流体流动填空与简答.doc

第一章 流体流动一、 填空1流体流动这一单元操作的公式都是基于 连续介质 假定建立的；2牛顿粘性定律的表达式为 ，该式应用条件为 牛顿型 流体作_层流 流动。在SI制中，粘度的单位是 Pas ，在cgs制中，粘度的单位是 泊 。3某设备的表压强为100kPa，则它的绝对压强为_201.33 kPa；另一设备的真空度为400mmHg，则它的绝对压强为_360mmHg 。（当地大气压为101.33 kPa）4流体在圆形直管中作滞流流动时，速度分布侧形是_抛物线 型曲线。其管中心最大流速为平均流速的_2 倍，摩擦系数与Re关系为。层流区又称为阻力的 一次方区 ，指的是流动阻力与 流速 的 一 次方成正比。5流体在圆形直管中作湍流流动时，摩擦系数与_Re_和_/d 有关；若其作完全湍流，则仅与_/d 有关。完全湍流又称为阻力的 平方区 ，指的是流动阻力与 流速 的 二 次方成正比。6流体作湍流流动时，邻近管壁处存在一_层流底层_，雷诺数愈大，湍流程度愈剧烈，则该层厚度_越薄 ；流动阻力 越大 。7Re是一 无 因次的准数，反映了流体流动中惯性力与粘性力的对比关系。8因次分析的依据是_因次一致性原则 。9稳定流动时连续性方程得一般形式是 ，其意义是：流体通过流动系统时的质量流量相等；不可压缩流体的连续性方程是 ，其意义是：流体通过流动系统时的体积流量相等； 10从液面恒定的高位槽向常压容器加水，若将放水管路上的阀门开度关小，则管内水流量将_减小 ，管路的局部阻力将_增大 ，直管阻力将_减小 ，管路总阻力将_恒定 。11边界层分离指的是：当流道截面突然改变时边界层脱离固体表面的现象，所带来的流体阻力称为 形体阻力 。12当量直径的定义式为，水力半径为_1/4_倍当量直径。13直管阻力的计算式； 局部阻力的计算式有和，出口阻力的局部阻力系数为 1.0 ；进口的局部阻力系数为 0.5 。14单位质量不可压缩流体的流体的柏努利方程：，各项的单位；单位重量不可压缩流体的流体的柏努利方程： ，各项的单位；单位体积不可压缩流体的流体的柏努利方程： ，各项的单位；15水流经图示的管路系统从细管喷出。已知d1管段的压头损失Hf1=1m（包括局部阻力）d2管段的压头损失Hf,2=2m（不包括出口损失）。则管口喷出时水的速度 u3=_7.00_m/s，d1管段的速度u1=_1.75_m/s，水的流量V=_1.98_m3/h。16LZB-40转子流量计，出厂时用20空气标定流量范围为5m3/h50m3/h，现拟用以测定40的空气，则空气流量值比刻度值_大_，校正系数为_1.034_，实际流量范围为_5.1751.7 m3/h。17一转子流量计，当通过水流量为1m3/h时，测得该流量计进、出间压强降为20Pa；当流量增加到1.5m3/h时，相应的压强降_20Pa 。18水从内径为d1的管段流向内径为d2的管段，已知d2=1.414d1，d1管段流体流动的速度头为0.8m，h1=0.7m（1）忽略流经AB段的能量损失，则h2= 1.3 m，h3= 1.5 m。（2）若流经AB段的能量损失为0.2mH2O，则h2= 1.1 m，h3= 1.3 m。19一敞口容器底部连接等径的进水管和出水管，容器内水面维持恒定1.5m，管内水的动压头均为0.5m，则进水管的点A、容器内的点C、出水管的点B的静压头分别为pA= 1.5 m，pB= 0.75 m，pC= 1.5 m。20分支管路连续性方程为，无轴功时的柏努利方程21并联管路连续性方程：；柏努利方程简化为，表示各并联支路上的磨擦损失相同。二、选择1根据流体力学原理设计的流量（流速）计中，用于测定大直径气体管路截面上速度分布的是 C ；恒压差流流量计有 D ；恒截面差压流量计有 A，B ；能量损失最大的是 A ；对流量变化反映最灵敏的是 A 。 A孔板流量计 B文丘里流量计 C皮托管 D转子流量计2在SI单位制中，通用气体常数R的单位为( B )。Aatmcm3/molK BPam3/molK CkgfkmolK DIbfft/IbmolK3通常流体粘度随温度t的变化规律为( C )。At升高、减小 Bt升高、增大C对液体粘度t升高减小，对气体则相反. D对液体t升高增大，对气体则相反4流体在圆形直管中湍流时，则摩擦系数随雷诺数Re的增大 A ；若已进入阻力平方区，随雷诺数Re增大，摩擦系数 C 。A减小 B增大C不变 D液体和气体变化规律不同5滞流和湍流的本质区别是( D )。A湍流流速大于滞流流速 B滞流时Re数小于湍流时Re数C流道截面大时为湍流，截面小的为滞流 D滞流无径向脉动，而湍流有径向脉动6因次方析的目的在于( B )。A得到各变量间的确切定量关系；B用无因次数群代替变量,使实验与关联简化；C得到无因次数群间定量关系； D无需进行实验，即可得到关联式7滞流内层越薄,则以下结论是正确的( D )A近壁面处速度梯度越小 B流体湍动程度越低C流动阻力越小 D流动阻力越大8在一水平变径管路中,在小管截面A和大管截面B连接一U型压差计,当流体流过该管时,压差计读数R值反映( A )AA、B两截面间的压强差 BA、B两截面间的流动阻力CA、B两截面间动压头变化 D突然扩大或缩小的局部阻力9在一定管路中，当孔板流量计的孔径和文丘里流量计的喉径相同时，相同流动条件下，文丘里流量计的孔流系数CV和孔板流量系数C0的大小为（C）。AC0=CV BC0CV CC0CV D不确定10流体流过两个并联管路管1和2，两管内均呈滞流。两管的管长L1=L2、管内径d1=2d2，则体积流量V2/V1为（D）。A1/2 B1/4 C1/8 D1/16 三、分析题1、为什么随Re的增大而减小，但阻力压降却随Re的增大而迅速增大？答：，虽然随Re的增大而减小，但要使增大，流速u必须增大，而u2增大的幅度比减小的幅度大得多，所以阻力压降随Re的增大而迅速增大。2、简要介绍平板壁面上边界层的形成与发展答：当流体以均匀流速u0流过固体壁面时，由于流体的粘性，紧贴壁面处流体的流速为零从而产生速度梯度，相应的剪应力又使邻近的流体减速，随着流体向前移动，速度受影响的区域逐渐扩大，速度受影响的区域称为边界层。规定流速从壁面的0到0.99u0垂直距离称为边界层的厚度。边界层外无速度梯度，不需考虑剪应力的影响，视为理想流体（即粘度为零的流体）。在平板前沿，边界层很薄，边界层内的流体保持为层流称为层流边界层；随着流体向前流动，边界层加厚，边界层内的流体将转化为湍流，称为湍流边界层，此时边界层加快扩展。在湍流边界层内的近壁处有一层流底层和缓冲层。3、本题附图中所示的高位槽液面维持恒定，管路中ab和cd两段的长度、直径及粗糙度均相同。某液体以一定流量流过管路，液体在流动过程中温度可视为不变。问：（1）液体通过ab和cd两管段的能量损失是否相等？（2）此两管段的压强差是否相等？并写出它们的表达式；（3）两U管压差计的指示液相同，压差计的读数是否相等？答：（1），根据题给条件Re、/d、ld均相同，所以能量损失相等。（2）cd段的压强差 由柏努利方程，ab段的压强差：，ab段的压差大于cd段的压差。（3）由流体静力学方程：可得所以R1=R24、上题图示的管路上装有一个阀门，如减小阀门的开度。试讨论：（1）液体在管内的流速及流量的变化情况；（2）直管阻力及的变化情况；（3）液体流经整个管路系统的能量损失情况。答：（1），减小阀门开度，局部阻力增大，直管阻力减小，即流速及流量减小；（2）直管阻力减小，即流速减小，Re减小，增大；（3），保持不变，全部势能均消耗于管路的直管阻力和局部阻力上。5、如图所示，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