第一章-流体流动

1、精选优质文档-倾情为你奉上第一章 流体流动与输送一概念题1x01a02012因次分析法的目的在于_。A 得到各变量间的确切定量关系 B 得到各无因次数群的确切定量关系C 用无因次数群代替变量，使实验与关联工作简化D 用无因次数群代替变量，使实验结果更可靠答：C2x01a02093某物体的质量为1000kg，则其重量为_。A 1000N B 9810N C 9810kgf D 1000/9.81kgf答：B3x01a02100 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，d1d2d3，各管流速相等。其读数分别为R1，R2，R3。则。（流体皆为水，指示液皆为汞） A

2、R2R1R3 B R1R2R3 C R1R2R3 D R1R2R3 E R1R2R3答：D4x01a02102图示所表示的R值大小反映_。A 、两截面间压差值 B 截面间流动压降损失C 、两截面间动压头变化 D 突然扩大或突然缩小流动损失。答：A5x01a02103 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 的速度头为0.5m水柱。水由容器流入管内,则2点的表压 p2=( )水柱, A 1.5m B 1.0m C 0.75m D 0.5m答：C6x01a02104一敞口容器,底部有一进水管(如图示)。容器内水面保持恒定,管内水流动 的速度头为0.5m水柱。 水由水管

3、进入容器,则2点的表压 p2=( )水柱。A 2.0m B 1.5m C 1.0m D 0.75m 答：B7x01a03098 某液体在内径为d1的管路中稳定流动，其平均流速为u1，当它以相同的体积流量通过长度相等内径为d2(d2=d1/2)的管子时，流速将变为原来的_倍；流动为层流时，管子两端压力降pf为原来的_倍；湍流时(完全湍流区且管壁相对粗糙度相等) pf 为原来的_倍。 A 4 B 16 C 32 D 8答：A B C8x01b02106使用形压差计要求指示液与被测流体的密度差_。 A 大 B 中等 C 小 D 越大越好答：C9x01b02108孔板流量计的孔流系数Co，当Re数增大

4、时，其值_。A 总在增大 B 先减小，当Re数增大到一定值时，Co保持为某定值 C 总是减小 D 不定答：B10x01b02109在完全湍流(阻力平方区)时，粗糙管的摩擦系数数值_。A 与光滑管一样 B 只取决于Re C 只取决于相对粗糙度 D 与粗糙度无关答：C11x01b02110如图表明,管中的水处于_。A 静止 B 向上流动 C 向下流动 D 不一定 答：C12x01b02111层流与湍流的本质区别是：_。A 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 C = D 不能肯定答：B14x01b02113如图，U形压差计测得：_。A A、B间的阻力损失 B

5、A、B间的压强差C A、B间的位头差加阻力损失 D A、B间位头差答：A15x01b02115一个工程大气压等于_Pa； _Kgf/cm2。A 1.013105 B 9.81104 C 760 D 735.6 E 10.33 F 10 G 1答：B G16t01a02002气体的粘度随温度的升高而_, 水的粘度随温度的升高而_。答：增大；降低17t01a02003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_和_而变。答：细；Re；e/d(相对粗糙度)18t01a02004牛顿粘性定律的数学表达式为_，牛顿粘

6、性定律适用于_型流体。答：= du/dy；牛顿19t01a02005孔板流量计和转子流量计的最主要区别在于：前者是恒_，变_；后者是恒_，变_。（从流道截面与压差两方面考虑）答：截面；压差；压差；截面20t01a02006边长为0.5m的正方形通风管道,其当量直径为_m。答：0.521t01a02008液柱压力计是基于_原理的测压装置，用形压差计测压时，当一端与大气相通时，读数表示的是_或_。答：流体静力平衡；表压；真空度22t01a02009减少流体在管路中流动阻力hf的措施有： _, _,_, _。答：管路尽可能短、尽量走直线；减少不必要的管件阀门；增大管23t01a02010在下图中定性

7、地画出流体流动时，各支管的液面高度(忽略阻力损失):答：略24t01a02015Re、Nu、Pr等准数用不同单位制进行计算所算得的各准数的数值_。答：相等25t01a02022因次分析法的依据是_。答：物理方程式具有因次一致性26t01a02024当地大气压为745mmHg，测得一容器内的绝对压强为350mmHg，则真空度为_。测得另一容器内的表压强为1360mmHg，则其绝对压强为_。答：395mmHg；2105mmHg27t01a02025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_。答：Pas或Ns/m2；m2/s28t01a02032在毕托管中，测压孔正对水流方向的

8、测压管液位代表_，流体流过测速管侧壁小孔的测压管液位代表_。答：冲压头；静压头29t01a02035流体在光滑管内作湍流流动，计算摩擦系数的布拉修斯经验式是 ，此式适用的雷诺数范围是_。答：=0.3164/Re0.25 Re=310310530t01a02041图示为某蒸发装置的混合冷凝器（大气腿），操作真空度为600mmHg，则水封高度h= 。答：h = 60013.6 = 8160mm = 8.16m31t01a02046毕托管测速计所测定的点速度r 计算式为r 答：32t01a02047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，则虹吸管出口处的流速答：33t01a0

9、3001流体在圆形直管中作滞流流动时，其速度分布是_型曲线，其管中心最大流速为平均流速的_倍，摩擦系数与Re的关系为_。答：抛物线；2倍；64/Re34t01a03027稳定流动中，点流速只与_有关，而不稳定流动中，点流速除与_有关外，还与_有关。答：位置；位置；时间35t01a03033 套管由572.5mm和252.5mm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。答：1633mm2； 242mm； 27mm36t01a03034处于同一水平面的流体，作为等压面的条件必须是_，_，_。答：同一种流体，连续，静止，在重力场中而非离心力场中37t01a0

10、40111atm= mH2O= N/m2； 1cP= P= Pa.S答：10.33；1.0133105；0.01；0.00138t01a04016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；如果只将管径增加一倍，流速不变，则阻力损失为原来的_倍。答：2；1/439t01a04030压力表上的读数为0.25MPa= kgf/cm2，真空表上的读数为0.05MPa= _mmHg(真空度)。答：2.55；375(真空度)40t01a04039湿式钢制钟罩圆筒气柜，如附图所示。圆筒直径为6m，质量3000kg，圆筒没入水中的深度1m，则气柜内气体的表压为p_N/m2;圆筒

11、内外液面差为 。答：表压 p = 30009.81/(0.78562) = 1041 N/m2 D = 1041/(10009.81) = 0.106m41t01a05036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a点的流速为us ,b点的流速为u,图示中所表示的符号意义是d1为 ，d2为 _ d3为 , us 表示 ,u与us的关系 。d1 滞流边界层厚度答：d2 湍流边界层厚度 d3 滞流内层 us 主流区流速 u = 0.99us42t01a02023流体在等径水平直管的流动系统中：层流区：压强降与速度_次方成正比。完全湍动区：压强降与速度_次方成正比。答

12、：一；二43t01a05043如附图所示,风机的进口吸风管内径为100mm ,吸上水柱高度为12mm ,流动阻力不计，空气的密度为1.2kg/m3 ,则风机进口管内空气的流速U=_m/s,风机的风量为V=_m3 /s。答：由0水gh+(u2/2)=10009.810.0120+(u2/2) 1.2 解得u=14.0m/sV=u(/4)d2=14.0(/4)0.102=0.11m3/s44t01b02054非牛顿型流体不同于牛顿型流体的主要的区别是在一定温度下它的黏度与_有关。答：速度梯度45t01b02057某转子流量计，其转子材料为不锈钢，测量密度为1.2kg/m3的空气时，最大流量为400

13、m3/h。现用来测量密度为0.8kg/m3氨气时，其最大流量为_m3/h。答：446t01b02062如图所示系统，其大管内径d1 = 45mm ，液体在管内流速为0.5m/s ，小管内径d2 =19mm ，从1-1到2-2断面的阻力损失为15J/kg ，则2-2断面处的流速为_m/s，是根据方程而得。答：2.8m/s；连续性47t01b02066一转子流量计，当流过水的流量为1m3/h时，测得该流量计进出口两端的压力降为20mmHg，当流量增加到1.5m3/h，问转子流量计进出口压降有何变化? _。答：基本不变48t01b02070用毕托管测量管道中流体的_，而孔板流量计则用于测量管道中流体

14、的_。答：点速度；流量49t01b02073_的流体称为理想流体。答：无粘性50t01b02078某流体在直管中作层流流动，在流速不变的情况下，管长、管径同时增加一倍，其阻力损失为原来的_倍。答：0.551t01b02079通常指边界层的范围是_。答：速度为零至速度等于主体速度的99%的区域52t01b02983图示并联管路。流体由高位槽经A、B两路流出。当开大阀门A后，管路A中流速UA ，O点压强P0 ,UB 。答：增大； 降低； 减小53t01b03056并联管路的特点是：A)并联各管段压强降_；B)主管流量等于并联的各管段_；C)并联各管段中管子长、直径小的管段通过的流量_。答：相等；流

15、量之和；小54t01b04061当喉径与孔径相同时，文丘里流量计的孔流系数Cv比孔板流量计的孔流系数Co_，文丘里流量计的能量损失比孔板流量计的_(大、小)。答：大；小55t01b04063流体流动的连续性方程是：_；适用于园形直管内不可压缩流体流动的连续性方程是：_ _。 答：u1A11 = u2A22= 常数；u1d12 = u2d22= 常数56t01b04089如图所示,水从内径为d1 的管段流向内径为d2 管段,已知,d1 管段流体流动的速度头为0.8m水柱,h1 =0.7m,忽略流经AB段的能量损失(即可按理想流体处理),则h2 = ,h3 = 。答：h2 = 1.3m，h3 =

16、1.5m57t01b05020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R 的关系式为_。答：=2Rg(21)/(1u2)58w01a05045孔板流量计与转子流量计在测量原理上的主要区别是什么? 在安装上各有什么要求?答：略59w01a05153如图所示，在充满水且具有不同压力的两密闭容器和的上、下两侧，各连接一个管径与高度均不相同的压差计，连接管内充满水，压差计的指示液为水银，试导出两压差计读数与间的关系。答：pA(pB+gh)=(汞-)gH=(汞-)gR R=H 60w01a10154 流体在水平圆形直管内稳态流动时，试证层流时，管壁处剪应力： wu 式中：w管

17、壁处摩擦剪应力，Pa 流体黏度，Pa.s 流速，m/s 管内径，m流体在圆形直管内的流动推动力：pd2/4 答：流体流动阻力为： F=dLw pd2/4=dLw p=4Lw/d 哈根泊谡叶公式 p=32Lu/d2 4Lw /d = 32Lu/d2得w=8u/d61w01b02031有些非牛顿流体具有屈服应力，什么叫屈服应力？答：当施加于流体的剪切应力小于某临界值时，流体不发生流动，该临界值称为流体的屈服应力。62w01b05032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0.1mm，求油膜的速度梯度是多少？答：63w01b05047如图，有一敞口高位槽，由管线与密闭

18、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？答：当pa /+Zgp2/时，水向低位槽流动。64w01b05048 如图，有一塔分为两段，泵将下段的水打入上段，上段的水则自动流入下段，要求泵打入上段的水流量等于上段自动流入下段的水流量。在操作中你如何判断是否达到上述要求？为什么? 答：当流动达到定态时, 玻璃液面计液面不变。65w01b05049根据化工原理所学内容，提出一种测量液体粘度的简易方法并叙述其原理。答：依式p=32uL/d2,选定某一长L、管径d的圆截面等径直管，用U形压差计测压差p，用测速管测速u，或用流量计测流量v, 即可用上式算出粘度。但须校核雷诺准数，保证

19、Re0，在下水管锯去一截后，水流量比按理想流体计的流量更小。67w01b10176 有一敞口储油罐，为测定其油面高度,在罐下方装一U形压差计(如图示)。油的密度为1，指示液密度为2,在压差计右侧指示液上充以高度为h1的同一种油。当储油罐充满油时，U形压差计指示液的液面差为R（见附图），当储油量减少时,油罐内油面下降高度H，压差计右侧油面下降高度为h。 试导出H与h之间的关系。答：解:假设当油罐充满油时,油面至U形压差计左侧指示液面之间的液面差为H1(如图所示),当油罐液面下降H时,U形压差计右侧下降高度为h,则U形压差计指示液的液面差将由R变为(R-2h)。 根据静力学方程式:充满油时： H1

20、g1=R2g+ h1g1油面下降H以后: (H1-H-h)1g=(R-2h)2g+ h1g1 消去H1,得 H=h(22/1-1) 68 t01b02071已知搅拌器功率P是搅拌桨直径D、转速N、流体密度及黏度的函数，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 个准数。答：二计算题1j01a05001以复式水银压差计测量某密闭容器内的压强p5。已知各液面标高分别为z1=2.6m,z2 =0.3m,z3 =1.5m,z4 =0.5m,z5 =3.0m。试求p5值，以kPa(表压)表示。 答：rHgg(z1-z2)+rHgg(z3-z4)-rH2Og(z5-z4)=p5 p

21、5 =rHgg(z1-z2z3-z4)-rH2Og(z5-z4) =13.61039.81(2.6-0.3+1.5-0.5)-1039.81 (3.0-0.5) =415.7103Pa=415.7kPa(表)2j01a05011 水在水平管内流动，截面1处管内径d1为0.2m，截面2处管内径d2为0.1m。现测得水在某流量下截面1、2处产生的水柱高度差为0.20m，若忽略水由1至2处的阻力损失，试求水的流量m3/h。答：gz1+p1/r+u12/2= gz2+p2/r+u22/2 zi、pi均按管中心线取值，因z1=z2，u2=4u1 得 p1/rp2/r=( u22u12)/2=(4u1)2

22、u12/2=15u12/2 h=(p1p2)/(rg)=15u12/(2g)=0.20 u1=0.511m/s V=(p/4)d12 u1=(p/4)0.220.511 =0.0161m3/s =57.8 m3/h 3j01a05036 水塔供水系统如附图所示。管路总长(包括局部阻力的当量长度在内)共150m， 水塔内水位高H为10m，当忽略出口动能，试求要求流量V=10m3/h所要求的管道最小内径d。 设=0.023。答：H=8lLV2/(p2gd5) 即 10=80.023150(10/3600)2/(p29.81d5) dmin=0.0466m4j01a05057 有一内径d50mm的管

23、子，用孔板流量计测量水的流量，孔板内孔直径d0=25mm，U形压差计的指示液为汞 ，孔流系数C0=0.62。当需测的最大水流量为18m3/h，问：U形压差计最大读数max为多少？ 答：Vmax=18m3/h=5.010-3m3/s 5.010-3=(p/4)(0.025)20.622(13.6-1)9.81Rmax1/2 Rmax=1.092 m5j01a10003如图()所示两容器与一水银压差计用橡皮管相连，此二容器及接管中均充满水，读数=650mm，试求：p1与p2的差值。 又,若维持p1、p2不变,但将此二容器改为图()位置，问：R的值是多少？答：Vmax=18m3/h=5.010-3m

24、3/s 5.010-3=(p/4)(0.025)20.622(13.6-1)9.81Rmax1/2 Rmax=1.092 m6j01a10019 一测量管道阻力的装置如图所示。已知D1=2D2，rHg=13.6103kg/m3，u2=1m/s，R=10mm，试计算“1-2”截面间阻力hf,1-2值，以J/kg为单位。答：已知u2=1m/s，u1=u2/4=1/4=0.25m/s gz1+p1/r+u12/2= gz2+p2/r+u22/2+hf,1-2 又 (gz1+p1/r)(gz2+p2/r)=(rHgr)gR/r hf,1-2=(rHgr)gR/ru12/2u22/2 =12.69.81

25、0.010(0.25)2/21/2 =0.767J/kg7j01a10021如图所示，D=100mm, d=50mm, H= 150mm，r气体=1.2kg/m3。当R=25mm时，刚好能将水从水池中吸入水平管轴心线处，问：此时V气体为多少？以m3/s为单位表示。过程阻力可略。略去同一截面及接管内气体的静压强差异。答：设1截面处气速为u1，则2截面处气速为u2=4u1 p1/r+u12/2=p2/r+u22/2= p2/r+16u12/2 且 p1=rHggR(表)，p2 = -rH2OgH(表) 得 (rHggRrH2OgH)/r= 15u12/2 即 (13.61039.810.02510

26、39.810.15)/1.2 =15u12/2 u1=23.1 m/s V=u1(p/4)D2=23.1(p/4)0.102=0.181m3/s8j01a10024 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。已知喷嘴内直径d1=25mm,出喷嘴口流速u1=12m/s,问：在高于喷嘴出口4.5m处水流的直径是多大？忽略阻力。答：令高于喷嘴出口4.5m处水流截面为22截面 12 截面间：p1=p2 由 u12/2=u22/2gz2 即 (12)2/2= u22/29.814.5 u2=7.46 m/s 又 (p/4)d12u1=(p/4)d22u2 25212= d227

27、.46 d2=31.7 mm9j01a10031水泵进水管装置如图示。管子尺寸为F 573.5mm，进水管下端装有底阀及滤网，该处局部阻力为12u2/(2g),截面2处管内真空度为4mH2O，由1至2截面的沿程阻力为3u2/(2g)。试求：(1)水流量为多少m3/h？(2)进水口1截面(在底阀、滤网之后)的表压是多少Pa？答：(1) z0+p0/(rg)+u02/(2g)= z2+p2/(rg)+u22/(2g) +Shf 即0=34+(1+12+3)u2/(2g) u=1.107m/s，V=1.107(p/4)(0.050)23600=7.82m3/h (2) 0=2+p1/(rg)+u2/

28、(2g)+hf =2+p1/(10009.81)+(1+12)(1.107)2/(29.81) p1=1.17104Pa(表)10j01a10038 密度为103kg/m3、粘度为1cP的水，以10m3/h的流量在513mm 的水平光滑管内流过。在管内某处p1=1.5at(表压)，若局部阻力不计，问距该处100m下游处p2为多少Pa?答：(Re=30001105，l= 0.3164/Re0.25)Re=4Vr/(pdm)=410103/(p36000.0450.001)=7.86104 光滑管， Re在3000105范围内， l=0.3164/(7.86104)0.25=0.0189 gz1p

29、1/ru12/2= gz2p2/ru22/2Shf z1=z2， u1=u2 则1.59.81104/103 = p2/1000+80.0189100(10/3600)2/p2(0.045)5 p2=8.31104Pa(表)11j01a10039 密度为103kg/m3、粘度为1cP的水，在513mm 的水平光滑管内流过。现测得在相距100m的上、下游两截面间的压差为0.653at，若局部阻力不计，试计算水的流量，以m3/h表示。(Re=30001105, l= 0.3164/Re0.25)光滑管，设 Re在3000105之间，l=0.3164/Re0.25答：( p1p2)/r=8lLV2/

30、(p2d5) 即0.6539.81104/1000=8l100V2/p2(0.045)5 lV2=1.45810-7 则 0.3164V2/4Vr/(pdm)0.25=0.3164V1.75/41000/(p0.0450.001)0.25 =1.45810-7 V=2.77810-3m3/s=10.0 m3/h 校核：Re=42.77810-3103/(p0.0450.001)=7.86104 该Re值在3000105之间，故上述计算有效。12j01a10045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高20m,管路总长(包括局部阻力)430m

31、，进出口阻力不计。管径为1084mm，油的粘度为3430cP，密度为960kg/m3, 泵的效率为50%，求泵的实际功率。答：Re=438.4103/(3600p0.103.43)=39.6 层流 l=64/Re=64/39.6=1.62 He=(z2z1)8lLV2/(p2gd5)=H8lLw2/(p2gd5r2) =20+81.62430(38.4103/3600)2/(p29.810.1059602) =731m Na=HeWg/h=731(38.4103/3600)9.81/0.50=153103 W =153kW 13j01a10054密度为1200kg/m3的盐水，以25 m3/h

32、的流量流过内径为75mm的无缝钢管，用泵由低位槽输至高位槽。两槽皆敞口，两液面高度差为25m。钢管总长120m，局部阻力为钢管直管阻力的25。设摩擦系数l0.03，泵的效率0.6，求泵的轴功率。答：He=(z2z1)8lLV2/(p2gd5) =25+80.031201.25(25/3600)2/(p29.810.0755) =32.56 m 则 Na=HeWg/h=32.562512009.81/(36000.6) =4.436103 W=4.436 kW 14j01a10061 水平串联的两直管1、2，管内径d1=d2/2，管道1长为100m 。已知流体在管道1中流动的Re,1=1800，

33、流动阻力hf,1=0.64m液柱，hf,2=64mm液柱，试计算管道2的长度。设局部阻力可略。 答：已知 Re,1=1800，Re=4Vr/(pdm) 1/d Re,2= Re,1d1/d2=1800/2=900，二管内均层流 直管层流阻力Shf=32muL/(grd2)=32mVL/(p/4)grd4 L/d4 Shf,2/Shf,1=(L2/L1)(d1/d2)4=(L2/100)(1/2)4=0.064/0.64 L2=160 m15j01a10066 一输油管，原输送1 =900kg/m3 ，1 =1.35P的油品，现改输送2 =880kg/m3 ，2 =1.25P的另一油品。若两种油

34、品在管内均为层流流动，且维持输油管两端由流动阻力所引起的压强降pf 不变,则输送的油量(质量流量ms )有何变化?(用百分数表示)答：pf 1 =pf 2；而pf =32Lu/d2；321 L u1 /d2 =322 L u2 /d2；即1 u1 =2 u2；ms2 /ms1 =u22 /u11 =12 /21 =1.35880/1.25900=1.056；输油量比原来增加5.6。16j01b10016如图所示，水以3.78L/s的流量流经一扩大管段，已知d1=40mm，d2=80mm,倒U形压差计读数R=170mm，试求：(1)水流经扩大段的阻力hf。(2)如将粗管一端抬高、流量不变，则读数

35、R有何改变？答：(1) u1=3.7810-3/(p/4)(0.040)2 = 3.01 m/s u2=3.01/4=0.752 m/s p1/r+gz1+u12/2= p2/r+gz2+ u22/2+hf 又 z1=z2 ，p2p1=(rr气)gRrgR hf=( u12 u22)/2gR =(3.01)2(0.752)2/29.810.170=2.58 J/kg(2) 若管道倾斜，V不变，则u1、u2及hf必然不变，并由 (p2+rgz2)(p1+rgz1) = 恒值 = rgR可判断R相同。17j01b10048用离心泵将水由水槽送至水洗塔中，水洗塔内的表压为9.807104Pa，水槽液

36、面恒定，其上方通大气,水槽液面与输送管出口端的垂直距离为 20m，在某送液量下,泵对水作的功为317.7J/kg，管内摩擦系数为0.018，吸入和压出管路总长为110m (包括管件及入口的当量长度，但不包括出口的当量长度)。输送管尺寸为1084mm，水的密度为1000kg/m3。求输水量为多少m3/h。 答：Ws=g(z2z1)p2(表)/ru22/2Shf， Shf=l(L/d)u22/2 即 317.7=9.8120+9.807104/1000+(1+0.018110/0.10)u22/2 u2=1.50 m/s V=1.50(p/4) (0.10)2=1.1810-2 m3/s=42.5

37、 m3/h18j01b10052 用离心泵经573.5mm的钢管,将密度为800kg/ m3、 粘度为20cP的有机溶剂由敞口贮槽输至反应器。反应器内压强为4kgf/cm2(表压)，钢管总长25m (包括局部阻力)，流量为6m3/h，测得泵的轴功率为1.454kw, 试确定泵的效率。 答： Ws=gHp2(表)/r8lLV2/(p2d5) 其中：Re=4Vr/(pdm)=46800/(p0.0503600200.001) =1698，层流 l=64/Re=64/1698=0.0377Ws= 9.8116+49.81104/800+80.0377256 2/(p20.050536002) =65

38、4.3 J/kg 则 h= WsVr/Na=654.36 800/(36001454)=60%19j01b10060 在f1084mm的圆直管内用毕托管测管轴心处气体的点速度。已知该气体是平均分子量为40的混合气体,气温32,压强为200mmH2O(表压），粘度为0.02cP。外界大气压为1atm。使用U形压差计测压差，指示液为水，压差计读数为10mm。Re,max与u/vmax的对应关系如下表所示，试计算气体流量。（u,v分别表示平均流速与点流速）答： Re,max 104 2104 3104 5104 u/vmax 0.78 0.80 0.81 0.82r=pM/(RT)=(1.01310

39、5+0.2009.811000) 40/(8314305) =1.63 kg/m3 vmax=2gR(rir)/r1/2=29.810.0101000/1.63 1/2=11.0 m/s Re,max=dvmaxr/m=0.1011.01.63/(0.020.001)=8.971045104 则u/vmax=0.82 u=0.8211.0=9.02 m/s V=u(p/4)d2=9.02(p/4)(0.10)2=7.0810-2m3/s20j01b10068 某油品在管内作层流流动，Re=1050,若要求输送量增加一倍但因摩擦损失而引起的压降不允许增大，拟用改换更大管径的管子方法解决。试计算更

40、换后与更换前的管内径之比d2/d1。答：设后来情况流动仍为层流。以下标1、2表示前、后。 Dpf=32muL/d2=32mVL/(p/4)d4 V/d4，且Dpf,1=Dpf,2 V2/d24= V1/d14 即d2/d1=(V2/V1)1/4=20.25=1.189 校核Re,2：Re=4Vr/(pdm) V/d Re,2=Re,1(V2/V1)(d1/d2)=10502/1.189=1766，属层流， 故所设正确，计算有效。21j01b10077某光滑直管用以输送清水(r1=1000kg/m3、m1=1cP)，已知Re,1=104。现拟将该管路用于输送冷冻盐水(r2=1186kg/m3、m

41、2=2.3cP)，并要求因摩擦阻力引起的压降不变。设局部阻力可略。试计算冷冻盐水与清水的质量流量之比W2/W1。(当3103 Re 1 105，l= 0.3164/Re0.25)答：设冷冻盐水流动的摩擦系数可用 l=0.3164/Re0.25公式计算。 Dpf=8lLV2r/(p2d5) =0.3164/4Vr/(pdm) 0.258LV2r/(p2d5) V1.75m0.25r0.75 W1.75m0.25/r 又 Dpf,1=Dpf,2 W11.75m10.25/r1= W21.75m20.25/r2 W2/W1=(m1/m2)0.25(r2/r1)(1/1.75) =(1/2.3)0.2

42、5(1186/1000)(1/1.75) =0.979 校核Re,2：Re=4W/(pdm) W/m Re,2= Re,1(W2/W1)(m1/m2) =1040.979(1/2.3)=4.26103 , 可见所设正确，计算有效。 22j01b1008840水由高位槽经异径收缩管向下流动，为保证水在流经收缩管时不产生汽化现象，收缩管的管径应限制在多大尺寸以上？不考虑阻力。当地大气压为97kPa，40水的密度为992kg/m3，饱和蒸汽压pv=7.38kPa。答：在1-1与2-2截面间列伯努利方程: Z1+P1/g+u12/2g=Z2+P2/g+u22/2g P1=P2=Pa ,u1=0在1-1

43、与收缩管截面间列伯努利方程式 Z1+Pa/g+u12/2g=Zc+Pc/g+uc2/2g Pa/g=97103/(9929.81)=9.97m 当收缩管产生气化现象时 Pc=Pv=7.38kPa Pc/g=7.38103/(9929.81)=0.758m uc2/2g=(Z1-Zc)+(Pa-Pc)/g =7+9.97-0.758=16.2 解得 uc=17.8 m/s 即当uc达到17.8m/s时水将产生气化现象 ucdc2=u2d22 即为保证水不发生气化现象,收缩管直径必须大于133mm23j01b10090利用虹吸管将池A中的溶液引出。虹吸管出口B与A中液面垂直高度差h=2m。操作条件

44、下, 溶液的饱和蒸汽压pv=1.23104 N/m2。试计算虹吸管顶部C的最大允许高度H为若干m。计算时可忽略管路系统的流动阻力。溶液的密度=1000kg/m3 ,当地大气压为760mmHg。 答：uB= = 6.26m/s 当C处正好发生水汽化时，由池中液面至C处排伯努利方程得： 1.013105/103=9.81H+1.23104/103 +(6.26)2/2H=7.08 m 24j01b10094 在实验室流体沿程阻力测定装置上，对内径d=42mm的无缝钢管进行测试。流体为20的水(r=103kg/m3，m=1.0cP)，测试段管长L=1.5m。当流量为11m3/h时，倒U形压差计(水面

45、上侧为空气，空气密度ri4.4kg/m3)读数为170mm，试计算由此算得的摩擦系数l与按布拉修斯公式算得的l光的相对误差。答：Dpf = (r-ri)gR= 8lLV2r/(p2d5) 即(1000-4.4)9.810.170=8l1.5(11/3600)2103/(p20.0425) l = 0.0191 Re = 4Vr/(pdm)=4(11/3600) 103/(p0.0420.001)=9.26104 l光= 0.3164/Re0.25 =0.3164/(9.26104)0.25=0.0181 则相对误差=(ll光)/l光= (0.01910.0181)/0.0181=5.5%25j

46、01b10099 某油品在F89 mm的无缝钢管中流动。在和的截面处分别测得表压强p115.2105 Pa，p214.8105Pa。试计算管路中油品的流量。已知：、间长为40m，其间还有2个90弯头(每个弯头的当量长度Le35d)，r油820kg/m3，油121cp。 答：设流体管内流动为层流 p1 = p2 + rgH + 32muL/d2 即15.2105 =14.8105 +8209.81+320.121u(40+2350.081)/0.0812 u = 1.186 m/s V=1.186(p/4) (0.081)2=6.1110-3 m3/s=22.0 m3/h 校核Re：Re=0.0

47、811.186820/0.121=651，层流，所设正确，计算有效 26j01b10103 20 如图所示的管路系统中，有一直径为382.5mm、长为30m的水平直管段AB，在其中间装有孔径为16.4mm的标准孔板流量计来测量流量，流量系数Co为0.63，流体流经孔板的永久压降为6104 Pa，AB段摩擦系数取为0.022，试计算：液体流经AB段的压强差； 若泵的轴功率为800W，效率为62%，求AB管段所消耗的功率为泵的有效功率的百分率。已知：操作条件下液体的密度为870kg/m3 ，U形管中的指示液为汞，其密度为13.6103 kg/m3。 答：uo =Co 2gR(i-)/0.5 = 0.6320.69.81(13.6103-870)/870 0.5