p1 p2
；B. P1 P2
；C. h f 1 h f 2； D.
R1 R2
)
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. 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。
49 10 3 he E 2 20 5 9.81 E 2 98.06 710
(a)
仍以地面为基准水平面，各截面的压强均以表压计，且忽 略动能，列截面2－2与3－3的柏努利方程，求E2。
E 2 gZ3 p3

h f 2 3
98.07 10 4 37 9.81 60 710
流体流动习题
• 一、填空题 1. 某容器内的绝对压强为200 kPa，当地大气压为101.3 kPa，则表 压为____________. 2. 当20℃的甘油（密度为1261 kg/m3，粘度为3.0 cP），流经内径 为50 mm的圆形直管时，其平均流速为0.1m/s,其雷诺数为 ____________，流动形态为_____________，管中心处的最大流速 为________________。 3. 无粘性的流体，称为____________________流体。 4. 流体在流动过程中，由于速度的大小和方向发生变化而引起的阻力， 称为______________阻力。 5. 流体在管内作湍流流动时(不是阻力平方区)，其摩擦系数λ随 ___________ 和______________而变。 6. 流体在管内的流动进入充分湍流区时，其摩擦系数λ仅与 _______________有关。 7. 流体在圆管内作层流流动，如将速度增加一倍，则阻力为原来的 ____________倍,若为完全湍流，则阻力为原来的____________倍。
1804 J / kg
列截面2－2与4－4之间的柏努利方程求E
E 2 gZ 4 p4

h f 24
118 10 4 30 9.81 50 710
2006 J / k g
比较结果，当E2=2006 J/kg时才能保证输送任务。 将E2值代入式（a），得 he=2006－98.06=1908 J/kg
3 水 1000 kg m 3 空气 1.29 kg m 11. 如右图所示：已知：
R=51mm,则△p=_____ N m 2
,ξ=___（两测压点A.B间位差不计）
• 二 选择题 1. 以下方程中哪一个方程适用于可压缩流体?_________ A. ρu=常数 B. ρAu=常数 C.u1A1=u2A2 D.u1d12=u2d22 2. 所谓定态流动是指_____________。 A.理想流体的流动 B.服从牛顿粘性定律的流体流动 C.流体在流动过程中，其操作参数只是位置的函数，不随时间变化 3. 管路设计的正确思路应是___________。 A. 尽量选用低流速，以减少动力消耗费用（操作费用） B. 尽量选 用高流速，以减少管道费用（设备费用） C. 应选择适宜的流速，使设备费和操作费之和为最少 4.层流与湍流的本质区别是_____________。 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.层流无径向流动，而湍流有径 向流动
如图所示，假定流体为理想流体，d1>d2,其它条件相同，则u1_____u2。 A.大于； B.等于； C.小于 D.不确定；
h
d1 u1 d2
h
u2
如图示,空气以相同的流速分别通过水平放置和垂直放置的两根等径直管。已知
d1 d 2 ， L1 L2 ，U型差压计指示液相同。则( )。
A.
pC 1950 Pa
p s 2338 Pa
水在C点气化，1-2截面就不在连续，但1-C仍连续
在1―1与C―C截面间列柏努利方程
2 pS u u12 gZ1 gZ C h f 1 2 2 2
p1
h
f 1 2
l u B C d 2
2
u 2.71m/s 2 qv d u 2.13 10 -2 m 3 / s 4
（2）阀门下移，假设管内不气化，则
2.82 10 4 Pa
u 2 2.74m/s
pC gZ1 p1 9.06 Z 12.76 3.75 30.5
此处的压强大于水的饱和蒸汽压，所以正确
p1
gZ1 p1 9.06 Z 12 .76 3.75
BC段 p gZ1 p1 9.06 Z 12.76 3.75 0.5 B点处的压强最低 C2段，C处的压强最低 20℃的水的饱和蒸汽压
p B 1.06 10 5 Pa
（1）管路的流量为多少？管内最低压强为多少？
（2）若将阀门安装在距管路入口5 m处，闸门阻力系数仍为30， 管路的流量和管内最低压强有何变化？
解（1）在1―1与2―2截面间列柏努利方程
2 u12 p2 u 2 gZ1 gZ 2 h f 1 2 2 2
2=0 u1≈0,Z2=0
转子流量计的主要特点是( )。 A. 恒截面、恒压差； B. 变截面、变压差； C. 恒流速、恒压差； D. 变流速、恒压差。 层流底层越薄( )。 A. 近壁面速度梯度越小 ； B. 流动阻力越小 C. 流体流动阻力越大 ； D. 流体湍动程度越小
• 三 简答题
•
如图所示，液体分别从两容器中流出，液面保持不变， 排出管径相同。问：
孔板流量计的孔流系数Co，当Re数增大，其值（ ）。 A. 总在增大； B.先减小，当Re数增大到一定值时，Co保持为定值； C. 总是减小； D.不定。
在完全湍流区，流动摩擦阻力损失与（ ）成正比；在层流区，流动摩擦阻 力损失与（ ）成正比。 ①流速的一次方 ②流速的平方 ③流速的三次方 ④流速的五次方
• （1）图（a）中1-1和2-2截面的u1＞u2还是u1=u2？为 什么？
（2）图（a）、（b）中Z3＞ Z4, 其它条件不变，忽略阻力 损失，则出口处的速度u3与u4 哪个大？为什么？ （3）图（a）、（b）中 Z2=Z4 ，则u2 与u4 哪个大？为 什么？
四、计算题
如图所示的管路，高位槽内有温度为20℃的水，水深1 m并 维持不变，高位槽底部接一长为12 m，直径100 mm的垂直管， 在距管路入口1 m处安装一闸门阀，其阻力系数为30，若管内的 摩擦系数为0.02，试求：
h
f 1 2
l u2 B C d 2
2
2 gZ1 2 9.81 13 u2 2.74m/s l 12 1 B C 1 0.02 0.5 30 d 0.1
由于安装了阀门，在1―1与任一截面处列柏努利方程
• 5. 长度为a,宽度为b的矩形管道，其流动当量直径de等于 ____________。 A. 2ab/(a+b) B.ab/(a+b) C.ab/2(a+b) 6. 泊稷叶方程的应用条件是_______。 A.流体在直管内层流流动 B.流体在直管内湍流流动 C.流 体在管内层流流动 D.流体在管内湍流流动 7. 当流体的流道突然扩大时，其局部阻力系数为 _________; 当流体的流道突然缩小时，其局部阻力系数 为________。 A. 0.5 B. 1 C. 0.4 D. 0.6 8. 已知直圆管内流动阻力损失与流速的平方成正比，则其 流动形态为_________________。 A.层流 B.湍流 C.完全湍流
(a)
通过泵的质量流量为
10800 6400 Gs 4.78kg/s 3600
泵的有效功率为 Ne=hews=1908×4.78=9120W=9.12kW 泵的轴功率为
9.12 N 15.2kW 0.6
由于泵的轴功率是按所需能量较大的支管来计算的，当 油品从截面2―2到4―4的流量正好达到6400kg/h的要求时，油 品从截面2―2到3―3的流量在管路阀全开时便大于10800kg/h。 所以操作时要把泵到3－3截面的支管的调节阀关小到某一程 度，以提高这一支管的能量损失，使流量降到所要求的数值。
8. 流体流动的速度分布方程：u r 的使用条件是：（ ）；（
p (R 2 r 2 ) 4L
）；（
）。
9. 某液体的粘度为1.5 mPa s ，密度为 1500 kg
m3
，在内径为20mm的园管内作稳定层流流动时的最大流速为__________m/s。 10. 水由敞口恒液位的高位槽通过一管道流向压力恒定的反应器，当管道 上的阀门开度减小 后,水流过直管的摩擦系数____________，管道总阻力 , 损失____________。
Ne
解：在1―1与2―2截面间列柏努利方程，以地面为基准水平面
2 u12 p2 u 2 gZ1 he gZ 2 h f 1 2 2 2
p1
式中 Z1=5m p1=49×103Pa u1≈0 Z2、p2、u2均未知，Σhf1－2=20J/kg
设E为任一截面上三项机械能之和，则截面2―2 上的E2=gZ2+p2/ρ+u22/2代入柏努利方程得
qv

4
d 2 u 2.15 10 -2 m 3 / s
【例】 用泵输送密度为710kg/m3的油品，如附图所示，从贮 槽经泵出口后分为两路：一路送到A塔顶部，最大流量为 10800kg/h，塔内表压强为98.07×104Pa。另一路送到B塔中部， 最大流量为6400kg/h，塔内表压强为118×104Pa。贮槽C内液 面维持恒定，液面上方的表压强为49×103Pa。 现已估算出当管路上的阀门 全开，且流量达到规定的最大值 时油品流经各段管路的阻力损失 是：由截面1―1至2―2为201J/kg ；由截面2―2至3－3为60J/kg；由 截面2－2至4―4为50J/kg。油品在 管内流动时的动能很小，可以忽 略。各截面离地面的垂直距离见 本题附图。 已知泵的效率为60%，求此情况 下泵的轴功率。