流体流动自测题及答案Word文档下载推荐.docx
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3.5mm的细管逐渐扩到Φ108mm×
4mm的粗管，若流体在细管内的流速为4m/s，则在粗管内的流速为（）。
A.2m/sB.lm/sC.0.5m/sD.0.25m/s
7．气随直径不变的圆形管道内作等温定态流动各截面上的（）.
A.速度相等 B.体积流量相等
C.速度逐渐减小 D.质量流速相等
8.流速在阻力平方区流动时的摩擦阻力（ ）
A．不变 B.随流速加大而加大
C．与u１.２５成比例 D.与u２成比例
9.孔板流量计与测速管都是属于定节流面积的流量计，利用（ ）来反映流量的。
A.变动的压强差 B.动能差
C.速度差 D.摩擦阻力
10.滞流和湍流的本质区别是（ ）。
A.湍流的流速大于滞流的 B.湍流的Re值大于滞流的
C.滞流无径向脉动，湍流有径向脉动 D.湍流时边界层较薄－
11．在阻力平方区内，摩擦系数λ（）。
A．为常数，与ε/d、Re均无关B.随Re值加大而减小
C．与Re值无关，是ε/d的函数D.是Re值与ε/d的函数
三、计算题
1.苯和甲苯的混合蒸气可视为理想气体，其中含苯0.60（体积分数）。
试求30℃、102
103Pa绝对压强下该混合蒸气的平均密度。
*2.水在如本题附图所示的水平管内流过，于管道中1-1'
截面上装有倒置与正置相串联的玻璃U形管测量1-1‘面处的压强。
倒置U型管中充满了水，正置U形管内以汞为指示剂，其上读数R为250mm，为了防止有毒的汞蒸气扩散至大气中，于U形管开口右支管的汞面上灌以R'
为20mm的水。
U形管内水与汞相连，其中无气泡。
U形管中较低的汞面与管中心线间的垂直距离h为200mm。
求1-1’面的压强p1。
3.本题附图所示的开口容器内盛有密度ρ1为800kg/m3时的油与密度ρ2为1000kg/m3的水，油水交界面至底部测压口中心的距离h2为600mm，油层高度h1为700mm。
试求：
（1）图中pA及p’A、pB及p’B分别为同一水平面上的压强，判断下列关系是否成立：
pA=p’A及pB=p’B
（2）水在玻璃管内的高度h。
4.如本题附图所示，用玻璃虹吸管将硫酸从贮槽中吸出，硫酸的液面恒定不变，液面距虹吸管出口的垂直距离为0.4m，求硫酸在出口管内侧的流速。
5．如本题附图所示，Φ219mm×
6mm的水平输油管埋于地下h2为500mm的深处，在相距L为4000mm的1-1'
及2-2'
面处分别开有两个测压口，用软管与地面上的U形压差计相连，U管内指示剂为水，其读数R为200mm。
压差计弯管中心与地面垂直距离h1为1000mm。
油的密度ρs为800kg/m3，取水的密度ρA＝1000kg/m3。
油在管内流过时的摩擦系数λ为0.04。
求：
（1）油在管道中的质量流量；
（2）由于工作中需要知道1-1'
截面上的表压强，如何在已有的装置上稍加变动即可测出。
若数据够用，算出1-1'
面的表压强；
若不够，指出缺少的数据，并列出计算公式。
6．合成氨工业的碳化工段操作中，采用本题附图所示的喷射泵制浓氨水。
喷射泵主体为Φ57mm×
3mm的管子渐收缩成内径为13mm的喷嘴。
每小时将1×
104kg稀氨水连续送入，流至喷嘴处，因流速加大而压强降低将由中部送人的氨气吸人制成浓氨水。
稀氨水性质与水近似，可取其密度为1000kg/m3。
稀氨水进口管上压强表读数为1.52×
105Pa，由压强表至喷嘴内侧的总摩擦阻力为2J/kg。
试求稀氨水在喷嘴内侧的压强。
7.在定态条件下，水以4m/s的速度进人直径由100mm逐渐扩大至200mm的渐扩管，如本题附图所示。
细管与粗管的测压口分别与玻璃管相连，水在玻璃管内分别升高h1及h2。
若h1为100mm，求h2的值。
两测压口间的流动阻力可以不计。
取水的密度为1000kg/m3。
8．在填料塔中用水洗去气体中微量氨气，如本题附图所示。
以下方U管压差计测气体通过填料层的压强差；
用上方开口压差计测塔顶测压口截面上的压强。
两压差计中均以水为指示剂。
图中所标尺寸为h1＝6000mm、h2=840mm、R=230mm及R'
=21mm。
流动可视为等温定态流动，流动过程中气体密度ρg可视为常数，为1.21kg/m3，水的密度为1000kg/m3。
求气体通过填料层因克服摩擦阻力而引起的压强降△pf。
*9.用泵将湖水经内径为100mm的钢管输送至岸上A槽内，如本题附图所示。
湖面与A槽液面间的垂直距离为3m，出口管高于液面lm。
输水量为60m3/h。
有人建议将输水管插人槽A的液面中，如图中虚线所示。
从泵的轴功率角度来看，用计算结果说明哪种方案合理。
数据：
摩擦系数λ＝0.02，包括一切局部阻力在内的管子总长度Σl+Σle=50m，湖水密度ρ=1000kg/m3，泵的效率η=0.8，管子出口埋在液面下后设总长度变为Σl+Σle=51.5m.。
10.粘度为30cP，密度为900kg/m3的液体，自开口槽A经Φ45mm×
2.5mm管道流至开口槽B，两槽液面恒定。
如本题附图所示，在水平管路上设置一个阀门，当阀门全关时，阀门前、后的压强表上分别指示压强为88.3×
103Pa及44.15×
103Pa。
将阀门调至1/4开度，流量为3.34m3/h，阀门前、后管长分别为50m及20m（包括一切局部阻力的当量长度）。
试求阀门开度为1/4时阀门的当量长度。
摩擦系数计算式为
流：
光滑管湍流：
*11.如本题附图所示，用泵将河水经Φ57mm×
3.5mm无缝钢管输至高位槽，高位槽中液面恒定。
泵出口处装有压强表，设备相对位置示于附图中，包括一切局部阻力当量长度在内的管子总长度为：
压强表前为20m，压强表后为80m。
求流量为10m3/h时：
（1）泵的轴功率，效率为0.8；
”
（2）压强表上读数。
（1）ρ=1000kg/m3、μ=1×
10-3Pa·s
（2）滞流
（3）湍流光滑管
，用于钢管时为了安全加大30%安全因素。
12.如本题附图所示，用离心泵将储槽A中的溶液送至高位槽B。
两槽液面恒定，期间垂直距离为12m。
在Φ42mm×
2.5mm的水平管上装有孔板流量计，用角接取压法装置的U管压差计测量孔板两侧的压强差，压差计中指示剂的读数R为0.54m。
小孔直径d0为20mm.不包括管管子进、出口损失的全系统直管与管件的当量长度之和为50m。
溶液密度为1260kg/m3，粘度为1cP，指示剂密度为13600kg/m3。
流动时的摩擦系数λ为0.0185。
泵的效率0.8，试求泵的轴功率。
13．内径d1为100mm的垂直细管突然扩大至内径d2为200mm的粗管。
在定态条件下，水以8m/s的流速从顶部进人而从底部排出。
两管上的测压口与水银U管压差计相连，两测压口间的垂直距离为1.5m，其间直管摩擦阻力可以略去不计，突然扩大阻力按下式计算：
式中：
——突然扩大阻力，
；
——细管内径，m；
——粗管内径，m；
——水在细管内的流速，
。
取水的密度ρ=1000kg/m3，汞的密度=13600kg/m3。
试求：
（1）U管压差计中指示剂液面哪一侧高？
（2）压差计R的读数。
14.在定态条件下，密度为800kg/m3、粘度为73cP的某种油品，由A槽通过内径为300mm的光滑管送往B槽，两槽液面间的垂直距离为3.2m，如附图所示。
系统的直管长度与所有管件的当量长度之和为150m.求油品的体积流量。
湍流光滑管λ=0.3164/Re0.25，层流λ=64/Re。
提示：
先按湍流计算。
15.本题附图为管壳式换热器示意图，热、冷溶液在其中交换热量，已知换热器外壳内径为600mm，其中装有269根Φ25mm×
2.5m的列管束。
每小时有5×
104kg冷流体在管束外侧流过，已知该冷流体的平均密度为810kg/m3，粘度为1.91×
10-3Pa·s。
试求冷流体在管束外流过的流型。
16.用泵将20℃的苯从地下储罐送至高位槽，流量为18m3/h。
高位槽液面比贮罐液面高10m。
泵吸入管为Φ89mm×
4mm的无缝钢管，直管长为15m，管路上装有一个底阀（可粗略地按旋启式止回阀全开时计）和一个标准弯头。
泵排出管为Φ57mm×
3.5mm的无缝钢管，直管长度为50m，管路上装有一个全开的闸阀、一个全开的截止阀和三个标准弯头。
贮罐及高位槽均与大气相通，且两者的液面恒定。
试求泵的轴功率，泵的效率为0.85％。
参考答案
一、填空题
1.560
2.位能静压能3.
或
4.
牛顿型滞流5.流体静力学任意截面表压强真空度
6.抛物线2管壁粗糙度Re减小7.ε/d及Reε/dRe8.零
滞流内薄9.不摩擦阻力10.局部平均速度转子流量计11.定节流面积变动压强差定压强差变动的截面积12.不是流动状态
13.12014.
J/kg15.
16.阻力系数法与当量长度法17.总机械能位能、功和静压能不一定相等互相转化18.
二、选择题
1.D2.D3.A4.A5.D6.B7.D8.D9.A10.C11.C
1.
2.
3.
（1）
4.
5.
（1）
（2）先将2—2/面上软管挟死，然后将它与压差计分开。
尚缺少由U管左侧指示剂液面到U形弯管中心处的垂直距离
计算公式为
为拔去软管后压差计上的读数。
6.喷嘴内侧压强=
7.
8.
9.管出口插入液面下合理。
10.阀门开度为1/4时的当量长度为29.52m
11.
（1）
（2）
12.
13.
（1）与细管相连的支管内指示剂液面较高
（2）
14.
15.Re=1266属于滞流16.略
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