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1 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的计量单位。、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。 62、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、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。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、压强等随位置及时间而变。、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。 64、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、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。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叫边界层的分离。、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。 66、速度梯度：、速度梯度：速度梯度，即在与流动方向垂直的速度梯度，即在与流动方向垂直的方向上流体速度的变化率。方向上流体速度的变化率。 du dy 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阻力折算成相当于流过一段与它直径：把流体流过某一管件或阀门的局部阻力折算成相当于流过一段与它直径 e l 相同、长度为相同、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当量长度。的直管阻力。所折算的直管长度称为该管件或阀门的当量长度。 e l 69、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、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，该方法称为因次分析法。化实验工作，该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的特性。、黏性：运动流体内部产生的阻碍流体向前运动的特性。 612、黏度：、黏度：，比例系数，流体的黏性愈大，其值愈大，所以称为粘滞比例系数，流体的黏性愈大，其值愈大，所以称为粘滞 S y u F 系数或动力。黏度，简称黏度。系数或动力。黏度，简称黏度。 312、点速度：流通截面上某一点的速度，可直接测量、点速度：流通截面上某一点的速度，可直接测量 m/S。 313、绝压：、绝压：以绝对零压作起点计算的压强，称为绝对压强。以绝对零压作起点计算的压强，称为绝对压强。 314、表压：、表压：表示被测流体的绝对压强比大气压强高出的数值，称为表压强。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。 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 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；重度 为为_。 B；D；C；A A 1000kgf/m3 B 1000kg/m3 2 C 102kgfs2/m4 D 9810N/m3 63、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、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 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，采用如图所示三种装置，两测压孔距离、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 h 相等，相等， d1d2d3，各管流速相等。其读数分别为，各管流速相等。其读数分别为 R1，R2，R3。则。则_。 （流体皆为水，指示液（流体皆为水，指示液 皆为汞）皆为汞） 。 D A R2R1R3 B R1R2R3 C R1R2R3 D R1R2R3 E R1R2R3 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 3 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） 。容器内水面保持恒定，管内水流动的速度头。容器内水面保持恒定，管内水流动的速度头 为为 0.5m 水柱。水由容器流入管内，则水柱。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 两点相连。已知各图中管径、两点相连。已知各图中管径、A、B 间的管长间的管长 L 及管道中流体流量均相同，管内流体均为及管道中流体流量均相同，管内流体均为 20水，指示液均为汞，则水，指示液均为汞，则_。 B A R1R2，R1 = R2 = R4 B R1 = R2 = R3 = R4 C R1 = R2 R3 R4 D R1R2R3R4 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 4 311、一个工程大气压等于、一个工程大气压等于_Pa； _Kgf/cm2。 B；G A 1.013105 B 9.81104 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数两截面间的压差计的读数 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(uA2uB2)/2g 313、转子流量计的主要特点是、转子流量计的主要特点是_。 （从流道截面与压差改变考虑）（从流道截面与压差改变考虑） 。 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，液体以一定流量流经管路，、下图中高位槽液面保持恒定，液体以一定流量流经管路，ab 与与 cd 两段长度相等，管两段长度相等，管 径与管壁粗糙度相同，则：（径与管壁粗糙度相同，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，流速、管径、管长及流动阻力损失分、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 别为别为 v1，u1，d1，L1，hf1及及 v2，u2，d2，L2，hf2。若。若 d12d2 ，L12L2，则：，则： （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） 。容器内水面保持恒定，管内水流动的速度头。容器内水面保持恒定，管内水流动的速度头 5 为为 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，其值数增大时，其值_。 B A 总在增大总在增大 B 先减小，当先减小，当 Re 数增大到一定值时，数增大到一定值时，Co 保持为某定值保持为某定值 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，粗糙管的摩擦系数、在完全湍流（阻力平方区）时，粗糙管的摩擦系数 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，液体以一定流量流经管路，、下图中高位槽液面保持恒定，液体以一定流量流经管路，ab 与与 cd 两段长度相等，管两段长度相等，管 径与管壁粗糙度相同，则：径与管壁粗糙度相同，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 C ab 段流动能量损失段流动能量损失 D ab 段压差值及流动能量损失段压差值及流动能量损失 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流体的、在静止的流体内，单位面积上所受的压力称为流体的_。 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 真空度真空度 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 真空度真空度 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 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 6 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 绝对压强绝对压强 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流速。内流体在流动方向上所流过的距离称为流速。 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 短时间短时间 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所具有的位能。项表示单位质量流体所具有的位能。 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服流动阻力而项表示单位质量流体因克服流动阻力而_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，流体的流动类型属于层流。时，流体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，其质点作不规则的杂乱运动。流动时，其质点作不规则的杂乱运动。 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 332、流体在圆管内、流体在圆管内_流动时，最大速度是平均速度的二倍。流动时，最大速度是平均速度的二倍。 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除以润湿周边。，当量直径等于四倍的流通截面积除以润湿周边。 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 直管直管 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，其公式中的流速应该用、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_管中的管中的 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 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_，牛顿黏性定律适用于，牛顿黏性定律适用于_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代表、在毕托管中，测压孔正对水流方向的测压管液位代表_，流体，流体 流过测速管侧壁小孔的测压管液位代表流过测速管侧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，而不稳定流动中，点流速除与位置有关外，有关，而不稳定流动中，点流速除与位置有关外， 还与还与_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，如果只将流速增加一倍，则阻力损失为原来的、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_倍；倍； 如果只将管径增加一倍，流速不变，则阻力损失为原来的如果只将管径增加一倍，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发展的情况，图中、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 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；主流区流速滞流边界层厚度；湍流边界层厚度；滞流内层；主流区流速 7 38、在、在 SI 制中压强的因次为制中压强的因次为_，功率的因次为，功率的因次为_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 两路流出。当开大阀门两路流出。当开大阀门 A 后，管路后，管路 A 中流中流 速速 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：_；适用于园形直管内不可；适用于园形直管内不可 压缩流体流动的连续性方程是：压缩流体流动的连续性方程是：_。 u1A11 = u2A22= 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，测得平均流速为、流体在一段圆形水平直管中流动，测得平均流速为 0.5m/s，压强降为，压强降为 10Pa，Re 为为 1000，问管中心处点速度为，问管中心处点速度为_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：7.92） ，刻度标值以水为基准，量程范围，刻度标值以水为基准，量程范围 为为 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，则酒精的实际流量值要比 刻度值刻度值_，测量酒精时，此流量计的最大流量值为，测量酒精时，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，则阀的局部阻力系数、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 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） 。油上界面。油上界面 a2以上是空气。以上是空气。U 形管中指示形管中指示 液为水液为水(=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 Pa1_，Pa2_，Pb1_，Pb3_。 （表（表 8 压值以压值以 mm 水柱表示）水柱表示） Pa10；Pa2 100mmH2O；Pb1300mmH2O；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 单位单位 为为_。 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，其润湿周边长为的正方形通风管道，其润湿周边长为_，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，则摩擦阻力损不变，管径增加一倍，则摩擦阻力损 失为原来的失为原来的_。 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，则该方程可表示为表示，则该方程可表示为 ，若用，若用 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，则阀的局部阻力系数、如图所示，液体在等径管中稳定流动，则阀的局部阻力系数 与压差计读数与压差计读数 R 的关的关 系式为系式为 。 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；湍流时，管内平均流速约是最大流速 的的_。 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，液体在管内流速为，液体在管内流速为 0.5m/s，小管内径，小管内径 d2 =19mm，从，从 1-1 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 断面处的流速为断面处的流速为_m/s，是根，是根 据据 方程而得。方程而得。 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，若气体质量流量一定，当气体温度升高时，、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，Re 9 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）主管流量等于并联的 各管段各管段_。 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，刻度标值以水为基准，量程范围 为为 0.25 2.5m3/h，若上述转子流量计改用形状完全相同的铅转子（比重：，若上述转子流量计改用形状完全相同的铅转子（比重：10.67）代替原不）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锈钢转子，测量的流体仍为水，则实际流量值要比刻度值_，实际量程范围为，实际量程范围为 _m3/h.。 大；大；0.2952.95 628、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、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_，若改用转，若改用转 子流量计测量，当流量增大时，转子两端压差值将子流量计测量，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_比大气压强高出的数值，称为表压强。比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? 答：答：Re2000 的流动称为层流流动，的流动称为层流流动，Re4000 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：Re2000 的流动称为层流流动，的流动称为层流流动，Re4000 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，其质点沿管轴作有规则的平行运动，各质点互不碰撞，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，并相互碰撞，产生大 大小小的漩涡。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管直径相当的答：对非圆形截面的通道，可以找到一个与圆形管直径相当的“直径直径”来代替，此直径来代替，此直径 即称为即称为“当量直径当量直径”。 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周边长。答：当量直径等于四倍的流通横截面积除以润湿周边长。 10 36、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，、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， 上游截面上游截面 1-1的压强、流速也相等。问：在三种情况中，下游截面的压强、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。 67、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，、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， 上游截面上游截面 1-1的压强、流速也相等。问：在三种情况中，下游截面的压强、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？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？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？ 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，其中（的压强不相等，其中（a）的压强最大，（）的压强最大，（c）的压强）的压强 最小。这是因为（最小。这是因为（c）管上不仅有一个阀门消耗能量，且管子末端垂直上升一段，又使得静）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。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。活塞与汽缸之间的油膜厚度为速度移动，见附图。活塞与汽缸之间的油膜厚度为 0.1mm，求，求 油膜的速度梯度是多少？油膜的速度梯度是多少？ 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。 问漆膜中形成的速问漆膜中形成的速 度梯度为多少？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水槽相连接，在什么条件下，水由高位、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 槽向低位槽流动？为什么？槽向低位槽流动？为什么？ 11 答：答：时，水向低位槽流动。时，水向低位槽流动。 2 P zg Pa 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、流体密度、流体密度 及黏度及黏度 的函数，即的函数，即 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 3 个准数。个准数。 （ )(，NDP ） 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） 。容器内水面保持恒定，管内水流动的速度头。容器内水面保持恒定，管内水流动的速度头 为为 0.5m 水柱。水由容器流入管内，则水柱。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 1.013105Pa。 （ ） 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，其值数增大时，其值 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 保持为某定值保持为某定值 。 （ ） 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，测得平均流速为、流体在一段圆形水平直管中流动，测得平均流速为 0.5m/s，Re 为为 1000，问管中心处点，问管中心处点 速度为速度为 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，孔板流量计两侧压差值将增加。、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。 （ ） 六、计算题六、计算题 61、某牛顿型流体在圆、直、等径管内流动，在管截面上的速度分布可表达为：、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：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该点的点流速，该点的点流速，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=20y200y2， 12 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 =20y200y2=20 0.025200 (0.025)2=0.375 m/s 3 分分 （2）=20(m/s)/m 0y dv dy 则则 w= =0.0520=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。现测得 水在某流量下截面水在某流量下截面 1、2 处产生的水柱高度差处产生的水柱高度差为为 0.20m，若忽略水由，若忽略水由 1 至至 2 处的阻力损失，处的阻力损失， 试求水的流量试求水的流量 m3/h。 10 分分 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 2 分分 33 22 11 0.20.5110.016157.8 44 mm vdu ss 63、水从喷嘴口、水从喷嘴口 1-1 截面垂直向上喷射至大气。设在大气中流束截面保持圆形。已知喷嘴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，试计算出喷倍，试计算出喷 嘴口的水流速嘴口的水流速 u1。忽略阻力。忽略阻力。 5 分分 13 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 22 截面截面 12 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 u1=13.76 m/s 2 分分 22 12 22 uu zg 22 11 2 1 9.81 5 21.442 uu 64、某厂如图所示的输液系统将某种料液由敞口高位槽、某厂如图所示的输液系统将某种料液由敞口高位槽 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，中， 输液管规格为输液管规格为 382.5mm，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，系统的，系统的 hf=20.6u2/2 J/kg。 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加因扩大生产，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加 30%，问新系统所设的高位槽的液面需要比原系统增高多少？，问新系统所设的高位槽的液面需要比原系统增高多少？ 10 分分 解：解：u10u2 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 2 分分 0.5 0.5 12 22 9.81 6 20.620.6 g zz Z1=Z2+20.6=15.14m 2 分分 2 2 20.6 1.3 2.39 5 22 9.82 u g 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。池及槽皆敞口。高位槽中液面 比池中液面高比池中液面高 20m，管路总长，管路总长(包括局部阻力包括局部阻力)430m，进出口阻力不计。管径为，进出口阻力不计。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%，求泵的实际功率。，求泵的实际功率。 10 分分 14 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 8 20 9.81 e wzghfhf 0,0upAA 22 4301.425 1.626957.2 20.12 l uJ hf dkg 4 分分 6957.220 9.817153 e J w kg 2 分分 3 7153 38.4 10 153 0.5 3600 ese NWW NKW 66、用离心泵经、用离心泵经 573.5mm 的钢管，将敞口贮槽内的有机溶液（密度为的钢管，将敞口贮槽内的有机溶液（密度为 800kg/m3， 黏度黏度 为为 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保持）输送到反应器中。设贮槽内的液面离反应器内的液面高度保持 16m，见附图。已，见附图。已 知钢管总长度（包括局部阻力当量长度）为知钢管总长度（包括局部阻力当量长度）为 25m，反应器内的压力恒定为，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，泵的效率为，泵的效率为 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 15 列两截面柏方列两截面柏方 2 分分 2 2e P WZ ghf 2 25 0.05 2 u hf 4 分分 32 4 9.807 106425 0.849 16 9.81654.3 80016980.052 e J W kg 2 分分 3 654.3 6 80038.4 10 1.454 0.6 3600 ese NWW NKW 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水的密度为水的密度为 992kg/m3，饱和蒸汽压，饱和蒸汽压 pv=7.38kPa，当地大气压为，当地大气压为 97kPa。现拟。现拟 d0取取 135mm，试问：当不计阻力损失，水在流经，试问：当不计阻力损失，水在流经 收缩管时会不会汽化？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 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 的管子流出，槽中水位稳定。阀门关闭时测的管子流出，槽中水位稳定。阀门关闭时测 得得 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 16 解：阀关时：解：阀关时：(ZA+1.8)1000=0.513600 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=1.76104N/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 573.5 mm。当阀门全闭时，压力表读数