2025年中职（化工原理）流体流动试题及答案

2025年中职（化工原理）流体流动试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共30分）答题要求：以下每题有四个选项，其中只有一个选项是正确的，请将正确选项的序号填在括号内。（总共10题，每题3分）1.流体在圆形直管中作层流流动，如果流量等其他条件不变，只是将管径增大一倍，则阻力损失变为原来的（）A.1/2B.1/4C.1/8D.1/162.水在圆形直管中作湍流流动，若流速提高一倍，则阻力损失为原来的（）倍。A.2B.4C.8D.163.某液体在内径为d的水平管路中稳定流动，其平均流速为u，当它以相同的体积流量通过等长的内径为d/2的管子时，若流体为层流，则压降为原来的（）倍。A.4B.8C.16D.324.层流与湍流的本质区别是（）A.流速不同B.流通截面积不同C.雷诺数不同D.层流无径向脉动，湍流有径向脉动5.当流体在园管内流动时，管中心流速最大，滞流时的平均速度与管中心的最大流速的关系为（）A.u=3/2umaxB.u=0.8umaxC.u=1/2umaxD.u=0.75umax6.流体在直管中流动，当Re≤（）时，流体的流动类型属于层流。A.1000B.2000C.3000D.40007.某流体在一上细下粗的垂直变径管路中流过。现注意到安在变径处有一定距离的粗、细两截面的压强表读数相同，故可断定管内流体（）A.向上流动B.向下流动C.处于静止D.流向不定8.水由敞口恒液位的高位槽通过一管道流向压力恒定的反应器，当管道上的阀门开度减小后，水流量将（）A.增大B.减小C.不变D.先增大后减小9.不可压缩流体在圆形直管中作稳定连续流动时，在管路任意两截面处，单位质量流体所具有的（）之和为一常数。A.动能、势能和内能B.动能和势能C.动能、势能和静压能D.动能和静压能10.当流体在管道中流动时，若要测取管截面上的流速分布，则应选用（）A.皮托管B.孔板流量计C.文丘里流量计D.转子流量计第II卷（非选择题共70分）11.填空题：（总共5题，每题4分）（1）流体在管内流动时，滞流内层越薄，流动阻力越______。（2）流体在圆形直管中作湍流流动时，其摩擦系数λ与______和______有关。（3）流体在管道中流动时，局部阻力的计算方法有______和______。（4）连续性方程是______在流体流动中的体现。（5）某流体在一水平管中流动，其流速为u，现流量增大一倍，若仍为层流，则流速变为______。12.简答题：（总共2题，每题10分）（1）简述雷诺数的物理意义及其与流体流动类型的关系。（2）说明柏努利方程的应用条件及各项的物理意义。13.计算题：（总共2题，每题15分）（1）水以2m/s的流速在直径为50mm的圆形直管中流动，试计算水的体积流量和质量流量。已知水的密度为1000kg/m³。（2）用泵将20℃的水从低位槽输送到高位槽，两槽均为敞口。两槽液面高度差为10m，管路总长（包括局部阻力的当量长度）为50m，管径为50mm，摩擦系数λ=0.025。求泵的有效功率。已知水的密度为1000kg/m³，粘度为1mPa·s。14.案例分析题：有一输送流体的管路系统，在运行过程中发现流量逐渐减小。经过检查，发现管路中有一处阀门开度变小，且管道内壁有污垢。请分析阀门开度变小和管道内壁有污垢对流体流动的影响，并提出相应的解决措施。（15分）15.设计题：设计一个用离心泵将水从低位槽输送到高位槽的管路系统，已知流量为10m³/h，两槽液面高度差为15m，管路总长（包括局部阻力当量长度）为80m，管径为80mm。要求确定泵的扬程、功率，并选择合适的离心泵型号。（15分）答案：1.D2.C3.C4.D5.C6.B7.B8.B9.C10.A11.（1）大（2）雷诺数、相对粗糙度（3）阻力系数法、当量长度法（4）质量守恒定律（5）2u12.（1）雷诺数反映了流体流动中惯性力与粘性力的相对大小。当Re≤2000时，流体流动为层流；当Re＞4000时，流体流动为湍流；当2000＜Re＜4000时，流动为过渡流。（2）应用条件：不可压缩流体、稳定连续流动、无外功加入。各项物理意义：位压头表示单位质量流体因位置而具有的能量；静压头表示单位质量流体因压力而具有的能量；动压头表示单位质量流体因运动而具有的能量；有效功表示单位质量流体通过泵获得的能量；损失功表示单位质量流体在流动过程中因阻力而损失的能量。13.（1）体积流量qV=πd²u/4=3.14×(0.05)²×2/4=0.003925m³/s；质量流量qm=ρqV=1000×0.003925=3.925kg/s。（2）流速u=qV/(πd²/4)=10/(3.14×0.05²/4)=5.09m/s；阻力损失hf=λ(l/d)u²/2=0.025×(50/0.05)×5.09²/2=324.6J/kg；泵的扬程H=Δz+hf=10+324.6=334.6m；泵的有效功率Pe=ρgqVH=1000×9.81×10×334.6/3600=9.13kW。14.阀门开度变小会使局部阻力增大，导致管路总阻力增大，流量减小。管道内壁有污垢会使管道粗糙度增大，摩擦系数增大，阻力损失增加，流量也会减小。解决措施：开大阀门，减小局部阻力；清洗管道，降低粗糙度，减小摩擦阻力。15.流速u=qV/(πd²/4)=10/(3.14×0.08²/4)=1.99m/s；雷诺数Re=duρ/μ=0.08×1.99×1000/