1流体流动题答案.docx
《1流体流动题答案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《1流体流动题答案.docx（27页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
1流体流动题答案
流体流动题库
一、单选题
1．单位体积流体所具有的（）称为流体的密度。
A
A质量；B粘度；C位能；D动能。
2．单位体积流体所具有的质量称为流体的（）。
A
A密度；B粘度；C位能；D动能。
3．层流与湍流的本质区别是（）。
D
A湍流流速＞层流流速；B流道截面大的为湍流，截面小的为层流；
C层流的雷诺数＜湍流的雷诺数；D层流无径向脉动，而湍流有径向脉动。
4．气体是（）的流体。
B
A可移动；B可压缩；C可流动；D可测量。
5．在静止的流体内，单位面积上所受的压力称为流体的（）。
C
A绝对压力；B表压力；C静压力；D真空度。
6．以绝对零压作起点计算的压力，称为（）。
A
A绝对压力；B表压力；C静压力；D真空度。
7．当被测流体的（）大于外界大气压力时，所用的测压仪表称为压力表。
D
A真空度；B表压力；C相对压力；D绝对压力。
8．当被测流体的绝对压力（）外界大气压力时，所用的测压仪表称为压力表。
A
A大于；B小于；C等于；D近似于。
9．（）上的读数表示被测流体的绝对压力比大气压力高出的数值，称为表压力。
A
A压力表；B真空表；C高度表；D速度表。
10．被测流体的（）小于外界大气压力时，所用测压仪表称为真空表。
D
A大气压；B表压力；C相对压力；D绝对压力。
11.流体在园管内流动时，管中心流速最大，若为湍流时，平均流速与管中心的最大流速的关系为（）。
B
A.Um＝1/2Umax；B.Um＝0.8Umax；C.Um＝3/2Umax。
12.从流体静力学基本方程了解到U型管压力计测量其压强差是（）。
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。
13.层流底层越薄（）。
C
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。
14.双液体U形差压计要求指示液的密度差（）C
A.大；B.中等；C.小；D.越大越好。
15．流体在管内作（）流动时，其质点作不规则的杂乱运动。
B
A层流；B湍流；C过渡流；D漩涡流。
16．流体在圆管内（）流动时，平均速度是最大速度的一半。
A
A层流；B湍流；C过渡流；D漩涡流。
17.圆直管内流动流体，湍流时雷诺准数是（）。
B
A.Re≤2000；B.Re≥4000；C.Re=2000～4000。
18.某离心泵入口处真空表的读数为200mmHg，当地大气压为101kPa,则泵入口处的绝对压强为（）。
A
A.74.3kPa；B.101kPa；C.127.6kPa。
19.在稳定流动系统中，水由粗管连续地流入细管，若粗管直径是细管的2倍，则细管流速是粗管的（）倍。
C
A.2；B.8；C.4。
20.流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是（）。
C
A.流动速度大于零；B.管边不够光滑；C.流体具有粘性。
21.在相同条件下，缩小管径，雷诺数（）。
A
A.增大；B.减小；C.不变。
22.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，则阻力损失为原来的（）。
A
A.1/4；B.1/2；C.2倍。
23．单位时间内流过管道任意截面的流体量称为（）。
C
A流速；B流线；C流量；D流函数。
24．单位时间内流体在流动方向上所流过的（）称为流速。
C
A宽度；B高度；C距离；D直线。
25．柏努利方程式中的（）项表示单位质量流体所具有的位能。
A
Agz；B
；C
；Dwe。
26．柏努利方程式中的
项表示单位质量流体所具有的（）。
B
A位能；B动能；C静压能；D有效功。
27．柏努利方程式中的（）项表示单位质量流体所具有的静压能。
C
Agz；B
；C
；Dwe。
28．柏努利方程式中的（）项表示单位质量流体通过泵（或其他输送设备）所获得的能量，称为有效功。
D
Agz；B
；C
；Dwe。
29．柏努利方程式中的（）项表示单位质量流体因克服流动阻力而损失的能量。
D
Agz；B
；C
；D
。
30．流体在直管中流动，当（）≤2000时，流体的流动类型属于层流。
A
ARe；BPr；CNu；DGr。
31．流体在直管中流动，当Re（）4000时，流体的流动类型属于湍流。
B
A＜；B≥；C≤；D≠。
32．流体在直管中流动，当2000＜（）＜4000时，流体的流动类型属于不稳定的过渡区。
A
ARe；BPr；CNu；DGr。
33．流体在管内作（）流动时，其质点沿管轴作有规则的平行运动。
A
A层流；B湍流；C过渡流；D漩涡流。
34.在测速管工作时，测压孔迎对流体流动方向时所测压力代表该处的_______，此时测速管侧壁小孔所测压力代表该处的_______。
（C）
（A）动压，静压
（B）动压，动压与静压之和
（C）动压与静压之和，静压
（D）静压，动压与静压之和
35.局部阻力损失计算式
=
u2/2中度u是指_______.（A）
（A）小管中流速u1
（B）大管中流速u2
（C）小管中流速u1与大管中流速u2的平均值（u1+u2）/2
（D）与流向有关
36.当不可压缩理想流体在水平放置的变径管路中作稳定的连续流动时,在管子直径缩小的地方,其压力_______.（C）
（A）不变（B）增大（C）减小（D）不确定
38.水在内径一定的圆管中稳定流动，若水的质量流量保持恒定，当水温度升高时，Re值将_______。
（A）
（A）变大（B）变小（C）不变（D）不确定
39.层流与湍流的本质区别是_______。
（D）
（A）湍流流速大于层流流速
（B）流动阻力大的为湍流，流动阻力小的为层流
（C）层流的雷诺数小于湍流的雷诺数
（D）层流无径向脉动，而湍流有径向脉动
40.在流动阻力实验中，以水作工质所测得的直管摩擦阻力系数与雷诺数的关系不适用于_______在直管中的流动。
（B）
（A）牛顿型流体（B）非牛顿型流体（C）酒精（D）空气
41空气在内径一定的圆管中作定态流动，若空气的质量流量保持不变，当温度升高时，Re值将（B）。
A.增大；B.减小；C.不变；D.不确定
42在流体阻力试验中，以水作为工质所测定的λ=f（Re,e/d）关系式不适用于（D）在直管中的流动。
A.空气；B.液体乙醇；C.牛顿型流体；D.非牛顿型流体
43下列结论不正确的是（D）。
A.液体的黏度随温度的升高而减小；
B.气体的黏度随温度的升高而增大；
C.液体的黏度基本不随压力变化；
D.气体的黏度随压力增大而减小
44.某并联管路由1、2两个支管组成，该两支管的流体均作层流流动。
当d1=2d2，L1=2L2时，则
（1）Δpf,1/Δpf,2=（C）
A.1/2；B.1/4；C.1；D.4
（2）u1/u2=（A）
A.2；B.1/2；C.4；D.1/4
（3）qm,s1/qm,s2=（A）
A.8；B.16；C.4；D.2
45用离心泵在两个敞口容器间输送液体。
若维持两容器的液面高度不变，当关小输送管道的阀门后，管道总阻力（C）
A.增加；B.减小；C.不变；D.不确定
46层流与湍流的主要区别是（B,D）
D.湍流流速大于层流；
E.层流雷诺数小于湍流雷诺数；
F.湍流时流通截面积大，层流时流通截面积小；
D.层流时流体质点无宏观混合，湍流时流体质点发生高频脉动
47当流体流通（C）时，随着流量的增大，其压差不变。
A.孔板流量计；B.文丘里流量计；C.转子流量计
48在管内流动的完全湍流区，当e/d一定时，因流体内摩擦引起的机械能损失（B），摩擦系数λ（E）；在层流区，因内摩擦引起的机械能损失（A），摩擦系数λ（D）。
G.与流速的一次方成正比；
H.与流速的平方成正比；
I.与流速的三次方成正比；
J.与流速成反比；
K.与流速无关
49流体在一水平变径管段中流过，在细管截面A与粗管截面B之间连接一U管压差计，则压差计的读数R值反映（A）。
L.A、B两截面的压力差；
M.A、B两截面的流动阻力；
N.A、B两截面的动压头变化；
O.突然扩大或突然缩小的局部阻力
50请选择下列流体在管路中的常用的流速：
（1）水及低黏度液体（A）；
（2）一般常压气体（C）；（3）黏性较大的液体（B）。
A.1～3m/s；B.0.5～1m/s；C.10～20m/s；D.40m/s以上
51计算局部阻力损失的公式h’f=ζu2/2中的u是指（A）。
A.细管内流速；B.粗管内流速；C.粗、细管流速的平均值
二、填空题
1.流体静力学基本方程式
或
2.定态流动的柏努利方程式––––能量衡算式
1kg流体：
[J/kg]
3．单位体积流体所具有的质量称为流体的密度。
4.雷诺准数的表达式为_____Re=dｕρ/μ_____。
当密度ρ＝1000kg/m3,粘度μ=1厘泊的水,在内径为d=100mm,以流速为1m/s在管中流动时,其雷诺准数等于__105___,其流动类型为__湍流__。
5.当地大气压为750mmHg时,测得某体系的表压为100mmHg,则该体系的绝对压强为___850__mmHg,真空度为__-100__mmHg。
6.当地大气压为750mmHg时,测得某体系的表压为100mmHg,则该体系的绝对压强为113050__Pa,真空度为_-13300Pa。
7.某物的比重为0.879,其密度为_879kg/m3_,其比容为_0.00114m3/kg_。
8.圆管中有常温下的水流动,管内径d=100mm,测得其中的质量流量为15.7kg./s,其体积流量为_0.0157m3/s，平均流速为_2.0m/s。
9.当20℃的甘油（ρ=1261kg/m3,μ=1499厘泊）在内径为100mm的管内流动时,若流速为1.0m/s时,其雷诺准数Re为__84.1__,其摩擦阻力系数λ为__0.761__。
10.牛顿型流体与非牛顿型流体的主要的区别是_牛顿型流体符合牛顿粘性定律__。
11.稳定流动的定义是__流动状况不随时间而变____。
12.管出口的局部阻力系数等于__1.0__,管入口的局部阻力系数等于__0.5__。
13.化工生产中，物料衡算的理论依据是＿质量守恒定律＿，热量衡算的理论基础是＿能量守恒定律＿。
14.流体体积流量一定时，有效截面扩大，则流速减少＿，动压头＿减少＿，静压头＿增加＿。
15.理想流体在变径管路中作稳定的连续流动时，在管子直径缩小的地方，其静压力_减少_。
16.雷诺准数的物理意义是____惯性力与黏性力之比_____.
17.流体在等径管中作稳定流动，流体由于流动而有摩擦阻力损失，流体的流速沿管长__不变__。
18.液柱压力计量是基于_流体静力学__原理的测压装置，用U形管压差计测压时，当一端与大气相通时，读数R表示的是___表压___或__真空度__。
19.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的__2__倍。
20.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的__1/16__倍。
21.当Re为已知时，流体在圆形管内呈层流时的摩擦系数λ=__64/Re_，在管内呈湍流时，摩擦系数λ与___Re__、___ε/d__有关。
22.液体的粘度随温度升高而__减小_，气体的粘度随温度的升高而_增大_。
23.某流体在圆形直管中作滞流流动时，其速度分布是_抛物线__型曲线，其管中心最大流速为平均流速的__2倍__倍，摩擦系数λ与Re的关系为__λ＝64/Re_。
24.理想流体是指___黏度为零____的流体.
三、计算题
1．
附图中所示的高位槽液面维持恒定，管路中ab和cd两段的长度、直径及粗糙度均相同。
某液体以一定流量流过管路，液体在流动中温度可视为不变。
问：
（1）液体通过ab和cd两管段的能量损失是否相等？
（2）此两管段的压强差是否相等？
写出它们的表达式。
解：
（1）直管的能量损失
管段ab与cd中，长度、直径均相同；流量不变则流速相同；温度不变，密度相同，粘度相同，则雷诺数相同；又由于粗糙度相同，则摩擦系数相同，所以两管段的能量损失相等。
（2）两管段的压强差不相等。
在两管段上分别列柏努利方程式
ab管段
式中ua=ub，则
cd管段
式中uc=ud，Zc=Zd，则
2．某液体在一管路中稳定流过，若将管子直径减小一半，而流量不变，则液体的流速为原流速的多少倍?
解：
V=uA，u1A1=u2A2，A=
，当d1=2d2时
u1
=u2
，有
，
，即
得u2=4u1
3．一定量的液体在圆形直管内作滞流流动。
若管长及液体物性不变，而管径减至原有的一半，问因流动阻力产生的能量损失为原来的多少倍？
解：
流动阻力
，设管径改变后
，则根据u1A1=u2A2
可得u2=4u1，滞流时
，
=
，
，∴
4．某设备上真空表的读数为13.3×103Pa，计算设备内的绝对压强与表压强。
已知该地区大气压强为98.7×103Pa。
解：
绝对压强=大气压—真空度=98.7×103—13.3×103=85.4×103Pa
表压强=—真空度=—13.3×103Pa
5．甲乙两地的平均大气压强分别为85.3×103Pa和101.33×103Pa，在甲地操作的真空精馏塔塔顶的真空表读数为80×103Pa，在乙地操作时，若要求塔内维持相同的绝对压强，真空表读数应为多少?
解：
在甲地绝对压强=大气压—真空度=85.3×103—80×103=5.3×103Pa
在乙地真空度=大气压—绝对压强=101.33×103—5.3×103=96.03×103Pa
6．在兰州操作的苯乙烯真空精馏塔顶的真空表读数为80×103Pa，在天津操作时，若要求塔内维持相同的绝对压强，真空表的读数应为多少？
兰州地区的平均大气压强为85.3×103Pa，天津地区的平均大气压强为101.33×103Pa。
解：
在兰州绝对压强=大气压—真空度=85.3×103—80×103=5.3×103Pa
在天津真空度=大气压—绝对压强=101.33×103—5.3×103=96.03×103Pa
7．某设备的进、出口压强分别为1200mmH2O（真空度）和1.6kgf/cm2（表压）。
若当地大气压为760mmHg,求此设备进、出口的压强差。
（用SI制表示）
解：
进口P1（绝压）=P（大气压）-P（真空度）
出口P2（绝压）=P（大气压）+P（表压）
P1（真空度）=1200mmH2O=0.12kgf/cm2
P1（绝压）-P2（绝压）=-[P1（真空度）+P2（表压）]
=-（0.12+1.6）=-1.72kgf/cm2
=-1.72×9.81×104=-1.687×105N/m2
11．有一内径为25mm的水管，如管中水的流速为1.0m/s，求：
（1）管中水的流动类型；
（2）管中水保持层流状态的最大流速（水的密度ρ=1000kg/m3,粘度μ=1cp）。
解：
（1）Re=duρ/μ=0.025×1×1000/0.001=25000＞4000
流动类型为湍流。
（2）层流时，Re≤2000，流速最大时，Re=2000，即duρ/μ=2000
∴u=2000μ/dρ=2000×0.001/（0.025×1000）=0.08m/s
12．密度为850kg/m3、粘度为8×10-3Pa·s的液体在内径为14mm的钢管内流动，液体的流速为1m/s。
计算：
（1）雷诺准数，并指出属于何种流型；
（2）若要使该流动达到湍流，液体的流速至少应为多少？
解：
（1）Re=duρ/μ=0.014×1×850/8×10-3=1487.5≤2000
流动类型为层流
（2）湍流时，Re≥4000，流速最小时，Re=4000，即duρ/μ=4000
∴u=4000μ/dρ=4000×0.008/（0.014×850）=2.69m/s
13．用
108×4mm的钢管从水塔将水引至车间，管路长度150m（包括管件的当量长度）。
若此管路的全部能量损失为118J/kg，此管路输水量为若干m3/h？
（管路摩擦系数可取为0.02，水的密度取为1000kg/m3）
解：
能量损失
118J/kg
∴u=2.8m/s
流量V=uA=2.8×
79.13m3/h
14．用Φ168×9mm的钢管输送原油。
管线总长100km,油量为60000kg/h，油管最大抗压能力为1.57×107Pa。
已知50℃时油的密度为890kg/m3,粘度为181cp。
假定输油管水平放置，其局部阻力忽略不计。
问：
为完成上述输油任务,中途需设几个加压站?
解：
u1=u2，Z1=Z2，
u=V/A=（60000/890）/（3600×0.785×0.152）=1.06m/s
Re=duρ/μ=0.15×1.06×890/（181×10-3）=782
层流λ=64/Re=64/782=0.0818
ΔP=λ（l/d）（u2/2）ρ=0.0818×（105/0.15）×（1.062/2）×890=2.72×107Pa
n=2.72×107/（1.57×107）=1.73
中途应设一个加压站
15．在附图所示的储油罐中盛有密度为960kg/m3的油品。
油面高于罐底9.6m，油面上方为常压。
在罐侧壁的下部有一直径为760mm圆孔，其中心距罐底800mm，孔盖用14mm的钢制螺钉紧固。
若螺钉材料的工作应力取为39.23×106Pa，问：
至少需要几个螺钉？
解：
设通过孔盖中心的水平面上液体的静压强为
p，则p就是管内液体作用与孔盖上的平均
压强。
由流体静力学基本方程式知
作用在孔盖外侧的是大气压强pa，故孔盖内外两侧所受压强差为
作用在孔盖上的静压力为
每个螺钉能承受的力为
螺钉的个数=3.76×104/6.04×103=6.23个
即至少需要7个螺钉。
16．某流化床反应器上装有两个U管压差计，如本题附图所示。
测得R1=400mm，R2=50mm，指示液为水银。
为防止水银蒸气向空间扩散，在右侧的U管与大气连通的玻璃管内灌入一段水，其高度R3=50mm。
求A、B两处的表压强。
解：
U管压差计连接管中是气体，其密度远远小于水银及水的密度，由气柱高度所产生的压强差可以忽略。
设R2下端为C点，R1下端为D点，因此可认为PA≈PC,PB≈PD。
PA≈PC=ρH2OgR3+ρHggR2
=1000×9.81×0.05+13600×9.81×0.05
=7161N/m2（表压）
PB≈PD=PA+ρHggR1
=7161+13600×9.81×0.4
=6.05×104N/m2（表压）
17．根据本题附图所示的微差压差计的读数，计算管路中气体的表压强p。
压差计中以油和水为指示液，其密度分别为920kg/m3及998kg/m3，U管中油、水交界面高度差R=300mm。
两扩大室的内径D均为60mm，U管内径d为6mm。
（当管路内气体压强等于大气压强时，两扩大室液面平齐。
）
解：
当管路内的气体压强等于大气压强时，两扩大室的液面平齐，则两扩大室液面差
Δh与微差压差计读数R的关系为
当压差计读数R=300mm时，两扩大室液面差为
m
则管路中气体的表压强为
p=（998-920）×9.81×0.3+920×9.81×0.003=257N/m2（表压）
18．用泵将水从水池送至高位槽。
高位槽液面高于水池液面50m，管路全部能量损失为20J/kg，流量为36m3/h，高位槽与水池均为敞口。
若泵的效率为60%，求泵的轴功率。
（水的密度取为1000kg/m3）
解：
设水池液面为1-1＇截面，高位槽液面为2-2＇，以水池液面为基准水平面，在两截面间列柏努利方程式。
Z1=0，Z2=50m，u1≈0，u2≈0，P1=P2=0（表压），Σhf=20J/kg
∴we=9.81×50+20=510.5J/kg
水的质量流率ws=36×1000/3600=10kg/s
有效功率Ne=we·ws=510.5×10=5105W
轴功率N=5105/0.6=8508.3W
19．水以2.5m/s的流速流经
38×2.5mm的水平管，此管以锥形管与另一
53×3mm的水平管相连。
如附图所示，在锥形管两侧A、B处各插入一垂直玻璃管以观察两截面的压强。
若水流经A、B两截面间的能量损失为1.5J/kg，求两玻璃管的水面差（以mm记），并在本题附图中画出两玻璃管中水面的相对位置。
（水的密度取为1000kg/m3）
解：
上游截面A-A＇，下游截面B-B＇，通过管子中心线作基准水平面。
在两截面间列柏努利方程式。
式中ZA=ZB=0，uA=2.5m/s，ΣhfA,B=1.5J/kg
根据连续性方程式，对于不可压缩流体
有
m/s
两截面的压强差为
=
=868.55N/m2
即
mmH2O
由于
∴pB＞pA
20.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
升级会员 