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化工原理--流体力学习题及答案课件.doc

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。

1. 雷诺准数的表达式为_____ Re=d uρ/ 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 , 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 m 3/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_。

29. 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 mm,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 ×10-5 m2/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gz1p12u12gz2p22u22hf得h f 1 h f 22l l ue11所以1 2d 2l le 2u 22 d 2又由完全湍流流动得fd所以l le21 u l l u21 e222而V uA u d4V u l l 12 2 1e所以 1 .1547V u l l 0.751 1 e25.如图表明,管中的水处于③2P1=0.12Kgf/m ①静止②向上流动③向下流动④不一定 1 12P2=0.12Kgf/m2 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m3/h ?3/h ?解:阀门全闭时,由P 2 =ρg H,H = 0.3 ×1.013 ×105 / (1000×9.81 )= 3.1 m5 / (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 ,Z2 = 0 ,P1 = 0 ,P2 = 0.2 ×1.013 ×10 1≈0,Σhf/g = 0.5 mH5 Pa,u5 Pa,u2O 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 )d3/h 2 u×3600 = 22.9 m2 u×3600 = 22.9 m2. 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/ m )抽吸入3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8m3/h 时,试计算文丘里喉部M处的真空度为多少mmH;g(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?A8mM1.5mB1mC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:z1 p 1 p2 2A MA g u z g u WA M M2 21 1f , A M其中:z A 8m ;p A 0 (表压);u A 0 ;z M 0V 8 / 3600S喉部流速M 14 .44 m / su2 20 .785 d 0. 785 0 .014MV 8 / 3600S 1 .09 /管内流速u ms2 20 .785 d 0 .785 0 .0512 2(l l ) u 20 1 .09e阻力W f 0. 025 5 .82 J / kg, A Md 2 0 .051 2代入柏努利方程,并简化:zp12MA g u WM21f , A M8 9.81214 .44 pM210005 .8244解得 p Pa (表压)=Pa (真空度)3. 16 103.1610 M(2)文丘里喉管处的位能与静压能之和:p M2z g M101 .3 10 3 31400.16 10 41.5 9 .8164 .5 J/kg碱液槽 B 截面处的位能与静压能之和:p B2z Bg101 .3 140010 372 .36 J/kgppBM所以z gz gBM22也即碱液能被抽吸入文丘里管内。

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