流體流動習題課

1、第一章流體流動第一章流體流動復習復習基本概念基本概念密度、比重、比體積、壓強、流量、流速、粘度密度、比重、比體積、壓強、流量、流速、粘度1atm=1.033at=760mmHg=10.33mH2O=1.01325105Pa表壓表壓=絕壓絕壓-當?shù)卮髿鈮寒數(shù)卮髿鈮?真空度真空度=當?shù)卮髿鈮寒數(shù)卮髿鈮?絕壓絕壓流量流量體積流量體積流量qv質(zhì)量流量質(zhì)量流量qmqm=qv/3smtVqV/sKgtmqm流速流速: u=qv/A m/s粘度粘度:=/(du/dy) Pas 1Pas=103cP=10P連續(xù)性方程連續(xù)性方程qm1=qm2qv11 1=qv22 2u1A11=u2A22 2u1d12=u2d

2、22= =undn2=常數(shù)常數(shù)2222221211Jmpmumgzmpmumgz理想流體流動過程中的柏努利方程理想流體流動過程中的柏努利方程2222221211液柱mgpguzgpguz22122221211kgJpugzpugzfeefeefeeHgpguzHgQgpguzWpugzWQpugzmWmpmumgzmWmQmpmumgz2222121122221211222212112222:22或?qū)嶋H流體流動過程中的柏努利方程實際流體流動過程中的柏努利方程gRgzppgzppABfBe221112()ABppgRU形管壓差計形管壓差計iivRgSCRgdCPPdCq2242400200212

3、00孔板流量計測量流量孔板流量計測量流量RRRRRVAgVSCq)(2轉(zhuǎn)子流量計測量流量轉(zhuǎn)子流量計測量流量流動型態(tài)流動型態(tài)duReRe2000Re2000，滯流；，滯流；Re4000Re4000，湍流；，湍流；2000Re40002000Re4000 ，過渡區(qū)。，過渡區(qū)。)2(2gudlhf22udlghPff直管阻力直管阻力滯流流動滯流流動Re64guhl22局部阻力局部阻力gudlhef22de=?例：例：水在一傾斜管中流動，如附圖所示，水在一傾斜管中流動，如附圖所示，已知壓差計讀數(shù)為已知壓差計讀數(shù)為200mm，試問測量段，試問測量段的阻力為多少？的阻力為多少？解：解：在兩測壓孔之間列柏努

4、利方程式：在兩測壓孔之間列柏努利方程式： fhgPguzgPguz2222121122)()22()(21222121gPgPguguzzhfsmu/11smuuddu/44)(112212由流體靜力學方程由流體靜力學方程hZZgPPi)(1221OmHguuhgPgPguguzzHif2222121222121755. 181. 92152 . 06 .122)()22()(gZZghPghPi)(1221測量流體流量的流量計主要有測量流體流量的流量計主要有:_,_，_；測量管內(nèi)流體點速度；測量管內(nèi)流體點速度,則用則用_ 。填空題填空題孔板流量計孔板流量計,文丘里流量計文丘里流量計,轉(zhuǎn)子流量

5、計轉(zhuǎn)子流量計;測速管測速管某流體在圓管中呈層流流動某流體在圓管中呈層流流動,今用皮托管測得管中心的今用皮托管測得管中心的最大流速為最大流速為2m/s,此時管內(nèi)的平均流速為此時管內(nèi)的平均流速為_. 1m/s 雷諾準數(shù)的表達式為雷諾準數(shù)的表達式為_。當。當密度密度1000kg/m3,粘度粘度=1cP的水的水,在內(nèi)徑為在內(nèi)徑為d=100mm,以流速為以流速為1m/s在管中流動時在管中流動時,其雷諾準其雷諾準數(shù)等于數(shù)等于_,其流動類型為其流動類型為_.Re=d/ ; 105; 湍流湍流某流體在圓管中呈湍流流動某流體在圓管中呈湍流流動,今用皮托管測得管中心今用皮托管測得管中心的最大流速為的最大流速為4m

6、/s,此時管內(nèi)的平均流速為此時管內(nèi)的平均流速為_. 3.2m/s 牛頓粘性定律用粘滯力的表達式為牛頓粘性定律用粘滯力的表達式為_. 用剪應力的表達式為用剪應力的表達式為_. F=Adu/dy; =du/dy某物質(zhì)的密度為某物質(zhì)的密度為791kg/m3,其比重為其比重為_,其比容為其比容為_. 0.791; 0.00126m3/kg 圓管中有常溫下的水流動圓管中有常溫下的水流動, 管內(nèi)徑管內(nèi)徑d=100mm,測得測得其中的質(zhì)量流量為其中的質(zhì)量流量為11.8kg/s,其體積流量為其體積流量為_.平均流速為平均流速為_. 0.0118m3/s 1.5m/s 當當20的水的水(=998.2kg/m3,

7、=1.005cP)在內(nèi)徑為在內(nèi)徑為100mm的光滑管內(nèi)流動時的光滑管內(nèi)流動時,若流速為若流速為1.5m/s時時,其雷諾準其雷諾準數(shù)數(shù)Re為為_,直管摩擦阻力系數(shù)直管摩擦阻力系數(shù)為為_. 1.49X105; 0.0161 計算管道流體局部阻力的方法有計算管道流體局部阻力的方法有:_,_,其相應的阻力計算公式為其相應的阻力計算公式為:_,_ 當量長度法當量長度法; 阻力系數(shù)法阻力系數(shù)法; 在流體阻力計算中在流體阻力計算中,當量長度的定義是當量長度的定義是_能產(chǎn)生與某局部阻力相當?shù)闹惫荛L度能產(chǎn)生與某局部阻力相當?shù)闹惫荛L度, 稱為該局部阻力的當量長度稱為該局部阻力的當量長度 流體流動形態(tài)用來判斷，當時

8、為湍流，流體流動形態(tài)用來判斷，當時為湍流，當時為滯流，當時為過渡流。當時為滯流，當時為過渡流。雷諾準數(shù)，雷諾準數(shù)，Re4000，Re2000，Re在在2000-4000之間。之間。 guhl22gudlhef22化工生產(chǎn)中，物料衡算的理論依據(jù)是，化工生產(chǎn)中，物料衡算的理論依據(jù)是，能量衡算的理論基礎是。能量衡算的理論基礎是。質(zhì)量守恒定律，能量守恒定律。質(zhì)量守恒定律，能量守恒定律。 流體體積流量一定時，有效截面擴大，則流速，流體體積流量一定時，有效截面擴大，則流速，動壓頭，靜壓頭。動壓頭，靜壓頭。減少，減少，增加。減少，減少，增加。理想流體在變徑管路中作穩(wěn)定的連續(xù)流動時，在管子理想流體在變徑管路中

9、作穩(wěn)定的連續(xù)流動時，在管子直徑縮小的地方，其靜壓力直徑縮小的地方，其靜壓力 _。減少減少當?shù)卮髿鈮簽楫數(shù)卮髿鈮簽?45mmHg，測得一容器內(nèi)的絕對，測得一容器內(nèi)的絕對壓強為壓強為350mmHg，則真空度為，則真空度為_。測得另一容器內(nèi)的表壓強為測得另一容器內(nèi)的表壓強為1360mmHg，則其，則其絕對壓強為絕對壓強為_。 395mmHg； 2105mmHg 套管由套管由572.5mm和和252.5mm的鋼管組成，的鋼管組成，則環(huán)隙的流通截面積等于則環(huán)隙的流通截面積等于_，潤濕周邊等，潤濕周邊等于于_，當量直徑等于，當量直徑等于_。1632mm2； 242mm； 27mm流體的粘度指流體的粘度指_

10、。粘度值隨溫度變化而變化，對于液體，溫度升高，粘度粘度值隨溫度變化而變化，對于液體，溫度升高，粘度_；對于氣體，溫度升高，粘度對于氣體，溫度升高，粘度_。流體流動時產(chǎn)生內(nèi)摩擦力的性質(zhì)流體流動時產(chǎn)生內(nèi)摩擦力的性質(zhì) 減少減少 增大增大 流體在等徑管中作定態(tài)流動，流體由于流動而有摩流體在等徑管中作定態(tài)流動，流體由于流動而有摩擦阻力損失，流體的流速沿管長擦阻力損失，流體的流速沿管長 _。不變不變液柱壓力計量是基于液柱壓力計量是基于_原理的測壓裝原理的測壓裝置，用形管壓差計測壓時，當一端與大氣相通時，置，用形管壓差計測壓時，當一端與大氣相通時，讀數(shù)讀數(shù)R表示的是表示的是_或或_。流體靜力學；表壓；真空度

11、流體靜力學；表壓；真空度油在管中作層流流動，若流量不變，管徑不變，油在管中作層流流動，若流量不變，管徑不變，管長增加一倍，則摩擦阻力損失為原來的管長增加一倍，則摩擦阻力損失為原來的_倍。倍。2 油在管中作層流流動，若流量不變，管長不變油在管中作層流流動，若流量不變，管長不變,管徑增管徑增加一倍，則摩擦阻力損失為原來的加一倍，則摩擦阻力損失為原來的_倍。倍。1/16油在管中作層流流動，若流量不變油在管中作層流流動，若流量不變,管徑，管長不變，管徑，管長不變，油溫升高，粘度為原來的油溫升高，粘度為原來的 1 / 2 ，則摩擦阻力損失為原，則摩擦阻力損失為原來的來的_倍。倍。1/24128dqglh

12、Vfgudldu2642gudlhf22gudl2Re642232gdlu22432dqgdlV4128dqglV孔板流量計和轉(zhuǎn)子流量計的最主要區(qū)別在于：前孔板流量計和轉(zhuǎn)子流量計的最主要區(qū)別在于：前者是恒者是恒_，變，變_；后者是恒后者是恒_，變，變_。截面；壓差；壓差；截面截面；壓差；壓差；截面 在測速管中，測壓孔正對水流方向的測壓管液位代表在測速管中，測壓孔正對水流方向的測壓管液位代表_，流體流過測速管側(cè)壁小孔的測壓管液位代表，流體流過測速管側(cè)壁小孔的測壓管液位代表_。沖壓頭；沖壓頭； 靜壓頭靜壓頭某流體在圓形直管中作滯流流動時，其速度分某流體在圓形直管中作滯流流動時，其速度分布是布是_型

13、曲線，型曲線， 其管中心最大流其管中心最大流 速為速為平均流速的平均流速的_倍，摩擦系數(shù)倍，摩擦系數(shù)與與Re的的關系為關系為_。 拋物線；拋物線； 2倍；倍； 64/Re 流體在管內(nèi)作湍流流動時流體在管內(nèi)作湍流流動時(不是阻力平方區(qū)不是阻力平方區(qū))，其摩擦系，其摩擦系數(shù)數(shù)隨隨_ 和和_而變。而變。Re； /d(相對粗糙度相對粗糙度)流體在圓管內(nèi)流動時，我們把速度梯度顯著存在的流體在圓管內(nèi)流動時，我們把速度梯度顯著存在的區(qū)域稱為區(qū)域稱為_。流動邊界層流動邊界層液體在圓管內(nèi)作穩(wěn)定連續(xù)滯流流動時，其摩擦阻力損液體在圓管內(nèi)作穩(wěn)定連續(xù)滯流流動時，其摩擦阻力損失與管內(nèi)徑的失與管內(nèi)徑的_次方成反比次方成反比

14、,與管長與管長,流速流速及粘度成及粘度成_比例比例 。2, 正比正比 靜止液體中兩處壓力相等的條件是靜止液體中兩處壓力相等的條件是_。 連通的、同一液體、同一水平面。連通的、同一液體、同一水平面。 某液體在套管環(huán)隙內(nèi)流動，大管規(guī)格為某液體在套管環(huán)隙內(nèi)流動，大管規(guī)格為563mm，小，小管規(guī)格為管規(guī)格為30 2.5mm,液體粘度為液體粘度為1mNs/m2，密度為，密度為1000kg/m3，流速為，流速為1m/s則該液體在套管環(huán)隙內(nèi)流動則該液體在套管環(huán)隙內(nèi)流動的的Re=_。20000mmdDde203050udeRe3310110001102020000277K的水，粘度為的水，粘度為1mNs/m2

15、，在內(nèi)徑為，在內(nèi)徑為20mm的管內(nèi)，作穩(wěn)定連續(xù)滯流時的最大流速為的管內(nèi)，作穩(wěn)定連續(xù)滯流時的最大流速為_m/s。0.1實驗證明，流體在管內(nèi)穩(wěn)定流動時，當實驗證明，流體在管內(nèi)穩(wěn)定流動時，當Re_時，時，流動類型為滯流，滯流時的摩流動類型為滯流，滯流時的摩 擦系數(shù)擦系數(shù)與與_成反比，成反比，而與管壁的而與管壁的_無關；湍流時，當無關；湍流時，當Re一定，則一定，則隨隨/d的增加而的增加而_。2000；Re；粗糙度；增大；粗糙度；增大20001011002. 0Re33udusmu/1 . 0 P/(g)的物理意義是表示流動系統(tǒng)某截面處單的物理意義是表示流動系統(tǒng)某截面處單位位_流體所具有的靜壓能，稱為

16、流體所具有的靜壓能，稱為_。重量：靜壓頭重量：靜壓頭 流體在圓管內(nèi)流動時，由于流體具有粘性，使得流體在圓管內(nèi)流動時，由于流體具有粘性，使得_處速度為零，管的處速度為零，管的_處速度最大。處速度最大。管壁；中心管壁；中心選擇題選擇題1若已知流體在管內(nèi)流動的摩擦系數(shù)與雷諾準數(shù)若已知流體在管內(nèi)流動的摩擦系數(shù)與雷諾準數(shù)成反比，則管內(nèi)的流動類型為成反比，則管內(nèi)的流動類型為 。A滯流滯流 B過渡流過渡流 C湍流湍流 D紊流紊流2液體在管內(nèi)作穩(wěn)定流動時，管內(nèi)流速的大小變液體在管內(nèi)作穩(wěn)定流動時，管內(nèi)流速的大小變化化 。A與管徑和流動方向的改變及管路上是否有閥門、與管徑和流動方向的改變及管路上是否有閥門、管件均

17、有關系；管件均有關系；B只與管徑有關，而與流動方向的改變和管路上只與管徑有關，而與流動方向的改變和管路上是否有閥門、管件無關；是否有閥門、管件無關；C與管徑和管路上是否有閥門及管件有關，而與與管徑和管路上是否有閥門及管件有關，而與流動方向的改變無關；流動方向的改變無關；D只與流動方向和管路上有無閥門及管件有關，只與流動方向和管路上有無閥門及管件有關，而與管徑無關。而與管徑無關。AB3國際單位制（國際單位制（SI）中，粘度的單位為）中，粘度的單位為Pas ，其基本單位表達式為其基本單位表達式為 。 Akgs-1m-1 Bkgs3m-3 Ckgms-2 Dkg-1s-1m-14流體在圓形直管中滯流

18、流動時，若雷諾準數(shù)流體在圓形直管中滯流流動時，若雷諾準數(shù)一定，隨著管壁相對粗糙度增大，則摩擦系數(shù)一定，隨著管壁相對粗糙度增大，則摩擦系數(shù) 。A不變不變 B增大增大 C減小減小 無法確定無法確定AA5離心泵吸入口壓強為離心泵吸入口壓強為30 KPa，當?shù)卮髿?，當?shù)卮髿鈮簭姙閴簭姙?00 KPa，則泵吸入口真空表的讀數(shù)，則泵吸入口真空表的讀數(shù)為為 。A130 KPa B70 KPa C65 KPa D30 KPa6可壓縮流體在等徑水平直管中流動時，下可壓縮流體在等徑水平直管中流動時，下列說法正確的是列說法正確的是 。A流體的平均流速為定值；流體的平均流速為定值； B流體的質(zhì)量流量為定值；流體的質(zhì)量

19、流量為定值； C流體的體積流量為定值；流體的體積流量為定值； D流體的體積流量、質(zhì)量流量均為定值。流體的體積流量、質(zhì)量流量均為定值。BB7流體的粘度隨溫度而改變，溫度升高，液體和流體的粘度隨溫度而改變，溫度升高，液體和氣體的粘度分別為氣體的粘度分別為 。 A前者減小，后者減小前者減小，后者減小 B前者減小，后者增大前者減小，后者增大 C前者增大，后者增大前者增大，后者增大 D前者增大，后者減小前者增大，后者減小8在完全湍流（阻力平方區(qū)）時，粗糙管的摩擦在完全湍流（阻力平方區(qū)）時，粗糙管的摩擦系數(shù)值系數(shù)值 。A與光滑管相同與光滑管相同 B只取決于只取決于Re C只取決于相對粗糙度只取決于相對粗糙度 D與粗糙度無關與粗糙度無關BC練習題：某車間用壓縮空氣壓送練習題：某車間用壓縮空氣壓送98%的的濃濃H H2 2SOSO4 4（密度為（密度為1840kg/m3），要求流），要求流量為量為2m3/h，輸送管道采用，輸送管道采用37373.5mm3.5mm的無縫鋼管，總的能量損失為的無縫鋼管，總的能量損失為1mH2SO4（不包括出口損失），兩槽中液位恒定，（不包括出口損失），兩槽中液位恒定，試求所需壓