流体流动习题
1. 雷诺准数的表达式为 _________ 。
当密度p = 1000kg/m3,粘度卩=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 ________________ ,其流动类型为_____ . 答案：Re=d u p /卩;105 ; 湍流
2. 某流体在圆管中呈层流流动，今用皮托管测得管中心的最大流速为2m/s，此时管内的平
均流速为 _________ .答案：1m/s
3. 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11.8kg/s/,其体积
流量为 ______ .平均流速为________ .答案：0.0118m3/s ; 1.5m/s
4. 管出口的局部阻力系数等于_1.0—,管入口的局部阻力系数等于__0.5__.
5. 流体在园直管内流动，当Re>4000时的流型称为______ , 其平均速度与最大流速的
关系为 _____ ,而Re< 2000的流型称为_______ ,平均速度与最大流速的关系为_______ 。
答案：湍流； ~ 0.8umax; 层流； =0.5 umax
6. 某设备上，真空度的读数为80mmHg其绝压= ____ m H2O= ____ Pa.（该地区的大气压
为720mmHg）答案：8.7mH2O ; 8.53 x 104pa
7. 应用柏努利方程所选取的截面所必须具备的条件是____________________ 。
&流体静压强P的作用方向为（B ）
A. 指向受压面
B.垂直指向受压面
C.垂直受压面
D.平行受压面
9. 层流与湍流的本质区别是（D ）
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. 层流无径向脉动，而湍流有径向脉动。
10. 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（C ）倍
A. 2
B. 8
C. 4
11. 某液体在一等径直管中作稳态流动，若体积流量不变，管内径减小为原来的一半，假定管内的相对粗糙度不变，则层流时，流动阻力变为原来的（ C ）
l_ u264 l_ ul 一32%
h f
d 2 业 d 2 ;?d2
业=u^ = 6 1鱼I虫4冷可6 h f 1 U1d2 d2 d2 d2
12. 如图所示，三个容器A、B、C内均装有水，容器C 敞口。
密闭容器A B间的液面高度差为z1=1m,容器 B C间的液面高
度差为z2=2m,两U形管下部液体均为水银，其密度；
0=13600kg/m3，高度差分别为R=0.2m, H=0.1m,试求：容器
A、B上方压力表读数pA、pB的大小。
解:如图所示F选取面1-1\ 2-2\
显然面1-1\ 2-2'均为等压曲.厢
例1-1附图
A =P{^ Pi = Pi
再根拗靜力学原理，牌：
P S- Pa - P妙- Pg®+ "）
二13600x9,81 x 0.1-1000x9,81（2 + 0.1）
=-7259Pa
容器R上方真空表读载为72559P H
根据p】-p『及靜力学嫌埋，得;
H （表）+堺R = 表）十如i +P^
几（表）=丹｛表）+他（可~^）+P9S R
=-7250+1000^9 Sl（l-0 214-H600Q S1 K0 J
■=2.727x1（HPa
13. 用离心泵经$ 57x 3.5mm的钢管,将敞口贮槽内
3
的有机溶剂（密度为800kg/m ,粘度为20cp）输送到反应
器中。
设贮槽内的液面离反应器内的液面高度Z保持20m
见附图。
已知钢管总长度（包括局部阻
力当量长度）为25m，反应器内的压力恒定为4kgf/cm 2
（表压），有机溶液输送量为6n i/h，泵的
效率为60%试确定泵提供的轴功率。
【解】取敞口贮槽液面为1-1截面，反应器内液面为2-2截面，在1-1与2-2截面间列柏努利方
程，并以1-1截面为基准面：
2 2
gZ 1+(u 1 /2)+(p 1/ p )+W=gZ+(u 2 /2)(p 2/ p )+ 工hf 1-2
W=(Z 2-ZJg+[(u 22-u 12)/2]+[(p 2-p 1)/ p ]+ 工hG
工hf 1-2 =入[(l+le )/d](u 2/2)
2
u=(6/3600)/[( n /4) x 0.05 ]=0.8488m/s
U1~ U2~ 0 Z 1=0
3
Re=du p / 卩=0.05 x 0.8488 x 800/(20 x 10-)
=1697.6<2000
则入=64/Re=64/1697.6=0.0377
2
工hf 1-2 =0.0377 x (25/0.05) x (0.8488 /2)=6.7904/.kg
故W=(20-0) x 9.807+4 x 9.807 x 104/800+6.7904
=693.5J/kg
N=Q p W/n = 1.541kw
化简 11.05u j 7.03u ； =98.1
又由连续性方程： 2 38 2
U 2 = (
) U 1 =( ) U 1 =1.41u [
d/ 32
代入上式：
11.05u 12 7.03 1.412uf =98.1
解
得：
u 1 =1.98m/s
流
量：
‘2
2 -
3 3 3
q v
d-2u 1 =0.785 0.0382 1.98 = 2.244 10 m 3
/s 二8.08m 3
/h 4
(2)当 BD, BC 支路阀均全开时：
C ，
D 出口状态完全相同，分支管路形如并联管路,
，-WfBC = 'WfBD
14.如附图所示，高位槽中水分别从 BC 与BD 两
支路排出，其中水面维持恒定。
高位槽液面与两 支管出口间的距离为 10m°AB 管段的内径为38mm 、 长为28m;BC 与BD 支管的内径相同，均为32mm ， 长度分别为12m 、 15m (以上各长度均包括管件 及阀门全开时的当量长度)。
各段摩擦系数均可取 为0.03。
试求： C D
附图
(1) BC 支路阀门全关而BD 支路阀门全开时的流量； (2) BC 支路与BD 支路阀门均全开时各支路的流量及总流量。
解: (1)在高位槽液面与 BD 管出口外侧列柏努利方程：
P 1
1 2
P 2 1 2
- 一.“g
2"
.. Z 2g 2 u 2
iWf
简化:=zg = TWfABD
. 2
l AB ■ A --------
d 1 2
. 2
.n l BD u 2
十扎
ZW fABD = ^WfAB ■ ZWfBD
d 2 2 10 9.81 =0.03 28
0.038 2
u 1 —0.03 2
15 u 2 ______ x __ 0.0 3 2 2
l BC U3 l BD U2
■dTT =，dTT
2 2
.12U3 =15U2
.U3 =1.118U2 ⑴又- 0/2 q V3
2 2 2
d-\比d2u2 d3u3
4 4 4
2 2 2 2
382" =322u2322u3 = 322 2.118u2
u i =1.502u2 (2)在高位槽液面与BD出口列柏努利方程：
L Zg = ^W f = .'.W fAB ' _W fBD
11.05u2 7.03u2 =98.1
将（2）代入（3）式中:
解得：
2 2 2
11.05 1.502 u2 7.0仏=98.1
u2 =1.752m/s u1 =2.63m/s u3 =1.96m/s
流里：
二 2 2 3 3 3 q V1=0.785 0.0382 2.63 = 2.98 10 m3/s =10.73m3/h 4
i 2 2 —2 3 3 q V2d；u2 =0.785 0.0322 1.752 =1.408 10 m3/^5.07m3/h 4
q v3 dfu3 =0.785 0.0322 1.96 =1.576 10 m3 /s =5.67m3/h
4
10 9.81 =0.03
28
0.038 2
2
虫0.03
15 2
u2
0.032 2。