第一章 流體流動(dòng)習(xí)題課

1、第一章第一章 流體流動(dòng)流體流動(dòng)習(xí)習(xí) 題題掌握以下內(nèi)容：n流體的主要物性（密度、粘度）數(shù)據(jù)求取及換算；流體的主要物性（密度、粘度）數(shù)據(jù)求取及換算；n流體靜力學(xué)基本方程式的應(yīng)用；流體靜力學(xué)基本方程式的應(yīng)用；n連續(xù)性方程、柏努利方程的物理意義、適用條件、解題要點(diǎn)；連續(xù)性方程、柏努利方程的物理意義、適用條件、解題要點(diǎn)；n兩種流型的比較和工程處理方法；兩種流型的比較和工程處理方法；n流動(dòng)阻力的計(jì)算；流動(dòng)阻力的計(jì)算；n管路計(jì)算和流量測(cè)量。管路計(jì)算和流量測(cè)量。了解以下內(nèi)容：n牛頓型和非牛頓型流體的流變特性以及邊界層的相關(guān)概念；牛頓型和非牛頓型流體的流變特性以及邊界層的相關(guān)概念；n管路的構(gòu)成管件及閥門的作用；

2、管路的構(gòu)成管件及閥門的作用；n因此分析的方法。因此分析的方法。1工程大氣壓工程大氣壓(at)=98070Pa=1kgf/cm2=0.9807bar =10mH2O=735.6mmHg圖圖 絕對(duì)壓力、表壓和真空度的關(guān)系絕對(duì)壓力、表壓和真空度的關(guān)系（a）測(cè)定壓力）測(cè)定壓力大氣壓（大氣壓（b）測(cè)定壓力）測(cè)定壓力層流流速；層流流速； B. 流道截面大的為湍流，截面小的為層流；流道截面大的為湍流，截面小的為層流； C. 層流的雷諾數(shù)層流的雷諾數(shù)湍流的雷諾數(shù)；湍流的雷諾數(shù)；D. 層流無徑向脈動(dòng)，而湍流有徑向脈動(dòng)層流無徑向脈動(dòng)，而湍流有徑向脈動(dòng)答案：答案：D8.圓管內(nèi)流動(dòng)流體湍流時(shí)的雷諾準(zhǔn)數(shù)值應(yīng)為（圓管內(nèi)流

3、動(dòng)流體湍流時(shí)的雷諾準(zhǔn)數(shù)值應(yīng)為（ ）A. Re4000 C. Re=20004000答案：答案：B9.流體在管路中作穩(wěn)態(tài)流動(dòng)時(shí)流體在管路中作穩(wěn)態(tài)流動(dòng)時(shí),具有（具有（ ）的特點(diǎn)。）的特點(diǎn)。 A. 呈平緩的滯流呈平緩的滯流 B. 呈勻速運(yùn)動(dòng)呈勻速運(yùn)動(dòng) C. 在任何截面處流速、流量、壓強(qiáng)等物理參數(shù)都相等；在任何截面處流速、流量、壓強(qiáng)等物理參數(shù)都相等；D. 任一截面處的流速、流量、壓強(qiáng)等物理參數(shù)不隨時(shí)間而變化任一截面處的流速、流量、壓強(qiáng)等物理參數(shù)不隨時(shí)間而變化答案：答案：D10.表壓與大氣壓、絕對(duì)壓間的關(guān)系是（表壓與大氣壓、絕對(duì)壓間的關(guān)系是（ ）。）。 A. 表壓絕對(duì)壓表壓絕對(duì)壓-大氣壓大氣壓 B. 表

4、壓大氣壓表壓大氣壓-絕對(duì)壓絕對(duì)壓 C. 表壓絕對(duì)壓表壓絕對(duì)壓+真空度真空度答案：答案：A11.流體流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生摩擦阻力的根本原因是（流體流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生摩擦阻力的根本原因是（ ）。）。A. 流動(dòng)速度大于零流動(dòng)速度大于零 B. 管邊不夠光滑管邊不夠光滑 C. 流體具有粘性流體具有粘性答案：答案：C12.流體在管內(nèi)流動(dòng)時(shí)流體在管內(nèi)流動(dòng)時(shí),滯流內(nèi)層的厚度隨流速的增加而（滯流內(nèi)層的厚度隨流速的增加而（ ）。）。A. 變小變小 B. 變大變大 C. 不變不變答案：答案：A13.圓管的摩擦系數(shù)圓管的摩擦系數(shù)=64/Re的適用流型是（的適用流型是（ ）。）。A. 滯流滯流 B. 過渡流過渡流 C. 湍流湍流答案：答

5、案：A14.為使為使U形壓差計(jì)的靈敏度較高形壓差計(jì)的靈敏度較高,應(yīng)使指示液和被測(cè)流體的密度差（應(yīng)使指示液和被測(cè)流體的密度差（ ）。）。A. 偏大偏大 B. 偏小偏小 C. 越大越好越大越好答案：答案：B15.設(shè)備內(nèi)的真空度愈高設(shè)備內(nèi)的真空度愈高,即說明設(shè)備內(nèi)的絕對(duì)壓強(qiáng)（即說明設(shè)備內(nèi)的絕對(duì)壓強(qiáng)（ ）。）。A. 愈大愈大 B. 愈小愈小 C. 愈接近大氣壓、愈接近大氣壓、答案：答案：B16.在靜止的、連續(xù)的、同一液體中在靜止的、連續(xù)的、同一液體中,處于同一水平面上各點(diǎn)的壓強(qiáng)處于同一水平面上各點(diǎn)的壓強(qiáng) （ ） A. 均相等均相等 B. 不相等不相等 C. 不一定相等不一定相等答案：答案：A17.流體

6、在圓管內(nèi)作滯流流動(dòng)時(shí)流體在圓管內(nèi)作滯流流動(dòng)時(shí),阻力與流速的（阻力與流速的（ ）成比例）成比例,作完全湍流時(shí)作完全湍流時(shí),則阻力與流速的（則阻力與流速的（ ）成比例。）成比例。A. 平方平方 B. 五次方五次方 C. 一次方一次方答案：答案：C A18.流體在管內(nèi)作湍流流動(dòng)時(shí)流體在管內(nèi)作湍流流動(dòng)時(shí),滯流內(nèi)層的厚度隨雷諾數(shù)滯流內(nèi)層的厚度隨雷諾數(shù)Re的增大而（的增大而（ ）。）。 A. 增厚增厚 B. 減薄減薄 C. 不變不變答案：答案：B19.將管路上的閥門關(guān)小時(shí)將管路上的閥門關(guān)小時(shí),其阻力系數(shù)（其阻力系數(shù)（ ）。）。A. 變小變小 B. 變大變大 C. 不變不變答案：答案：B20. u2/2的物

7、理意義是表示流動(dòng)系統(tǒng)某截面處（的物理意義是表示流動(dòng)系統(tǒng)某截面處（ ）流體具有的動(dòng)能。）流體具有的動(dòng)能。 A. 1kg B. 1N C. 1m答案：答案：A21.流體流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生阻力的根本原因是流體流動(dòng)（流體流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生阻力的根本原因是流體流動(dòng)（ ）。）。 A. 遇到了障礙物；遇到了障礙物； B. 與管壁產(chǎn)生摩擦與管壁產(chǎn)生摩擦C. 產(chǎn)生了內(nèi)摩擦切向力產(chǎn)生了內(nèi)摩擦切向力答案：答案：C22.轉(zhuǎn)子流量計(jì)的設(shè)計(jì)原理是依據(jù)（轉(zhuǎn)子流量計(jì)的設(shè)計(jì)原理是依據(jù)（ ）。）。 A. 流動(dòng)的速度流動(dòng)的速度 B. 液體對(duì)轉(zhuǎn)子的浮力液體對(duì)轉(zhuǎn)子的浮力C. 流動(dòng)時(shí)在轉(zhuǎn)子的上、下端產(chǎn)生了壓強(qiáng)差。流動(dòng)時(shí)在轉(zhuǎn)子的上、下端產(chǎn)生了壓強(qiáng)差。答案

8、：答案：C 23.公式公式=64/Re僅適用于流體在（僅適用于流體在（ ）管內(nèi)作（）管內(nèi)作（ ）時(shí)應(yīng)用。）時(shí)應(yīng)用。 A. 湍流湍流 B. 滯流滯流 C. 各種流動(dòng)型態(tài)各種流動(dòng)型態(tài)D. 圓形圓形 E. 非圓形非圓形 答案：答案：D B24.轉(zhuǎn)子流量計(jì)的主要特點(diǎn)是（轉(zhuǎn)子流量計(jì)的主要特點(diǎn)是（ ）A. 恒截面、恒壓差恒截面、恒壓差 B. 變截面、變壓差變截面、變壓差 C.變截面、恒壓差變截面、恒壓差答案：答案：C三、判斷題：三、判斷題： 1.流體在園管內(nèi)作穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)流體在園管內(nèi)作穩(wěn)定流動(dòng)時(shí),其流速與管徑的一次方成反比。（其流速與管徑的一次方成反比。（ ）2.流體在園管內(nèi)的流動(dòng)阻力主要有沿程阻力和局部阻

9、力。（流體在園管內(nèi)的流動(dòng)阻力主要有沿程阻力和局部阻力。（ ）3.化工單元操作是一種物理操作化工單元操作是一種物理操作,只改變物質(zhì)的物理性質(zhì)而不改變其化學(xué)性質(zhì)。只改變物質(zhì)的物理性質(zhì)而不改變其化學(xué)性質(zhì)。4.在穩(wěn)態(tài)流動(dòng)過程中在穩(wěn)態(tài)流動(dòng)過程中,流體流經(jīng)各截面處的體積流量相等。流體流經(jīng)各截面處的體積流量相等。 （ ）5.當(dāng)輸送流體的管子的管徑一定時(shí)，增大流體的流量，則雷諾準(zhǔn)數(shù)減少。（當(dāng)輸送流體的管子的管徑一定時(shí)，增大流體的流量，則雷諾準(zhǔn)數(shù)減少。（ ）6.流體在等徑的管中作穩(wěn)態(tài)流動(dòng)時(shí)流體在等徑的管中作穩(wěn)態(tài)流動(dòng)時(shí),由于有摩擦阻力損失由于有摩擦阻力損失,因此流體的流速沿管長(zhǎng)而因此流體的流速沿管長(zhǎng)而逐漸變小。（

10、逐漸變小。（ ）7.當(dāng)流體充滿圓管作穩(wěn)態(tài)流動(dòng)時(shí)當(dāng)流體充滿圓管作穩(wěn)態(tài)流動(dòng)時(shí),單位時(shí)間通過任一截面的體積流量相等。單位時(shí)間通過任一截面的體積流量相等。8.流體作層流流動(dòng)時(shí)流體作層流流動(dòng)時(shí),摩擦系數(shù)摩擦系數(shù)只是只是Re的函數(shù)的函數(shù),而與管壁的粗糙度無關(guān)。（而與管壁的粗糙度無關(guān)。（ ）9.在相同的設(shè)備條件下在相同的設(shè)備條件下,密度越大密度越大,粘度越小的流體越易形成湍流狀態(tài)。（粘度越小的流體越易形成湍流狀態(tài)。（ ）10.牛頓粘性定律是：流體的粘度越大牛頓粘性定律是：流體的粘度越大,其流動(dòng)性就越差。其流動(dòng)性就越差。( ) 11.孔板流量計(jì)是文丘里流量計(jì)的改進(jìn)孔板流量計(jì)是文丘里流量計(jì)的改進(jìn),其壓頭損失比文

11、氏流量計(jì)小得多。其壓頭損失比文氏流量計(jì)小得多。12.為了提高壓強(qiáng)計(jì)的靈敏度以測(cè)量微小的壓強(qiáng)差為了提高壓強(qiáng)計(jì)的靈敏度以測(cè)量微小的壓強(qiáng)差,可采用微差壓強(qiáng)計(jì)。當(dāng)其中的可采用微差壓強(qiáng)計(jì)。當(dāng)其中的兩指示液密度相差越大時(shí)兩指示液密度相差越大時(shí),其靈敏度就越高。其靈敏度就越高。 （ ）13.經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)得出經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)得出,雷諾雷諾Re2000時(shí)時(shí),流型呈層流流型呈層流,這是采用國(guó)際單位制得出這是采用國(guó)際單位制得出的值的值,采用其他單位制應(yīng)有另外數(shù)值。采用其他單位制應(yīng)有另外數(shù)值。( ) 14.流體在管內(nèi)以湍流流動(dòng)時(shí)流體在管內(nèi)以湍流流動(dòng)時(shí),在近管壁處存在層流內(nèi)層在近管壁處存在層流內(nèi)層,其厚度隨其厚度隨Re的增

12、大而變的增大而變薄。薄。 （ ）15.表壓強(qiáng)就是流體的真實(shí)壓強(qiáng)。（表壓強(qiáng)就是流體的真實(shí)壓強(qiáng)。（ ）16.設(shè)備內(nèi)的真空度愈高表明絕對(duì)壓強(qiáng)愈大。（設(shè)備內(nèi)的真空度愈高表明絕對(duì)壓強(qiáng)愈大。（ ）17.一般情況下氣體的粘度隨溫度的升高而增大；液體的粘度隨溫度的升高而減小。一般情況下氣體的粘度隨溫度的升高而增大；液體的粘度隨溫度的升高而減小。（ ）18.用用U形管液柱壓差計(jì)測(cè)量流體壓強(qiáng)差時(shí)形管液柱壓差計(jì)測(cè)量流體壓強(qiáng)差時(shí),測(cè)壓管的管徑大小和長(zhǎng)短都會(huì)影響測(cè)測(cè)壓管的管徑大小和長(zhǎng)短都會(huì)影響測(cè)量的準(zhǔn)確性。（量的準(zhǔn)確性。（ ）19.流體在圓管內(nèi)流動(dòng)時(shí)流體在圓管內(nèi)流動(dòng)時(shí),管的中心處速度最大管的中心處速度最大,而管壁處速度

13、為零。（而管壁處速度為零。（ ）20.穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)穩(wěn)定流動(dòng)時(shí),流體的流速、壓強(qiáng)、密度等均不隨時(shí)間和位置而變。（流體的流速、壓強(qiáng)、密度等均不隨時(shí)間和位置而變。（ ）21.流體在管內(nèi)作穩(wěn)定湍流時(shí)流體在管內(nèi)作穩(wěn)定湍流時(shí),當(dāng)當(dāng)Re一定時(shí)一定時(shí),摩擦系數(shù)摩擦系數(shù)隨管子的相對(duì)粗糙度的增加而隨管子的相對(duì)粗糙度的增加而增大。（增大。（ ）22.柏努利方程中的柏努利方程中的P/（g）表示）表示1N重的流體在某截面處具有的靜壓能重的流體在某截面處具有的靜壓能,又為靜壓又為靜壓頭。（頭。（ ）23.流體阻力產(chǎn)生的根本原因是由于流體與壁面之間的摩擦引起的。（流體阻力產(chǎn)生的根本原因是由于流體與壁面之間的摩擦引起的。（ ）

14、24.液體在圓形管中作滯流流動(dòng)時(shí)液體在圓形管中作滯流流動(dòng)時(shí),其它條件不變其它條件不變,僅流速增加一倍僅流速增加一倍,則阻力損失增加一則阻力損失增加一倍（倍（ ）25.穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)穩(wěn)定流動(dòng)時(shí),液體流經(jīng)各截面的質(zhì)量流量相等；流經(jīng)各截面處的體積流量也相等液體流經(jīng)各截面的質(zhì)量流量相等；流經(jīng)各截面處的體積流量也相等（ ）26.理想流體流動(dòng)時(shí)理想流體流動(dòng)時(shí),無流動(dòng)阻力產(chǎn)生。（無流動(dòng)阻力產(chǎn)生。（ ）27.流體在水平管內(nèi)作穩(wěn)定連續(xù)流動(dòng)時(shí)流體在水平管內(nèi)作穩(wěn)定連續(xù)流動(dòng)時(shí),直徑小處直徑小處,流速增大；其靜壓強(qiáng)也會(huì)升高。流速增大；其靜壓強(qiáng)也會(huì)升高。（ ）28.在靜止的、處于同一水平面上的、各點(diǎn)液體的靜壓強(qiáng)都相等。（在靜

15、止的、處于同一水平面上的、各點(diǎn)液體的靜壓強(qiáng)都相等。（ ）29.實(shí)驗(yàn)證明實(shí)驗(yàn)證明,當(dāng)流體在管內(nèi)流動(dòng)達(dá)完全湍流時(shí)當(dāng)流體在管內(nèi)流動(dòng)達(dá)完全湍流時(shí),與雷諾數(shù)的大小無關(guān)。（與雷諾數(shù)的大小無關(guān)。（ ）用泵自敞口貯油池向敞口高位槽輸送礦物油，流量為用泵自敞口貯油池向敞口高位槽輸送礦物油，流量為38.4T/h,高高位槽中液面比油池中液面高位槽中液面比油池中液面高20m, 管路總長(zhǎng)管路總長(zhǎng)(包括閥門及管件的當(dāng)量包括閥門及管件的當(dāng)量長(zhǎng)度長(zhǎng)度) 430m,進(jìn)出口阻力不計(jì)。管徑為進(jìn)出口阻力不計(jì)。管徑為1084mm,若油在輸送若油在輸送溫度下的比重為溫度下的比重為0.96, 粘度為粘度為3430cp,求泵所需的實(shí)際功率求

16、泵所需的實(shí)際功率,設(shè)泵的設(shè)泵的效率效率=50%?！窘狻繉?duì)貯油池液面至高位槽液面列柏努利方程：He=Z+(l+le )/d(u2/2g)Z=20m l+le =430m d=108-24=100mm=0.1m u=Vs/0.785d2 =38400/36000.7850.12960 =1.415m/s Re=du/=0.11.415960/343010-3=39.62000 =64/Re=64/39.6=1.616 He=20+1.616(430/0.1) (1.4152/29.81)=729.2m N=QHeg/=38400729.29.81/(36000.51000)= 152.6kw用離心

17、泵經(jīng)用離心泵經(jīng)573.5mm的鋼管的鋼管, 將敞口貯槽內(nèi)的有機(jī)溶劑將敞口貯槽內(nèi)的有機(jī)溶劑(密度為密度為800kg/m3,粘度為粘度為20cp)輸送到反應(yīng)器中。設(shè)貯槽內(nèi)的液面離反應(yīng)輸送到反應(yīng)器中。設(shè)貯槽內(nèi)的液面離反應(yīng)器內(nèi)的液面高度保持器內(nèi)的液面高度保持16m，見附圖。已知鋼管總長(zhǎng)度，見附圖。已知鋼管總長(zhǎng)度(包括局部阻力當(dāng)包括局部阻力當(dāng)量長(zhǎng)度量長(zhǎng)度) 為為25m，反應(yīng)器內(nèi)的壓力恒定為，反應(yīng)器內(nèi)的壓力恒定為4kgf/cm2 (表壓表壓) ,有機(jī)溶有機(jī)溶液輸送量為液輸送量為6 m3/h,試確定泵提供的壓頭。試確定泵提供的壓頭。 【解】取敞口貯槽液面為1-1截面，反應(yīng)器內(nèi)液面為2-2截面，在1-1與2-

18、2截面間列柏努利方程，并以1-1截面為基準(zhǔn)面：gZ1+(u12/2) +(p1/)+We =gZ2+(u22/2)(p2/)+hf1-2We=(Z2-Z1)g+(u22-u12)/2+(p2-p1)/+hf1-2hf1-2 =(l+le )/d(u2/2) u=(6/3600)/(/4)0.052=0.8488m/s u1u20 Z1=0Re=du/=0.050.8488800/ (2 010-3) =1697.62000則=64/Re=64/1697.6=0.0377hf1-2 =0.0377(25/0.05)(0.84882/2)=6.7904J/kg 故We=169.81+498100/800+6.79=654J/kg在附圖所示的管路系統(tǒng)中，有一直徑為在附圖所示的管路系統(tǒng)中，有