第1章流体流动习题集

第1章 流体流动

—. 填充题

1. 某设备上, 真空表的读数为80mmHg, 其绝对压为_______________kgf/cm2 =

________Pa. 该地区的大气压为720mmHg.

2. 常温下水的密度为1000kg/m3, 粘度为1cP, 在内径为100mm管内以3m/s速度流动, 其流动类型为_________.

3. 无论湍流和滞流, 在管道任意截面流体质点的速度沿管径而变, 管壁处速度为_________, 管中心速度为________. 滞流时, 圆管截面的平均速度是最大流速的_______倍.

4. 在流动系统中, 若截面上流体流速、压强、密度等仅随________改变, 不随______而变, 称为定态流动; 若以上各参数既随______而变又随_______而变, 称为非定态流动.

5. 流体在管内作湍流流动时, 从中心至壁面可以分为______________________,

_______________, _________________.

6. 流量增长时, 流体经过转子流量计的阻力损失____________________.

7. 管内流体层流时的主要特点是_______________________________________,

湍流时的主要特点是_______________________________________________.

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8. 孔板流量计的孔流系数大小, 主要与___________和___________________有关, 当___________________超过一定值后, 其值为常数.

9. 某流体在一圆形管内流动, 已测得管截面上的速度分布为:

u=20r-200r2

则管内的流动形态为__________________.

二. 选择题

1. 通常流体的粘度随温度的变化规律为( ).

A. 温度升高, 粘度下降 B.温度升高, 粘度增大

C.对液体温度升高, 粘度下降 D.对气体温度升高, 粘度下降

2. 流体在圆形直管中流动时, 若其已进入阻力平方区, 则摩擦阻力系数λ与雷诺数Re的关系为( ).

A.Re增大, λ增大 B.Re增大, λ减小

C.Re增大, λ基本不变 D.Re增大, λ先增大后减小

3. 湍流和滞流的本质区别为( ).

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A.湍流流速大于滞流 B.湍流时的Re大于滞流

C.流道大时为湍流, 小时为滞流 D. 滞流无径向脉动, 而湍流有

4. 因次分析的目的在于( ).

A.得到各变量确定的关系 B.得到无因次数群之间的关系

C.用无因次数群代替变量, 使实验和关联简单

D.无需进行实验, 即可得到正确结论

5. 在一定管路中, 当孔板流量计的孔径与文丘里流量计的喉径相同时, 相同流动条件下, 文丘里流量计的孔流系数Cv与孔板流量计的孔流系数C0的大小关系为( ).

A.Cv=C0 B.Cv>C0 C.Cv6. 流体流过两个并联管路管段1和2, 两管内均呈滞流, 两管的管长l1=l2, 管径d1=2d2, 则体积流量qv2/qv1为( ).

A.1/4 B.4 C.16 D.1/16

7. 在完全湍流区, 流动阻力与流速的( )成正比.

A.一次方 B.二次方 C.三次方 D.五次方

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8. 流体在管内流动时, 下游阻力增大, 上游压强( ).

A.变小 B.不变 C.变大 D.无法判断

三. 计算题

1. 液体越过平顶堰上的液面高度可用以下经验公式计算:

how=0.48(qv/lw)2/3

式中 how: 堰上液面的度, cm;

qv: 液体体积流量, l/min;

lw: 堰长, dm.

试求流量为0.05m3/s的液体越过长度为2m的平顶堰时, 堰上液面高度为多少

米？

2. 两容器直径分别为D1=1000mm, D2=400mm, 容器1水面上方为真空度pv=1.333×104Pa维持不变, 容器2为敞口容器, 当两容器间连接管上的阀门F关闭时, 两容器的水面高度分别为z1=2.5m, z2=1.5m. 试问:

（1）当阀门开启时, 两液面能否维持不变？

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（2）若不能维持不变, 当重新达到平衡时, 液面高度各有何变化？

3. A、B两断面分别位于直管段内, 在此两断面间装有单U形管和复式U形管压差计. 己知U形管内指示液的密度均为ρ1, 复式U形管的中间流体和直管内流体相同, 密度均为ρ, 试证: R1=R2+R3.

4. 用一虹吸管将水从池中吸出, 水池液面与虹吸管出口的垂直距离为z=5m, 管

路最高点与水面的垂直距离为2m, 求虹吸管出口流速及虹吸管的最高点的压

强各为多少？若将虹吸管延长, 使池中水面与出口的垂直距离增为z’=8m, 出

口流速有何变化？(水温为30℃ 大气压为101.3kPa, 水按理想流体处理.)

5. 高位槽内贮有温度为20℃的水, 水深h=1m, 并维持不变. 高位槽底部接有

一长H=12m, 直径d=100mm的垂直管, 若假定管内的阻力系数为0.02, 试求:

（1）管内流量为多少？

（2）若将垂直管无限延长, 管内流量为多少？

（3）若将高位槽底部所接垂直管管径加倍, 长度不变, 管内流量有何变化？

6. 水以3m/s的流速从断面1流入直径为0.2m水平放置的U形弯头, 断面1的

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压强为4.905×104Pa(表压), 弯头的局部阻力系数为1.5, 求水在水平方向对弯头的作用力为多少？

7. 500C的热水流过水平放置的变管径管道，缩口前管子内径为50mm，压力表读数为0.1kgf/cm2，流量为10m3/h，热水可视为理想流体，已知500C时水的饱和蒸汽压为92.51mmHg，密度1000kg/m3，若要使水正常流动，则缩口处的直径不得小于多少毫米？

8.某油品以滞流在管中流动, 流量不变, 问摩擦阻力如何变化？

(1)管长增加１倍.

(2)管径增加１倍.

(3)温度提高使粘度为原来的一半(密度变化忽略).

9 .(1)用压缩空气将密闭容器中的苯沿直径为50mm的钢管送至某一容器内, 在

某势能差下, 10分钟可将容器内1.8m3苯的排空. 问欲将输送时间缩短一半,

管路两端的势能差需增加多少倍？(己知苯的温度为20℃, 管壁粗糙度为0.5

mm.)

(2)用压缩空气将密闭容器中的甘油沿直径为10mm的管道送至某高位槽, 甘

油温度为60℃, 管内流量为0.05×10-3m3/s, 若将流量提高1倍, 管路两端的势能差

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需增加多少倍？

10. 在相同的容器1、2内, 各填充高度为1m和0.8m的固体颗粒, 并以相同的管路并联组合, 两支路的管长均为5m, 管径均为200mm, 直管阻力系数为0.02, 每支管安装一闸门阀, 容器1和2的局部阻力系数各为10和8. 已知管路的总流量为0.3m3/s, 试求:

(1)当两阀门全开时(ζ=0.17), 两支路的流量比和并联管路的阻力损失.

(2)当两个阀门同时关小至关ζC=ζD=20时, 两支路的流量比及并联管路的阻力

损失有何变化？

11. 某一烟囱, 其中烟道气的平均温度为400℃, 环境空气温度为20℃, 烟道气在1atm、0℃下的密度为1.25kg/m3, 如要求烟囱进口处压强为300Pa(真空度), 计算其高度应为多少米(假设能量损失不计)？

12. 某并联管路中, 支路ADB长20m, ACB长5m(包括管件但不含阀门的当量长

度)支管内径均为80mm, 摩擦阻力系数均为0.03, 支路中各装相同的阀门(ζ

=0.17)、换热器(ζ=5)各一个.试求:

(1)求当两阀门全开时, 两支管的流量比.

(2)为使两支管的体积流量相同, 支路ACB的阀门应作如何调整？

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(3)若总管的流量为2.5×10-2m3/s保持不变, 问阀门E关小前后AB间的阻力如何变化？

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