流体流动试题集及参考答案
一、填空题：
1、按照化工单元操作所遵循的基本规律的不同,可将单元操作分为
动量传递、热量传递、质量传递。
2、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。
3、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850mmHg为真空度为-100mmHg.
4、液柱压力计量是基于流体静力学原理的测压装置,用U形管压强计测压时,
当压强计一端与大气相通时,读数R表示的是表压或真空度。
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
与指示液密度、液面高度有关,与U形管粗细无关
5、转子流量计的设计原理是依据流动时在转子的上、下端产生了压强差。
6、静止液体中两处压力相等的条件是连续、同一液体、同一水平面。
7、流体体积流量用Q=uS来计算；质量流量用G=Qρ来计算；而流体流速用
u=Q/S来计算。
8、当流体的体积流量一定时,流动截面扩大,则流速减少,动压头减少,静压头增加。
9、柏努利方程实验中,在一定流速下某测压管显示的液位高度为静压头,当流速再增大时,液位高度降低；因为阻力损失增大,
10、理想流体是指没有粘性或没有摩擦阻力而实际流体是指具有粘性或有摩擦力。流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是流体具有粘性。
11、压头转换实验中,在一定流速下某测压管显示的液位高度为静压头值,流速再增大时,液位高度降低；因为阻力损失增大
12、P/(ρg)的物理意义是表示流动系统某截面处单位重量流体所具有的静压能,称为静压头。mu2/2的物理意义是表示流动系统某截面处1kg流体具有的动能。
13、雷诺准数的表达式为Re=dｕρ/μ。当密度ρ＝1000kg/m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10其流动类型为湍流
14、流体在圆直管内流动，当Re≥4000时的流型称为湍流，
其平均速度与最大流速的关系为Wm＝0．8Wｍａｘ
Re≤2000的流型称为滞流，其平均速度为Wm＝0.5Wｍａｘ。
15、流体在圆管内作稳定连续流动时,当Re≤2000时为滞流流动,其摩擦系数λ=64/Re；当Re≥4000时为湍流流动。当Re在2000-4000之间时为过渡流。流体沿壁面流动时,有显著速度梯度的区域称为流动边界层。在管内呈湍流时,摩擦系数λ与Re; ε/d有关。当Re继续增大到大于某一定值时,则流体流动在完全湍流区,当ε/d为一常数时,其λ值为常数。
16、当密度ρ=1000kg/m,粘度=1（厘泊）的水,在内径为d=15mm,以流速为0.1 m/s在管内流动时,雷诺数等于1500,流动类型为层流。
17、当20℃的水（ρ=998.2kg/m,μ=1.005 厘泊）在内径为100mm的圆管内流动时,若流速为1.0 m.s时,其雷诺数Re为9.93×10,流动型态为湍流。
18、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.
19、计算流体局部阻力损失的方法有当量长度法;阻力系数法;其相应的阻力损失
计算公式为hf =λ(le/d)(u2/2g); hf =ζ(u2/2g)
20、对于套管环隙，当内管的外径为d1,外管的内径为d2时,其当量直径为d2-d1
21、稳态流动是指流动系统中,任一截面上流体的流速、压强、密度等物理量仅随位置而变，而均不随时间变。
22、液体在等直径的管中作稳态流动,其流速沿管长不变,由于有摩擦阻力损失,静压强沿管长降低。
23、流体在管路中作连续稳态流动时，任意两截面流速与管径的关系为
υ1/υ2=d22 /d12所以,流速随着管径的减小而增大。
24、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,水流量将减小；摩擦系数增大；管道总阻力损失不变
25、测量流体流量的流量计主要有如下四种: 孔板流量计; 文丘里流量计;
转子流量计; 湿式气体流量计; 测量管内流体点的速度,则用皮托管26、孔板流量计和转子流量计的最主要区别在于：前者是恒截面,变压差；
后者是恒压差,变截面。
27、一般情况下,温度升高,液体的粘度减小；气体的粘度增大。
二、选择题：
1、一个被测量体系外柱按上一个U型压差计,出现如图情况,说明体系与大气压是（ A ）关系
A. 体系＞大气压
B. 体系＜大气压
C. 体系＝大气压
2、下图中高位槽液面保持恒定，液体以一定流量流经管路，ab与cd两段长
度相等，管径与管壁粗糙度相同，则( B )。（1）U形压差计读数
A. R R
B. R R
C. R R
D. 不定
（2）液体通过ab与cd段能量损失__B____。
A. h h
B. h h
C. h h
D. 不定
（3）ab与cd两段压差__C____。
A. ΔPΔP
B. ΔPΔP
C. ΔPΔP
D. 不定
（4）R___C____。
A. ab段的压差值
B. ab段位能变化
C. ab段流动能量损失
D. ab段压差值及流动能量损失
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、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（ C ）倍。
A. 2
B. 8
C. 4
5、流体的层流底层越薄，则( 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
6、为提高微差压强计的测量精度，要求指示液的密度差( C )。
A.大
B.中等
C.越小越好
D.越大越好
7、表压与大气压、绝对压的正确关系是（A ）。
A. 表压＝绝对压-大气压
B. 表压＝大气压-绝对压
C. 表压＝绝对压+真空度
8、流体在圆管内作滞流流动时,阻力与流速的（C ）成比例,作完全湍流时,则呈（ A ）成比例。
A. 平方
B. 五次方
C. 一次方
9、流体流动产生阻力的根本原因是,因为流体流动（C ）。
A. 遇到了障碍物；
B. 与管壁产生摩擦
C. 产生了内摩擦切向力
10、在稳定连续流动系统中,单位时间通过任一截面的（B ）流量都相等。
A. 体积
B. 质量
C. 体积和质量
11、将管路上的阀门关小时,其阻力系数（ B ）。
A. 变小
B. 变大
C. 不变
12、水在圆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
13、设备内的真空度愈高,即说明设备内的绝对压强（ B ）。
A. 愈大
B. 愈小
C. 愈接近大气压、
14、流体在管内流动时,滞流内层的厚度随流速的增加而（A ）。
A. 变小
B. 变大
C. 不变
15、流体在管内作湍流流动时,滞流内层的厚度随雷诺数Re的增大而（B ）。
A. 增厚
B. 减薄
C. 不变
三、判断题：
１、化工单元操作是一种物理操作,只改变物质的物理性质而不改变其化学性质。（√）
2、液体的相对密度是指液体的密度与水的密度的比值（√）
3、当量直径de,既可用来计算雷诺数Re（√）；也可用来计算非园形管子的截
面积。（×）
4、当输送流体的管径一定时，增大流体的流量，雷诺准数减少。（×）
5、经过大量实验得出,雷诺Re<2000时,流型肯定是层流,这是采用国际单位制得出的值,采用其他单位制应有另外数值( ×)
6、滞流内层的厚度随雷诺数的增大而增厚。（×）
7、流体作层流流动时,摩擦系数λ只是Re的函数,而与管壁的粗糙度无关。（）
8、在相同的设备条件下,密度越大,粘度越小的流体越易形成湍流状态。（√ ）
9、流体在管内以湍流流动时,在近管壁处存在层流内层,其厚度随Re的增大而变薄。（√ ）√
10、流体在管内作稳定湍流时,当Re一定时,摩擦系数λ随管子的相对粗糙度的增加而增大。（√ ）
11、滞流内层的厚度随雷诺数的增大而增厚。（×）×
12、实验证明,当流体在管内流动达完全湍流时,λ与雷诺数的大小无关（√ ）
13、孔板流量计是文丘里流量计的改进,其压头损失比文氏流量计小得多。（×）
14、流体流经孔板流量计的能量损失较大（√）；而流经文丘里流量计的能量损失较小（√）
15、流体在圆管内的流动阻力主要有沿程阻力和局部阻力。（√ ）
16、液体在圆形管中作滞流流动时,其它条件不变,仅流速增加一倍,则阻力损失增加一倍（√ ）
17、原油在圆形管中作湍流流动时,其它条件不变,而管长增加一倍,则阻力损失增加一倍,（√）
18、流体在圆管内流动时,管的中心处速度最大,而管壁处速度为零。（√）
19、流体在水平管内作稳定连续流动时,直径小处,流速增大；其静压强也会升高。（×）×
20、稳定流动时,液体流经各截面的质量流量相等；则流经各截面处的体积流量也相等（√ ）
21、在稳态流动过程中,流体流经各截面处的体积流量相等。（×）
22、当流体充满圆管作稳态流动时,单位时间通过任一截面的体积流量相等（×）
23、稳定流动时,流体的流速、压强、密度等均不随时间和位置而变。（×）
24、理想流体流动时,无流动阻力产生（√ ）
25、实际流体在导管内作稳态流动时,各种形式的压头可以互相转，但导管任一截面上的位压头、动压头与静压头之和为一常数。（×）×
26、在并联的各条管路中稳定流动时,流体的能量损失皆相等。（√）
四、简答题：
1.如图,有一敞口高位槽,由管线与密闭的低位水槽相连接,在什么条件下,水由高位槽向低位槽流动？为什么？
pa /ρ+Z/g=p/ρ+Σhf
当(pa /ρ+Z/g)>p/ρ时, 由1流向2,
当(pa /ρ+Z/g)
2. 学习流体流动与输送,你认为应解决些什么问题？
学习流体流动与输送一般应解决以下问题：
(1) 合理选择流体输送管道的管径。
(2) 确定输送流体所需的能量和设备。
(3) 流体流量测量和速度、体积和质量流量、压力，以及控制。
(4) 流体流动的形态和条件，作为强化设备和操作的依据。
3. 理想流体和实际流体如何区别？
理想流体是流体没有粘性，流动时，不产生摩擦阻力，液体体不可压缩，受热不膨胀；而实际流体是具有粘性，有摩擦阻力，液体是可以压缩，受热是膨胀。
4.Z＋p/ρｇ＝Z p/ρｇ（1）ｐ＝ｐ＋ρｇh （2）
这两个静力学方程式说明些什么？
(1)说明静止的连续的同一流体,同一水平面上的各点，深度相同，它的压强亦相等；
(2)说明液体内部任一点的压强是液面深度的函数，距离液面越深，则压强越大，当液面压强变化，必将引起液体内部各点发生同样大小的变化。
5. 在常温下输送水,若管径一定,流量增大一倍,雷诺准数增加多少？若流量一定,管径增大一倍,则雷诺准数又如何变化？
V＝（π/4)d.u u'=2u
Re=duρ/μRe' 增大一倍
V=(π/4)(2d).u' u'=u/4 Re'=Re/2
6. 说明流速、体积流量、质量流量的单位以及他们之间的关系。
流速u, m/s体积流量Q m^3/s质量流量G kg/s
G=Qρ= uSρ
7. 何谓层流流动？何谓湍流流动？用什么量来区分它们？
层流：流体质点沿管轴作平行直线运动，无返混，在管中的流速分布为抛物线，平均流速是最大流速的0.5倍。
湍流：流体质点有返混和径向流动，平均流速约为最大流速的0.8倍。
以Re来区分，Re<2000为层流、Re>4000为湍流。
8.如图所示的某一输水管路中，高位槽液位保持恒定，输水管径不变。有人说：由于受到重力的影响，水在管路中会越流越快，即水通过2-2'截面的流速u大于通过1-1'截面的流速u
不对。因为是稳定连续流动.按连续性方程知：m =m ，输水则V =V ，
现管径不变d
=d
，故u
=u
10. 如图所示，水在水平管中作稳定连续流动，从A 流向B ，问： （1）体积流量V V
（2）流速u u
（3）静压头P /（ρg ）和P
/（ρg ）哪个大？为什么？
(1) 因为输水，按连续性方程知 V =V
(2) ∵V =V 而d d
∴u u
(3) ∵Z
+P
/(ρg)+u /(2g)=Z
+P
/(ρg)+u
/(2g)+Hf
而 水平管Z
=Z
又∵u u
若 H=0 则 P /（ρg)＜P
/(ρg) ;
若 H ≠0则 P
/(ρg)和P （ρg)哪个大？要由u
u
H 之值决定。
11. 在有一个稳压罐的一条管径不变的输送管上的A.B 处分别装上一个相同规
格的压力表（如图所示）。问：
（1）当管路上的阀门C关闭时，两个压力表的读数是否一致？为什么？（2）当管路上阀门C打开时，两个压力表的读数是否相同？为什么？（设A.B处的气体密度近似相等）
（1）阀C关闭时，流体为静止状态，同一水平面上∴P=P
（2）阀C打开，流体流动，有阻力，为Z=Z d=d
且ρ=ρ则u=u∴P P
12一定量的液体在园形直管内作稳定连续滞流流动。若管长及液体的物性不变,而管径减至原来的一半,问因流动阻力而产生的能量损失为原来的若干倍？∵hf=λ(L/d)u/2
而滞流时λ=64/Re=64μ/(d*u*ρ)
流速：u=4Q/(πd)
而题设Q、L、μ、d不变，即hfα1/d
∵d=d/2 ∴hf=16hf
13.在相同管径的两条园形管道中,同时分别流动着油和清水（μ油＞μ水）,若雷诺数相同,且密度相近,试判断油速大还是水速大？为什么？
∵Re油=Re水而u油＞u水，∴u油＞u水
14.如图所示，液体分别从两容器中流出，液面保持不变，排出管径相同。问：（1）图（a）中1-1和2-2截面的u u u=u
（2）图（a）、（b）中Z Z
速度u与u
（3）图（a）、（b）中Z=Z2-2*处的速度与u
么？
（1）因液体连续稳定流动，且d=d u=u=u
（2）∵u=[2g(z-∑h)]题设h=h=0
∵Z Z∴u u
(当然∵Z Z hf hf, ∴当hf不能忽略时，
u u
（3）由（1）和（2）结果知∵u=u而u u
∴u u
15.某车间用水量由水塔稳定供给（如图示）。现若将出口阀A关小,其流量有无改变？为什么？
∵u=[2g(Z-∑h)]/
当阀门A关小时，∑hf↑，但Z不变，则u↓,d不变则V↓即流量变小。16.如图所示，A.B.C三点在同一水平面上，d=d=d
（1）当阀门关闭时，A.B.C三点处的压强哪个大？哪个小？或相等？
（2）当阀门打开，高位槽液面保持不变，A.B.C三点处的压强哪个大？哪个小？或相等？
（1）阀门关闭，水处于静止状态，P=P=P
（2）阀门打开，水稳定流动，有阻力，且d=d=d P P P
17.如图所示：A.B.C三点在同一水平面上，d=d d d
（1）当闸阀关闭时，A.B.C三点处的压强那个大？哪个小？或相等？
（2）当阀门打开，高位槽水位稳定不变，A.B.C三截面处的压强、流量、流速哪个大？哪个小？或相等？
(1) p
=p
=p
(2) ① V =V =V
②u
=u
u
u
u
u
③ 流动流体有阻力，由柏努利方程知：P P
P P
P
P
u
u
h
c 之值决定
20.什么叫化工单元操作？常用的化工单元操作有哪些？
化工产品的生产过程中，具有共同物理变化，遵循共同的物理学定律的一些物理操作过程。
例如：流体流动、流体输送、非均相分离、传热、蒸发、蒸馏、吸收、萃取、干燥等。 五、计算题：
1. 以复式水银压差计测量某密闭容器内的压力P
已知各水银液面标高分别为h=2.6m ，h=0.3m ，h=1.5m ，h=0.5m,h=3.0m 。求
此密闭容器水面上方的压强P (kN.m
)(表压)
按表压计算，p=(h-h)ρ汞.g,
p=p-(h-h)ρ水.g
p=p+(h-h)ρ汞.g
p=p-(h-h)ρ水.g
以上相加
p=(h-h+h-h)ρ汞.g-（h-h+h-h)ρ水.g
=（2.6-0.3+1.5-0.5）×13.6×10g-(1.5-0.3+3-0.5)1000g=404KN/m
2.密度为1000kg.m，粘度为1cP的水，以10m/h的流量在φ51×3mm 的水平管道内流过,在管路上某处流体静压强为1.5 kgf.cm(表压)，若管路的局部阻力可略去不计，问距该处100m 同一水平线下游处流体静压强为多少Pa? (Re=3×10--1× 10时, λ=0.3164/Re)
u=V/(πd/4)=10/(3600×π×0.045/4)=1.75m.s
Re=duρ/μ=0.045×1.75×1000/(1×10)=78750
λ=0.3164/Re=0.3164/78750=0.0189
由柏式：Z=Z u=u
∴p/ρ=p/ρ+ λ(l/d)(u/2)
p=p-λ(l/d)(ρu/2)
=1.5×9.81×10-0.0189×(100/0.045)×(1.75/2)×1000
=8.3×10N.m(表压)
3.用泵自敞口贮油池向敞口高位槽输送矿物油，流量为38.4T. h,高位槽中液面比油池中液面高20m, 管路总长(包括阀门及管件的当量长度) 430m,进出口阻力不计。管径为φ108×4mm,若油在输送温度下的比重为0.96, 粘度为3430cp,求泵所需的实际功率,设泵的效率η=50%。
对贮油池液面至高位槽液面列柏努利方程：
He=△Z+λ[(l+Σle )/d](u/2g)
△Z=20m l+Σle =430m d=108-2×4=100mm=0.1m
u=Q/0.785d
=38400/3600×0.785×0.1×960=1.415m.s
Re=duρ/μ=0.1×1.415×960/3430×10=39.6<2000
λ=64/Re=64/39.6=1.616
He=20+1.616×(430/0.1)× (1.415/2×9.81)=729.2m
N=Q·He·ρg/η=38400×729.2×9.81/(3600×0.5×1000)= 152.6kw
4.用离心泵将水由水槽送至水洗塔中,水洗塔内的表压为9.807×10N.m,水槽液面恒定,其上方通大气,水槽液面与输送管出口端的垂直距离为20m,在某送液量下,泵对水作的功为317.7 J.kg0.018，吸入和压出管路总长为110m(包括管件及入口的当量长度,但不包括出口的当量长度)输送管尺寸为φ108×4mm,水的密度为1000kg.m m.h
Z g+(p/ρ)+(u/2)+W=Z g+(p/ρ)+(u/2)+Σhf
已知数据：
Z=0；P(表)=0；u0；W=317.7[J.kg]；
Z=20[m]；p=9.807×10[N.m](表)；ρ=1000[kg.m]
简化上式：
W=Z g+(p/ρ)+(u/2)+Σhf
又Σhf=λlu/2d=9.9u
∴317.7=9.81×20+9.807×10/1000+u/2+9.9u
10.4u=23.43 ∴u=1.5[m.s]
V=(π/4)D u×3600=0.785×0.12 ×1.5×3600=42.41[m.h
5. 如图所示，D=100mm, d=50mm,H=150mm,ρ气体=1.2kg.m R=25mm 时,将水从水池中吸入水平管中间,问此时V气体=?m.s(阻力可忽略)
选1-1、2-2截面与基准面0-0，如图所示。
在两截面之间列柏方程并简化得到：
(p/ρ)+(u/2)=(p/ρ)+(u/2) (1)
由已知数据：p=0.025×13600×9.81=3335N.m
p=-0.15×1000×9.81=-1472N.m
u=(100/50)u=4u
代入(1)可得：15u=2(p-p)/ρ=8012
u=23.11m.s Vs=(π/4)D u=0.1814m.s 或V=653m.h
6.图示为水泵进水管的装置。管子尺寸为φ57×3.5mm；管的下端位于储水池水面下2m，并装有底阀及滤网，该处之局部阻力压头损失为12ｕ/（2ｇ）；截面2－2处的真空度为4m水柱；由1－1至2－2截面的沿程压头损失为9ｕ/（2ｇ）。试求：（1）进水管的流量为多少m.h2）进水口1－1处的表压为若干N.m
列水面与2－2截面列柏努利方程：
（1）Z/2ｇ＋P/ρｇ＝Z/2ｇ＋P/ρｇ＋∑H
Z0，ｕ0，P0，Z3m，P/ρｇ＝－4mH O
∑H12ｕ/2ｇ＋9ｕ/2ｇ＝21ｕ/2ｇ＝21ｕ/2ｇ
21ｕ/2ｇ＋ｕ/2ｇ＝22ｕ/2ｇ＝4－3＝1m
∴ｕ2×9.81/22）0.94m.s
∴V＝3600×0.785（0.05）0.94＝6.64m.h
（2）进水口1－1处的表压P
3—3截面为大槽距水面2m深处的大槽截面，3-3及1-1截面间的柏努利方程式
Z=Z=0 p/ρg=2 p/ρg
u0 u=0.94ms H=12u/2g
2=p/1000g+0.94/2g+12×0.94/2g
p=13.88×10P=13.88KP=1.415m水
7.一直立煤气管，在底部测压管测得水柱差h100mm，在H＝20m高处的测压管中测得水柱差h115mm，管外空气的密度ρ 1.29kg.m
管中静止煤气的密度ρ为多大？
P Pρ水ｇ
P PρH）＋ｈρ水ｇ
又P P Hρ
∴（P Hρρ水ｇ
＝（Pρ水ｇ）＋Hρ
Hρρ水＝Hρρ水
ρρ-ρ水（ｈ/H
＝1.29-1000×（0.115－0.1）/20 ＝0.54kg.m
8.水从蓄水箱，经过一水管流出，如附图所示。假如，Z12m，Z Z
6.5m，d20 mm，d10mm，水流经d2m H
O，流经d1mH O，求：（1）管嘴出口处的流速ｕ2）接近管口2－2截面处的流速ｕP
（1）列1－1与3－3截面柏努利方程式
Z P/ρｇ＋ｕ/2ｇ＝Z P/ρｇ＋ｕ/2ｇ＋ｈ
ｕ0，P P0（表压）
∴12－6.5＝ｕ/2ｇ＋（2＋1）
解得ｕ 2.5×2×9.81）＝7 m.s
（2）ｕd/d7×（10/20）
＝1.75m.s
由1－1与2－2截面列柏努利方程式可得
P/ρｇ＝（Z Z/2ｇ－ｈ
＝（12－6.5）－1.75/（2×9.81）－2
＝3.344 m水柱（表压）
∴P 3.344×1000×9.81＝32804Pａ
9. 密度为1000kg.m1cp的水，以5m.hφ51×3mm 的水平管道内流过, 在管路上某处流体静压强为1.5kgf.cm(表压)，若管路的
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.转子流量计的主要特点是( )。 C A. 恒截面、恒压差； B. 变截面、变压差； C. 恒流速、恒压差； D. 变流速、恒压差。 16.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。 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
第一章流体流动 一、单项选择题（每小题1分） 1．在SI单位制中，通用气体常数R的单位为( )B A. atm·cm / mol·K B. Pa·m /mol·K C. Kf·m / mol·K D. Ibf·ft / Ibmol·K 2．系统处于稳态指的是( )C A. 系统操作参数不随时间改变 B. 系统操作参数不随位置改变 C. 系统操作参数随位置改变,但不随时间改变 D. 系统操作参数随时间改变,但不随位置改变 3.下列流体中，认为密度随压力变化的是( )A A．甲烷 B.辛烷 C.甲苯 D. 水 4. 下列关于压力的表述中，正确的是( )B A. 绝对压强= 大气压强+ 真空度 B. 绝对压强= 大气压强- 真空度 C. 绝对压强= 大气压- 表压强 D. 绝对压强= 表压强+ 真空度 5．某系统的绝对压力为0.06MPa，若当地大气压为0.1MPa，则该系统的真空度为( )C A. 0.1MPa B. 0.14MPa C. 0.04MPa D. 0.06MPa 6. 容器中装有某种液体，任取两点A，B，A点高度大于B点高度，则( )B A. p A > p B B. p A < p B C. p A = p B D. 当液面上方的压强改变时,液体内部压强不发生改变 7．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．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。 8. 使用U型管压差计测量较小压差时，为了准确读数，下列方法中正确的做法是（）C A. 选择较大密度的指示液 B. 选择较小密度的指示液 C. 使用与被测流体密度相近的指示液 D. 加大指示液与被测流体密度的差别 9．用一U型管压差计测定正辛烷在管中两点间的压强差，若两点间的压差较小，为了提高读数精度，你认为较好的指示剂为( )D A. 乙醇 B. 水 C. 汞 D. 甲苯 10．所谓理想流体，指的是（）A A. 分子间作用力为零的流体 B. 牛顿流体 C. 稳定的胶体 D. 气体 11．牛顿粘性定律适用于牛顿型流体，且流体应呈( )。C A．过渡型流动；B．湍流流动；C．层流流动；D．静止状态。12．有两种关于粘性的说法：( )A (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。
23. 10℃的水以500 L/min 的流量流过一根长为300 m 的水平管，管壁的绝对粗糙度为0.05 mm 。有6 m 的压头可供克服流动的摩擦阻力，试求管径的最小尺寸。 解：这是关于试差法的应用。 10C o 的水，3999.7/kg m ρ= 5130.7710Pa s μ-=?? 在管路两端端列柏努利方程，以管子中心线所在的水平面为基准面，得 6f A B h p p m g g ρ-==∑ 由范宁公式 f h g =∑22l u d g λ (1) (1) 在该题中，假设λ不是最好的选择，因为管径不知道，不好由/d ε 反查'λ，且假设λ后由于不知道d ，也不能求u 和Re 。 (2) 假设管径为待求量，但若假设d ，由于实际生产中管子的规格多样，范围太广，不易得到准确范围。 (3) 可假设u 根据本教材表11-，选择合适的流速代入计算。自来水的流速为1~1.5m/s 。 取水的流速为 /m s 。根据给出的ε也可判断，所计算的阻力损失和管子的粗糙度有关，必定为湍流。且流体黏度比较大，必须使u 在较大值时保证水是湍流的。 0.090490.4d m mm ==== 此时由(1)式计算的262129.810.09040.0210300 1.32gd lu λ???= ==? 450.0904 1.3999.7Re 8.991013.7510 du ρμ-??===??，/0.05/(0.09041000)0.00055d ε=?= 查摩擦系数图，'0.021λ=，两者之间一致，假设合理。 管子的直径为90.4mm 。 24. 某油品的密度为800 kg/m 3、黏度为41 cP ，由附图中所示的A 槽送至B 槽，A 槽的液面比B 槽的液面高1.5 m 。输送管径为89 3.5mm mm φ?、长50 m(包括阀门
第一章 流体流动习题解答 1. 某设备上真空表的读数为13.3×103 Pa ，试计算设备内的绝对压强与表压强。已知该地区大气压强为98.7×103 Pa 。 解：真空度＝大气压－绝压 3(98.713.3)10atm p p p Pa =-=-?绝压真空度 表压＝－真空度＝-13.3310Pa ? 2. 在本题附图所示的贮油罐中盛有密度为960 kg/m 3的油品，油面高于罐底9.6 m ，油面上方为常压。在罐侧壁的下部有一直径为760 mm 的圆孔，其中心距罐底800 mm ，孔盖用14 mm 的钢制螺钉紧固。若螺钉材料的工作应力取为32.23×106 Pa ，问至少需要几个螺钉? 解：设通过圆孔中心的水平液面生的静压强为p ，则p 罐内液体作用于孔盖上的平均压强 9609.81(9.60.8)82874p g z Pa ρ=?=??-=(表压) 作用在孔盖外侧的是大气压a p ，故孔盖内外所受的压强差为82874p Pa ?= 作用在孔盖上的净压力为 2282575(0.76) 3.7644 p p d N π π =?=??=?410 每个螺钉能承受的最大力为： 62332.23100.014 4.96104 F N π =?? ?=?钉 螺钉的个数为433.7610/4.96107.58??=个 p
所需的螺钉数量最少为8个 3. 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R 1=400 mm ，R 2=50 mm ，指示液为水银。为防止水银蒸气向空间扩散，于右侧的U 管与大气连通的玻璃管内灌入一段水，其高度R 3=50mm 。试求A 、B 两处的表压强。 解：U 管压差计连接管中是气体。若以2,,g H O Hg ρρρ分别表示气体、水与水银的密度，因为g Hg ρρ=，故由气柱 高度所产生的压强差可以忽略。由此可以认为A C p p ≈， B D p p ≈。 由静力学基本方程式知 232A C H O Hg p p gR gR ρρ≈=+ 10009.810.05136009.810.05=??+?? 7161Pa =(表压) 417161136009.810.4 6.0510B D A Hg p p p gR Pa ρ≈=+=+??=? 4. 本题附图为远距离制量控制装置，用以测定分相槽内煤油和水的两相界面位置。已知两吹气管出口的距离H =1 m ，U 管压差计的指示液为水银，煤油的密度为820 kg/m 3。试求当压差计读数R=68 m 时，相界面与油层的吹气管出口距离h 。 解：如图，设水层吹气管出口处为a ，煤油层吹气管出口处为b ，且煤油层吹气管到液气界面的高度为H 1。则 1a p p = 2b p p = 1()()a p g H h g H h ρρ=++-油水(表压) 1b p gH ρ=油(表压) U 管压差计中，12Hg p p gR ρ-= (忽略吹气管内的气柱压力) 12a b p p p p gR ρ-=-= C D H 1 压缩空气 p
17. 流体通过圆管端流流动时，管截面的速度分布可按下面经验公式来表示：1 7max ()r y u u R =，式中y 为某点与壁面的距离，即y =R -r 。试求其平均速度u 与最大速度u max 的比值。 解：在距离管中心r 处取一厚为dr 的流体薄层，并定义此处流体的速度为r u ， 则流体通过此环隙的体积流量2S r r dV u dA ru dr π== 1/7 m a x (2)(2)( ) R R S r R r V r u dr r u dr R ππ-= = ? ? 那么 1/7 m a x 2 1/7 21 ()R S V u u R r r dr A R R ππ= = -? (1) 令 R r t -= 那么 dr dt =- 当 0r =时，t R =; 当 r R =时，0t = 有 1 8 2 2 15 1/7 777 49()18120 1 1 7 7 R R R R r t dt R ++-= - = ++? (2) 代入(1)式， m a x 49 2120 u u = 于是 max /49/600.817(0.82)u u == 18. 一定量的液体在圆形直管内作层流流动。若管长及液体物性不变，而管径减至原有的1/2，问因流动阻力而产生的能量损失为原来的若干倍? 解：流量不变，S V u A = ? 当'2 d d = 时，'4u u = 根据哈根~泊谩叶公式，有 2 32f lu p d μ?= 当'4u u =，'2 d d = 时 2 2 32432'1616() 2f f l u lu p p d d μμ?= = =? 19. 内截面为1000 mm×1200 mm 的矩形烟囱的高度为30 m 。平均摩尔质量为30 kg/kmol 、平均温度为400℃的烟道气自下而上流动。烟囱下端维持49 Pa 的真空度。在烟囱高度范围内大气的密度可视为定值，大气温度为20℃，地面处的大气压强为101.33×103 Pa 。流体流经烟囱时的摩擦系数可取为0.05，试求烟道气的流量为若干(kg/h)?
第一二章习题 一、选择题 1．如图示，某直管管路，阀门A、B全开时，截面1和截面2的测压管液面高为h1和h2,液体先后流经A、B阀， 若关小A阀，h1___↓____； h2____↓____, h1-h2____↓____; 若A阀不变，关小B阀，h1__↑_____； h2____↑____, h1-h2____↓____. 2．管路上装一阀门，减小开度，则流量流速___↓___；液体流经总阻力损失_____不变__；直管阻力___↓__，局部阻力___↑____。 3．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___↓____；管道总阻力损失__不变______；摩擦系数______不变___（如在阻力平方区）。 4．有一并联管路，如图所示，两段管路的流量、流速、管径、管长、流动阻力损失分别为V1 V2 u1 u2 d1 d2 L1 L2 hf1 hf2 ，及d1=2d2, L1=2L2,则 （1）hf1/ hf2=_____１___ (2)当两段管路中流动均为滞流时，V1/ V2=____８___； u1/ u2=___２____ (3)当两段管路中流动均为湍流时,并取相同的摩擦系数，V1/V2=_４____； u1/ u2=___１___ 5. 水在下图管道中流动,流量为42.4m3/h,A B两截面的内径分别为dA=50mm, dB=100mm,AB两截面的压强 计读数为pA= kPa, pB=60kPa,那么水流动的方向是由___Ａ___流向__Ｂ_______. 6. 敞口容器底部有一(出)进水管,如图,容器内水面保持恒定,管内水流动速度头为0.5m水柱, (1)对a,水由容器流入管内,则2点的表压p2= m水柱____ (2)对b,水由水管流入容器,则2点的表压p2=__1 m水柱______ 7. 在下面两种情况下,假如流体流量不变,而圆形直管如果直径减少1/2,则因直管阻力而引起的压强降为 原来的________ A 如两种情况都为层流 16倍 B 两种情况均在阻力平方区,且认为摩擦系数为常数. ３２倍 8. 某流体在直管中作层流流动,在流速不变的情况下,管长管径同时增加一倍,其阻力损失为原来的 ___１ ／２______. 9. 流体在一圆形直管中流动,平均流速0.5m/s,压降强为10Pa,Re为1000, 则管中心处点速度为____１ m/s____;若流速增到1 m/s,则压强降为___20______Pa.
1、作用在流体的质量力包括 （ D ） Ａ压力Ｂ摩擦力Ｃ表面张力Ｄ 惯性力 2、层流与紊流的本质区别是： （ D ） A. 紊流流速>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<紊流的雷诺数； D. 层流无径向脉动，而紊流 有径向脉动 3、已知水流的沿程水力摩擦系数 只与边界粗糙度有关，可判断 该水流属于（ D ） A 层流区； B 紊流光滑区； C 紊流过渡粗糙区； D 紊流粗糙区。 4、一个工程大气压等于( B )Pa; ( C )Kgf.cm-2。 A 1.013×105 B 9.8×104 C 1 D 1.5 5、长管的总水头线与测压管水头线 （ A ） A相重合； B相平行，呈直线； C相平行，呈阶梯状； D以上答案都不对。 6、绝对压强p abs、相对压强p 、真空值p v、当地大气压强p a之间的 关系是（ C ） Ａ p abs=p+p v Ｂ p=p abs+p a Ｃ p v=p a-p abs Ｄ p
= p a b s - p V 7、将管路上的阀门关小时,其阻力系数（ C ） A. 变小 B. 变大 C. 不变 8、如果忽略流体的重力效应，则不需要考虑哪一个相似性参数？( B ) A弗劳德数 B 雷诺数 C.欧拉数 D马赫数 9、水泵的扬程是指 （ C ） A 水泵提水高度； B 水泵提水高度+吸水管的水头损失； C 水泵提水高度 + 吸水管与压水管的水头损失。 10、紊流粗糙区的水头损失与流速成（ B ） A 一次方关系； B 二次方关系； C 1.75～2.0次方关系。 11、雷诺数是判别下列哪种流态的重要的无量纲数( C ) A 急流和缓流； B 均匀流和非均匀流； C 层流和紊流； D 恒定流和非恒定流。 12、离心泵的性能曲线中的H－Q线是在( B )情况下测定的。 A. 效率一定； B. 功率一定； C. 转速一定； D. 管路（ｌ＋∑ｌe）一定。
流体流动习题 1. 雷诺准数的表达式为_________。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__________,其流动类型为______. 答案：Re=d ｕρ/μ ; 105； 湍流 2. 某流体在圆管中呈层流流动,今用皮托管测得管中心的最大流速为2m/s,此时管内的平均流速为_________. 答案： 1m/s 3. 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s/,其体积流量为______.平均流速为_______.答案：s ；s 4. 管出口的局部阻力系数等于,管入口的局部阻力系数等于. 5. 流体在园直管内流动，当Re≥4000时的流型称为＿＿＿， 其平均速度与最大流速的关系为＿＿＿，而Re≤2000的流型称为＿＿＿，平均速度与最大流速的关系为＿＿＿。 答案：湍流； ≈； 层流； ＝ umax 6. 某设备上，真空度的读数为80mmHg ，其绝压=____mH2O= _____Pa. （该地区的大气压为720mmHg) 答案： ； ×104pa 7. 应用柏努利方程所选取的截面所必须具备的条件是______________。 8．流体静压强P 的作用方向为（ B ） A ．指向受压面 B ．垂直指向受压面 C ．垂直受压面 D ．平行受压面 9. 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。 10. 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（ C ）倍 A. 2 B. 8 C. 4 11. 某液体在一等径直管中作稳态流动，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，则层流时，流动阻力变为原来的（ C ） 2 22322642d lu u d l du u d l h f ρμμ ρλ= ??=??=
流体流动习题 1. 雷诺准数的表达式为 _________ 。当密度p = 1000kg/m3,粘度卩=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 ________________ ,其流动类型为_____ . 答案：Re=d u p /卩;105 ; 湍流 2. 某流体在圆管中呈层流流动，今用皮托管测得管中心的最大流速为2m/s，此时管内的平 均流速为 _________ .答案：1m/s 3. 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11.8kg/s/,其体积 流量为 ______ .平均流速为________ .答案：0.0118m3/s ; 1.5m/s 4. 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__. 5. 流体在园直管内流动，当Re>4000时的流型称为______ , 其平均速度与最大流速的 关系为 _____ ,而Re< 2000的流型称为_______ ,平均速度与最大流速的关系为_______ 。 答案：湍流； ~ 0.8umax; 层流； =0.5 umax 6. 某设备上，真空度的读数为80mmHg其绝压= ____ m H2O= ____ Pa.（该地区的大气压 为720mmHg）答案：8.7mH2O ; 8.53 x 104pa 7. 应用柏努利方程所选取的截面所必须具备的条件是____________________ 。 &流体静压强P的作用方向为（B ） A. 指向受压面 B.垂直指向受压面 C.垂直受压面 D.平行受压面 9. 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。 10. 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（C ）倍 A. 2 B. 8 C. 4 11. 某液体在一等径直管中作稳态流动，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，则层流时，流动阻力变为原来的（ C ） l_ u264 l_ ul 一32% h f d 2 业 d 2 ;?d2
精选文档，供参考！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。 精选文档，供参考！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。
单元练习：流体流动及输送机械 一、填空题（仅供练习使用，需掌握基本概念与基本公式） 1. 层流时，摩擦系数λ与Re的关系为λ=64/Re。 2. U型管压差计指示液为水，若所测压差不变，要使读数R增大，应更换一种密度比水 小的指示液。 3. 流体输送机械向流体提供的能量主要用于流体势能提高和 阻力损失。 4. 离心泵前必须先灌泵是因为空气密度小，造成的压差或泵吸入口的真空度小 而不能将液体吸入泵内。 5. 用离心泵将地面敞口容器中的碱液送至离地面10m高处密闭容器中，容器上方真空表读数 为P，现在表的读数增大，其他管路条件不变，则管路总阻力损失将增大。6. 水由敞口高位槽通过一管路流向压力恒定的反应器，当管路上的阀门开度减小（湍流态变 为层流态），水流量将减小，摩擦系数增大，管路总阻力损失增大。（增大，减小，不变） 二、选择题 1. 对离心泵允许安装高度没有影响的是下列情况中的 D 。 A. 安装处的大气压； B. 输送液体温度； C. 吸入管道的流动阻力； D. 排出管道的流动阻力 2．流体在圆管内层流流动时，最大速度是平均速度的（ C ） A. 四分之一 B. 一半 C .二倍 D. 四倍 3. 当被测流体的绝对压强大于外界大气压强时，所用的测压仪表称为（ A ） A. 压力表 B. 真空表 C. 高度表 D. 速度表 4. 流体在直管中流动，当Re≤2000时，流体的流动类型属于（ A ） A.层流 B. 湍流 C.过渡流 D. 漩涡流 三、简答题 1. 离心泵在开车前为何要先关闭出口阀门？ 答：离心泵开动时的瞬时启动电流为正常工作电流的5～7倍，为保护电机，关闭出口阀以减小负荷，减小电流，防止电极因瞬时电流过大而烧毁。 2. 汽蚀现象产生的原因是什么？会造成什么样的结果？
第一章 流体流动 流体的重要性质 1．某气柜的容积为6 000 m 3，若气柜内的表压力为5.5 kPa ，温度为40 ℃。已知各组分气体的体积分数为：H 2 40%、 N 2 20%、CO 32%、CO 2 7%、C H 4 1%，大气压力为 101.3 kPa ，试计算气柜满载时各组分的质量。 解：气柜满载时各气体的总摩尔数 ()mol 4.246245mol 313 314.86000 0.10005.53.101t =???+== RT pV n 各组分的质量： kg 197kg 24.246245%40%4022H t H =??=?=M n m kg 97.1378kg 284.246245%20%2022N t N =??=?=M n m kg 36.2206kg 284.246245%32%32C O t C O =??=?=M n m kg 44.758kg 444.246245%7%722C O t C O =??=?=M n m kg 4.39kg 164.246245%1%144C H t C H =??=?=M n m 2．若将密度为830 kg/ m 3的油与密度为710 kg/ m 3的油各60 kg 混在一起，试求混合油的 密度。设混合油为理想溶液。 解： ()kg 120kg 606021t =+=+=m m m 33 122 1 1 21t m 157.0m 7106083060=??? ? ??+=+ = +=ρρm m V V V 3 3t t m m kg 33.764m kg 157 .0120=== V m ρ 流体静力学 3．已知甲地区的平均大气压力为85.3 kPa ，乙地区的平均大气压力为101.33 kPa ，在甲地区的某真空设备上装有一个真空表，其读数为20 kPa 。若改在乙地区操作，真空表的读数为多少才能维持该设备的的绝对压力与甲地区操作时相同？ 解：（1）设备内绝对压力 绝压=大气压-真空度= () kPa 3.65Pa 1020103.8533=?-? （2）真空表读数 真空度=大气压-绝压=() kPa 03.36Pa 103.651033.10133=?-? 4．某储油罐中盛有密度为960 kg/m 3的重油（如附图所示），油面最高时离罐底9.5 m ，油面上方与大气相通。在罐侧壁的下部有一直径为760 mm 的孔，其中心距罐底1000 mm ，孔盖用14 mm 的钢制螺钉紧固。若螺钉材料的工作压力为39.5×106 Pa ，问至少需要几个螺钉（大
一、单选题 1．单位体积流体所具有的（ A ）称为流体的密度。 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（ B ）的流体。 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（ D ）大于外界大气压力时，所用的测压仪表称为压力表。 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（ A ）外界大气压力时，所用的测压仪表称为压力表。 A 大于； B 小于； C 等于； D 近似于。 9．（ A ）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 压力表； B 真空表； C 高度表； D 速度表。 10．被测流体的（ D ）小于外界大气压力时，所用测压仪表称为真空表。 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；
第一章流体流动 流体的重要性质 1．某气柜的容积为 6 000 m 3，若气柜内的表压力为kPa ，温度为40 ℃。已知各组分气 体的体积分数为：H2 40%、 N2 20%、 CO 32%、 CO2 7%、 CH4 1%，大气压力为kPa ，试计算气柜满载时各组分的质量。 解：气柜满载时各气体的总摩尔数 n t pV101.3 5.5 1000.0 6000 mol 246245.4mol RT 8.314 313 各组分的质量： m H 2 40%n t M H 2 40% 246245.4 2kg 197kg m N 2 20%n t M N 2 20% 246245.4 28kg 1378.97kg m CO 32%n t M CO 32% 246245.4 28kg 2206.36kg m CO2 7% n t M CO2 7% 246245.4 44kg 758.44kg m CH 4 1%n t M CH4 1% 246245.4 16kg 39.4kg 2．若将密度为 830 kg/ m 3的油与密度为 710 kg/ m 3的油各 60 kg 混在一起，试求混合油的密度。设混合油为理想溶液。 解： m t m1 m2 60 60 kg 120kg V t V1 V2 m1 m2 60 60 m 3 0.157m 3 1 2 8301 710 m t 120 3 3 m V t 0.157 kg m 764.33kg m 流体静力学 3．已知甲地区的平均大气压力为kPa ，乙地区的平均大气压力为kPa ，在甲地区的某真空设备上装有一个真空表，其读数为20 kPa 。若改在乙地区操作，真空表的读数为多少才能 维持该设备的的绝对压力与甲地区操作时相同 解：（ 1）设备内绝对压力
流体流动试题集及参考答案 一、填空题: 1、按照化工单元操作所遵循得基本规律得不同,可将单元操作分为 动量传递、热量传递、质量传递。 2、化工生产中,物料衡算得理论依据就是质量守恒定律, 热量衡算得理论基础就是能量守恒定律。 3、当地大气压为750mmHg时,测得某体系得表压为100mmHg,则该体系得绝 对压强850mmHg为真空度为-100mmHg、 4、液柱压力计量就是基于流体静力学原理得测压装置,用U形管压强计测压时, 当压强计一端与大气相通时,读数R表示得就是表压或真空度。 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就是 与指示液密度、液面高度有关,与U形管粗细无关 5、转子流量计得设计原理就是依据流动时在转子得上、下端产生了压强差。 6、静止液体中两处压力相等得条件就是连续、同一液体、同一水平面。 7、流体体积流量用Q=uS来计算;质量流量用G=Qρ来计算;而流体流速用 u=Q/S来计算。 8、当流体得体积流量一定时,流动截面扩大,则流速减少,动压头减少,静压头增加。 9、柏努利方程实验中,在一定流速下某测压管显示得液位高度为静压头,当流速再增大时,液位高度降低;因为阻力损失增大, 10、理想流体就是指没有粘性或没有摩擦阻力而实际流体就是指具有粘性或有摩擦力。流体流动时产生摩擦阻力得根本原因就是流体具有粘性。
11、压头转换实验中,在一定流速下某测压管显示得液位高度为静压头值,流速再增大时,液位高度降低;因为阻力损失增大 12、P/(ρg)得物理意义就是表示流动系统某截面处单位重量流体所具有得静压能,称为静压头。mu2/2得物理意义就是表示流动系统某截面处1kg流体具有得动能。 13、雷诺准数得表达式为Re=dｕρ/μ。当密度ρ＝1000kg/m粘度μ=1厘泊得水,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10其流动类型为湍流 14、流体在圆直管内流动,当Re≥4000时得流型称为湍流, 其平均速度与最大流速得关系为Wm＝0.8Wｍａｘ Re≤2000得流型称为滞流,其平均速度为Wm＝0、5Wｍａｘ。 15、流体在圆管内作稳定连续流动时,当Re≤2000时为滞流流动,其摩擦系数λ=64/Re;当Re≥4000时为湍流流动。当Re在2000-4000之间时为过渡流。流体沿壁面流动时,有显著速度梯度得区域称为流动边界层。在管内呈湍流时,摩擦系数λ与Re; ε/d有关。当Re继续增大到大于某一定值时,则流体流动在完全湍流区,当ε/d为一常数时,其λ值为常数。 16、当密度ρ=1000kg/m,粘度=1(厘泊)得水,在内径为d=15mm,以流速为0、1 m/s在管内流动时,雷诺数等于1500,流动类型为层流。 17、当20℃得水(ρ=998、2kg/m,μ=1、005 厘泊)在内径为100mm得圆管内流动时,若流速为1、0 m、s时,其雷诺数Re为9、93×10,流动型态为湍流。 18、管出口得局部阻力系数等于1、0管入口得局部阻力系数等于0、5、 19、计算流体局部阻力损失得方法有当量长度法;阻力系数法;其相应得阻力损失
第一章流体流动 一、单项选择题（每小题1 分） 1.在SI 单位制中，通用气体常数R 的单位为( )B A.atm· cm / mol·K B. Pa· m /mol·K C. Kf· m / mol·K D. Ibf· ft / Ibmol·K 2.系统处于稳态指的是( )C A.系统操作参数不随时间改变 B.系统操作参数不随位置改变 C.系统操作参数随位置改变,但不随时间改变 D.系统操作参数随时间改变,但不随位置改变 3.下列流体中，认为密度随压力变化的是( )A A.甲烷 B.辛烷 C.甲苯 D. 水 4.下列关于压力的表述中，正确的是( )B A.绝对压强= 大气压强+ 真空度 B. 绝对压强= 大气压强- 真空度 C. 绝对压强= 大气压- 表压强 D. 绝对压强= 表压强+ 真空度 5.某系统的绝对压力为0.06MPa，若当地大气压为0.1MPa，则该系统的真空度为( )C A. 0.1MPa B. 0.14MPa C. 0.04MPa D. 0.06MPa 6.容器中装有某种液体，任取两点A，B，A 点高度大于B 点高度，则( )B A.p A > p B B.p A < p B C.p A = p B D.当液面上方的压强改变时,液体内部压强不发生改变 7.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．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。 8.使用U 型管压差计测量较小压差时，为了准确读数，下列方法中正确的做法是（）C A.选择较大密度的指示液 B. 选择较小密度的指示液 C. 使用与被测流体密度相近的指示液 D. 加大指示液与被测流体密度的差别 9.用一U 型管压差计测定正辛烷在管中两点间的压强差，若两点间的压差较小，为了提高 读数精度，你认为较好的指示剂为( )D A.乙醇 B. 水 C. 汞 D. 甲苯 10.所谓理想流体，指的是（）A A.分子间作用力为零的流体 B. 牛顿流体 C. 稳定的胶体 D. 气体 11.牛顿粘性定律适用于牛顿型流体，且流体应呈( )。C A.过渡型流动；B．湍流流动；C．层流流动；D．静止状态。12．有两种关于粘性的说法：( )A (1)无论是静止的流体还是运动的流体都具有粘性。
第二章 流体的运动 最重要的是掌握BBS 三个重要的公式及意义： 1.掌握理想流体的稳定流动、连续性方程、伯努利方程及其一些应用实例； 2.掌握牛顿粘滞定律、粘度的概念、泊肃叶公式、流阻、雷诺数； 3.掌握斯托克斯公式 2.理解实际流体的伯努利方程、层流、湍流； 2-1 什么叫理想流体、流线、流管、稳定流动、流量、空吸作用 理想流体作稳定流动时，流体速度与流管截面积有什么关系 答: ①理想流体: 绝对不可压缩、完全没有粘滞性的流体叫理想流体。 ②流线: 设想在流体中画一些曲线，使这些曲线上每一点的切线方向与流体质点在该点的速度方向一致，这些曲线称为流线。 ③流管: 在流场中任取某一垂直于流线的面积元S ，过S 周边各点的流线所围成的管状区域叫流管。 ④稳定流动: 如果流体中各点的速度、压强和密度都不随时间变化，则这样的流动 称为稳定流动。 ⑤流量: 单位时间内通过流管内某一横截面的流体的体积称为该横截面的体积流 量，简称为流量。 ⑥空吸作用: 如本题附图所示，流管中B 处截 面积小，流速大，由伯努利方程可知，B 处的压强 小，当它小于大气压强时，容器D 中的液体因受大 气压强的作用上升到B 处而被水平管中的流体带走， 这种作用叫空吸作用。 习题2-1附图 ⑦可压缩的流体作稳定流动时，在同一流管中流体的速度v 、该处流管的横截面积S 及其该处的流体密度ρ之积是一常量；即222111ρρv v S =S 。 不可压缩的流体作稳定流动时，在同一流管中流体速度v 、该处流管的横截面积 S 之积是一常量，即2211v v S =S 。 2-2 水在粗细不均匀的水平管中作稳定流动，已知截面积S 1 处压强为110Pa ，流速为0.2m ·s -1，在截面积S 2 处的压强为5Pa ，求S 2 处的流速（内摩擦不计）。 解: 已知Pa 1101=p ，1 1s m 20-?=.v ，Pa 52=p ，2h =1h ，由伯努利方程可得 22221121 21v v ρρ+=+ p p 2 2210002 1520100021110v ?+=??+. 1 2s m 50-?=.v 。 S 2 处的流速为0.5m ·s -1。 2-3 水在截面积不同的水平管中作稳定流动，出口处的截面积为最细处的3倍。若出口处的流速为2m ·s -1，问最细处的压强为多少若在此最细处开一个小孔，水会不会流出来
第一章 流体流动 静压强及其应用 1-1. 用习题1-1附图所示的U 形压差计测量管道A 点的压强，U 形压差计与管道的连接导管中充满水。指示剂为汞，读数R =120mm ，当地大气压p a 为101.3kPa ，试求：(1) A 点的绝对压强，Pa ；(2) A 点的表压，Pa 。 解：(1) ()R g gR p p Hg a A -++=2.1ρρ ()531028.112.02.181.9100012.081.913600103.101?=-??+??+?=A p kPa (2) 4 3 5 1067.2103.1011028.1?=?-?=表A p kPa 1-2. 为测量腐蚀性液体贮槽中的存液量，采用图示的装置。测量时通入压缩空气，控制调节阀使空气缓慢地鼓泡通过观察瓶。今测得U 形压差计读数为R=130mm ，通气管距贮槽底面h=20cm ，贮槽直径为2m ，液体密度为980kg/m 3。试求贮槽内液体的储存量为多少吨？ 答：80.1980 13 .0136001=?== ρρR H m 14.34 214.342 2 ?==D S πm 2 28.6214.3=?=V m 3 储存量为：4.615498028.6=?kg=6.15t 1-3. 一敞口贮槽内盛20℃的苯，苯的密度为880kg/m 3。液面距槽底9m ，槽底侧面有一直径为500mm 的人孔，其中心距槽底600mm ，人孔覆以孔盖，试求：(1) 人孔盖共受多少液柱静压力，以N 表示；(2) 槽底面所受的压强是多少Pa ？ 解：(1) ()()421042.15.04 6.0981.9880?=?? -??=-==π ρA h H g pA F N (2) 4 4 1077.71042.1981.9880?=?=??==gH p ρPa 1-4. 附图为一油水分离器。油与水的混合物连续进入该器，利用密度不同使油和水分层。油由上部溢出，水由底部经一倒置的U 形管连续排出。该管顶部用一管道与分离器上方相通，使两处压强相等。已知观察镜的中心离溢油口的垂直距离H s =500mm ，油的密度为780kg/m 3，水的密度为1000kg/m 3。今欲使油水分界面维持在观察镜中心处，问倒置的U 形出口管顶部距分界面的垂直距离H 应为多少？ 因液体在器内及管内的流动缓慢，本题可作静力学处理。 解：gH gH s ρρ=油 3901000 500 780=?= H mm 1-5. 用习题1-5附图所示复式U 形压差计测定水管A 、B 两点的压差。指示液为汞，其间充满水。今测得h 1=1.20m ，h 2=0.3m ，h 3 =1.30m ，h 4 =0.25m ，试以Pa 为单位表示A 、B 两点的压差Δp 。 解：()21211h h g P gh P P i A -+=+=ρρ ()2112h h g gh P P i A --+=ρρ(1) ()()4342323h h g gh P h h g P P i B i -++=-+=ρρρ(2) (1)代入（2） ()()()43423211h h g gh P h h g h h g gh P i B i i A -++=-+--+ρρρρρ