流體力學(xué)試卷4份含解答

重慶大學(xué)《流體輸配》課程試題（B卷一 枝 環(huán) ？分別畫一

有什么主要區(qū)別？（10分）枝 和一個環(huán)

八、某空調(diào)冷凍水的循環(huán)水泵轉(zhuǎn)速2900

min（10分二、建筑豎向液體輸配為什么要豎向分區(qū)？1（5分

2.2KW流量（m3流量（m3h揚(yáng)程（m

Rml

15

h的計算公式可能會不相同？（5分四簡述均勻送風(fēng)管道設(shè)計的原理和主要步驟（10分）五、影響建筑排水 的排水能力的主要因素有哪

18.5m

7.5

h（10分點是什么？（10分）七、寫出比轉(zhuǎn)數(shù)ns的數(shù)學(xué)表達(dá)式。比轉(zhuǎn)數(shù)ns

可將流量調(diào)節(jié)到7.5m3h（20分段設(shè)計流量段設(shè)計流量（m3h設(shè)計流速（ms668計算阻力（pa各設(shè)計風(fēng)量能否實現(xiàn)？若運行時，測得1#4000

h，2#、3#排風(fēng)口的風(fēng)量1#排風(fēng)口的風(fēng)量，應(yīng)怎樣調(diào)（20分管1—2—4—3—5—7—環(huán)狀：起點和終點重合，構(gòu)成閉合回路，2；《流體輸配》課程試題（B卷）參考答一、枝狀：有起點和終點、主管和支管，如1；

枝 ：系統(tǒng)簡單，運行管理方便， 備性差，某處發(fā)生故障時，該點后面部分將受影響而不能正常工環(huán)狀：系統(tǒng)比較復(fù)雜，后備性好；二、建筑高度大，底層管道中的靜水壓力較大為了克服靜水壓力過大的弊病，保證正常運行和設(shè)備可靠性，對建筑豎向流體輸配進(jìn)行分區(qū)。以建筑給水為例，豎向按串聯(lián)式分為高、中、低三區(qū),如圖3。1、2、3分別向低、中、高三區(qū)供水，各區(qū)中的靜水壓力產(chǎn)生水錘的性減小，水流噪音小，運行穩(wěn)

三、公式PmlRml的使用條件為：特性（如：管d從流體力學(xué)知識知：是雷諾數(shù)和相對粗糙度的d

fReK，在不同的流態(tài)下的算式不同實際工程中各種流體輸配的流態(tài)有明顯差別雷諾數(shù)范圍不相同造成了不同Pq22Pd22處斷2—33Pq3Pq33Pd33處其余類推，參照步驟c~d

五、影響建筑排水排水能力的主要因素有徑過水?dāng)嗝媾c管道斷面之比、壁粗糙度。要提高其排水能力，應(yīng)想法穩(wěn)定排水立短中的壓力，減小其壓力波動?？蓮囊韵聝煞矫嫒胧郑毫⒐苌细粢欢ň嚯x（5層）立管與橫支管連接處采用形成水舌面積六、氣固兩相流體的水力特征a.中流動介質(zhì)為物料與空氣形成的兩相流

料氣比1項。3P1 七、nnQ2n3P1

節(jié)；d.ⅡAⅡAⅠ003圖中Ⅰ為水泵性能曲線；Ⅱ為特性曲線；交叉點A

N與轉(zhuǎn)速n成三次n減小后，水泵功率下降非常明顯；調(diào)節(jié)閥門開度則增加了額外的壓力損失，水采用進(jìn)口導(dǎo)流器調(diào)節(jié)，使進(jìn)水產(chǎn)生預(yù)旋，會降低水泵的性能，增加進(jìn)口損失，不如變速調(diào)節(jié)的節(jié)能效果好；采用切削葉輪的方法調(diào)節(jié)，雖然達(dá)到改變水泵性能曲線的目的，但水泵的效率已下降，其節(jié)能效果不及轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。（1）最不利環(huán)路選擇為：1—4—5—6—7—8

性曲線（可關(guān)小閥門）

p 10%p1.1610670pa15000

h10%

7348

h，3#5523m3h選用風(fēng)機(jī)風(fēng)量Q1.1m3h

(3)1#風(fēng)口的排風(fēng)量，可以提高風(fēng)2—42—4當(dāng)1#4000m3

3—5p14180pa；因為管段1—4與管段2—4p24180pa從而，對管段2—4有： 60002120

1#排風(fēng)口風(fēng)（2#排風(fēng)口風(fēng)量也同時增加時關(guān)小 2180；計算可得 Q算得到p4564pa

48

hp35244從而，同理可計算得到 5523綜上，當(dāng)1風(fēng)口風(fēng)量為4000

hh2、重慶大學(xué)《流體輸配》課程試題（A卷）一開式？閉式？各舉兩例（5、泵揚(yáng)程是否相同？為什么？（5分）三、為什么供暖空調(diào)冷熱水要設(shè)排氣裝置？排氣裝置設(shè)在什么地方？為什么建筑給水不設(shè)排氣裝置？（5分）

四、什么說管內(nèi)流速是流體輸配設(shè)計和運行的重（10分五、確定圖中的最不利環(huán)路（5分（10分八、3全壓（pa （m3h12820m3h六、泵與風(fēng)機(jī)的理論揚(yáng)程方程為：

33（15分 1 u

u1T

請回答在什么條

的主要區(qū)別是什么？（15分（10分

1g

vu

高轉(zhuǎn)速后有哪些利弊？（10分）十一、為什么風(fēng)機(jī)與彎頭連接會使風(fēng)機(jī)性能下降？（6分）十二、圖中閥A、B、C分別關(guān)小后，流量（14分《流體輸配》課程試題（A卷）參考答案一、開式——與大氣直接相通的，如；建筑給排水、冷卻水；閉式——不與大氣直接相通的，如：空調(diào)冷凍水、熱水采暖；式，給水系統(tǒng)是開式。開式水泵揚(yáng)程應(yīng)包差，而閉式水泵揚(yáng)程不含次項。，三、供暖空調(diào)冷熱水中通常會有少量氣體（空氣）至產(chǎn)生氣塞，影響的正常運行，加快的腐置設(shè)在系統(tǒng)的最高處。建筑給水是開式， ，

給水不需要設(shè)排氣裝置管內(nèi)流體種類不同流體的流速范圍不同， 運行可靠性流速的選定與阻力、噪聲都有五、最不利環(huán)路：通風(fēng)：1—2—3—4—71—2—5—6—燃 ：a—b—e—f—

測轉(zhuǎn)速n。試驗步驟：六、當(dāng)進(jìn)口切向分速度

v1Tcos10

1g

vu

0P1Pst1N、n的設(shè)計時，使進(jìn)口絕對速度v1與圓周速度u1之間工1角900時，可以獲得最大的理論揚(yáng)程，此時流體按1的微壓計

（干球溫度和大氣壓力單臺流量并聯(lián)流量

3600m3/h；1200m3/h3九、流體輸配進(jìn)行水力計算的原因：根據(jù)設(shè)計要求的流量分配，通過水力計算，確定各管段的管徑或斷面尺寸，計算出各管段阻力，求得的特性曲線，為動力設(shè)備的選定作準(zhǔn)備。同時，通過水力計算也可以提高運行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。水力計算的主要步驟有（1）繪制軸側(cè)圖，（2）（3）（4）0A 800010000（5）0A 800010000

33

D2 n 2 D'' 阻力平衡計算 ，其不平衡率要求也不盡相同D''

Dn

2 （2）不 （3）

p 'D'

n'

2 （4） 對單位長度比摩阻要

N

D2'D'

nn'

2 P

22P2

彎頭使風(fēng)機(jī)流場不均，葉輪內(nèi)流動有渦旋產(chǎn)生，并且氣流未按徑向流入（流出）

2 ，此時 方程，風(fēng)機(jī)揚(yáng)程將不可能達(dá)到（2）不同點：①各 十二、閥門A關(guān)小后 總阻抗增大，水泵揚(yáng)程

②具體型式、布置方式等不同③各 力減小，Q1～Q4

閥門B關(guān)小后，總阻抗增大，因此總流量減小

③各 特性曲線都可以表示成ΔP=SQ2+P Q1、Q3Q4Q2

的節(jié)流而減少，其減少量大于Q1、Q3Q4才能使QCQ

④不 Q1、Q2資用壓力增大，而Q3、Q4資用壓力降低，故Q11- 與閉 、枝 Q2增大，Q3、Q4減少，并且Q3、Q4減少量大于Q1、Q2增答：開式 加量，才能使Q1-

體水泵需要克服高度引起的靜水壓頭，耗能較多。開式液體管

250C:

273.15201.2041.184Kg/枝

31.2251.1840.04Kg/ 環(huán)

31.2041.1450.059Kg/ 2-1某工程中的空調(diào)送風(fēng)，在計算時可否忽略位壓的作用？為

9.8070.04131.29.8070.05931.7

150C:350C:

273.15201.2041.225Kg/273.15201.2041.145Kg/

100～300Pa是整個建筑高度，此時H可達(dá)50米以上。這種情況送風(fēng)位壓應(yīng)該考2-22-22-2

通風(fēng)井內(nèi)空氣向動，削弱了機(jī)械動力風(fēng)速不明顯，感覺舒適；夜晚陽臺區(qū)溫度低于居室內(nèi)溫度，空氣流量分配，計算確定各管段管徑（或斷面尺寸），確定各管段阻 定動力設(shè)備（風(fēng)機(jī)、水泵等）的型號和動力消耗（設(shè)計計算）；如圖2-3是某建筑衛(wèi)生間通風(fēng)示意圖。試分析冬夏季機(jī)者是根據(jù)已定的動力設(shè)備，確定保證流量分配要求的尺寸規(guī)格（校核計算）；或者是根據(jù)已定的動力情況和已定的尺寸， “所有的并聯(lián)管路阻力都應(yīng)相等”這種說法不對。在考 重力作用和機(jī)械動力同時作用的中，兩并聯(lián)管路的流動資用行？“所 壓力，這種情況下并聯(lián)管路阻力不相等，其差值為重力作用在該答：流體輸配對所輸送的流體在數(shù)量上要滿足一定的流聯(lián)管的作用差分配要求。中并聯(lián)管段在資用動力相等時，流動阻力也必然2-9比較假定流速法壓損平均法和靜壓復(fù)得法的特點和適用情況等。為了保證各管段達(dá)到設(shè)計預(yù)期要求的流量，水力計算中應(yīng)使 答：假定流速法的特點是先按照合理的技術(shù)經(jīng)濟(jì)要求，預(yù)先管段計算阻力相差太大實際運行時并聯(lián)管段會自動平衡阻力通常將所選的管段尺寸按照管道規(guī)格選用后，再結(jié)合流量反算此時并聯(lián)管段的實際流量偏離設(shè)計流量也很大，達(dá)不到設(shè)計管段內(nèi)實際流速；根據(jù)實際流速（或流量）和管段尺寸，可以計算 各管段實際流動阻力，進(jìn)而可確定特性曲線，選定與相對并聯(lián)管路進(jìn)行阻力平衡當(dāng)采用假定流速法進(jìn)行水力計算時配的動力設(shè)備。假定流速法適用于的設(shè)計計算，通常已知 其計算阻力和最不利環(huán)的資用壓力進(jìn)行比較。當(dāng)計算阻力差 壓損平均法的特點是根據(jù)（管段）已知的作用壓力（資過要求值時，通常采用調(diào)整并聯(lián)支路管徑或在并聯(lián)支增設(shè)調(diào)壓力），按所計算的管段長度，將該資用壓力平均分配到計算管段可以采用壓損平均法進(jìn)行：根據(jù)最不利環(huán)的資用壓力，確定路的阻力平衡計算，容易使并聯(lián)管路滿足阻力平衡要求。也可以用 法在環(huán)狀水力計算中也常常應(yīng)用靜壓復(fù)得法的特點是通過改變管段斷面規(guī)格，通常是降低管 (977.81-3-1計算例題3-1tg=95℃，

(971.83-3-33-3PPhPfP1，△Ph、△PfP3-(977.81-(977.81-

第四對室外熱

而室 60~80%3-6分析管內(nèi)流速取值

因素相關(guān) 4- 4-

空調(diào)凝水管內(nèi)速較排內(nèi)流水汽同向④在兩逆向的況下，低蒸汽速；⑤在散器大； 上裝自動氣閥利于凝排凈下次啟時不生水擊汽4-6汽液兩相流的基本水力特征是什么？

避免凝水流入立管；⑧為保證管正常運行，還需適當(dāng)考慮變形4- 水力計算主要步驟：（1）確定最不利環(huán)路；（2）管段，統(tǒng)計管路的管徑無限大，流速無限小，流動阻力為零。 （5水泵， 等 4- 定料氣比

P

4-

大i 之和，即

P

PGi；環(huán)路由風(fēng)機(jī)、水泵等壓力源提供的全壓為：

答：最不利環(huán)路是流體流動阻力最大的環(huán)路，或理解成實現(xiàn)設(shè)計流現(xiàn)總體的壓損平衡（流量分配要求）。任一環(huán)路與最不利環(huán)路 可忽略4-21如何計算獨用管路的資用壓力？獨用管路的壓損平衡和并聯(lián)Gi但不能一概視之，如在重力作用P 0Gii的流動阻力△P1。（b）計算獨用管路的資用動力P ii iPPi i 道斷面尺寸）的調(diào)變管內(nèi)流速，使獨用管路在要求的流量下確定該管段的斷面尺寸。（8）4-22簡述枝狀水力計算通用方法答：枝狀都可以按以下步驟進(jìn)行水力計算

應(yīng)注意不同流體的枝狀水力計算的主要區(qū)別在于比摩阻的計算繪 若是開式，進(jìn)行虛擬閉合

（）5-5HT=f1(Qr)，NT=f2(QT)，5-3方程的理論依據(jù)和基本假定是什么？實際的泵與風(fēng)機(jī)不能型？動答：方程的理論依據(jù)是動量矩定理，即質(zhì)點系對某一轉(zhuǎn)軸的動 宜何宜何下5-6NT-QT5-11離心式泵或風(fēng)機(jī)相似的條件是什么？ 5-13２）無因次的QP、QN、Q-性能曲線與Q-P、Q-N、Q-性能曲線趨勢相似。帶拖動，測得Q0.0735m3sH14.65mn1450r/min,試求此時泵的工作參數(shù)為多少？流量

/.0n

3/ 1450揚(yáng)程H/H )2 1420 1450功率N/N )3 效率

1420gQ//H

N 5-25在n2000rmin0.17 104, 5-24Q0.0735m3sH14.65m

vr2A

3.622m/QD Q

流量(2)3

1.02m3/s

1480

u2 2

27.897m/D H/H2)2

)210422

)2

vuvr 27.897 tan

21.624m/D

NN2)5

)318425n

)3

g

27.897

效率

0.171039.807104

0.942

HTkHT0.7761.516-2廣 2 D=360mm,A=0.023m2,葉輪出口安裝角22=30°，試作出口速度三角形。假設(shè)vu10HT。設(shè)渦流修正系數(shù)k=0.77,HT為多少？（提示：

答廣義特性曲線與狹義特性曲線分別如圖6-1所示。Pst0y，，先求出口絕對速度的徑向分速vr2 流作狀態(tài)點。將泵或風(fēng)機(jī)實際性能曲線中的Q-H（或Q-P）曲線，動提供能。動所需量的另部分用克流體沿其所接入系的性曲線用相同比尺、相同單動產(chǎn)生的力，與量的平成正比當(dāng)泵或機(jī)工況沿廣位繪在同直角坐圖上，條曲線交點，為泵（風(fēng)機(jī)在性曲變化（如節(jié)泵風(fēng)機(jī)的速不改變特性曲線該系中的運工況如圖6（曲線I為風(fēng)機(jī)的-P工況點之不滿足或風(fēng)機(jī)相似律而具有義特性曲曲線曲線II為性曲線A點為風(fēng)的工況在這一點上，流所需的部能量流體沿流動生阻力，與泵或風(fēng)機(jī)工作流即為中通過流量，提的壓頭與的平方成比，當(dāng)或風(fēng)機(jī)工況沿 特性線化時遵守通過該流時所需壓頭相。

6-6泵或風(fēng)機(jī)的穩(wěn)定工作區(qū)？如何才能讓泵或風(fēng)機(jī)在穩(wěn)定工機(jī)與 連接6-7試解釋喘振現(xiàn)象及其防治措施 6-8

答：水泵工作時，葉片背面靠近吸處的壓力達(dá)到最低值（用能性越大。為避免發(fā)生氣穴和氣蝕現(xiàn)象，必須保證水泵內(nèi)壓力最低示），（）象，形成的汽泡中充滿蒸汽和逸出的氣體。汽泡隨流體進(jìn)入葉輪中6-9向汽泡中，在汽閉合區(qū)產(chǎn)生局部錘象，其瞬答若水力最低低于被送液體作溫下的氣化力，這現(xiàn)象稱氣穴在穴區(qū)（般在葉進(jìn)口的壁面對水泵的壓力直接影，為避發(fā)生氣現(xiàn)，需要考水 的側(cè)壁與底之間產(chǎn)生電位差，引起電化腐蝕，使裂縫加寬。最后，供熱、鍋爐給水和蒸汽的凝結(jié)水等系統(tǒng)），對應(yīng)溫度

HPvPo[h] PP

式中， 規(guī)定的必須氣蝕余量[△h]（

P v

hHsa

vv[Hss][Hs]1

答：可根據(jù)各管段的計算阻力和計算流量，利用公式SPvh

Q 失 各個管段的阻抗，然后按照串聯(lián)管段總阻抗Sch

水泵實際安裝高度Hss應(yīng)遵守Hss<[Hss]

Sb(i

12

的總阻抗S，同時根據(jù) )情況求出Pst，進(jìn)而確定 )何確定 聯(lián)合運行時每一臺水泵（或風(fēng)機(jī)）的運行工況點，獲得它們各自的數(shù)的變化關(guān)系。當(dāng)中的泵（或風(fēng)機(jī)）NQP

H(170126)0.811.9146.72

6-20如習(xí)題圖6-1所示的泵裝置從 6-

N

98092.190.0251020.80

27.686-21有一水泵裝置的已知條件如下：Q＝0.12m3/sD＝H(HM2ZM2)(HM1ZM1式中HM1、HM2分別為壓力表讀數(shù)折液柱高度的壓力。

102m，水面為大氣壓。吸入管段阻力為0.79m。試求：泵軸的標(biāo)高最高為多少？如此泵裝在地區(qū)，海拔高度為1800m，泵的安裝102m，HM

10.24104104.49

HM

1.2410412.65

HHM

ZM

H

HM

H

ZM

Z

=吸水管的平均速度v

2.44m/

4

4 v s][Hs]1hs

4.55

0.79

若安裝在地區(qū)，則ha=8.67m，

v 4

4

v

v s

[Hs

0.79

[Hss [Hs]1

2

0.4 氣蝕現(xiàn)象HPvPo[h]

m

7-1按

P0PP

7-5調(diào)節(jié)閥的工作流量特性？在串聯(lián)管道中，怎樣才能使調(diào)P

G=0Pq=0 1 PP,SQ2S 1 S(S2S2

7-10水力失調(diào)？怎樣克服水力失調(diào)力失調(diào)的原因主要是：1） 的7-2液體的水壓圖？簡述繪制水壓圖的基本步驟。 的

要克 度 化（ 7-16如習(xí)題圖7-5所示的，在設(shè)計流量Q=Q=Q=240m3/h（3）如果控制水泵的壓差恒定（P-P=50mHO）來控制