化工原理流体流动题库

1、第一章流体力学练习题一、单选题1 .单位体积流体所具有的（）称为流体的密度。A质量；B粘度；C位能；D动能。A2 .单位体积流体所具有的质量称为流体的（）。A密度；B粘度；C位能；D动能。A3 .层流与湍流的本质区别是（）,word文档可自由复制编辑流道截面A湍流流速层流流速；大的为湍流，截面小的为层流;C层流的雷诺数e湍流的雷诺数；D层流无径向脉动，而湍流有径向脉动。D4 .气体是（）的流体。A可移动；B可压缩；C可流动；D可测量。B5 .在静止的流体内，单位面积上所受的压力称为流体的（）。A绝对压力；B表压力；C静压力；D真空度。word文档可自由复制编辑C6 .以绝对零压作起点计算的压力

2、，称为（）A绝对压力；B表压力；C静压力；D真空度A7 .当被测流体的（）大于外界大气压力时，所用的测压仪表称为压力表。A真空度；B表压力；C相对压力；D绝对压力。D8 .当被测流体的绝对压力（）外界大气压力时，所用的测压仪表称为压力表。A大于；B小于；C等于；D近似于。word文档可自由复制编辑A9 .()上的读数表示被测流体的绝对压力比大气压力高出的数值，称为表压力。A压力表；B真空表；C高度表；D速度表A10 .被测流体的()小于外界大气压力时，所用测压仪表称为真空表。A大气压；B表压力；C相对压力；D绝对压力。D11 .流体在园管内流动时，管中心流速最大，若word文档可自由复制编辑为

3、湍流时，平均流速与管中心的最大流速的关系为（）。A.Um=1/2Umax;B.Um=0.8Umax;C.Um=3/2Umax。B12 .从流体静力学基本方程了解到U型管压力计测量其压强差是（）。A. 与指示液密度、液面高度有关，与U形管粗细无关；B. 与指示液密度、液面高度无关，与U形管粗细有关；C.与指示液密度、液面高度无关，与U形管粗细无关。Aword文档可自由复制编辑13 .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。C14 .双液体U形差压计要求指示液的密度差()。A.大；B.中等；C.小；D.越大越好。word文档可自由复制编辑

4、C15 .转子流量计的主要特点是()。A.恒截面、恒压差；B.变截面、变压差；C.恒流速、恒压差；D.变流速、恒压差,C16 .圆直管内流动流体，滞流时雷诺准数范围是()。A.Re<2000;B.Re>4000;C.Re=20004000。Aword文档可自由复制编辑17 .圆直管内流动流体，湍流时雷诺准数是()。A.Re<2000;B.Re>4000;C.Re=20004000。B18 .某离心泵入口处真空表的读数为200mmHg当地大气压为101kPa,则泵入口处的绝对压强为()。A.74.3kPa;B.101kPa;C.127.6kPa。A19 .在稳定流动系统中

5、，水由粗管连续地流入细word文档可自由复制编辑管，若粗管直径是细管的2倍，则细管流速是粗管的（）倍。A.2;B.8;C,4。C20 .流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是（）。A.流动速度大于零；B.管边不够光滑；C.流体具有粘性。C21 .在相同条件下，缩小管径，雷诺数（）A.增大；B.减小；C.不变。word文档可自由复制编辑22 .水在圆形直管中作滞流流动，流速不变，若管子直径增大一倍，则阻力损失为原来的()。A.1/4;B.1/2;C,2倍。A23 .单位时间内流过管道任意截面的流体量称为()。A流速；B流线；C流量；D流函数。word文档可自由复制编辑24 .单位时间内流体在流动方向

6、上所流过的（）称为流速。A宽度；B高度；C距离；D直线。C25 .柏努利方程式中的（）项表示单位质量流体所具有的位能。UJPAgz;B了；Cp;DWeoAu226 .柏努利方程式中的T项表示单位质量流体所具有的（）。A位能；B动能；C静压能；D有效功。word文档可自由复制编辑27 .柏努利方程式中的（）项表示单位质量流体所具有的静压能。I?PAgz;B亍；Cp;DWeoC28 .柏努利方程式中的（）项表示单位质量流体通过泵（或其他输送设备）所获得的能量，称为有效功。._尤一E_Agz;B2;Cp;DWeoword文档可自由复制编辑29 .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

7、损失的能量。A一M-E一Agz;B2;Cp;D加。D30 .流体在直管中流动，当（）&2000时，流体的流动类型属于层流。ARe;BPr;CNu;DGr。A31 .流体在直管中流动，当Re（）4000时,流体的流动类型属于湍流。A<B>C<D半。word文档可自由复制编辑B32 .流体在直管中流动，当2000V（）<4000时，流体的流动类型属于不稳定的过渡区。ARe;BPr;CNu;DGr。A33 .流体在管内作（）流动时，其质点沿管轴作有规则的平行运动。A层流；B湍流；C过渡流；D漩涡流（A34 .流体在管内作（）流动时，其质点作不规则的杂乱运动。word文

8、档可自由复制编辑A层流；B湍流；C过渡流；D漩涡流B35 .流体在圆管内（）流动时，平均速度是最大速度的一半。A层流；B湍流；C过渡流；D漩涡流（A36 .对于（），当量直径等于四倍的流通截面积除以润湿周边。A圆形管；B非圆形管；C矩形管；D直管word文档可自由复制编辑37 .1工程大气压等于（）。A760mmHgB10.33mH2O;C9.81X104Pa;2D1.033kgf/cm。C38 .1标准大气压等于（）。A735.6mmHgB10.33mHO;C9.81X104Pa;2D1kgf/cm。B39 .在流体流速流量测量中，测量管内流体点速度的仪器是（）。A转子流量计；B皮托管；C孔

9、板流量计；D文丘里流量计。word文档可自由复制编辑B40 .下列不属于单元操作的过程是（）。A流体的输送；B磺化；C过滤；D物料的加热B二、填空题1 .流体静力学基本方程式为或。P2=pi+。9（4Z2）或P=P0*°ghword文档可自由复制编辑2 .定态流动的能量衡算式为（以1kg流体为基准）：。gZ1"u-We=gZ2及u2二hf3 .牛顿型流体与非牛顿型流体的主要的区别是牛顿型流体符合牛顿粘性定律4 .密度p=1000kg.m-3,粘度科=1厘泊的水,在内径为d=100mm以流速为1m.s-1在管中流动时，其雷诺准数等于，其流动类型为一。10;湍流word文档可自

10、由复制编辑5 .当地大气压为750mmHg时，测得某体系的表压为100mmHg,则该体系的绝对压强为mmHg,真空度为mmHg850;-1006 .当地大气压为750mmHg时，测得某体系的表压为100mmHg则该体系的绝对压强为Pa,真空度为Pa。113424;-133327 .某物的比重为0.879,其密度为,其比容为O879kg/m3;0.00114m3/kg8 .圆管中有常温下的水流动,管内径d=100mm,word文档可自由复制编辑测得其中的质量流量为15.7kg./s,其体积流量为,平均流速为_3_.0.0157m/s;2.0m/s9 .当20c的甘油（p=1261kg/m3,=1

11、499厘泊）在内径为100mm的管内流动时，若流速为1.0m/s时，其雷诺准数Re为,其摩擦阻力系数入为。84.1;0.76110 .某长方形截面的通风管道，其截面尺寸为30x20mm其当量直径de为。24mm11 .液体的粘度随温度升高而，气体的粘度随温度的升高而。word文档可自由复制编辑减小；增大12 .管出口的局部阻力系数等于,管入口的局部阻力系数等于。1.0;0.513 .化工生产中，物料衡算的理论依据是,热量衡算的理论基础是质量守恒定律；能量守恒定律14 .流体体积流量一定时，有效截面扩大，则动压头,静压头Oword文档可自由复制编辑减少；增加15 .某流体在圆形直管中作滞流流动时

12、，其速度分布是型曲线，其管中心最大流速为平均流速的倍。抛物线；216 .当Re为已知时，流体在圆形管内呈层流时的摩擦系数入=,在管内呈湍流时,摩擦系数入与Re、有关。64/Re;£/d17 .稳定流动的定义是word文档可自由复制编辑O流体在等径管中作稳定流动，流体由于流动而有摩擦阻力损失，流体的流速沿管流动状况不随时间而变；不变18 .液柱压力计量是基于_原理的测压装置，用U形管压差计测压时，当一端与大气相通时，读数R表示的是流体静力学；表压或真空度19 .米糠油在管中作流动，若流量不变，管径不变，管长增加一倍，则摩擦阻力损失为原来的_倍。word文档可自由复制编辑220 .米糠油

13、在管中作层流流动，若流量不变，管长不变，管径增加一倍，则摩擦阻力损失为原来的倍。1/16三、计算题1.试推导下面两种形状截面的当量直径的计算式。(1)管道截面为长方形，长和宽分别为a、b；(2)套管换热器的环形截面，外管内径为di,内管外径为d2。解：(1)长方形截面的当量直径de=答式中A=abn=2(a+b)word文档可自由复制编辑de4ab2ab2abj1ab(2)套管换热器的环隙形截面的当量直径222.2A=did2=di-d2444二二二di二d2二二did24di2-d22de二一4二di-d2二did22. 一定量的液体在圆形直管内作滞流流动。若管长及液体物性不变，而管径减至原

14、有的一半，问因流动阻力产生的能量损失为原来的多少倍？解：流动阻力冷，设管径改变后dj4,则根据UiA=u2A264_64pl64pliu*32al可得U2=4ui,滞流时二应=砺，=而=可丁13P，3加心、.皿叫=16word文档可自由复制编辑3.在如图所示的测压差装置中,U形管压差计中的指示液火水银，其密度为PHg.管内均充满水，其密度为4bs-Rw3：wh2bPw,U形管压差计的读数为R,两测压点间的位差为h,试求a、b两测压点间的压力差Pa-PbO解：由Pa=Pi"ghword文档可自由复制编辑Pl=P2=P3P3=P4:HggRP4=P5Pb=P5(gR:wgh2所以Pa=P

15、3：wghl=P4:HggR'9%=P5:Hg§R:亚9汽所以Pa-Pb=':"HggR：wghi-'gR-：wgh2=ggR-:wgR:ghi-h2-；?HggR-:wgR-：gh=：HggR-：wgRh=：；-:?wgR-:?wghword文档可自由复制编辑4.用离心泵将水从储槽送至水洗塔的顶部，槽内水位I维持恒定，各部分相对位中置如本题附图所示。管用停/一f的直径均为076X2.5mm在操作条件下，泵入口处真空表的读数为24.66X103Pa;水流经吸入管与排出管（不包括喷头）的能量损失可分别按皿=加与题二曲计算。由于word文档可自由复制编辑

16、管径不变，故式中u为吸入或排出管的流速m/so排水管与喷头处的压强为98.07x103Pa（表压）。求泵的有效功率。（水的密度取为1000kg/m3）解：（1）水在管内的流速与流量设储槽水面为上游截面1-1/,真空表连接处为下游截面2-2/,并以截面1-1/为基准水平面。在两截面间列柏努利方程。+=+£11?!2P2p式中Z1=0,乙=1.5m,P1=0（表压），P2=-24.66X103Pa（表压）u120,皿二铝word文档可自由复制编辑将上列数值代入柏努利方程式，解得水在管内的流速U2p46609.81/2.5=2mm/s水的流量ws=UAP=及不。7八皿口=792kg/s（2

17、）泵的有效功率设储槽水面为上游截面1-1/,排水管与喷头连接处为下游截面2-2,，仍以截面1-1,为基准水平面。在两截面间列柏努利方程。22g4£耳We=gz2葭牛“hf1、'hf2式中Z1=0,Z2=14mU1七0,U2=2m/s,P1=0（表压）p2=98.07X103Pa（表压）,Ehfj+Shfj=2u2+lDu3=12u3将上列数值代入柏努利方程式，解得wnmw.3h81xl4+12Jx21=285.411/._WeJ/kgword文档可自由复制编辑泵的有效功率Ne=wews=285.41X7.92=2260W5 .在本题附图所示的实验装置中，于异径水平管段两；N截

18、面间连一倒置u管压差"1II_-1T计，以测量两截面之间的压强差。当水的流量为10800kg/h时,U管压差计读数R为100mmi粗、细管的直径分别为60义3.5mm与42X3mm%计算：（1）1kg水流经两截面间的能量损失；（2）与该能量损失相当的压强降为多少Pa?（水的密度取为1000kg/m3）word文档可自由复制编辑解：(1)1kg水流经两截面间的能量损失设导管在上游的连接处为截面1-1/,下游的连接处为截面2-2,，并通过管轴作基准水平面。在两截面间列柏努利方程_U?Pl_u?Pi.+=+Zhf2P2P式中Z1=Z2=0,u=ws/Ap1080U3600xx0036?x!

19、0004二295m/s10300%1.36蚓0x-x0053?xl000m/s=9.31x01=058111.J/kg将以上各数值代入柏努利方程式，解得295-136二”一：J/kg(2)与该能量损失相当的压强降二'二皿I：N/m2word文档可自由复制编辑6 .在图示装置中，水管直J.为57X3.5mm。当阀|匕。人Lq士、土L全闭时，压力表读数为1110.3大气压,而在阀门开启后，压力表读数降至0.2大气压。设管路入口至压力表处的压头损失为0.5mHO,求水的流量为若干mi/h?解：阀门全闭时，由P2=pgH,H=0.3x1.013义105/(1000X9.81)=3.1m即水槽液

20、面距阀门中心线的高度为3.1m。阀门开启时，以水槽液面为上游截面1-1/压力表处为下游截面2-2,，管路中心线为基准水平面。在两截面间列柏努利方程式%+匕+也=z2+5+豆+匕肽2gPg2gpggword文档可自由复制编辑Zi=H=3.1m,Z2=0,Pi=0,P2=0.2X1,013乂105Pa,ui0,Ehf/g=0.5mH2O代入上式3.1=0,2X1.013X105/(1000X9.81)+u"(2X9.81)+0.5解得u2=3.24m/sVh=(兀/4)d2uX3600=22.9m3/h7.如图所示，密度为850kg/m,3l的料液从高位槽送入塔中，高H位槽内的液面维持恒

21、定。塔内表压强为9.81X103Pa,进料量为5m3/h。连接管直径为中38X2.5mm料液在连接管内流动时的能量损失为30J/kg（不包括出口的能量损失）。word文档可自由复制编辑求：高位槽内的液面应比塔的进料口高出多少？解：以高位槽液面为上游截面1-1/,连接管出口内侧为下游截面2-2,，并以截面1-1/为基准水平面。在两截面间列柏努利方程式。_U?Pl_u?Pi.+=gZ?+=+Zhf2P2P式中Z1=0,u0,飙丁。而m/sp1=0（表压），p2=9.81X103Pa（表压），Ehf=30J/kg将上述数值代入柏努利方程，解得马=一|11+理+30期刈737I2双Jm8.高位槽内的液

22、面应比塔的进料口高4.37m。如图所示，用泵将储槽中密度为1200kg/m3的溶液送到word文档可自由复制编辑蒸发器内。储槽内液面维持恒定，其上方与大气相同。蒸发器内的操作压强为200mmHg（真空度），蒸发器进料口高于储槽内的液面15m,输送管道的直径为中68X4mm送料量为20ni/h,溶液流径全部管道的能量损失为120J/kg,求泵的有效功率。解：以储槽的液面为上游截面1-1/,管路出口内侧为下游截面2-2,，并以截面1-1为基准水平面。在两截面间列柏努利方程式。22g422We=gz2U2华人hf式中Z1=0,Z2=15m,p1=0（表压）Pa（表压）word文档可自由复制编辑一一.

23、1.97由由006，m/s,Ehf=120J/kg将以上各项数值代入柏努利方程中we二、J/kgws.f=v.p=6,7./Qkg/sNe=we.ws=246,9乂6.67=1647W9.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word文档可自由复制编辑相同。某液体以一定流量流过管路，液体在流动中温度可视为不变。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？写出它们的表达式。解：（1）直管的能量损失管段ab与cd中，长度、直径均相同；流量不变则流速相同；温度不变，密度相同，粘度相同，则雷诺数相同；又由于粗糙度相同,则摩擦

24、系数相同，所以两管段的能量损失相等。word文档可自由复制编辑（2）两管段的压强差不相等。在两管段上分别列柏努利方程式ab管段或式中ua=ub,则二；二；-7七.ui,Pa,“cd管段%+丁丁%+丁丁与式中uc=Ud,Zc=Zd,则Prp£=-pShfci10.如本题附图所示用泵将20C水经总管分别打人容器A、B内，总管流量为1764/h,总管直径为168x5mm,C点处压力为1.97kgf/cm（表），求泵供给的压头及支管CACB的阻力（忽略总管内的阻力）。word文档可自由复制编辑p产Ikgf7cmUc解：(1)总管流速ji4do2176236000.7850.1582=2.49

25、m/s在图示的O-O与C-C截面之间列机械能衡算方程:He22Pc-PoUc-Uo二一；一(Zc-Zo)八hoq:g2g式中：Pc-Po=1.9798100=193257Pa,Uo：0,Uc=2.49m/s,Zc-Zo二一2mhfox:0(2)求支路阻力在C-C和A-A截面之间列机械能衡算方程:Pc:g22UcPaUav.Zc=ZAVhfCA2gg2g式中:pC-PA=193257Pa,uC=2.49m/s,uA=0,zc-zA=-16m)故支路CA的阻力为_2、,1932572.49jhfCA=-16=4.0m10009.8129.81word文档可自由复制编辑同理22Pc-PbUc-Ub,

26、hfcB二-二(zc-Zb)：g2g_2(1.97-1)981002.49-0ccc、主10009.8129.81=-8=2.0m11 .有一内径为25mm的水管，如管中水的流速为1.0m/s)求：(1)管中水的流动类型；(2)管中水保持层流状态的最大流速(水的密度p=1000kg/m3,粘度(1=1cp)。解：(1)Re=dup/=0.025X1X1000/0.001=25000>4000流动类型为湍流。(2)层流时，Re&2000,流速最大时，Re=2000,即dup/从=2000二u=2000从/dp=2000X0.001/(0.025X1000)=0.08m/sword文

27、档可自由复制编辑12 .密度为850kg/m3、粘度为8x10-3Pas的液体在内径为14mm的钢管内流动，液体的流速为1m/s。计算：(1)雷诺准数，并指出属于何种流型；(2)若要使该流动达到湍流，液体的流速至少应为多少？解：(1)Re=dup/=0.014x1X850/8x10-3=1487,5<2000流动类型为层流(2)湍流时，Re>4000,流速最小时，Re=4000,即dup/尸4000word文档可自由复制编辑u=4000科/dP=4000义0.008/(0.014义850)=2.69m/s13 .用噂108X4mm的钢管从水塔将水引至车间，管路长度150m（包括管件

28、的当量长度）。若此管路的全部能量损失为118J/kg,此管路输水量为若干川/h?（管路摩擦系数可取为0.02,水的密度取为1000kg/m3）解：能量损失”1118J/kg,113x2x0.1002x150."的u=2.8m/s流量V=uA=2.8Xo.iJx36oo=79.13m3/h14 .用168X9mm的钢管输送原油。管线总长100km,油量为60000kg/h,油管最大抗压能力为1.57X107Pa。已知50C时油的密度为890kg/m3,粘度为181cp。假定输油管水平放置，其word文档可自由复制编辑局部阻力忽略不计。问：为完成上述输油任务,中途需设几个加压站？斛：U1

29、=U2)Zl=Z2?Pd2u=V/A=(60000/890)/(3600X0.785X0.152)=1.06m/sRe=dup/“=0.15X1.06X890/(181x10-3)=782层流入=64/Re=64/782=0.0818P=X(l/d)(u2/2)p=0.0818X(105/0.15)X(1.062/2)X890=2.72X107Pan=2.72X107/(1.57X107)=1.73中途应设一个加压站15.在附图所示的储油罐中盛有_i一密度为960kg/m3的油品。【事II油面高于罐底9.6m,庙回三上方为常压。在罐侧壁的下word文档可自由复制编辑部有一直径为760mm圆孔，

30、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39.23x106Pa,问:至少需要几个螺钉？解：设通过孔盖中心的水平面上液体的静压强为p,则p就是管内液体作用与孔盖上的平均压强。由流体静力学基本方程式知P=P<+Pgh作用在孔盖外侧的是大气压强Pa,故孔盖内外两侧所受压强差为Ap=960x9,81(9.6-0,8)=SSIxlO/m3作用在孔盖上的静压力为-P-Apx=8.29xlO*x-xO.762=3.76xlO*Nword文档可自由复制编辑每个螺钉能承受的力为仰xS.SlxlO-xO.OMe.tMxlON4螺钉的个数=3.76X104/6.04X103=6.23个即至少需要7个螺钉。1