化工原理-流体力学习题及答案

一、单选题

1、层流与湍流得本质区别就就足（）。D

A湍流流速>层流流速；B流道截面大得为湍流，截面小得为层流；

C层流得雷诺数〈湍流得雷诺数;D层流无径向脉动,而湍流有径向脉动。

2、以绝对零压作起点计算得压力，称为（）oA

A绝对压力；B表压力;C静压力Q真空度。

3、当被测流体得（）大于外界大气压力时，所用得测压仪表称为压力表。D

A真空度;B表压力;C相对位力;D绝对私力。

4、当被测流体得绝对压力（：外界大气压力时，所用得测压仪表称为真空表。B

A大于；B小于;C等于;D近似于。

5、流体在园管内流动时，管中心流速最大，若为湍流时，平均流速与管中心得最大流速得关系为（）oB

A、Um=l/2Umax；B、Um=0>8Umax；C、Um=3/2Umax。

6、从流体静力学层本方程了解到U型管压力计测量其压强差就就是（）。A

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。

7、层流底层越薄（）oC

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。

8、层流与湍流得本质区别就就是：（）0D

A、湍流流速〉层流流速；B、流道板面大得为湍流，截面小得为层流；

C、层流得雷诺数〈湍流得雷诺数;D、层流无径向脉动，而湍流有径向脉动。

9、在稳定流动系统中，水由粗管连续地流入细管，若粗管直径就就是细管得2倍，则细管流速就就是粗管得（）

倍.C

A、2;B、8;C、4o

10、流体流动时产生摩擦阻力得根本原因就就是（）。C

A、流动速度大于零；B、管边不够光滑；C、流体具有粘性。

11、水在园形直管中作滞流流动，流速不变,若管子直径增大一倍，则阻力损失为原来得（）0A

A、1/4；B、1/2;C、2倍。

12、柏努利方程式中得T项表示单位质量流体所具有得（）oB

A位能；B动能;C静压能;D有效功。

13、流体在管内作（）流动时，其质点沿管轴作有规则得平行运动。A

A层流;B湍流;C过渡流;D漩涡流。

14、流体在管内作（）流动吐其质点作不规则得杂乱运动。B

A层流;B湍流；C过渡流;D漩涡流。

15、在层流流动中，若流体得总流率不变,则规格相同得两根管子串联时得压降为并联时得倍。C

A、2;B、6;C、4;D、1o

二、填空题

1、雷诺准数得表达式为=Re=duQ/R°当密度Q=1000kg、m，粘度产1厘泊得水,在内径

为d=1OOmm,以流速为1m、s旄/中流动时.其雷诺准数等于.]Q.其流动类:型为_>舄流―。

2、当地大气压为750mmHg时，测得某体系得表压为lOOmmHg则该体系得绝对压强为-850m

mHg,真空度为-133402Pa0

3、某物得比重为0、879,其密度为879kRm3一其比容为_0、00114m'/kg

4、周管中有常温下得水流动，管内径d=100mm,测得其中将质量流量为15、7kg、/s,其依积流量为一匹

0）57m'/s,平均流速为_2、Om/s0

5、当20“C得甘油（Q=1261kg/m3,产1499厘泊）在内径为100mm得管内流动时，若流速为1、Om/s

时，其雷诺准数Re为_84、1,其摩擦阻力系数1为__0、761_。

6、某长方形截面得通风管道，其截面尺寸为30X20mm,其当量直径de为_2吧_。

7、化工生产中,物料衡算得理论依据就就是质量守恒定律，热量衡算得理论基础就就是一能量守恒定律.。

8、理想流体在变径管路中作稳定得连续流动时，在管子直径缩小得地方，其静压力—减少。

9、套管由07X2、5mm和平25X2、5mm得钢管组成，则环隙得流通极面积等于ammz,润湿周边等于

_242mm,当量直径等于_27_mm。

10、液柱压力计量就就是基于^<^=_原理得测压装置，用U形管压差计测压时，当一端与大气相通时，

读数R表示得就就是泰匡_或一真空度，。

11、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得__2一倍。

12、米糠油在管中作层流流动，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得@一倍。

13、当Re为已知时，流体在圆形管内呈层流时得摩擦系数入=_舁&_，在管内呈湍流时,摩擦系数入与__

Re_、_」/d_有关。

14、拈度就就是衡量流体粘性得物理量，粘性就就是流体固有属性，她只有在流体内部具有相对运动时时表现出

来。

液体得粘度随温度升高而—减小一，体得粘度随温度得升高而—增大一°

15、某流体在圆形直管中作滞流流动时，其速度分布就就是抛物线型曲线，其管中心最大流速为平均

流速得一之作一倍。

16、流体在管内作完全湍流流动，其她不变，当速度提高到原来将2倍时，阻力损失就就是原来得（4）倍；若

为层流流动，其她不变，当速度提高到原来得2倍时，阻力损失就就是原来得（2）倍。

17、若要减小流体在管道内得流动阻力，可采取哪些措施？

答：大直径管道、少拐弯、缩短管路长度、少用管件

18、用内径为158mm得钢管输送运动粘度为9、0X10-5m2/so若保持油品在管内作层流流动，则最大流速不能

超

过1、8m/So

19、在流体阻力实验中,以水作为工质所测得得入=（Re,e/d）关系式不适用于非牛顿型流体在直管中得流

动。

三、思考题

1、如本题附图所示，槽内水面维持不变，水从B、C两支管排出，各管段得直径、粗糙度阀门型号均相同，但乙

>4槽内水面与两支管出口得距离均相等，水在管内已达完全湍流状态。试分析：⑴两阀门全开时，两支管得

流量就就是否相等？（2）若把C支管得阀门关闭，这时B支管内水得流量有何改变?（3）当C支管得阀门关闭时，主

管路A处得压强比两阀全开时就就是增加还就就是降低？

解答题1-4附图

(a)

(b)

22'

--------------

(c)

思考题1-4附图

答:⑴C支管流动阻力大，管内流速及流量均小于B支管。(2)B支管内水得流量增大(但小于两支管均全开时得

流量和)。(3)增加(主管能量损失及管内动能比原来减小)。

2、20'C得清水以一定流速从细管流入粗管(如本题附图所示)，测得U形管压差计读数为Ro保持管内流动状况不

变,将管路从水平放置改为垂直放置,U形管压差计得读数将如何变化?并判断从1-1'截面到2-2'截面间得能量

损失和动能转化为静压能哪项数值大？

2

3、某液体分别在本题附图所示得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1-1'得压强、流

速也相等。问：

(1)在三种情况中，下游截面2.2'得流速就就是否相等？

(2)在三种情况中，下游截面2-2'得压强就就是否相等？

如果不等，指出哪一种情况得数值最大，哪一种情况中得数值曩小？其理由何在？

4、水由高位槽流入贮水池，若水管总长(包括局部阻力得当量长度在内)缩短25%,而高位槽水面与贮水池水面

得位差保持不变，假定流体完全湍流流动(即流动在阻力平方区)不变，则水得流量变为原来得上_。

A、1、155倍B、1、165倍C、1、175倍D、1、185倍

解:由gZ|+%~+T-=gZ2+@+等+2/。

P2p2

得L/Zy,=Eh尸

；(/+办〃；(/+/)达

所以A.----------------------=人,------------

'd2一d2

又由完全湍流流动

解：（1）在八一A'与M-M'截面间列柏努利方程,

并以喉管中心线为基准面:

1-w2+也+ZW…

z,g+y「噜*w

乙P\

其中:z.=8/〃；PA=°（表压）；“八；

z”=0

喉部流速

匕8"颂、=|4.44，〃/S

UM

0.7854；0.785x0.0142

8/3600

管内流速1.09〃1s

0.785J20.785x0.051

二上出J0.025且空

阻力5.82J/^

d20.0512

代入杓努利方程，并简化:

12+&L+EW

P\

89即=皇+悬+5.82

解得I%=-3.16x104Pt/（表压）=3.16xlO4P«（真空度）

⑵文丘里喉管处得位能与凝压能之和:

101.3X103-3.16X10^

2+1.5x9.81=64.5J/kg

1400

碱液槽B截面处得位能与岸压能之和:

3

PH101.3xl0……

P2+*=-140。_3

所以2Mg

也即碱液能被抽吸入文丘里管内O

在B-B'与M—M'截面间列柏努利方程

12p12

Z+UB+PM

B^~H+一二Z“g+不J./>—nJ

2222

U

,PM,Q（/+E/e）8MM

简化十---十ZL------------------------------------

PldBM2

’2皿-PMYPLZMW'

解得

、1+4（/+头）M48M;

由此可知，碱液得吸入量与文上里喉管处压力PM、碱液槽得相对位置ZM、碱液槽中得压力PB、吸入管得

直径dBM、总管长(/+，/,)BM、碱液潺密度QM等有关。

讨论:

(1)流体能否流动或流向判断实质上就就是静力学问懑，应根据位能与静压能总和得大小进行比较;

(2)流体一旦流动，英能量转化关系服从柏努利方程，此时PM将发生变化,应按汇合管路重新计第；

(3)利用水在文丘里喉管处得节流作用而形成低压可将其她流体抽吸并输送，此为喷射泵工作原理。

3、水从倾斜直管中流过，在截面A与B处接一空气压差计,其读数

R=10mm,两测压点垂直距离a=0、3m,见附图。试求：

(1)A、B两点得压差等于多少？

(2)管路水平放置而流量不变，压差计读数及两点得压差有何变化？

答：(1)3041、1kPa;(2)R不变，98、1kPa。

4、有一液位恒定得高位槽通过管路向水池供水(见附图)，高位槽内液面

高度%为1m,供水总高度h2为10rr,输水管内径50mm，总长度100m(包

括所有局部阻力得当量长度),4=0.025。试求:

(1)供水量为多少/力？

(2)若此时在管垂直部分某处出现一直径为1mm得小孔，有人说因虹吸现象，在某一高度范围内不会

从小孔向外流水，而还有人则认为水将从小孔流出。试推导证明哪一种说法正确。

解：（1）取高位槽上液而为板面1,输水管出口外侧为横面2,在1・1'和2-2'间列柏努利方程,可得:

方+£+Z]g=自+^+Z?g+ZW/『2

其中:Pi=〃2=0(表压),〃]=w2«0

将阻力公式代入%卬*_2,整理得:

%g=F

0.5

h2g2d10x9.807x2x().05

所以=1.98m/5

~7T0.025x100

Uml2u3.14x0.052x1.98___3,“八3”

供水量V=-------=-------------------------=3o.8o8o77x1i0n•3tn!s=14.0/n//?

44

（2）仍取高位槽上液面为截面1,再取垂直管处任意一点为板面3,在1-1'和3-3'间列柏努利方程,可得:

■十^■+Z]g=自十£+238+工叼]-3

将阻力公式代入，整理得:

（丸互马二心+蚊）

号=（4〜g_0.5

2122

七&亿口加一缪号（1.5一%）

pd227a

0.025x1.9821.982/

002

二(Z.-Z3)(9.807-2x0/)一亍55-%,05)

=(Z1-Z3)8.8269-1.9602

显然，此式为单调增函数