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1 化工原理题库化工原理题库 第一章第一章 流体流动流体流动 一 名词解释 每小题一 名词解释 每小题 2 分 分 31 法定计量单位 由国家以命令形式规定允许使用 法定计量单位 由国家以命令形式规定允许使用 的计量单位 的计量单位 62 稳定流动 流动系统中各截面上的流速 压强 稳定流动 流动系统中各截面上的流速 压强 密度等各有关物理量仅随位置变化不随时间变化 密度等各有关物理量仅随位置变化不随时间变化 63 不稳定流动 流动系统中各截面上的流速 密度 不稳定流动 流动系统中各截面上的流速 密度 压强等随位置及时间而变 压强等随位置及时间而变 64 流动边界层 流体流过壁面时 如果流体润湿壁 流动边界层 流体流过壁面时 如果流体润湿壁 面 则必然形成速度梯度很大的流体层叫流动边界层 面 则必然形成速度梯度很大的流体层叫流动边界层 35 边界层分离 流体在一定条件下脱离壁面的现象 边界层分离 流体在一定条件下脱离壁面的现象 叫边界层的分离 叫边界层的分离 66 速度梯度 速度梯度 速度梯度 即在与流动方向垂直速度梯度 即在与流动方向垂直 du dy 的的方向上流体速度的变化率 方向上流体速度的变化率 y 37 牛顿黏性定律 牛顿黏性定律 dy du 68 当量长度 当量长度 把流体流过某一管件或阀门的局部 把流体流过某一管件或阀门的局部 e l 2 阻力折算成相当于流过一段与它直径相同 长度为阻力折算成相当于流过一段与它直径相同 长度为 的直管阻力 所折算的直管长度称为该管件或阀门的直管阻力 所折算的直管长度称为该管件或阀门 e l 的当量长度 的当量长度 69 因次分析法 用维数不多的无因次数群代替较多 因次分析法 用维数不多的无因次数群代替较多 的变量 对一个复杂的物理现象可简化实验工作 该的变量 对一个复杂的物理现象可简化实验工作 该 方法称为因次分析法 方法称为因次分析法 310 相对粗糙度 相对粗糙度 d 相对粗糙度 相对粗糙度 611 黏性 运动流体内部产生的阻碍流体向前运动 黏性 运动流体内部产生的阻碍流体向前运动 的特性 的特性 612 黏度 黏度 比例系数 流体的比例系数 流体的 S y u F 黏性愈大 其值愈大 所以称为粘滞系数或动力 黏黏性愈大 其值愈大 所以称为粘滞系数或动力 黏 度 简称黏度 度 简称黏度 312 点速度 点速度 流通截面上某一点的速度 可直接测流通截面上某一点的速度 可直接测 量量 m S 313 绝压 绝压 以绝对零压作起点计算的压强 称为绝以绝对零压作起点计算的压强 称为绝 对压强 对压强 314 表压 表压 表示被测流体的绝对压强比大气压强高表示被测流体的绝对压强比大气压强高 出的数值 称为表压强 出的数值 称为表压强 315 真空度 真空度 真空度等于大气压强减去绝对压强 真空度等于大气压强减去绝对压强 二 单选择题 每小题二 单选择题 每小题 2 分 分 31 某物体的质量为 某物体的质量为 1000kg 则其重量为 则其重量为 B 3 A 1000 N B 9810 N C 9810 kgf D 1000 9 81 kgf 32 4 水在水在 SI 制中密度为制中密度为 重度为 重度为 在工程单位制中密度为在工程单位制中密度为 重度为 重度为 B D C A A 1000kgf m3 B 1000kg m3 C 102kgf s2 m4 D 9810N m3 63 如图所示 若液面恒定 忽略流动阻力损失 则 如图所示 若液面恒定 忽略流动阻力损失 则 放水管的出口速度放水管的出口速度 U 与与 有关有关 A A H B H d C d D Pa E H d Pa 34 用标准孔板流量计测量管中的流量 采用如图所 用标准孔板流量计测量管中的流量 采用如图所 示三种装置 两测压孔距离示三种装置 两测压孔距离 h 相等 相等 d1 d2 d3 各 各 管流速相等 其读数分别为管流速相等 其读数分别为 R1 R2 R3 则 则 流体皆为水 指示液皆为汞 流体皆为水 指示液皆为汞 D 4 A R2 R1 R3 B R1 R2 R3 C R1 R2 R3 D R1 R2 R3 E R1 R2 R3 95 图示所表示的 图示所表示的 R 值大小反映值大小反映 A A 两截面间压差值 两截面间压差值 B 截面间流动压降损失 截面间流动压降损失 C 两截面间动压头变化 两截面间动压头变化 D 突然扩大或缩小流动损失突然扩大或缩小流动损失 5 66 一敞口容器 底部有一出水管 如图示 一敞口容器 底部有一出水管 如图示 容器 容器 内水面保持恒定 管内水流动的速度头为内水面保持恒定 管内水流动的速度头为 0 5m 水柱 水柱 水由容器流入管内 则水由容器流入管内 则 2 点的表压点的表压 p2 水柱 水柱 C A 1 5m B 1 0m C 0 75m D 0 5m 37 如图所示 用 如图所示 用 U 形压差计与管道形压差计与管道 A B 两点相两点相 连 已知各图中管径 连 已知各图中管径 A B 间的管长间的管长 L 及管道中流及管道中流 体流量均相同 管内流体均为体流量均相同 管内流体均为 20 水 指示液均为水 指示液均为 汞 则汞 则 B A R1 R2 R1 R2 R4 B R1 R2 R3 R4 C R1 R2 R3 R4 D R1 R2 R3 R4 6 68 如图表明 管中的水处于 如图表明 管中的水处于 C A 静止静止 B 向上流动向上流动 C 向下流动向下流动 D 不一定不一定 39 层流与湍流的本质区别是 层流与湍流的本质区别是 D A 湍流流速湍流流速 层流流速层流流速 B 流道截面大的为湍流 截面小的为层流流道截面大的为湍流 截面小的为层流 C 流的雷诺数流的雷诺数 C D 不能肯定不能肯定 7 311 一个工程大气压等于 一个工程大气压等于 Pa Kgf cm2 B G A 1 013 105 B 9 81 104 C 760 D 35 6 E 0 33 F 0 G 1 612 如图所示 连接 如图所示 连接 A B 两截面间的压差计的读两截面间的压差计的读 数数 R 表示了表示了 的大小 的大小 C A A B 间的压头损失间的压头损失 HFab B A B 间的压强差间的压强差 P C A B 间的压头损失及动压头差之和间的压头损失及动压头差之和 D A B 间的动压头差间的动压头差 uA2 uB2 2g 8 313 转子流量计的主要特点是 转子流量计的主要特点是 从流道截面 从流道截面 与压差改变考虑 与压差改变考虑 C A 恒截面 恒压差恒截面 恒压差 B 变截面 变压差变截面 变压差 C 恒流速 恒压差恒流速 恒压差 D 变流速 恒压差变流速 恒压差 614 下图中高位槽液面保持恒定 液体以一定流量 下图中高位槽液面保持恒定 液体以一定流量 流经管路 流经管路 ab 与与 cd 两段长度相等 管径与管壁粗糙两段长度相等 管径与管壁粗糙 度相同 则 度相同 则 1 U 形压差计读数形压差计读数 B A R1 R2 B R1 R2 C R1 R2 D 不定不定 2 液体通过 液体通过 ab 与与 cd 段能量损失段能量损失 B A hfab hfcd B hfab hfcd 615 有一并联管路 如图所示 两段管路的流量 有一并联管路 如图所示 两段管路的流量 流速 管径 管长及流动阻力损失分别为流速 管径 管长及流动阻力损失分别为 v1 u1 d1 L1 hf1及及 v2 u2 d2 L2 hf2 若 若 d1 2d2 L1 2L2 则 则 9 1 hf1 hf2 E A A 2 B 4 C 1 2 D 1 4 E 1 2 若两段管路中流体均作滞流流时 若两段管路中流体均作滞流流时 u1 u2 A 2 B 4 C 1 2 D 1 4 E 1 316 一敞口容器 一敞口容器 底部有一进水管 如图示 底部有一进水管 如图示 容器 容器 内水面保持恒定 管内水流动的速度头为内水面保持恒定 管内水流动的速度头为 0 5m 水柱 水柱 水由水管进入容器 则水由水管进入容器 则 2 点的表压点的表压 p2 水柱 水柱 B A 2 0m B 1 5m C 1 0m D 0 75m 317 孔板流量计的孔流系数 孔板流量计的孔流系数 Co 当 当 Re 数增大时 数增大时 其值其值 B A 总在增大总在增大 B 先减小 当先减小 当 Re 数增大到一定数增大到一定 值时 值时 Co 保持为某定值保持为某定值 10 C 总是减小总是减小 D 不能确定不能确定 318 在完全湍流 阻力平方区 时 粗糙管的摩擦 在完全湍流 阻力平方区 时 粗糙管的摩擦 系数系数 数值数值 C A 与光滑管一样与光滑管一样 B 只取决于只取决于 Re C 只取决于相对粗糙度只取决于相对粗糙度 D 与粗糙度无关与粗糙度无关 319 如图 如图 U 形压差计测得形压差计测得 A A A B 间的阻力损失间的阻力损失 B A B 间的压强差间的压强差 C A B 间的位头差加阻力损失间的位头差加阻力损失 D A B 间位头差间位头差 620 下图中高位槽液面保持恒定 液体以一定流量 下图中高位槽液面保持恒定 液体以一定流量 流经管路 流经管路 ab 与与 cd 两段长度相等 管径与管壁粗糙两段长度相等 管径与管壁粗糙 度相同 则 度相同 则 1 ab 与与 cd 两段静压差两段静压差 C A Pab Pcd B Pab Pcd C Pab Pcd D 不定不定 2 R1值表示值表示 C A ab 段的压差值段的压差值 B ab 段位能变化段位能变化 11 C ab 段流动能量损失段流动能量损失 D ab 段压差值及流段压差值及流 动能量损失动能量损失 321 气体是 气体是 的流体 的流体 B A 可移动可移动 B 可压可压 C 可流动可流动 D 可测量可测量 322 在静止的流体内 单位面积上所受的压力称为 在静止的流体内 单位面积上所受的压力称为 流体的流体的 C A 绝对压强绝对压强 B 表压强表压强 C 静压强静压强 D 真空真空 度度 323 以绝对零压作起点计算的压强 称为 以绝对零压作起点计算的压强 称为 A A 绝对压强绝对压强 B 表压强表压强 C 静压强静压强 D 真空真空 度度 324 真空表上的读数表示被测流体的绝对压强 真空表上的读数表示被测流体的绝对压强 大气压强的读数 大气压强的读数 A A 低于低于 B 等于等于 C 高于高于 D 近似于近似于 12 325 绝对压强等于 绝对压强等于 与表压强之和 与表压强之和 A A 大气压强大气压强 B 表压强表压强 C 相对压强相对压强 D 绝对压绝对压 强强 326 单位时间内流过管道任意截面的流体量称为 单位时间内流过管道任意截面的流体量称为 C A 流速流速 B 流线流线 C 流量流量 D 流函数流函数 327 内流体在流动方向上所流过的距离称为内流体在流动方向上所流过的距离称为 流速 流速 B A 无限时间无限时间 B 单位时间单位时间 C 长时间长时间 D 短时短时 间间 328 柏努利方程式中的 柏努利方程式中的 项表示单位质量流体项表示单位质量流体 所具有的位能 所具有的位能 A A gz B C D we 2 2 u P 329 柏努利方程式中的 柏努利方程式中的 项表示单位质量流体因克项表示单位质量流体因克 服流动阻力而服流动阻力而 的能量 的能量 D A 增加增加 B 扩大扩大 C 需求需求 D 损失损失 330 流体在直管中流动 当 流体在直管中流动 当 2000 时 流体时 流体 的流动类型属于层流 的流动类型属于层流 A A Re B Pr C Nu D Gr 331 流体在管内作 流体在管内作 流动时 其质点作不规则流动时 其质点作不规则 的杂乱运动 的杂乱运动 B A 层流层流 B 湍流湍流 C 过渡流过渡流 D 漩涡流漩涡流 13 332 流体在圆管内 流体在圆管内 流动时 最大速度是平均流动时 最大速度是平均 速度的二倍 速度的二倍 A A 层流层流 B 湍流湍流 C 过渡流过渡流 D 漩涡流漩涡流 333 对于 对于 当量直径等于四倍的流通截面积 当量直径等于四倍的流通截面积 除以润湿周边 除以润湿周边 B A 圆形管圆形管 B 非圆形管非圆形管 C 矩形管矩形管 D 直直 管管 三 填空题 每小题三 填空题 每小题 2 分 分 31 当计算流体由粗管进入细管的流动局部阻力时 当计算流体由粗管进入细管的流动局部阻力时 其公式中的流速应该用其公式中的流速应该用 管中的速度 流体在管中的速度 流体在 管内作湍流流动时 不是阻力平方区 其摩擦系数管内作湍流流动时 不是阻力平方区 其摩擦系数 随随 Re 和和 而变 而变 细管 细管 e d 32 牛顿黏性定律的数学表达式为 牛顿黏性定律的数学表达式为 牛 牛 顿黏性定律适用于顿黏性定律适用于 型流体 型流体 du dy 牛顿 牛顿 33 在毕托管中 测压孔正对水流方向的测压管液位 在毕托管中 测压孔正对水流方向的测压管液位 代表代表 流体流过测速管侧 流体流过测速管侧 壁小孔的测压管液位代表壁小孔的测压管液位代表 动静压头之和 静压头动静压头之和 静压头 34 稳定流动中 点流速只与 稳定流动中 点流速只与 有关 而不有关 而不 稳定流动中 点流速除与位置有关外 还与稳定流动中 点流速除与位置有关外 还与 14 有关 有关 位置 时间位置 时间 65 列伯努利方程时选取的截面 期中的两个必须具 列伯努利方程时选取的截面 期中的两个必须具 备的条件是备的条件是 连续 垂直流动方向或流体流线平行连续 垂直流动方向或流体流线平行 36 流体在圆形管道中作层流流动 如果只将流速增 流体在圆形管道中作层流流动 如果只将流速增 加一倍 则阻力损失为原来的加一倍 则阻力损失为原来的 倍 如果只将管倍 如果只将管 径增加一倍 流速不变 则阻力损失为原来的径增加一倍 流速不变 则阻力损失为原来的 倍 倍 2 1 4 67 下图表示流体在圆形直管进口段内流动时边界层 下图表示流体在圆形直管进口段内流动时边界层 发展的情况 图中发展的情况 图中 ab 截面管中心截面管中心 a 点的流速为点的流速为 us b 点的流速为点的流速为 u 图示中所表示的符号意义是 图示中所表示的符号意义是 1为为 2为为 3为为 us 表示表示 滞流边界层厚度 湍流边界层厚度 滞流内层 滞流边界层厚度 湍流边界层厚度 滞流内层 主流区流速主流区流速 38 在 在 SI 制中压强的因次为制中压强的因次为 功率的 功率的 15 因次为因次为 速度梯度 速度梯度 MT 2L 1 MT 3L2 39 实际流体在管道内流动时产生阻力的主要原因是 实际流体在管道内流动时产生阻力的主要原因是 流体具有黏性流体具有黏性 310 如图示并联管路 流体由高位槽经 如图示并联管路 流体由高位槽经 A B 两路两路 流出 当开大阀门流出 当开大阀门 A 后 管路后 管路 A 中流速中流速 UA O 点压强点压强 P0 增大 降低增大 降低 611 流体流动的连续性方程是 流体流动的连续性方程是 适用于园形直管内 适用于园形直管内 不可压缩流体流动的连续性方程是 不可压缩流体流动的连续性方程是 u1A1 1 u2A2 2 常数 常数 u1d12 u2d22 常数常数 312 流体在一段圆形水平直管中流动 测得平均流 流体在一段圆形水平直管中流动 测得平均流 速为速为 0 5m s 压强降为 压强降为 10Pa Re 为为 1000 问管中心 问管中心 处点速度为处点速度为 m s 若平均流速增加为 若平均流速增加为 1m s 则压强降为 则压强降为 Pa 1m s 20Pa 613 LZB 40 转子流量计其转子为不锈钢 比重 转子流量计其转子为不锈钢 比重 16 7 92 刻度标值以水为基准 量程范围为 刻度标值以水为基准 量程范围为 0 25 2 5m3 h 若用此转子流量计来测量酒精 比重 若用此转子流量计来测量酒精 比重 0 8 则酒精的实际流量值要比刻度值则酒精的实际流量值要比刻度值 测量酒精时 测量酒精时 此流量计的最大流量值为此流量计的最大流量值为 大 大 2 84 m3 h 614 如图所示 液体在等径倾斜管中稳定流动 则 如图所示 液体在等径倾斜管中稳定流动 则 阀的局部阻力系数阀的局部阻力系数 与压差计读数与压差计读数 R 的关系式为的关系式为 2 1 12 2 u Rg 915 如附图所示 容器中盛有油 如附图所示 容器中盛有油 800kg m3 油 油 上界面上界面 a2以上是空气 以上是空气 U 形管中指示液为水形管中指示液为水 1000kg m3 a1 a2 a3在同一水平面上 在同一水平面上 b1 b2 b3 点也在同一高度上 点也在同一高度上 h1 100mm h2 200mm 则各点的表压 则各点的表压 17 Pa1 Pa2 Pb1 Pb3 表压值以 表压值以 mm 水水 柱表示 柱表示 Pa1 0 Pa2 100mmH2O Pb1 300mmH2O Pb3 340mmH2O 316 流体动力黏度 简称为黏度 流体动力黏度 简称为黏度 的的 SI 单位为单位为 运动黏度 运动黏度 的的 SI 单位为单位为 Pa s 或或 N s m2 m2 s 617 边长为 边长为 0 4m 的正方形通风管道 其润湿周边的正方形通风管道 其润湿周边 长为长为 当量直径为 当量直径为 1 6m 0 4m 618 米糠油在管中作层流流动 若流量不变 米糠油在管中作层流流动 若流量不变 L 不变 管径增加一倍 则摩擦阻力损失为原来的不变 管径增加一倍 则摩擦阻力损失为原来的 1 16 319 流体机械能衡算式如衡算基准以 流体机械能衡算式如衡算基准以 J kg 表示 则表示 则 该方程可表示为该方程可表示为 若用 若用 18 N m2 N m m3 表示则可表示为 表示则可表示为 无外加机械能 无外加机械能 hf uP gz uP gz 22 2 22 2 2 11 1 hf u PgZ u PgZ 22 2 2 22 2 1 11 620 如图所示 液体在等径管中稳定流动 则阀的 如图所示 液体在等径管中稳定流动 则阀的 局部阻力系数局部阻力系数 与压差计读数与压差计读数 R 的关系式为的关系式为 2 2 u gR i 321 层流时 层流时 管内平均流速是最大流速的管内平均流速是最大流速的 湍流时 管内平均流速约是最大流速的湍流时 管内平均流速约是最大流速的 0 5 0 8 622 如图所示系统 其大管内径 如图所示系统 其大管内径 d1 45mm 液体 液体 在管内流速为在管内流速为 0 5m s 小管内径 小管内径 d2 19mm 从 从 1 1 19 到到 2 2 断面的阻力损失为断面的阻力损失为 15J kg 则 则 2 2 断面处的流断面处的流 速为速为 m s 是根据 是根据 方程方程 而得 而得 2 8m s 连续性 连续性 323 空气在内径一定的圆管中稳定流动 若气体质 空气在内径一定的圆管中稳定流动 若气体质 量流量一定 当气体温度升高时 量流量一定 当气体温度升高时 Re 值将值将 下降下降 324 的流体称为理想流体 的流体称为理想流体 无黏性无黏性 325 某种油漆服从幂率方程 某种油漆服从幂率方程 10 du dy 0 5 Pa 在剪切速率 在剪切速率 du dy 1 1 s 时的黏度为时的黏度为 Pa s 当 当 du dy 100 1 s 时其黏度为时其黏度为 Pa s 10 1 326 并联管路的特点是 并联管路的特点是 1 并联各管段压强降 并联各管段压强降 2 主管流量等于并联的各管段 主管流量等于并联的各管段 20 相等 流量之和相等 流量之和 627 LZB 40 转子流量计其转子为不锈钢 比重 转子流量计其转子为不锈钢 比重 7 92 刻度标值以水为基准 量程范围为 刻度标值以水为基准 量程范围为 0 25 2 5m3 h 若上述转子流量计改用形状完全相同的铅 若上述转子流量计改用形状完全相同的铅 转子 比重 转子 比重 10 67 代替原不锈钢转子 测量的流 代替原不锈钢转子 测量的流 体仍为水 则实际流量值要比刻度值体仍为水 则实际流量值要比刻度值 实际 实际 量程范围为量程范围为 m3 h 大 大 0 295 2 95 628 测流体流量时 随着流体流量增加 孔板流量 测流体流量时 随着流体流量增加 孔板流量 计两侧压差值将计两侧压差值将 若改用转子流量计测量 若改用转子流量计测量 当流量增大时 转子两端压差值将当流量增大时 转子两端压差值将 增加 不变增加 不变 629 已知搅拌器功率 已知搅拌器功率 P 是搅拌桨直径是搅拌桨直径 D 转速 转速 N 流体密度流体密度 及黏度及黏度 的函数 即的函数 即 P f D N 利用因次分析法处理 最终所得准数关系式中共有利用因次分析法处理 最终所得准数关系式中共有 个准数 个准数 2 330 压强表上的读数表示被测流体的 压强表上的读数表示被测流体的 比比 大气压强高出的数值 称为表压强 大气压强高出的数值 称为表压强 绝对压强绝对压强 四 问答题四 问答题 每小题 每小题 2 分 分 31 如何判断一流体的流动类型 如何判断一流体的流动类型 21 答 答 Re 2000 的流动称为层流流动 的流动称为层流流动 Re 4000 的流动称为湍流流动 的流动称为湍流流动 32 层流与湍流是如何定义的 层流与湍流是如何定义的 答 答 Re 2000 的流动称为层流流动 的流动称为层流流动 Re 4000 的流动称为湍流流动 的流动称为湍流流动 63 简述层流与湍流的区别 简述层流与湍流的区别 答 流体在管内作层流流动时 其质点沿管轴作答 流体在管内作层流流动时 其质点沿管轴作 有规则的平行运动 各质点互不碰撞 互不混合 流有规则的平行运动 各质点互不碰撞 互不混合 流 体在管内作湍流流动时 其质点作不规则的杂乱运动 体在管内作湍流流动时 其质点作不规则的杂乱运动 并相互碰撞 产生大大小小的漩涡 并相互碰撞 产生大大小小的漩涡 64 什么是 什么是 当量直径当量直径 答 对非圆形截面的通道 可以找到一个与圆形答 对非圆形截面的通道 可以找到一个与圆形 管直径相当的管直径相当的 直径直径 来代替 此直径即称为来代替 此直径即称为 当量当量 直径直径 35 当量直径是如何计算的 当量直径是如何计算的 答 当量直径等于四倍的流通横截面积除以润湿答 当量直径等于四倍的流通横截面积除以润湿 周边长 周边长 36 某液体分别在本题附图所示的三根管道中稳定流 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 上游截面过 各管绝对粗糙度 管径均相同 上游截面 1 1 的的 压强 流速也相等 问 在三种情况中 下游截面压强 流速也相等 问 在三种情况中 下游截面 2 2 的流速是否相等 的流速是否相等 答 三种情况中 下游截面答 三种情况中 下游截面 2 2 的流速相等 的流速相等 22 67 某液体分别在本题附图所示的三根管道中稳定流 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 上游截面过 各管绝对粗糙度 管径均相同 上游截面 1 1 的的 压强 流速也相等 问 在三种情况中 下游截面压强 流速也相等 问 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 哪一种情况的数值最小 其理由何在 数值最大 哪一种情况的数值最小 其理由何在 答 三种情况中 下游截面答 三种情况中 下游截面 2 2 的压强不相等 的压强不相等 其中 其中 a 的压强最大 的压强最大 c 的压强最小 这是因为 的压强最小 这是因为 c 管上不仅有一个阀门消耗能量 且管子末端垂 管上不仅有一个阀门消耗能量 且管子末端垂 直上升一段 又使得静压强降低 直上升一段 又使得静压强降低 68 活塞在汽缸中以 活塞在汽缸中以 0 2m s 速度移动 见附图 活速度移动 见附图 活 塞与汽缸之间的油膜厚度为塞与汽缸之间的油膜厚度为 0 1mm 求油膜的速度 求油膜的速度 梯度是多少 梯度是多少 23 答 答 2000 101 0 2 0 3 y u dy du 6 漆刷以 漆刷以 0 8m s 速度在平板表面移动 漆膜厚度为速度在平板表面移动 漆膜厚度为 0 2mm 见附图 见附图 问漆膜中形成的速度梯度为多少 问漆膜中形成的速度梯度为多少 答 答 9 4000 102 0 8 0 3 u dy du 910 如图 有一敞口高位槽 由管线与密闭的低位 如图 有一敞口高位槽 由管线与密闭的低位 水槽相连接 在什么条件下 水由高位槽向低位槽流水槽相连接 在什么条件下 水由高位槽向低位槽流 动 为什么 动 为什么 24 答 答 时 水向低位槽流动 时 水向低位槽流动 2 P zg P a 3 五 判断题五 判断题 每小题 每小题 1 分 分 1 已知搅拌器功率 已知搅拌器功率 P 是搅拌桨直径是搅拌桨直径 D 转速 转速 N 流 流 体密度体密度 及黏度及黏度 的函数 即的函数 即利用因次利用因次 NDP 分析法处理 最终所得准数关系式中共有分析法处理 最终所得准数关系式中共有 3 个准数 个准数 2 某物体的质量为 某物体的质量为 1000kg 则其重量为 则其重量为 9810N 3 一敞口容器 底部有一出水管 如图示 一敞口容器 底部有一出水管 如图示 容器内 容器内 水面保持恒定 管内水流动的速度头为水面保持恒定 管内水流动的速度头为 0 5m 水柱 水柱 水由容器流入管内 则水由容器流入管内 则 2 点的表压点的表压 p2 0 75m 水柱 水柱 4 层流与湍流的本质区别是湍流流速 层流与湍流的本质区别是湍流流速 层流流速 层流流速 5 一个工程大气压等于 一个工程大气压等于 1 013 105 Pa 25 6 孔板流量计的孔流系数 孔板流量计的孔流系数 Co 当 当 Re 数增大时 其数增大时 其 值值 先减小 当先减小 当 Re 数增大到一定值时 数增大到一定值时 Co 保持为某保持为某 定值定值 7 流体在圆形管道中作层流流动 如果只将流速增 流体在圆形管道中作层流流动 如果只将流速增 加一倍 则阻力损失为原来加一倍 则阻力损失为原来 的的 2 倍 倍 8 流体在一段圆形水平直管中流动 测得平均流速 流体在一段圆形水平直管中流动 测得平均流速 为为 0 5m s Re 为为 1000 问管中心处点速度为 问管中心处点速度为 1m s 9 边长为 边长为 0 4m 的正方形通风管道 当量直径为的正方形通风管道 当量直径为 0 6 10 测流体流量时 随着流体流量增加 孔板流量计 测流体流量时 随着流体流量增加 孔板流量计 两侧压差值将增加 两侧压差值将增加 六 计算题六 计算题 61 某牛顿型流体在圆 直 等径管内流动 在管截 某牛顿型流体在圆 直 等径管内流动 在管截 面上的速度分布可表达为 面上的速度分布可表达为 v 20y 200y2 式中 式中 y 截面上任一点至管壁的径向距离 截面上任一点至管壁的径向距离 m v 该点的点该点的点 流速 流速 m s 试求 试求 1 1 管半径中点处的流速 管半径中点处的流速 2 2 管壁处的剪应力 该流体的黏度为 管壁处的剪应力 该流体的黏度为 0 05 Pa s 5 分分 解 解 1 已知 已知 v 20y 200y2 26 则则 令令 20400 dv y dy 0 dv dy 解得解得 y 0 05m 即管半径 即管半径 R 0 05m 当当 0 05 2 0 025m 2 R y V 20y 200y2 20 0 025 200 0 025 2 0 375 m s 3 分分 2 20 m s m 0y dv dy 则则 w 0 05 20 1 0N m2 2 分分 0y dv dy 62 水在水平管内流动 截面 水在水平管内流动 截面 1 处管内径处管内径 d1为为 0 2m 截面 截面 2 处管内径处管内径 d2为为 0 1m 现测得水在某流 现测得水在某流 量下截面量下截面 1 2 处产生的水柱高度差处产生的水柱高度差 为为 0 20m 若 若 忽略水由忽略水由 1 至至 2 处的阻力损失 试求水的流量处的阻力损失 试求水的流量 m3 h 10 分分 27 解 解 4 分分 22 1122 12 22 uPuP Z gZ g zi pi均按管中心线取值 因均按管中心线取值 因 z1 z2 u2 4u1 得得 22 22 2 11 21 121 4 15 222 uuuu ppu h 0 20 2 121 15 2 ppu gg u1 0 511m s 4 分分 33 22 11 0 20 5110 016157 8 44 mm vdu ss 2 分分 63 水从喷嘴口 水从喷嘴口 1 1 截面垂直向上喷射至大气 设在截面垂直向上喷射至大气 设在 大气中流束截面保持圆形 已知喷嘴内直径大气中流束截面保持圆形 已知喷嘴内直径 d1 25mm 现要求在高于喷嘴出口 现要求在高于喷嘴出口 5m 处水流的直径处水流的直径 d2为为 d1的的 1 2 倍 试计算出喷嘴口的水流速倍 试计算出喷嘴口的水流速 u1 忽 忽 略阻力 略阻力 5 分分 28 解 令高于喷嘴出口解 令高于喷嘴出口 5m 处水流截面为处水流截面为 2 2 截面截面 1 2 截面间 截面间 p1 p2 d2 1 2d1 u1d12 u2d22 u2 3 分分 2 2 11 11 2 1 1 21 44 du uu d 由 由 即即 22 12 22 uu zg 22 11 2 1 9 81 5 21 442 uu u1 13 76 m s 2 分分 64 某厂如图所示的输液系统将某种料液由敞口高位 某厂如图所示的输液系统将某种料液由敞口高位 槽槽 A 输送至一敞口搅拌反应槽输送至一敞口搅拌反应槽 B 中 输液管规格为中 输液管规格为 38 2 5mm 已知料液在管中的流速为 已知料液在管中的流速为 u m s 系统 系统 的的 hf 20 6u2 2 J kg 因扩大生产 须再建一套同样 因扩大生产 须再建一套同样 的系统 所用输液管直径不变 而要求的输液量须增的系统 所用输液管直径不变 而要求的输液量须增 加加 30 问新系统所设的高位槽的液面需要比原系 问新系统所设的高位槽的液面需要比原系 统增高多少 统增高多少 10 分分 29 解 解 u1 0 u2 p1 p2 于是于是 gZ1 gZ2 hf g Z1 Z2 hf 20 6 4 分分 2 2 u u 2 39m s 0 5 0 5 12 22 9 81 6 20 620 6 g zz 2 分分 Z1 Z2 20 6 15 14m 2 2 20 6 1 3 2 39 5 22 9 82 u g 2 分分 增高为 增高为 Z1 Z1 15 14 11 4 14m 2 分分 65 用泵自贮油池向高位槽输送矿物油 流量为 用泵自贮油池向高位槽输送矿物油 流量为 38 4T h 池及槽皆敞口 高位槽中液面比池中液面 池及槽皆敞口 高位槽中液面比池中液面 高高 20m 管路总长 管路总长 包括局部阻力包括局部阻力 430m 进出口阻 进出口阻 力不计 管径为力不计 管径为 108 4mm 油的黏度为 油的黏度为 3430cP 密度为密度为 960kg m3 泵的效率为 泵的效率为 50 求泵的实际功 求泵的实际功 30 率 率 10 分分 解 解 2 分分 3 2 38 4 10 1 415 0 1960 3600 4 m u s 0 1 1 415 960 39 6 3 43 e du R 层流层流 1 62 2 分分 64 e R 列两截面柏方列两截面柏方 20 9 81 e wzghfhf 8 0 0up AA 22 4301 425 1 626957 2 20 12 l uJ hf dkg 4 分分 6957 220 9 817153 e J w kg 3 7153 38 4 10 153 0 5 3600 ese NWW NKW 2 分分 31 66 用离心泵经 用离心泵经 57 3 5mm 的钢管 将敞口贮槽内的钢管 将敞口贮槽内 的有机溶液 密度为的有机溶液 密度为 800kg m3 黏度为黏度为 20cP 输送 输送 到反应器中 设贮槽内的液面离反应器内的液面高度到反应器中 设贮槽内的液面离反应器内的液面高度 保持保持 16m 见附图 已知钢管总长度 包括局部阻 见附图 已知钢管总长度 包括局部阻 力当量长度 为力当量长度 为 25m 反应器内的压力恒定为 反应器内的压力恒定为 4kgf cm2 表压 表压 有机溶液输送量为 有机溶液输送量为 6m3 h 泵的效 泵的效 率为率为 60 试确定泵的轴功率 试确定泵的轴功率 10 分分 解 解 3 0 05 800 0 849 1698 20 10 e du R 层流层流 2 分分 64 1698 2 分分 2 6 0 849 0 053600 4 m u s 列两截面柏方列两截面柏方 2 2e P WZ ghf 2 25 0 05 2 u hf 2 分分 32 32 4 9 807 106425 0 849 16 9 81654 3 80016980 052 e J W kg 4 分分 3 654 3 6 80038 4 10 1 454 0 6 3600 ese NWW NKW 2 分分 67 40 水由高位槽经异径收缩管向下流动 水由高位槽经异径收缩管向下流动 40 水水 的密度为的密度为 992kg m3 饱和蒸汽压 饱和蒸汽压 pv 7 38kPa 当地 当地 大气压为大气压为 97kPa 现拟 现拟 d0取取 135mm 试问 当不计 试问 当不计 阻力损失 水在流经收缩管时会不会汽化 阻力损失 水在流经收缩管时会不会汽化 10 分分 解 管子出口流速解 管子出口流速 u 2gh109 812 14 0 m s 2 分分 14 0 0 15 2 u0 0 135 2 u0 17 28m s 2 分分 33 由水槽液面至收缩管处排伯努利方程 由水槽液面至收缩管处排伯努利方程 32 0 97 1017 28 9 81 7 9929922 P p0 17 0 103Pa 4 分分 p0 pv 故收缩管处不会发生水汽化 故收缩管处不会发生水汽化 2 分分 68 如图所示 水从槽底部沿内径为 如图所示 水从槽底部沿内径为 100mm 的管子的管子 流出 槽中水位稳定 阀门关闭时测得流出 槽中水位稳定 阀门关闭时测得 R 50cm h 1 8m 求 求 1 1 阀门全开时的流量 阀门全开时的流量 2 2 阀门全开时 阀门全开时 B 处的表压 阀全开时处的表压 阀全开时 Le d 15 入管口及出管口的阻力系数分别为 入管口及出管口的阻力系数分别为 0 5 及及 1 0 设摩擦系数 设摩擦系数 0 018 15 分分 解 阀关时 解 阀关时 ZA 1 8 1000 0 5 13600 34 ZA 5m 2 分分 1 1 阀全开 对 阀全开 对 A A 和和 C C 截面外侧列伯努利方程 截面外侧列伯努利方程 22 22 CCAA AC puup gZgZhf 取取 Zc 0 基准面基准面 4 分分 22 0 0 0 22 CCAA upup 2 50 9 81 50 0181 0 5 15 0 12 C u 解出 解出 u 3 02m s 3 分分 3 2 0 13 02 360085 4 4 m V h 2 2 对 对 A A 到到 B B 截面列伯努利方程 截面列伯努利方程 2 2 B A pu gZhf 4 分分 22 3 02503 02 9 81 50 0180 5 210000 12 B p pB 1 76 104N m2 表 表 2 分分 69 在图示装置中 水管直径为 在图示装置中 水管直径为 57 3 5 mm 当阀 当阀 门全闭时 压力表读数为门全闭时 压力表读数为 0 3 大气压 而在阀门开启大气压 而在阀门开启 后 压力表读数降至后 压力表读数降至 0 2 大气压 设管路入口至压力大气压 设管路入口至压力 35 表处的压头损失为表处的压头损失为 0 5 mH2O 求水的流量为若干 求水的流量为若干 m3 h 10 分分 解 阀门全闭时 由解 阀门全闭时 由 P2 gH 5 0 3 1 013 10 3 1 1000 9 81 Hm 即水槽液面距阀门中心线的高度为即水槽液面距阀门中心线的高度为 3 1 m 2 分分 阀门开启时 以水槽液面为上游截面阀门开启时 以水槽液面为上游截面 1 1 压力 压力 表处为下游截面表处为下游截面 2 2 管路中心线为基准水平面 在 管路中心线为基准水平面 在 两截面间列柏努利方程式两截面间列柏努利方程式 4 分分 Z1 H 3 1 m Z2 0 P1 0 P2 0 2 1 013 105 Pa u1 0 hf g 0 5 mH2O 代入上式代入上式 25 2 0 2 1 013 10 3 10 5 1000 9 812 9 81 u 解得解得 u2 3 24 m s 2 分分 2 分分 3 2 360022 9 4 m Vd u h 36 610 如图示常温水由高位槽以 如图示常温水由高位槽以 1 5m s 流速流向低位流速流向低位 槽 管路中装有孔板流量计和一个截止阀 已知管道槽 管路中装有孔板流量计和一个截止阀 已知管道 为为 57 3 5mm 的钢管 直管与局部阻力的当量长度的钢管 直管与局部阻力的当量长度 不包括截止阀 总和为 不包括截止阀 总和为 60m 截止阀在某一开度 截止阀在某一开度 时的局部阻力系数时的局部阻力系数 为为 7 5 设系统为稳定湍流 管 设系统为稳定湍流 管 路摩擦系数路摩擦系数 为为 0 026 求 求 1 管路中的质量流量及两槽液面的位差 管路中的质量流量及两槽液面的位差 Z 2 阀门前后的压强差及汞柱压差计的读数 阀门前后的压强差及汞柱压差计的读数 R2 若将阀门关小 使流速减为原来的若将阀门关小 使流速减为原来的 0 8 倍 设倍 设 系统仍为稳定湍流 系统仍为稳定湍流 近似不变 问 近似不变 问 3 截止阀的阻力系数 截止阀的阻力系数 变为多少变为多少 4 阀门前的压强 阀门前的压强 Pa 如何变化如何变化 为什么为什么 20 分分 37 解 解 1 22 0 051 5 10002 94510 6 44 S KgT Wd u Sh 1 1 2 2 截面列伯努利方程截面列伯努利方程 Zghf 5 分分 2 1601 5 0 0267 54 438 0 052 Zgm g 2 阀前后 阀前后 22 3 1 5 7 57 510008 438 10 22 u PPa p i gR 即即 8 438 103 13 6 1 103 9 81R2 R2 0 06826 m 6mm 5 分分 3 1 1 2 2 截面列伯努利方程截面列伯努利方程 当当 u 0 8u 0 8 1 5 1 2 m s 2 2 lu Zghf d 2 24 438lg du 5 分分2 29 81 4 43860 0 02629 3 1 20 05 4 因高位槽水位不变 流量减小 阀前管路阻力 因高位槽水位不变 流量减小 阀前管路阻力 减小 必引起减小 必引起 a 点压强点压强 pa增大 增大 5 分分 611 水塔供水系统如附图所示 管路总长 水塔供水系统如附图所示 管路总长 50m 不 不 包括局部阻力当量长度 包括局部阻力当量长度 水塔内水位高 水塔内水位高 9 8m 管内 管内 38 径径 d 45mm 现测得流量 现测得流量 V 为为 12m3 h 摩擦系数 摩擦系数 可按可按 0 02 计 试计算所有局部阻力当量管长计 试计算所有局部阻力当量管长 Le 之值 之值 10 分分 解 解 1 1 2 2 截面列伯努利方程截面列伯努利方程 4 分分 2 1 2 u Z ghf 2 分分 2 12 2 1 36000 045 4 m u S 2 2 e ll u hf d 22 1 22 e lluu Z g d 2 分分 22 502 12 1 9 81 9 80 02 0 04522 e l 2 分分2 2 9 81 9 80 045 15045 85 2 10 02 e lm 39 612 有一内径 有一内径 d 50mm 的管子 用孔板流量计测的管子 用孔板流量计测 量水的流量 孔板内孔直径量水的流量 孔板内孔直径 d0 25mm U 形压差计形压差计 的指示液为汞的指示液为汞 孔流系数 孔流系数 C0 0 62 当需测的最大 当需测的最大 水流量为水流量为 18m3 h 问 问 U 形压差计最大读数形压差计最大读数 max为为 多少 多少 5 分分 40 解 解 0000 2 i s gR VA uA C 期中期中 3 分分 00 2 i gR uC 2 29 8113600100018 0 0250 62 360041000 i R 2 2 18 4 2 9 81 12 6 0 0250 62 3600 R m 2 分分 1 092R 613 密度为 密度为 103kg m3 黏度为 黏度为 1cP 的水 以的水 以 10m3 h 的流量在的流量在 51 3mm 的水平光滑管内流过 在管内某的水平光滑管内流过 在管内某 处处 p1 1 5at 表压 表压 若局部阻力不计 问距该处 若局部阻力不计 问距该处 100m 下游处下游处 p2为多少为多少 Pa Re 3000 1 105 0 3164 Re0 25 10 分分 解 解 2 分分22 1010 1 75 360036000 045 44 m u s d 2 分分 3 0 045 1 75 1000 78750 10 e du R 1 分分 0 25 0 3164 0 019 18750 41 列两面的柏方列两面的柏方 3 分分 2 122 2 f PPPl u h d 22 44 21 100 1 75 1 5 9 807 100 01910008 3 10 20 0452 l u PPPa d 表表 2 分分 914 内截面为 内截面为 1000mm 1200mm 的矩形烟囱的高度的矩形烟囱的高度 为为 30m 平均摩尔质量为 平均摩尔质量为 30kg kmol 平均温度为 平均温度为 400 的烟道气自下而上流动 烟囱下端维持的烟道气自下而上流动 烟囱下端维持 49pa 的的 真空度 在烟囱高度范围内大气的密度可视为定值 真空度 在烟囱高度范围内大气的密度可视为定值 大气温度为大气温度为 20 地面处的大气压强为 地面处的大气压强为 101 33 103pa 流体流经烟囱时的摩擦系数可取为 流体流经烟囱时的摩擦系数可取为 0 05 试求烟道气的流量为若干 试求烟道气的流量为若干 20 分分 解 烟囱底端为上游截面解 烟囱底端为上游截面 1