流体流动练习题

第一章 流体流动 流体静力学基本方程式 连续性方程 伯努利方程流体的流动类型 范宁公式 阻力系数法和当量长度法 目录 选择题 填空题 简答题 计算题 01 选择题 已知常温 25 下某氧气瓶内氧气的压强为10MPa 求该氧气瓶内氧气的密度 B 16kg m3B 13 09kg m3C 11 5kg m3D 22 4kg m32 已知在某空间站内 气体组成为70 的氮气 25 的氧气和5 的二氧化碳气体 则0 1atm时该空气的密度为 D 1 293kg m3B 1 251kg m3C 1 429kg m3D 1 330kg m33 流体表现出剪应力的充分条件是 C 有速度梯度B 流体有黏性C 有速度梯度且流体有黏性D 理想流体4 已知大气压为100KPa时 某密闭容器上的表压显示为0 1MPa 现将该容器连同压力表移至高山上 表压显示为0 12MPa 则该处的大气压为 C 120KPaB 99 9KPaC 80KPaD 99 88KPa5 用普通U型管测量仪水平管内的压降 测得R1为50mm 已知指示剂为水银 密度为13600kg m3 水的密度为1000kg m3 则压差为 A A 6180 3PaB 8202PaC 1200PaD 10000Pa6 将一测压表放入贝加尔湖中 测得压力为9910KPa 大气压为100KPa 水的密度取1000kg m3 则测压表的深度为 D 100mB 50mC 800mD 1000m7 已知水龙头的流量为10kg min 自来水流动的速度为1m s 试估算与水龙头连接的圆管的内径 B A 2cmB 1 46cmC 1 56cmD 0 65cm 已知常温 25 下某氧气瓶内氧气的压强为10MPa 求该氧气瓶内氧气的密度 16kg m3B 13 09kg m3C 11 5kg m3D 22 4kg m32 已知在某空间站内 气体组成为70 的氮气 25 的氧气和5 的二氧化碳气体 则0 1atm时该空气的密度为 1 293kg m3B 1 251kg m3C 1 429kg m3D 1 330kg m33 流体表现出剪应力的充分条件是 有速度梯度B 流体有黏性C 有速度梯度且流体有黏性D 理想流体4 已知大气压为100KPa时 某密闭容器上的表压显示为0 1MPa 现将该容器连同压力表移至高山上 表压显示为0 12MPa 则该处的大气压为 120KPaB 99 9KPaC 80KPaD 99 88KPa5 用普通U型管测量仪水平管内的压降 测得R1为50mm 已知指示剂为水银 密度为13600kg m3 水的密度为1000kg m3 则压差为 A 6180 3PaB 8202PaC 1200PaD 10000Pa6 将一测压表放入贝加尔湖中 测得压力为9910KPa 大气压为100KPa 水的密度取1000kg m3 则测压表的深度为 100mB 50mC 800mD 1000m7 已知水龙头的流量为10kg min 自来水流动的速度为1m s 试估算与水龙头连接的圆管的内径 A 2cmB 1 46cmC 1 56cmD 0 65cm 1 直径为 57mm 3 5mm的细管逐渐扩到 108mm 4mm的粗管 若不可压缩流体在细管内的流速为8m s 则在粗管内的流速为 A A 2m sB lm sC 0 5m sD 0 25m s2 柏努利方程式中的 A 项表示流体的位能 Agz Bu2 2 CP D hf3 如图所示 理想流体在在水平异径管中稳态流动 则下列说法正确的是 B PA PB B PAPB B PA PB C PA PB D 无法判断 5 流体在圆管中层流流动 若只将管内流体流速提高一倍 管内流体流动型态仍为层流 则阻力损失为原来的 B 倍 A 4B 2C 1D 不能确定6 流体在粗糙管内作完全湍流时阻力损失为10J m 现在管径不变的情况下 流量变成原来的两倍 则阻力损失为 D A 10J mB 20J mC 30J mD 40J m7 层流底层越薄 C A 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 1 直径为 57mm 3 5mm的细管逐渐扩到 108mm 4mm的粗管 若不可压缩流体在细管内的流速为8m s 则在粗管内的流速为 2m sB lm sC 0 5m sD 0 25m s2 柏努利方程式中的 项表示单位质量流体因克服流动阻力而损失的能量 Agz Bu2 2 CP D hf3 如图所示 理想流体在在水平异径管中稳态流动 则下列说法正确的是 PA PB B PAPB B PA PB C PA PB D 无法判断 5 流体在圆管中层流流动 若只将管内流体流速提高一倍 管内流体流动型态仍为层流 则阻力损失为原来的 倍 A 4B 2C 1D 不能确定6 流体在粗糙管内作完全湍流时阻力损失为10J m 现在管径不变的情况下 流量变成原来的两倍 则阻力损失为 A 10J mB 20J mC 30J mD 40J m7 层流底层越薄 A 近壁面速度梯度越小 B 流动阻力越小 C 流动阻力越大 D 流体湍动程度越小 02 填空题 1 气体的粘度随温度的升高而升高 水的粘度随温度的升高而降低 2 牛顿粘性定律的数学表达式为 du dy 牛顿粘性定律适用于 牛顿 型流体 3 某设备的表压强为100KPa 则它的绝对压强为200KPa 另一设备的真空度为80KPa 则它的绝对压强为20KPa 设当地大气压为100KPa 4 流体动力粘度 简称为粘度 的SI单位为 Pa s或N s m2 运动粘度 的SI单位为 m2 s 5 如题图所示虹吸装置 忽略在管内流动损失 虹吸管出口与罐底部相平 H 4 905m 则虹吸管出口处的流速 9 81m s 6 圆形直管内流体层流流动的速度分布呈 抛物线或抛物面 形状 摩擦阻力系数与雷诺数的关系是 64 Re 7 套管由 57 2 5mm和 25 2 5mm的钢管组成 则环隙的流通截面积等于1633mm2 润湿周边等于242mm 当量直径等于27mm 8 流体在粗糙管内作层流流动时 摩擦系数与Re有关 若其作完全湍流 阻力平方区 则仅与 d有关 1 气体的粘度随温度的升高而 水的粘度随温度的升高而 2 牛顿粘性定律的数学表达式为 牛顿粘性定律适用于 型流体 3 某设备的表压强为100KPa 则它的绝对压强为KPa 另一设备的真空度为80KPa 则它的绝对压强为KPa 设当地大气压为100KPa 4 流体动力粘度 简称为粘度 的SI单位为 运动粘度 的SI单位为 5 如题图所示虹吸装置 忽略在管内流动损失 虹吸管出口与罐底部相平 H 4 905m 则虹吸管出口处的流速 6 圆形直管内流体层流流动的速度分布呈 形状 摩擦阻力系数与雷诺数的关系是 7 套管由 57 2 5mm和 25 2 5mm的钢管组成 则环隙的流通截面积等于mm2 润湿周边等于mm 当量直径等于mm 8 流体在粗糙管内作层流流动时 摩擦系数与有关 若其作完全湍流 阻力平方区 则仅与有关 PPT模板下载 03 简答题 标题文本预设 1 在直管阻力计算中 摩擦系数 在moody图里分四个区 在各区 值是如何确定的 答 1 层流区 Re 2000 64 Re 2 过渡区 2000 Re 4000 摩擦系数获取通湍流区 f Re d 3 湍流区 Re 4000 摩擦系数取决于Re和 d 即 f Re d 4 完全湍流区或阻力平方区 moody图虚线部分以上的区域 f d 2 如何降低流体流动过程中的阻力损失 答 1 合理布局 减少管长和不必要的管件和阀门 2 适当增加管径并尽量选用光滑管3 高粘度的液体输送时 可采用加热或强磁场处理的办法降低流体的黏度 4 允许的话 可以在流体中加入减阻剂 流体流动类型的分类和判断依据 写出相应的公式 答 依据质点的运动方式可以分为层流和湍流两种 层流时质点沿管轴方向作水平直线运动 湍流时速度和方向随时在改变 判断的依据是雷诺数 水在在圆形直管内流动时 Re du 当Re 2000时 为层流 2000 Re 4000时为过渡流 Re 4000时 为湍流 04 计算题 1 在本题附图所示的储油罐中盛有密度为960 的油品 油面高于罐底9 6m 油面上方为常压 在罐侧壁的下部有一直径为760mm的圆孔 其中心距罐底800mm 孔盖用14mm的钢制螺钉紧固 若螺钉材料的工作应力取为32 23 106Pa 问至少需要几个螺钉 分析 罐底产生的压力不能超过螺钉的工作应力即F油 F螺解 F油 P油 A油 gh d油 2 4 2分 960 9 81 9 6 0 8 3 14 0 762N 3分 3 76 104N 3分F螺 P螺 A螺 n P螺 d螺 2 4 2分 32 23 106 3 14 0 0142 n 3分 4 96 103N 3分由F油 F螺得n 7 6 2分取nmin 8至少需要8个螺钉 2 管压差计的指示液为水银 两 管间的连接管内充满水 以知水银面与基准面的垂直距离分别为 1 2 3m 2 1 2m 3 2 5m 4 1 4m 锅中水面与基准面之间的垂直距离 5 3m 大气压强 a 99 3 103 试求锅炉上方水蒸气的压强 0 解 取1 1 2 2 3 3 为等压面P1 Pa 水银g h1 h2 3分P2 P1 水g h3 h2 3分P3 P2 水银g h3 h4 3分P0 P3 水g h5 h4 3分 Pa 水银g h1 h2 水g h3 h2 水银g h3 h4 水g h5 h4 4分 99 3 103 13 6 103 9 81 2 3 1 2 1 0 103 9 81 2 5 1 2 13 6 103 9 81 2 5 1 4 1 0 103 9 81 3 1 4 Pa 0 3 64 105Pa 4分 3 自管口通入压缩氮气 用阀1控制气速很小 通过吹气管4的流阻可忽略 U管压差计3的读数R 可反映贮罐5内液位 已知指示液为水银 R 20Omm 罐内液体密度100Okg m3 贮罐上方与大气相通 求h为若干 解 4 用泵从水池中输送水至蒸发室 流量为18m3 h 已知水的密度为1000kg m3 大气压为100kPa 蒸发室压强200mmHg 真空度 蒸发室入口处高度超出水池液面15m 管规格为57 3 5mm 全部能损为100J kg 泵效率为0 7 求泵的轴功率 19 解 由柏努利方程 其中 5 套管换热器内外管均为光滑管 直径各为30 2 5mm与56 3mm 平均温度为40 C的水以10m3 h流过套管环隙 试估算水通过环隙每米管长的压强降 解 设外管内径为d0 内管外径为di 流通截面积 流速 查附录 查Moody图 湍流 环隙当量直径 1 将6kg s的溶液用泵从反应器输送到高位槽 反应器液面上方保持50kPa的真空度 高位槽液面上方为大气压强 管道为的钢管 管内径为60mm 总长为50m 管路所有的局部阻力当量长度为15m 若泵效率为0 7 求泵的轴功率 溶液的密度为1000kg m3