当地大气压-绝对压强
=101.33×103-0.27×104=98.63×103Pa （2分）（共4分）
第一章习题55：
右图所示的开口容器内盛有油和水，油层高度h1=700mm，密度ρ1=800kg/m3，油水交界面至底部测压口中心的距离h2=600mm，密度ρ2=1000kg/m3，图中B与B’、A与A’在同一水平面上。
（1）判断下列两关系是否成立：PA=PA’，PB=PB’，为什么？
（2）求玻璃管内水的高度h。
解：
（1）P A=P A’可以成立。因A与A’两点在静止的、连通的同一流体内，并且在同一水平面上。（2分）
而P B≠P B’，因B与B’两点虽在静止流体的同一水平面上，但不是连通的同一种流体中。（2分）
（2）求h。
在测压口处平面找出C与C’两点（见附图），很明显P C=P C’（符合等压点的四个条件）（1分）
Pc=Pa+ h1ρ1g+ h2ρ2g（1分）
而P C’= Pa+hρ2g（1分）
因P C=P C’故可得：Pa+ h1ρ1g+ h2ρ2g = Pa+hρ2g
代入已知数据可得：
0.7×800+0.6×1000=1000h h=1.16m （2分）（共9分）
第一章习题56：
本题附图所示，流动条件下平均密度为1.1kg/m3的某种气体在水平管中流过，1-1’截面处测压口与右臂开口的U管压差计相连，指示液为水，图中，R=0.17m，h=0.3m。求1-1’截面处绝对压强P1（当地大气压Pa为101.33kP）
解：取图中等压面A-A’
则有：P A=P A’（1分）
而P A=P1+（h+R）ρ气g （1分）
P A’=P a+Rρ水g （1分）
联立两式并整理可得：
P1= P a +R（ρ水-ρ气）g -hρ气g （1分）
因ρ气<<ρ水，故上式可以简化为：
P1≈P a +Rρ水g =101.33×103+0.17×1000×9.81
=102998 Pa（绝对压强）（2分）（共6分）
第一章习题57：
如附图所示，减压下的水蒸气送入冷凝器1中，与由上方进入的冷水相遇而冷凝，因水处于减压状态，必须靠重力作用才能自动通过气压管3排出。气压管3应插在水封槽4中，在排出冷凝水的同时，又可防止外界空气漏入设备内。已知真空表2上的读数为7.8×104Pa，图中P1为冷凝管内的绝对压强。求：气压管中水上升的高度h 。
解：
以水封槽4的水面作参考面。于其上取点2及点2’。点2取在水封槽水面上，点2’取在气压管内与水封槽水面等高处。故P2=P2’（1分）
而P2=P a（1分）P2’=P1+ hρ水g（1分）联立可得：
P a=P1+ hρ水g（1分）而P1=P a-7.8×104（1分）代入后可得：
P a=P a- 7.8×104+hρ水g =P a-7.8×104+h×1000×9.81
可求出h=7.8×104/1000/9.81=7.951m（2分）（共7分）
某车间输水管路为φ60×3.5mm 的钢管，流速为4m/s ，因生产情况有变动，预使流速减至2.5m/s 左右，而用水量不变。拟采用两个改进方案：（1）换一根粗管；（2）增加一根管子。求两种方案各应选用管子的型号。 解：
（1）换一根粗管。体积流量Vs 不变， ===2211A u A u v s （1分） 体积流量为：5.24
4)053.0(4
2
2?=
?=
粗d v s π
π
（1分）
所换一根粗管的直径067.05
.2)053.0(42=?=粗
d m 。可选用附录23中（一）
无缝热轧钢管，规格为φ76×3.5mm （2分） （2）增加一根管子。
Vs 不变，总体积流量为两根管子内体积流量之和，用d 增表示所增加管子的内径。（1分）
5.24
5.2)053.0(44)053.0(42
22?+??=??=增d v s πππ （2分）
可解出 041.05
.2)053.0(5.2)053.0(42
2=?-?=增
d m 。
可选用附录23中（一）无缝热轧钢管，规格为φ50×3.5mm 。（2分） （共9分） 第一章习题59：
温度为27℃的氮气流过内径为150mm 的管道，入口处压强为150kPa ；出口处压强为120kPa ，其流速为20m/s 。求质量流速G kg/（m 2·s ）和入口处流速u 入。（氮气在管道内的流动可按等温流动处理） 解：由于气体的密度是温度和压强的函数，所以要分别求入口和出口的密度。（1）求质量流速G 。 ①入口处N 2：
kPa 150=入ρ， 684.1300
315.828
150=??==RT PM 入ρkg/m 3 （2分） ②出口处N 2：
kPa 150=出ρ，348.1300
315.828
120=??==RT PM 出ρ kg/m 3 （1分） ③质量流速G 。
℃）（＝出出??==2m /kg 96.26348.120ρu G （2分） （2）求λu
s /m 01.16684
.196
.26u ==
λ
λρG ＝
（1分） （共6分）
实验室为了控制流动为定态流动，采用带溢流装置的高位槽。（如本题附图）槽内水经φ89×3.5mm 的管子送至密闭设备内。在水平管路上装有压强表，读数
为6×104Pa 。已知由高位槽至压强表安装的截面间总能量损失105
/kg 。 每小时需要水2.85×104kg 。求高位槽液面至压强表安装处的垂直距离h 。
解：（1）取高位槽水液面为1-1’截面，压强表安装位置为2-2’截面，以水平管的中心线为基准水平面，如图中所示。（3分） （2）可列出柏努利方程：
2122
22121122-∑+++=+++f e h P
u g z w P u g z ρ
ρ （2分）
各量确定如下： z 1=h （待求值），z 2=0，P 1=0（表压），P 2＝6×104Pa （表压），u 1≈0， u 2可求出，w e ＝0 （2分） （3）求2u ：
取3/1000m kg ＝水ρ，而m mm d 082.0825.32892=?-=＝
5.1)082.0(4
100036001085.2)(4/2
4
2222=??===ππρωρωd A u s s m/s （2分）
（4）将以上各值代入柏式，可求出z 1：
101000
1062)5.1(000081.94
21+?++=+++z 。可得m z 250.71= （2分）
（共11分）
第一章习题61：
某车间的输水系统如右图中（1）所示，已知出口处管径为φ44×2mm ，图中所示管段部分的压头损失为3.2×u 出2/2g ，其它尺寸见图。（1）求水的体积流量v h ；（2）欲使水的体积流量增加20%，应将高位槽水面升高多少米？（假设管路总阻力仍不变）已知管出口处及液面上方均为大气压，且假设液面保持恒定。
解：（1）求v h
①取高位槽水面为1-1’截面，水管出口为2-2’截面，以地面为基准水平面。（3分）
②在两截面间列1N 流体为基准的柏努利方程：
f e H
g P
g u z H g P g u z +++=+++ρρ22
22121122 （2分）
各量确定如下：
z 1=8m ，z 2=3m ，u 1≈0，u 2可求出（待求量）
P 1=P 2=0（表压），He=0，g u
H f 22.32
2?= （2分）
③求u 2及v h 。将以上各值代入柏式可求出u 2（即u 出）
81
.922.3081.92300082
2
2
2??++?+=+++u u 可得：u 22=23.36，
u=4.83m/s （2分）而84.21360083.4)04.0(4
2=???=
π
h v m 3/h （1分）
（2）当总阻力不变时，要是水量增加20%，（管径也不变），实际上是增大水 的流速，即 u 2’=1.2u 2=1.2×4.83=5.8m/s 。设a-a’截面与1-1’截面的高差为h 。［图中（2）所示］在a-a’与2-2’截面间列出柏式：（2分）
f H g
u z h z +'+=+2)()(2221 代入各值可得：
81
.92)8.5(2.4381.92)()2.31(382
22??+=?'?++=+u h
解出h=2.20m （2分） (共14分)
第一章习题62：
附图所示，密度与水相同的稀溶液在水平管中作定态流动，管子由φ38×2.5mm
逐渐扩至φ54×3.5mm 。细管与粗管上各有一测压口与U 型管压差计相连，已知两测压口间的能量损失为2J/kg 。溶液在细管的流速为2.5m/s ，压差计指示液密度为1594kg/m 3。求（1）U 管两侧的指示液面哪侧较高？（2）压差计读数R 。
解：（1）要判断U 管两侧的指示液面高低，实质上是求（P 1－P 2）或（P 2－P 1）值。 （1分）
①取两测压口截面分别为1-1’及2-2’截面，以管中心线为基准水平面，如图中所示。（3分）
②在两截面间列出柏式：
2122
22121122-∑+++=+++f e h P
u g z w P u g z ρρ （2分）
各量确定如下：
z 1=z 2=0，w e ＝0，u 1＝2.5m/s ，21-∑f h ＝2J/kg ，u 2可求出，
3/1000m kg =ρ，P 1－P 2 待求。 （1分）
③求u2，可用连续性方程：
23.1)047
.0033.0(5.2)(
2
22112===d d u u m/s （2分） ④将已知量代入柏式，可求出P 1－P 2。
Pa h u u P P f 6.368)22
)5.2()23.1((1000)2(2
2212
12
221-=+-=∑+-=--ρ
P 1－P 2为负值，即P 2> P 1说明压差计左侧的指示液面高于右侧（如图所示）（2
分） （2）求R
Rg P P )(12ρρ-=-示 （1分）
，代入已知值可得： R 81.9)10001594(6.368?-=
求得mm m R 3.630633.0==，即两侧的指示液面相差63.3mm （2分）
（共14分） 第一章习题63：
用泵将出水池中常温的水送至吸收塔顶部，水面维持恒定，各部分相对位置如图所示。输水管为φ76×3mm 钢管，排水管出口与喷头连接处的压强为6.15×104Pa （表压），送水量为34.5m 3/h ，水流经全部管道（不包括喷头）的能量损失为160J/kg 。水的密度取1000kg/m 3。 求：（1）水在管内的流速（2）泵的有效功率（kw ）
解：（1）求u ：49.2)070.0(4
36005
.344
2
2
==
=
π
π
d v u s
m/s （1分）
（2）求N e 。 ①取水池液面为1-1’截面，且定为基准水平面，取排水管出口与喷头连接处为2-2’截面，如图所示。（3分）’ ②在两截面间列出柏努利方程：
2122
22121122-∑+++=+++f e h P
u g z w P u g z ρ
ρ （2分）
各量确定如下：z 1=0，z 2=26m ，u 1≈0，u 2=u=2.49m/s ，P 1表=0，P 2表=6.15×104Pa ，Σh f1-2=160J/kg （1分） ③将已知量代入柏式，可求出w e
66.4791601000
1015.62)49.2(81.92624
22122
22=+?++?=∑+++=-f e h P u g z w ρ表J/kg
（2分）
④求N e 。
583.910003600
5
.34=?=
=ρωs s v kg/s （1分） 而7.4596583.966.479=?=?=s e e w N ωw 597.4≈kw （2分） （共12分）
第一章习题64：
质量浓度为16200kg/h 的25%氯化钠（NaCl ）水溶液在φ50×3mm 的钢管中流过。已知水溶液的密度为1186kg/m 3，粘度为2.3×10-3Pa·s 。求（1）判断该水溶液的流动类型。（2）计算在滞流时的最大流速滞max u 。 解：
（1）算出R e 准数后即可判断流动类型
①5.2497.21186)044.0(4360016200
2≈=?==πρωA s u m/s （1分）
②5672210
3.21186
5.2044.03
=???=
=
-μ
ρ
du R e (2分) 流型为滞流 (1分) （2）求滞max u
滞流时，R e 准数最大值为2000，相应的流速即为滞max u （1分）
μ
ρ
滞max du R e =
（1分）代入已知值后
2000103.21186044.03
max =???-滞
u ，解得088.0max =滞u m/s （1分）（共7分）
第一章习题65：
粘度为0.075Pa·s ，密度为900kg/m 3的某种油品，以36000kg/h 的流量在φ114×4.5mm 的钢管中作等稳定态流动。求（1）该油品流过15m 管长时因摩擦阻力而引起的压强降?P f 为多少？（2）若流量加大为原来的3倍，其它条件不变，在求直管阻力h f ，并与（1）的结果进行比较。取钢管壁面绝对粗糙度为0.15mm 。 解：（1）求?P f 。必须先求R e ，确定流型后才能选用计算公式。 ①求u 及R e 。
284.1)105.0(4
900360036000
2
=?==πA v
u s m/s （1分）
20008.1617075
.0900
284.1105.0<=??=
=
μ
ρ
du R e 属滞流 （2分）
②求λ，f h 及求f P ?。
03956.08
.16176464===
e R λ （1分） 659.42
)284.1(105.01503956.022
2==?=??=u d l h f λJ/kg （2分）
1.4193659.4900=?==?f f h P ρPa （1分）
（2）题给流量为原来的3倍而其它条件不变，则u=3×1.284=3.852m/s （1分）
R e =3×1617.8=4853.4>4000 属湍流 （1分）
应据R e 值及ε/d 值查莫狄图求λ（上册P44图1-24） 相对粗糙度ε/d=0.15×10-3/0.105=1.43×10-3及Re=4853.4 查出λ=0.0215 （1分）
79.222
)852.3(105.0150215.022
2==?=??=u d l h f λ J/kg （1分）
（2）题阻力与（1）的结果比值为：
892.4659
.479
.22= 说明对粘度大的流体，不应选大的流速。（2分） （共13分） 第一章习题66：
用内径为200mm 的管子输送液体，其R e 准数为1750，流动类型属滞流。若流体及其流量不变，改用内径为50mm 的管子，求：（1）R e （2）判断流动类型。
解：求：（1）R e
当液体不变时，ρ、μ也不变；流量不变但内径变化，则此时有：
常数=?=μπ24d v s ，所以21
d u ∝，引起u 、R
e 均发生变化。（2分）若原来的量
用下标1，改变内径后的量用下标2
4
12005012212
2212211221121===?===d d d d d d u d u d u d u d R R e e μ
ρμ
ρ
（4分） 所以，R e2=4R e1=4×1750=7000 （1分） （2）7000>4000，流型属湍流。（1分） （8分） 第一章习题67：
用离心泵将贮水池中的水送到高位槽中水池液面与高位槽液面间的垂直距离为35m ，定态流动。输水管直径为φ165×4.5mm ，管路中直管总长为1300m ，所有局部阻力的当量长度为50m 。若泵的流量为100m 3/h ，泵的效率为65%，摩擦系数λ可取为0.02，水的密度取1000kg/m 3。求：泵的轴功率N （kw ）。
解：（1）取水池液面为1-1’截面，且定为基准水平面。取高位槽液面为2-2’截面，如图所示。（3分）
（2）在两截面间列出柏努利方程：
2122
22121122-∑+++=+++f e h P
u g z w P u g z ρ
ρ （2分）
各量确定：z 1=0，z 2=35m ，u 1≈0，u 2≈0，P 1=P 2=0（表压），w e 待求，必须先求出Σh f1-2及u 。 （2分） （3）求u 及Σh f1-2
s m A v
u s /453.1)156.0(4
3600100
2
===π （1分）
7.1822
)453.1(156.050130002.022
22
1=?+?=?∑+?=∑-u d l l h e f λJ/kg （2分）
（4）求w e 、ωs 及N 。 把各有关量代入柏式可求出w e
w e =z 2g+Σh f1-2=35×9.81+182.7=526.05J/kg （1分） ωs =v s ·ρ=100/3600×1000=27.78kg/s （1分）
5.222248365
.078
.2705.526≈=?=
?=
=
η
ωη
s
e e
w N N kw （1分） （共13分）
第一章习题68：
每小时将2×104kg 的某种水溶液用泵从反应器输送到高位槽（见附图）。在操作条件下的水溶液的平均密度为1073kg/m 3，粘度为0.63×10-3pa·s 。反应器液
面上方保持2.67×104
pa 的真空度，高位槽液面上方为大气压。管道为φ76×4mm 的钢管，总长为50m ，取管壁绝对粗糙度为0.3mm 。管路上装有全开闸阀2个，孔板流量计1个（局部阻力系数为4），标准弯头5个，反应器内液面与管路出口的垂直距离为15m 。今在库房里有一台备用的离心泵，其效率为66%，轴功率为3.71kw ，试计算该泵的轴功率能否满足要求。
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
第一章流体流动习题
第一二章习题 一、选择题 1．如图示，某直管管路，阀门A、B全开时，截面1和截面2的测压管液面高为h1和h2,液体先后流经A、B阀， 若关小A阀，h1___↓____； h2____↓____, h1-h2____↓____; 若A阀不变，关小B阀，h1__↑_____； h2____↑____, h1-h2____↓____. 2．管路上装一阀门，减小开度，则流量流速___↓___；液体流经总阻力损失_____不变__；直管阻力___↓__，局部阻力___↑____。 3．水由敞口恒液位的高位槽通过一管道流向压力恒定的反应器，当管道上的阀门开度减小后，水流量将___↓____；管道总阻力损失__不变______；摩擦系数______不变___（如在阻力平方区）。 4．有一并联管路，如图所示，两段管路的流量、流速、管径、管长、流动阻力损失分别为V1 V2 u1 u2 d1 d2 L1 L2 hf1 hf2 ，及d1=2d2, L1=2L2,则 （1）hf1/ hf2=_____１___ (2)当两段管路中流动均为滞流时，V1/ V2=____８___； u1/ u2=___２____ (3)当两段管路中流动均为湍流时,并取相同的摩擦系数，V1/V2=_４____； u1/ u2=___１___ 5. 水在下图管道中流动,流量为42.4m3/h,A B两截面的内径分别为dA=50mm, dB=100mm,AB两截面的压强 计读数为pA= kPa, pB=60kPa,那么水流动的方向是由___Ａ___流向__Ｂ_______. 6. 敞口容器底部有一(出)进水管,如图,容器内水面保持恒定,管内水流动速度头为0.5m水柱, (1)对a,水由容器流入管内,则2点的表压p2= m水柱____ (2)对b,水由水管流入容器,则2点的表压p2=__1 m水柱______ 7. 在下面两种情况下,假如流体流量不变,而圆形直管如果直径减少1/2,则因直管阻力而引起的压强降为 原来的________ A 如两种情况都为层流 16倍 B 两种情况均在阻力平方区,且认为摩擦系数为常数. ３２倍 8. 某流体在直管中作层流流动,在流速不变的情况下,管长管径同时增加一倍,其阻力损失为原来的 ___１ ／２______. 9. 流体在一圆形直管中流动,平均流速0.5m/s,压降强为10Pa,Re为1000, 则管中心处点速度为____１ m/s____;若流速增到1 m/s,则压强降为___20______Pa.
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= ??=??=
第1章流体流动习题与答案_60876(1)
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，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
最新流体流动习题答案
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=d u p /卩;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= ____ m H2O= ____ 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____________________ 。 &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 ） l_ u264 l_ ul 一32% h f d 2 业 d 2 ;?d2
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第一章《流体力学》练习题 一、单选题 1．单位体积流体所具有的（）称为流体的密度。 A 质量； B 粘度； C 位能； D 动能。 A 2．单位体积流体所具有的质量称为流体的（）。 A 密度； B 粘度； C 位能； D 动能。 A 3．层流与湍流的本质区别是（）。
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。 D 4．气体是（）的流体。 A 可移动； B 可压缩； C 可流动； D 可测量。 B 5．在静止的流体内，单位面积上所受的压力称为流体的（）。 A 绝对压力； B 表压力； C 静压力； D 真空度。
C 6．以绝对零压作起点计算的压力，称为（）。 A 绝对压力； B 表压力； C 静压力； D 真空度。 A 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。 A 真空度； B 表压力； C 相对压力； D 绝对压力。 D 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 大于； B 小于； C 等于； D 近似于。
A 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 压力表； B 真空表； C 高度表； D 速度表。 A 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。 A 大气压； B 表压力； C 相对压力； D 绝对压力。 D 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（）。 A. Um＝1/2Umax； B. Um＝0.8Umax； C. Um＝3/2Umax。 B 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. 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。 A
(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 313 314.86000 0.10005.53.101t =???+== 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 m kg 36.2206kg 284.246245%32%32C O t C O =??=?=M n m kg 44.758kg 444.246245%7%722C O t C O =??=?=M n m kg 4.39kg 164.246245%1%144C H t C H =??=?=M n m 2．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 m 33 122 1 1 21t m 157.0m 7106083060=??? ? ??+=+ = +=ρρm m V V V 3 3t 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。在罐侧壁的下部有一直径为760 mm 的孔，其中心距罐底1000 mm ，孔盖用14 mm 的钢制螺钉紧固。若螺钉材料的工作压力为39.5×106 Pa ，问至少需要几个螺钉（大
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
第一章流体流动习题测验
第一章 流体流动 静压强及其应用 1-1. 用习题1-1附图所示的U 形压差计测量管道A 点的压强，U 形压差计与管道的连接导管中充满水。指示剂为汞，读数R =120mm ，当地大气压p a 为101.3kPa ，试求：(1) A 点的绝对压强，Pa ；(2) A 点的表压，Pa 。 解：(1) ()R g gR p p Hg a A -++=2.1ρρ ()531028.112.02.181.9100012.081.913600103.101?=-??+??+?=A p kPa (2) 4 3 5 1067.2103.1011028.1?=?-?=表A p kPa 1-2. 为测量腐蚀性液体贮槽中的存液量，采用图示的装置。测量时通入压缩空气，控制调节阀使空气缓慢地鼓泡通过观察瓶。今测得U 形压差计读数为R=130mm ，通气管距贮槽底面h=20cm ，贮槽直径为2m ，液体密度为980kg/m 3。试求贮槽内液体的储存量为多少吨？ 答：80.1980 13 .0136001=?== ρρR H m 14.34 214.342 2 ?==D S πm 2 28.6214.3=?=V m 3 储存量为：4.615498028.6=?kg=6.15t 1-3. 一敞口贮槽内盛20℃的苯，苯的密度为880kg/m 3。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：(1) 人孔盖共受多少液柱静压力，以N 表示；(2) 槽底面所受的压强是多少Pa ？ 解：(1) ()()421042.15.04 6.0981.9880?=?? -??=-==π ρA h H g pA F N (2) 4 4 1077.71042.1981.9880?=?=??==gH p ρPa 1-4. 附图为一油水分离器。油与水的混合物连续进入该器，利用密度不同使油和水分层。油由上部溢出，水由底部经一倒置的U 形管连续排出。该管顶部用一管道与分离器上方相通，使两处压强相等。已知观察镜的中心离溢油口的垂直距离H s =500mm ，油的密度为780kg/m 3，水的密度为1000kg/m 3。今欲使油水分界面维持在观察镜中心处，问倒置的U 形出口管顶部距分界面的垂直距离H 应为多少？ 因液体在器内及管内的流动缓慢，本题可作静力学处理。 解：gH gH s ρρ=油 3901000 500 780=?= H mm 1-5. 用习题1-5附图所示复式U 形压差计测定水管A 、B 两点的压差。指示液为汞，其间充满水。今测得h 1=1.20m ，h 2=0.3m ，h 3 =1.30m ，h 4 =0.25m ，试以Pa 为单位表示A 、B 两点的压差Δp 。 解：()21211h h g P gh P P i A -+=+=ρρ ()2112h h g gh P P i A --+=ρρ(1) ()()4342323h h g gh P h h g P P i B i -++=-+=ρρρ(2) (1)代入（2） ()()()43423211h h g gh P h h g h h g gh P i B i i A -++=-+--+ρρρρρ
流体流动_练习题(用)
流体流动练习题 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，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.圆直管流动流体，滞流时雷诺准数围是（）。 A A. Re ≤ 2000； B. Re ≥ 4000； C. Re = 2000～4000。 15. 圆直管流动流体，湍流时雷诺准数是（）。 B
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；
新版化工原理习题答案(2)第一章流体流动.doc
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kPa ，温度为40 ℃。已知各组分气 体的体积分数为：H2 40%、 N2 20%、 CO 32%、 CO2 7%、 CH4 1%，大气压力为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 n t pV101.3 5.5 1000.0 6000 mol 246245.4mol RT 8.314 313 各组分的质量： m H 2 40%n t M H 2 40% 246245.4 2kg 197kg m N 2 20%n t M N 2 20% 246245.4 28kg 1378.97kg m CO 32%n t M CO 32% 246245.4 28kg 2206.36kg m CO2 7% n t M CO2 7% 246245.4 44kg 758.44kg m CH 4 1%n t M CH4 1% 246245.4 16kg 39.4kg 2．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： m t m1 m2 60 60 kg 120kg V t V1 V2 m1 m2 60 60 m 3 0.157m 3 1 2 8301 710 m t 120 3 3 m V t 0.157 kg m 764.33kg m 流体静力学 3．已知甲地区的平均大气压力为kPa ，乙地区的平均大气压力为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
第一章流体流动习题卡答案
第一章流体流动 第一章习题1： 某设备的真空表读数为500mmHg ，设备外环境大气压强为640mmHg ， 则它的绝对压强为_________Pa 。 该设备的绝对压强=640-500=140mmHg ＝140×133.32＝1.866×104Pa 。（2分） 第一章习题2： 流体在圆形直管内作滞流（层流）流动时，其速度分布呈_________形曲线，中心最大速度为平均速度的____________倍。此时摩擦系数λ与__________无关，只随__________加大而_______________。 抛物线，2，ε/d ，Re ，减小。（每个空1分，共5分）。 第一章习题3： 牛顿粘性定律表达式为___________________________，它只适用于_____________型流体。 τ＝μy ??μ 或τ＝μdy d μ（2分） 牛顿 （1分） （共3分） 第一章习题4： 内摩擦力是流体________________的表现，所以又称为___________力或者__________________力。
粘性， 粘滞，粘性摩擦（每空1分，共3分） 第一章习题5： 流体在圆形直管内流动时，在湍流区则摩擦系数λ与________及________有关。在完全湍流区则λ与雷诺系数的关系线趋近于___________线。 Re ，ε/d ，水平 （每空1分，共3分） 第一章习题6： 粘度的物理意义是____________________________________。 促使流体流动产生单位速度梯度的剪应力。（2分） 第一章习题7： 边长为a 的正方形管道，其当量直径de 为________________。 a a a r d H e =?==4442 （2分） 第一章习题8： 在定态流动系统中，水连续地从粗圆管流入细圆管，粗管内径为细管的2倍。则细管内水的流速为粗管内流速的___________倍。 据=21u u (1 2d d )2＝（112d d ）2＝(2)2=4 (2分) 第一章习题9： 流体在圆管内流动时的摩擦阻力可分为__________________和_____________两种。局部阻力的计算方法有___________法和_________法。
化工原理流体流动试题(跟答案)
化工原理第1章 化工原理试题(附答案) 姓名 _________ 班级 _________ 学号 __________ 一、填空题: 1.( 3分) 题号 1001 第 1章知识点: 600 难度: 易 雷诺准数的表达式为________________。当密度ρ＝1000 kg.m,粘度μ=1[厘泊]的水,在内径为d=100[mm],以流速为1 [m.s]在管中流动时,其雷诺准数等于__________,其流动类型 为_____. ***答案*** Re=dｕρ/μ ; 10; 湍流 2.( 3分) 题号 1002 第 1章知识点: 600 难度: 易 雷诺准数的表达式为________________。当密度ρ＝1000 kg. m,粘度μ=1[厘泊]的水,在内径为d=10[mm],以流速为0.15 [m. s]在管中流动时,其雷诺准数等于__________,其流动类型 为_____. ***答案*** Re=dｕρ/μ ; 1500; 层流 3.( 3分) 题号 1003 第 1章知识点: 600 难度: 易 雷诺准数的表达式为________________。当密度ρ＝820 kg. m,粘度μ=3[厘泊]的水,在内径为d=100[mm],以流速为2[m.s] 在管中流动时,其雷诺准数等于__________,其流动类型为_____. ***答案*** Re=dｕρ/μ ; 5,46X10; 湍流 4.( 3分) 题号 1004 第 1章知识点: 600 难度: 易 雷诺准数的表达式为________________。当密度ρ＝820 kg. m,粘度μ=3[厘泊]的水，在内径为d=10[mm]，以流速为0.5[m. s]在管中流动时,其雷诺准数等于__________,其流动类型为__ ___. ***答案*** Re=dｕρ/μ ; 1366; 层流 5.( 2分) 题号 1005 第 1章知识点: 600 难度: 易 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 6.( 2分) 题号 1006 第 1章知识点: 600 难度: 易 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3m.s,此时管内的平均流速为_____________.
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
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== 1/7max 00(2)(2)()R R S r R r V r u dr r u dr R ππ-==?? 那么 1/7max 21/7021()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 182215 1/777 7049()18120 1177 R R R R r t dt R ++-=-=++? (2) 代入(1)式， max 492120u u = 于是 max /49/600.817(0.82)u u == 18. 一定量的液体在圆形直管作层流流动。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 232f lu p d μ?= 当'4u u =，'2 d d =时 2232432'1616()2f f l u lu p p d d μμ?===? 19. 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
化工原理流体流动题库
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) 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 2 2 ρρ????????????； 单位体积流体的机械能衡算式为?????? 常数=++=g p g u z E ρ22???????????； (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 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） 。
(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 u1Aρ1= u2Aρ2=······= u A ρ；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。 (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。
第一章 流体流动习题及答案
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 。