1-流體流動(dòng)分知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)題期末復(fù)習(xí)用

1、【密度】某煙道氣（可視為理想氣體混合物）的組成中含CO2為13%，H2O為11%,N2為76%，溫度為400,壓強(qiáng)為98.64kPa。若以上百分?jǐn)?shù)為體積百分率，該混合氣體的平均分子量為_，密度為_；若以上百分?jǐn)?shù)為質(zhì)量百分率，該混合氣體的平均分子量為_，密度為_。解：當(dāng)所給條件為體積百分率時(shí) 當(dāng)所給條件為質(zhì)量百分率時(shí) 【表壓、絕壓及真空度】某容器內(nèi)的絕對壓強(qiáng)為200 kPa，當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?01.3 kPa，則表壓為98.7kPa；另一容器內(nèi)的絕對壓強(qiáng)為85.5 kPa，當(dāng)?shù)卮髿鈩t表壓為 -14.8 kPa ，真空度為 14.8 kPa ?！径☉B(tài)流動(dòng)】所謂定態(tài)流動(dòng)是指_流體在流動(dòng)過程中，其操作參數(shù)

2、只是位置的函數(shù)，而不隨時(shí)間變化。【粘度】無粘性的流體，稱為_流體。(理想)一般情況下，溫度升高，氣體的粘度_， 液體的粘度_。(增大 減小)粘度的物理意義是_。(促使流體流動(dòng)產(chǎn)生單位速度梯度的剪應(yīng)力)流體流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生內(nèi)摩擦力的根本原因是 流體具有粘性?！具m宜流速計(jì)算】內(nèi)徑為27mm的處來水管其設(shè)計(jì)輸水能力宜為_1.036.18 m3/h _。解：水的適宜流流速范圍為 0.53m/s，故其流量宜為0.785×0.0272×0.50.785×0.0272×3即1.036.18 m3/h【連續(xù)性方程】以下方程中哪一個(gè)方程適用于可壓縮流體? B A.u=常數(shù)B.

3、Au=常數(shù)C.u1A1=u2A2D.u1d12=u2d22【伯努利方程】柏努利方程是以1kg不可壓縮流體為基準(zhǔn)推導(dǎo)出的，若用于可壓縮流體時(shí)必須符合_的條件。答案： 要求式中分母 用絕壓。若忽略A、B間的阻力損失，試判斷B玻璃管水面所處的刻度。A. 位置a B.位置b C.位置c 推薦精選【流動(dòng)型態(tài)與速度分布】當(dāng)20的甘油（密度為1261 kg/m3，粘度為1.499 cP），流經(jīng)內(nèi)徑為100 mm的圓形直管時(shí)，其平均流速為1m/s,其雷諾數(shù)為_，流動(dòng)形態(tài)為_，管中心處的最大流速為_。(84123 湍流 1.25)流體在圓管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，管中心處流速最大，若為層流流動(dòng)，平均流速與管中心的最大流速的關(guān)

4、系為u=0.5 umax; 若為湍流流動(dòng)，平均流速與管中心的最大流速的關(guān)系為u=0.8 umax。層流與湍流的本質(zhì)區(qū)別是 層流無徑向流動(dòng)，而湍流有徑向流動(dòng) ?！具吔鐚印吭诨み^程中，流動(dòng)邊界層分離的弊端主要是_；其可能的好處則表現(xiàn)在_。（增大阻力損失 促進(jìn)傳熱與傳質(zhì)）流體在管內(nèi)作湍流流動(dòng)時(shí)，層流內(nèi)層的厚度隨Re數(shù)的增大而減薄。層流內(nèi)層越薄， 流體的湍動(dòng)程度越強(qiáng) ?！灸Σ料禂?shù)】流體在管內(nèi)作湍流流動(dòng)時(shí)(不是阻力平方區(qū))，其摩擦系數(shù)隨_ 和_而變。(雷諾數(shù) 管子的相對粗糙度)流體在管內(nèi)的流動(dòng)進(jìn)入充分湍流區(qū)時(shí)，其摩擦系數(shù)僅與_有關(guān)。（管子的相對粗糙度）【因次分析】量綱（因次）分析法的主要依據(jù)是_因次一

5、致性或量綱一次性方程_ _。 【當(dāng)量直徑】長度為a,寬度為b的矩形管道，流體在管內(nèi)的流速為u，其流動(dòng)當(dāng)量直徑de等于2ab/(a+b)，管內(nèi)流體流量等于 abu?！咀枇p失的計(jì)算】流體在圓管內(nèi)作層流流動(dòng)，如將速度增加一倍，則阻力為原來的_倍。（2）流體在水平等徑直管中流動(dòng)時(shí)的摩擦阻力損失hf所損失的是機(jī)械能中的_項(xiàng)。（壓強(qiáng)能）水在圓形直管中作完全湍流時(shí)，當(dāng)輸送量、管長和管子的相對粗糙度不變，僅將其管徑縮小一半，則阻力變?yōu)樵瓉淼?32 倍。水由敞口恒液位的高位槽通過一管道流向壓力恒定的反應(yīng)器，當(dāng)管道上的閥門開度減小后,水流過直管的摩擦系數(shù)_，管道總阻力損失_。（增大 不變)如右圖所示：已知：,

6、, R=51mm,則p=_ ,=_（兩測壓點(diǎn)A.B間位差不計(jì)）解：( 下圖中高位槽液面保持恒定，液體以一定流量流經(jīng)管路，ab與cd兩段長度相等，管徑與管壁粗糙度相同，則( )。 (1) U形壓差計(jì)讀數(shù) R1R2; (2) 液體通過ab與cd段能量損失_。 hf abhfcd；(3) ab與cd兩段壓差_。pabpcd；(4) R1值表示_。 ab段流動(dòng)能量損失 管路計(jì)算【并聯(lián)管路】兩管并聯(lián)，若d1=2d2,l1=2l2，則hf1/hf2=_1_。當(dāng)兩管中流體均作層流流動(dòng)，qv1/qv2=_8_。當(dāng)兩管中流體均作湍流流動(dòng)，并取1=2，則qv1/qv2=_4_。推薦精選解：層流流動(dòng) 即 湍流流動(dòng)

7、即 說明：在一定流量下，流體在并聯(lián)管路中作連續(xù)定態(tài)流動(dòng)時(shí)，流體阻力損失與并聯(lián)管數(shù)無關(guān)?！玖髁坑?jì)】測流體流量時(shí)，隨著流體流量的增大，轉(zhuǎn)子流量計(jì)兩端壓差值 不變，孔板流量計(jì)兩端壓差值 增大 。轉(zhuǎn)子流量計(jì)的主要特點(diǎn)是_恒流速、恒壓差、變截面 ，孔板流量計(jì)的主要特點(diǎn)是_變流速、變壓差、恒截面.用皮托管來測量氣體流速時(shí)，其測出來的流速是指 皮托管頭部所處位置上氣體的點(diǎn)速度 ?？装辶髁坑?jì)的孔流系數(shù)Co，當(dāng)Re數(shù)增大，其值 先減小，當(dāng)Re數(shù)增大到一定值時(shí)，Co保持為定值 。在測速管中，測壓孔正對水流方向的測壓管液位代表_沖壓頭_，流體流過測速管側(cè)壁小孔的測壓管液位代表_動(dòng)壓頭_。 綜合計(jì)算題用泵將20 的水

8、從敞口貯槽送至表壓為1.5×105 Pa的密閉容器，兩槽液面均恒定不變，各部分相對位置如附圖1所示。輸送管路尺寸為f108 mm×4 mm的無縫鋼管，吸入管長度為20 m，排出管長度為100 m(各段管長均包括所有局部阻力的當(dāng)量長度)。當(dāng)閥門為3/4開度時(shí)，真空表讀數(shù)為42 700 Pa，兩測壓口的垂直距離為0.5 m，忽略兩測壓口之間的阻力，摩擦系數(shù)可取為0.02。試求：(1) 閥門3/4開度時(shí)管路的流量(m3/h)；(2) 壓力表讀數(shù)(Pa)；(3) 泵的壓頭(m)；(4) 若泵的軸功率為10 kW，求泵的效率；(5) 若離心泵運(yùn)行一年后發(fā)現(xiàn)有氣縛現(xiàn)象，試分析其原因。計(jì)

9、算題第1題附圖解：(1) 閥門3/4開度時(shí)管路的流量(m3/h) 在貯槽液面0-0´與真空表所在截面1-1´間列柏努利方程。以0-0´截面為基準(zhǔn)水平面，有 其中，, z00， u00, p00(表壓), z13 m, p142 700 Pa(表壓)代入上式，得 u12.3 m/s， 注意：a.當(dāng)管路長度包括局部阻力的當(dāng)量長度時(shí)表明局部阻力必需采用當(dāng)量長度法計(jì)算，從而不要畫蛇添足地用局部阻力系數(shù)法計(jì)算局部阻力損失。b.進(jìn)出口阻力屬于局部阻力。(2) 壓力表讀數(shù)(Pa)在壓力表所在截面2-2´與容器液面3-3´間列柏努利方程。仍以0-0´

10、截面為基準(zhǔn)水平面，有推薦精選 解得， p23.23×105Pa(表壓)注意：a.柏努利方程左右兩邊的壓力項(xiàng)必須采用同一壓力基準(zhǔn)或同時(shí)用絕壓或同時(shí)用表壓;b.若某截面的真空度為200kPa，則該截面的表壓為-200kPa。(3) 泵的壓頭(m)在真空表與壓力表所在截面間列柏努利方程，可得(4) 泵的有效功率 (5) 若離心泵運(yùn)行一年后發(fā)現(xiàn)有氣縛現(xiàn)象，原因是進(jìn)口管有泄露。2【靜力學(xué)方程與伯努利方程的綜合應(yīng)用】如圖所示，用泵將水由低位槽打到高位槽(兩水槽均敞口，且液面保持不變)。已知兩槽液面距離為20 m，管路全部阻力損失為5 m水柱，泵出口管路內(nèi)徑為50 mm，其上裝有U型管壓力計(jì)，AB

11、長為6 m，壓力計(jì)讀數(shù)R為40 mmHg，R'為1200 mmHg，H為1mH2O。設(shè)摩擦系數(shù)為0.02。求： 泵所需的外加功(J/kg)； 管路中水的流速(m/s)； A截面的表壓強(qiáng)(kPa )。解： 計(jì)算泵所需的外加功以低位槽液面(1-1面)為位能基準(zhǔn)面，在低位槽液面(1-1面)與高位槽液面(2-2面)間列柏努利方程：推薦精選 計(jì)算管路中水的流速 以A-A面為位能基準(zhǔn)面，在A-A面與B-B面間列柏努利方程： 因?yàn)椋约?由壓差計(jì)的原理 所以 又因?yàn)?解得： 計(jì)算A截面的壓強(qiáng)由第一個(gè)U形壓差計(jì) 對第二個(gè)U形壓差計(jì) 所以 利用位差輸液如本題附圖所示，水從貯水箱A經(jīng)異徑水平管B及C流至

12、大氣中。已知水箱內(nèi)液面與管子中心線間的垂直距離為5.5m，保持恒定，管段B的直徑為管段C的兩倍。水流經(jīng)B、C段的摩擦阻力分別為。由水箱至管段B及由管段B至管段C的突然縮小損失可以忽略，而管段C至外界的出口損失不能忽略。試求：（1）水在管路C中的流速；（2）水在管路B中的流速；（3）管段B末端內(nèi)側(cè)的壓強(qiáng)。推薦精選解：（1）水在管路C中的流速在水箱1-1面入管C出口內(nèi)側(cè)2-2面間列柏努利方程，以水平管中心線為位能基準(zhǔn)面：；（表壓）；（表壓）；（2）水在管路B中的流速（3）管段B末端內(nèi)側(cè)的壓強(qiáng)在水箱1-1面與管B出口內(nèi)側(cè)3-3面間列柏努利方程，以水平管中心線為位能基準(zhǔn)面：；（表壓）；管段B末端內(nèi)側(cè)的

13、壓強(qiáng) 3. 如圖所示，常溫水由高位槽經(jīng)一f89 mm×3.5 mm的鋼管流向低位槽，兩槽液位恒定。這路中裝有孔板流量計(jì)和一個(gè)截止閥。已知直管與局部阻力的當(dāng)量長度（不包括截止閥）總和為60 m。截止閥在某一開度時(shí)其局部阻力系數(shù)為7.5，此時(shí)讀數(shù)R1=185 mmHg柱。試求：(1) 此時(shí)管路中的流量及兩槽液面的位差；（2）此時(shí)閥門前后的壓強(qiáng)差及汞柱壓差計(jì)的讀數(shù)R2; 若將閥門關(guān)小，使流速減為原來的0.9倍，則讀數(shù)R1為多少毫米汞柱？截止閥的阻力系數(shù)變?yōu)槎嗌?？已知孔板流量?jì)的流量與壓差關(guān)系式為。式中為流體的密度，kg/m3；為孔板兩側(cè)壓差，Pa；為流量，m3/s。流體在管內(nèi)呈湍流流動(dòng)，管路摩擦系數(shù)