发布时间 : 星期三 文章化工原理--流体力学习题及答案(2)更新完毕开始阅读
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一、单选题
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．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。
3．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。 4．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真空表。 B A 大于；B 小于；C 等于；D 近似于。 5. 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。 6. 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。 7.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。 8.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。 9.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。 10.流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是（ ）。 C A. 流动速度大于零； B. 管边不够光滑； C. 流体具有粘性。 11.水在园形直管中作滞流流动，流速不变，若管子直径增大一倍，则阻力损失为原来的（ ）。 A
A. 1/4； B. 1/2； C. 2倍。 12．柏努利方程式中的
项表示单位质量流体所具有的（ ）。 B
A 位能；B 动能；C 静压能；D 有效功。
13．流体在管内作（ ）流动时，其质点沿管轴作有规则的平行运动。 A A 层流；B 湍流；C 过渡流；D 漩涡流。
14．流体在管内作（ ）流动时，其质点作不规则的杂乱运动。 B
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A 层流；B 湍流；C 过渡流；D 漩涡流。
15.在层流流动中，若流体的总流率不变，则规格相同的两根管子串联时的压降为并联时的 倍。C
A. 2； B. 6； C. 4； D. 1。
二、填空题
1. 雷诺准数的表达式为_____ Re=dｕρ/μ_____。当密度ρ＝1000kg.m,粘度μ=1厘泊的水,在内径为d=100mm,以流速为1m.s,其雷诺准数等于__10____,其流动类型为__湍流__。
2. 当地大气压为750mmHg时, 测得某体系的表压为100mmHg,则该体系的绝对压强为___ 850__mmHg, 真空度为_ -133402__Pa。 3. 某物的比重为0.879, 其密度为_879kg/m 3_, 其比容为_0.00114 m3/kg _。 4. 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15.7kg./s, 其体积流量为_0.0157m3/s ，平均流速为_ 2.0m/s。 5. 当20℃的甘油(ρ=1261kg/m3, μ=1499厘泊)在内径为100mm的管内流动时, 若流速为1.0m/s时, 其雷诺准数Re为__84.1__, 其摩擦阻力系数λ为__0.761__。 6.某长方形截面的通风管道, 其截面尺寸为30×20mm,其当量直径de为__24mm__。 7.化工生产中，物料衡算的理论依据是＿质量守恒定律＿，热量衡算的理论基础是＿能量守恒定律＿。 8.理想流体在变径管路中作稳定的连续流动时，在管子直径缩小的地方，其静压力 _减少_。 9.套管由φ57×2.5mm和φ25×2.5mm的钢管组成，则环隙的流通截面积等于_1633 mm2，润湿周边等于_242 __ mm，当量直径等于_27 _ mm。 10.液柱压力计量是基于_流体静力学__原理的测压装置，用U形管压差计测压时，当一端与大气相通时，读数R表示的是___表压___或__真空度__。 11.米糠油在管中作流动，若流量不变, 管径不变，管长增加一倍，则摩擦阻力损失为原来的__2__倍。 12.米糠油在管中作层流流动，若流量不变，管长不变, 管径增加一倍，则摩擦阻力损失为原来的__1/16__倍。 13.当Re 为已知时，流体在圆形管内呈层流时的摩擦系数λ=__64/Re _，在管内呈湍流时，摩擦系数λ与___ Re __、___ε/d__有关。 14. 粘度是衡量流体粘性的物理量，粘性是流体固有属性，它只有在流体内部具有相对运动时时表现出来。 液体的粘度随温度升高而__减小_，气体的粘度随温度的升高而_增大_。 15.某流体在圆形直管中作滞流流动时，其速度分布是_ 抛物线__型曲线，其管中心最大流速为平均流速的__2倍__倍。
16.流体在管内作完全湍流流动，其他不变，当速度提高到原来的2倍时，阻力损失是原来的（ 4 ）倍；若为层流流动，其他不变，当速度提高到原来的2倍时，阻力损失是原来的（ 2 ）倍。 17、若要减小流体在管道内的流动阻力，可采取哪些措施？ 答：大直径管道、少拐弯、缩短管路长度、少用管件
18、用内径为158mm的钢管输送运动粘度为9.0×10-5m2/s。若保持油品在管内作层流流动，则最大流速不能超
过 1.8 m/s。 19、在流体阻力实验中，以水作为工质所测得的λ=（Re,e/d）关系式不适用于 非牛顿型流体 在直管中的流动。
三、 思考题
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1．如本题附图所示，槽内水面维持不变，水从B、C两支管排出，各管段的直径、粗糙度阀门型号均相同，但 ＞
槽内水面与两支管出口的距离均相等，水在管内已达完全湍流状态。试分
析：(1)两阀门全开时，两支管的流量是否相等？（2）若把C支管的阀门关闭，这时B支管内水的流量有何改变？（3）当C支管的阀门关闭时，主管路A处的压强比两阀全开时是增加还是降低？
答：（1）C支管流动阻力大，管内流速及流量均小于B支管。（2）B支管内水的流量增大（但小于两支管均全开时的流量和）。（3）
增加（主管能量损失及管内动能比原来减小）。
2.20℃的清水以一定流速从细管流入粗管（如本题附图所示），测得U形管压差计读数为R。保持管内流动状况不变，将管路从水平放置改为垂直放置，U形管压差计的读数将如何变化？并判断从1-1’截面到2-2’截面间的能量损失和动能转化为静压能哪项数值大？ 3.某液体分别在本题附图所示的三根管道中稳定流过，各管绝对粗糙度、管径均相同，上游截面1-1’的压强、流速也相等。问： （1）在三种情况中，下游截面2-2’的流速是否相等？ （2）在三种情况中，下游截面2-2’的压强是否相等？ 如果不等，指出哪一种情况的数值最大，哪一种情况中的数值最小？其理由何在？ 4.水由高位槽流入贮水池，若水管总长（包括局部阻力的当量长度在内）缩短25%，而高位槽水面与贮水池水面的位差保持不变，假定流体完全湍流流动(即流动在阻力平方区)不变，则水的流量变为原来的 A 。 A．1.155倍 B．1.165倍 C．1.175倍 D．1.185倍 2u12p2u2??gz2????hf 解：由 gz1??2?2p1得 ?hf1??hf2 所以 ?1??l?le?1d?l?le?2u22u12???2?? 2d2又由完全湍流流动 ???得 ??f??
?d?2所以 ?l?le?1?u12??l?le?2?u2
而 V?uA?u?所以
V2u2??V1u1?4d2 ?1?1.1547 0.75?l?le?1?l?le?25.如图表明，管中的水处于 ③
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P1=0.12Kgf/m2 ①静止②向上流动③向下流动④不一定 1 1 P2=0.12Kgf/m2
2 2 三、计算题
1． 在图示装置中，水管直径为Φ57×3.5 mm。当阀门全闭时，压力表读数为0.3大气压, 而在阀门开启后，压力表读数降至0.2大气压。设管路入口至压力表处的压头损失为 0.5 mH2O，求水的流量为若干m3/h？
解：阀门全闭时，由 P2 =ρgH，H = 0.3×1.013×105/（1000×9.81）= 3.1 m 即水槽液面距阀门中心线的高度为3.1 m。 阀门开启时，以水槽液面为上游截面1-1＇，压力表处为下游截面2-2＇，管路中心线为基准水平面。在两截面间列柏努利方程式 Z1 = H = 3 m，Z2 = 0，P1 = 0，P2 = 0.2×1.013×105 Pa，u1≈0，Σhf/g = 0.5 mH2O 代入上式 3.1 = 0.2×1.013×105/（1000×9.81）+ 解得 u2 = 3.24 m/s Vh =（π/4）d2u×3600 = 22.9 m3/h 2.一敞口高位水槽A中水流经一喉径为14mm的文丘里管，将浓碱液槽B中的碱液（密度为1400 kg/m3）抽吸入管内混合成稀碱液送入C槽，各部分标高如附图所示；输水管规格为φ57×3mm，自A至文丘里喉部M处管路总长（包括所有局部阻力损失的当量长度在内）为20m，摩擦系数可取0.025。 （1） 当水流量为8m3/h时，试计算文丘里喉部M处的真空度为多少mmHg； （2） 判断槽的浓碱液能否被抽吸入文丘里内（说明判断依据）。如果能被吸入，吸入量的大小与哪些因素有关？ 解：（1）在A-A′与M-M′截面间列柏努A 8m M 1.51m B C 利方程，并以喉管中心线为基准面：
uA?0；其中： zA?8m；pA?0（表压）；zM?0 /（2×9.81）+ 0.5 喉部流速 uM?VS8/3600??14.44m/s20.785dM0.785?0.0142 管内流速