第一章流体流动习题

1第一章流体的流动与输送一、选择题1.流体在圆形直管内做稳定层流流动时，其平均速度与管内最大流动速度的比值为。A．约0.8/1；B．0.5/1；C．2.0/1；D1/0.82.容器中装有某种液体，任取两点A，B，A点高度小于B点高度，则()A.pApBB.pApBC.pA=pBD.当液面上方的压强改变时，液体内部压强不发生改变3．流体流过两个并联管路管1和2，两管内均呈滞流。两管的管长L1＝L2、管内径d1＝2d2，则体积流量Q2/Q1为()。A．1/2；B．1/4；C．1/8；D．1/16。4．牛顿粘性定律适用于牛顿型流体，且流体应呈()。A．层流流动；B．湍流流动；C．过渡型流动；D．静止状态。5．流体在圆直管内流动，充分湍流(阻力平方区)时，摩擦系数λ正比于()。(G为质量流速)A．G2；B．G；C．G0；D．G-1。6．有两种关于粘性的说法：()(1)无论是静止的流体还是运动的流体都具有粘性。(2)粘性只有在流体运动时才会表现出来。A．这两种说法都对B．第一种说法对，第二种说法不对C．这两种说法都不对D．第二种说法对，第一种说法不对7．水以2m·s-1的流速在Ø35mm×2.5mm钢管中流动，水的粘度为1×10-3Pa·s，密度为1000kg·m-3，其流动类型为()。A．层流；B．湍流；C．过渡流；D．无法确定。8．离心泵原来输送水时的流量为qV，现改用输送密度为水的1.2倍的水溶液，其它物理性质可视为与水相同，管路状况不变，流量()。A．增大；B．减小；C．不变；D．无法确定。9．装在某设备进口处的真空表读数为50kPa，出口压力表的读数为100kPa，此设备进出口之间的绝对压强差为()kPa。A．150；B．50；C．75；D．25。10．用某孔板流量计测量一流通管道中水的流量时，U形管液柱压差计的读数为100mm(指示液为水银)，此时测得管中水的流量为72m3·hr-1，当其它条件不变时，使管道中的流量减半，则此时U形管液柱压差计的读数为()mm。A．75；B．50；C．25；D．12.5。11．在不同条件下测定直管湍流和完全湍流区的－Re关系数据，必须在()时，数据点才会落在同一曲线上。A．实验物料的物性、μ完全相同；B．管壁相对粗糙度相等；C．管子的直径相等；D．管子的长度相等。13．各种型号的离心泵特性曲线()。2A．完全相同；B．完全不相同；C．有的相同，有的不同；D．图形基本相似。14．某设备上真空表读数为0.09MPa，若当地大气压强为0.1MPa，则设备内绝对压强为()。A．101.33kPa；B．10kPa；C．0.91kPa；D．90kPa。15．层流与湍流的本质区别是()。A．层流无径向脉动，湍流有径向脉动；B．湍流Re层流Re；C．湍流流速大于层流流速；D．速度分布不同。16．流体在圆直管内流动，滞流时摩擦系数λ正比于()。(G为质量流速)A．G2；B．G；D．G-1；E．G-2。17．当两个同规格的离心泵并联使用时，只能说()。A．并联泵较单台泵实际的流量增大一倍；B．并联泵的工作点处较单台泵的工作点处流量增大一倍；C．在管路中操作的并联泵，扬程与单台泵操作时相同，但流量增大两倍。D．当扬程相同时，并联泵特性曲线上的流量是单台泵特性曲线上的流量的两倍；18．离心泵在一定的管路系统中工作，如被输送液体的密度发生变化（其余性质不变）则()A．任何情况下扬程与无关；B．只有当Z2－Z1＝0时扬程与无关；C．只有当阻力损失为0时扬程与无关；D．只有当P2－P1＝0时扬程与无关。19．离心泵的效率η和流量Q的关系为()。A．Q增大，η增大；B．Q增大，η先增大后减小；C．Q增大，η减小；D．Q增大，η先减小后增大。20．判断流体流动类型的准数为()。A．Re数；B．Nu数；C．Pr数；D．Fr数。21．牛顿粘性定律适用于牛顿型流体，且流体应呈()。A．过渡型流动；B．湍流流动；C．层流流动；D．静止状态。22．某液体在一等径直管中稳态流动，若体积流量不变，管内径减小为原来的一半，假定管内的相对粗糙度不变，当处于完全湍流(阻力平方区)时，流动阻力变为原来的。()A．4倍；B．8倍；C．16倍；D．32倍。23．对于非球形颗粒，颗粒的形状越偏离球形，则其形状系数越。A．大；B．小；C．不确定24．有一台离心泵，当转速为n1时，扬程为1.5kW，排液量为20m3·hr-1，当转速调到n2时，排液量降为18m3·hr-1。若泵的效率不改变，此时泵的扬程为。()A．1.35kW；B．1.22kW；C．1.09kW；D．1.15kW。25．在一水平变径管路中，在小管截面A和大管截面B连接一U型压差计，当流体流过该管时，压差计读数R值反映()。A．A、B两截面间的压强差；B．A、B两截面间的流动阻力；C．A、B两截面间动压头变化；D．突然扩大或缩小的局部阻力。26．离心泵停止操作时宜()。A．先停电后关阀；B．先关出口阀后停电；C．先关出口阀或先停电均可；D．单级泵先停电，多级泵先关出口阀。二、填空题1．当20℃的甘油(ρ＝1261kg·m-3，μ＝1499cP)在内径为100mm的管内流动时，若流速为32.5m·s-1时，其雷诺准数Re为_________，其摩擦阻力系数λ为____________。2．边长为0.5m的正方形通风管道，其当量直径为____________m。3．当量直径的定义是de＝_____________，在套管环间流动的流体，外管的内径是d2，内管的外径是d1，则当量直径de＝_____________。4．某粘性流体在一定管路系统中流动，在流量不变条件下将液体加热，则液体的粘度将______，雷诺准数Re将_________，流动阻力将___________。5．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__________，管道局部阻力将____________，直管阻力将____________，管道总阻力损失________。6．LZB-40转子流量计，出厂时用20℃空气标定流量范围为6m3·hr~60m3·hr，现拟用以测定40℃的空气，则空气流量值比刻度值___________，校正系数为__________，实际流量范围为____________m3·hr。7．一转子流量计，当通过水流量为1m3·hr时，测得该流量计进、出间压强降为20Pa；当流量增加到1.5m3·hr时，相应的压强降____。8．水流经图示的管路系统从细管喷出。已知d1管段的压头损失Hf1＝1m(包括局部阻力)，d2管段的压头损失Hf2＝2m(不包括出口损失)。则管口喷出时水的速度u3＝________m·s-1，d1管段的速度u1＝________m·s-1，水的流量Q＝________m3·hr-1，水喷射到地面的水平距离x＝_______m。9．用离心泵输送液体，若被输送液体的粘度增高，则离心泵的流量_________，扬程________，效率_________，轴功率_________。10．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λ与Re关系为。11．局部阻力的计算方法有和。12．离心泵的主要特性曲线包括、和三条曲线。13．米糠油在管中作层流流动，若流量不变，管径、管长不变，油温升高，粘度为原来的一半，则摩擦阻力损失为原来的倍。14．流体在钢管内作湍流流动时，摩擦系数λ与和有关；若其作完全湍流(阻力平方区)，则λ仅与有关。15．从液面恒定的高位槽向常压容器加水，若将放水管路上的阀门开度关小，则管内水流量将，管路的局部阻力将，直管阻力将，管路总阻力将。(设动能项可忽略。)16．离心泵启动前需要先向泵内充满被输送的液体，否则将可能发生现象。而当离心泵的安装高度超过允许安装高度时，将可能发生现象。417．某设备的表压强为100kPa，则它的绝对压强为kPa；另一设备的真空度为400mmHg，则它的绝对压强为。（当地大气压为101.33kPa）18．水力半径的定义式为，当量直径为倍水力半径。19．离心泵特性曲线是在一定下，用常温下的为介质，通过实验测定得到的。三、简答题1．说明流体的体积流量、质量流量、流速(平均流速)及质量流速的定义及相互关系。2．流动阻力产生的原因与影响因素。3．写出层流时摩擦系数计算式。4．摩擦系数图(-Re，/d)可分几个区域？各区域有何特点？5．何谓管路特性曲线？何谓工作点？6．离心泵流量调节方法有哪几种？各有何优缺点。7．流体粘度的物理意义。8．流体稳定流动时的连续性方程。9．流体的流动类型有哪几种？如何判断？四、分析题1．如右图所示，常温水在管道中流过。为测定a、b两点的压力差，安装一U型压差计，试分析a、b两点的压力差为若干？已知水与汞的密度分别为1000kg·m-3及13600kg·m-3。2．离心泵的特性曲线为2300.01HQ，输水管路的特性曲线为2100.05HQ，Q的单位为m3·hr-1，试问(1)此时的输水量为多少？(2)若要求输水量为16m3·hr-1，应采取什么措施？(两条特性曲线有何变化)五计算题1．某流体在水平串联的两直管1、2中稳定流动，已知2/21dd，ml1001，1800Re1。今测得该流体流径管道1的压力降为0.64m液柱，流径管道2的压力降为0.064m液柱，试计算管道2的长度2l。2．密度为1000kg·m-3，粘度为1cP的水，以10m3·hr-1的流量在内径为45mm的水平光滑管内流动，在管路某处流体的静压力为1.5105Pa(表压)，若管路的局部阻力可忽略不计，则距该处100m下游处流体的静压力为多少Pa(绝对压力)?(摩擦系数可用0.250.3164Re计算)3．用一离心泵将冷却水由贮水池送至高位槽。已知高位槽液面比贮水池液面高出10m，管路总长(包括局部阻力的当量长度在内为400m)，管内径为75mm，摩擦系数为0.03。该泵5的特性曲线为26106.018QH，试求：1)管路特性曲线；2)泵工作时的流量和扬程。4．每小时将2×104kg、45℃氯苯用泵从反应器A输送到高位槽B(如图所示)，管出口处距反应器液面的垂直高度为15m，反应器液面上方维持26.7kPa的绝压，高位槽液面上方为大气压，管子为Ø76mm×4mm、长26.6m的不锈钢管，管壁绝对粗糙度为0.3mm。管线上有两个全开的闸阀、5个90°标准弯头。45℃氯苯的密度为1075kgm-3，粘度为6.5×10-4Pa·s。泵的效率为70%，求泵的轴功率。附：各局部阻力系数全开闸阀ζ1＝0.1790℃标准弯头ζ2＝0.75摩擦系数计算式λ＝0.1(εd+68Re)0.235．如图所示，常温的水在管道中流过，两个串联的U形管压差计中的指示液均为水银，密度为Hg，测压连接管内充满常温的水，密度为w，两U形管的连通管内充满空气。若测压前两U形管压差计内的水银液面均为同一高度，测压后两U形管压差计的读数分别为R1、R2，试求a、b两点间的压力差bapp。6．用泵将贮槽中密度为1200kg·m-3的溶液送到蒸发器内，贮槽内液面维持恒定，其上方压强为101.33×103Pa，蒸发器上部的蒸发室内操作压强为26670Pa(真空度)，蒸发器进料口高于贮槽内液面15m，进料量为20m3·hr-1，溶液流经全部管路的能量损失为120J·kg-1，求泵的有效功率。管路直径为60mm。1R2Rab12345h15m11´22´