一、单选题1.层流与湍流的本质区别是()。
DA 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 层流无径向脉动,而湍流有径向脉动。
2.以绝对零压作起点计算的压力,称为()。
AA 绝对压力;B 表压力;C 静压力;D 真空度。
3.当被测流体的()大于外界大气压力时,所用的测压仪表称为压力表。
DA 真空度;B 表压力;C 相对压力;D 绝对压力。
4.当被测流体的绝对压力()外界大气压力时,所用的测压仪表称为真空表。
BA 大于;B 小于;C 等于;D 近似于。
5. 流体在园管内流动时,管中心流速最大,若为湍流时,平均流速与管中心的最大流速的关系为()。
BA. Um=1/2Umax;B. Um=0.8Umax;C. Um=3/2Umax。
6. 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( )。
AA. 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。
7.层流底层越薄( )。
CA. 近壁面速度梯度越小;B. 流动阻力越小;C. 流动阻力越大;D. 流体湍动程度越小。
8.层流与湍流的本质区别是:( )。
DA. 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. 层流无径向脉动,而湍流有径向脉动。
9.在稳定流动系统中,水由粗管连续地流入细管,若粗管直径是细管的2倍,则细管流速是粗管的()倍。
CA. 2;B. 8;C. 4。
10.流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是()。
CA. 流动速度大于零;B. 管边不够光滑;C. 流体具有粘性。
11.水在园形直管中作滞流流动,流速不变,若管子直径增大一倍,则阻力损失为原来的()。
AA. 1/4;B. 1/2;C. 2倍。
12.柏努利方程式中的项表示单位质量流体所具有的()。
BA 位能;B 动能;C 静压能;D 有效功。
13.流体在管内作()流动时,其质点沿管轴作有规则的平行运动。
AA 层流;B 湍流;C 过渡流;D 漩涡流。
14.流体在管内作()流动时,其质点作不规则的杂乱运动。
BA 层流;B 湍流;C 过渡流;D 漩涡流。
15.在层流流动中,若流体的总流率不变,则规格相同的两根管子串联时的压降为并联时的倍。
CA. 2;B. 6;C. 4;D. 1。
二、填空题1. 雷诺准数的表达式为_____ Re=duρ/μ_____。
当密度ρ=1000kg.m,粘度μ=1厘泊的水,在内径为d=100mm,以流速为1m.s在管中流动时,其雷诺准数等于__10____,其流动类型为__湍流__。
2. 当地大气压为750mmHg时, 测得某体系的表压为100mmHg,则该体系的绝对压强为___ 850__mmHg, 真空度为_ -133402__Pa。
3. 某物的比重为0.879, 其密度为_879kg/m 3_, 其比容为_0.00114 m3/kg _。
4. 圆管中有常温下的水流动, 管内径d=100mm, 测得其中的质量流量为15.7kg./s, 其体积流量为_0.0157m3/s ,平均流速为_ 2.0m/s。
5. 当20℃的甘油(ρ=1261kg/m3, μ=1499厘泊)在内径为100mm的管内流动时, 若流速为1.0m/s时, 其雷诺准数Re为__84.1__, 其摩擦阻力系数λ为__0.761__。
6.某长方形截面的通风管道, 其截面尺寸为30×20mm,其当量直径de为__24mm__。
7.化工生产中,物料衡算的理论依据是_质量守恒定律_,热量衡算的理论基础是_能量守恒定律_。
8.理想流体在变径管路中作稳定的连续流动时,在管子直径缩小的地方,其静压力 _减少_。
9.套管由φ57×2.5mm和φ25×2.5mm的钢管组成,则环隙的流通截面积等于_1633 mm2,润湿周边等于_242 __ mm,当量直径等于_27 _ mm。
10.液柱压力计量是基于_流体静力学__原理的测压装置,用U形管压差计测压时,当一端与大气相通时,读数R表示的是___表压___或__真空度__。
11.米糠油在管中作流动,若流量不变, 管径不变,管长增加一倍,则摩擦阻力损失为原来的__2__倍。
12.米糠油在管中作层流流动,若流量不变,管长不变, 管径增加一倍,则摩擦阻力损失为原来的__1/16__倍。
13.当Re 为已知时,流体在圆形管内呈层流时的摩擦系数λ=__64/Re _,在管内呈湍流时,摩擦系数λ与___ Re __、___ε/d__有关。
14.粘度是衡量流体粘性的物理量,粘性是流体固有属性,它只有在流体内部具有相对运动时时表现出来。
液体的粘度随温度升高而__减小_,气体的粘度随温度的升高而_增大_。
15.某流体在圆形直管中作滞流流动时,其速度分布是_ 抛物线__型曲线,其管中心最大流速为平均流速的__2倍__倍。
16.流体在管内作完全湍流流动,其他不变,当速度提高到原来的2倍时,阻力损失是原来的( 4 )倍;若为层流流动,其他不变,当速度提高到原来的2倍时,阻力损失是原来的( 2 )倍。
17、若要减小流体在管道内的流动阻力,可采取哪些措施?答:大直径管道、少拐弯、缩短管路长度、少用管件18、用内径为158mm的钢管输送运动粘度为9.0×10-5m2/s。
若保持油品在管内作层流流动,则最大流速不能超过 1.8 m/s。
19、在流体阻力实验中,以水作为工质所测得的λ=(Re,e/d)关系式不适用于非牛顿型流体在直管中的流动。
三、思考题1.如本题附图所示,槽内水面维持不变,水从B、C两支管排出,各管段的直径、粗糙度阀门型号均相同,但>槽内水面与两支管出口的距离均相等,水在管内已达完全湍流状态。
试分析:(1)两阀门全开时,两支管的流量是否相等?(2)若把C支管的阀门关闭,这时B支管内水的流量有何改变?(3)当C支管的阀门关闭时,主管路A处的压强比两阀全开时是增加还是降低?答:(1)C 支管流动阻力大,管内流速及流量均小于B 支管。
(2)B 支管内水的流量增大(但小于两支管均全开时的流量和)。
(3)增加(主管能量损失及管内动能比原来减小)。
2.20℃的清水以一定流速从细管流入粗管(如本题附图所示),测得U 形管压差计读数为R 。
保持管内流动状况不变,将管路从水平放置改为垂直放置,U 形管压差计的读数将如何变化?并判断从1-1’截面到2-2’截面间的能量损失和动能转化为静压能哪项数值大?3.某液体分别在本题附图所示的三根管道中稳定流过,各管绝对粗糙度、管径均相同,上游截面1-1’的压强、流速也相等。
问:(1)在三种情况中,下游截面2-2’的流速是否相等? (2)在三种情况中,下游截面2-2’的压强是否相等?如果不等,指出哪一种情况的数值最大,哪一种情况中的数值最小?其理由何在?4.水由高位槽流入贮水池,若水管总长(包括局部阻力的当量长度在内)缩短25%,而高位槽水面与贮水池水面的位差保持不变,假定流体完全湍流流动(即流动在阻力平方区)不变,则水的流量变为原来的 A 。
A .1.155倍B .1.165倍C .1.175倍D .1.185倍解:由 f h u p gz u p gz ∑+++=++2222222111ρρ 得 21f f h h ∑=∑ 所以 ()()2222222111u d l l u d l l e e ⋅+⋅=⋅+⋅λλ 又由完全湍流流动得 ⎪⎭⎫⎝⎛=d f ελ 所以 ()()222211u l l u l l e e ⋅+=⋅+而 24d u uA V π⋅==所以()()1547.175.01211212==++==e e l l l l u u V V5.如图表明,管中的水处于 ③P 1=0.12Kgf/m 2 ①静止②向上流动③向下流动④不一定 1 1P 2=0.12Kgf/m 22 2三、计算题1. 在图示装置中,水管直径为Φ57×3.5 mm 。
当阀门全闭时,压力表读数为0.3大气压, 而在阀门开启后,压力表读数降至0.2大气压。
设管路入口至压力表处的压头损失为 0.5 mH 2O ,求水的流量为若干m 3/h ? 解:阀门全闭时,由 P 2 =ρgH ,H = 0.3×1.013×105/(1000×9.81)= 3.1 m 即水槽液面距阀门中心线的高度为3.1 m 。
阀门开启时,以水槽液面为上游截面1-1',压力表处为下游截面2-2',管路中心线为基准水平面。
在两截面间列柏努利方程式Z 1 = H = 3 m ,Z 2 = 0,P 1 = 0,P 2 = 0.2×1.013×105Pa ,u 1≈0,Σhf/g = 0.5 mH 2O 代入上式3.1 = 0.2×1.013×105/(1000×9.81)+ /(2×9.81)+ 0.5解得 u 2 = 3.24 m/sVh =(π/4)d 2u ×3600 = 22.9 m 3/h2.一敞口高位水槽A 中水流经一喉径为14mm 的文丘里管,将浓碱液槽B 中的碱液(密度为1400 kg/3m )抽吸入管内混合成稀碱液送入C 槽,各部分标高如附图所示;输水管规格为φ57×3mm ,自A 至文丘里喉部M 处管路总长(包括所有局部阻力损失的当量长度在内)为20m ,摩擦系数可取0.025。
(1) 当水流量为8m 3/h 时,试计算文丘里喉部M 处的真空度为多少mmHg ; (2) 判断槽的浓碱液能否被抽吸入文丘里内(说明判断依据)。
如果能被吸入,吸入量的大小与哪些因素有关?解:(1)在A-A ′与M-M ′截面间列柏努利方程,并以喉管中心线为基准面:M A f M M M A A A W pu g z p u g z -∑+++=++,12122121ρρ 其中: m z A 8=;0=A p (表压);0≈A u ;0=M z 喉部流速 s m d V u M S M /44.14014.0785.03600/8785.022=⨯==管内流速 s m d V u S /09.1051.0785.03600/8785.022=⨯==阻力 kg J u d l l W e MA f /82.5209.1051.020025.02)(22,==∑+=∑-λ代入柏努利方程,并简化: M A f M M A W p u g z -∑++=,1221ρ 82.51000244.1481.982++=⨯M p解得 (真空度)(表压)=Pa Pa p M 441016.31016.3⨯⨯-= (2)文丘里喉管处的位能与静压能之和:J/kg 5.6481.95.114001016.3103.101432=⨯+⨯-⨯=+-g z p M Mρ 碱液槽B 截面处的位能与静压能之和:J/kg 36.721400103.10132=⨯=+g z p B Bρ 所以g z p g z p M MB B+>+22ρρ也即碱液能被抽吸入文丘里管内。