第一章 流體流動 習題

1、第一二章 習 題一、選擇題1如圖示，某直管管路，閥門A、B全開時，截面1和截面2的測壓管液面高為h1和h2,液體先后流經(jīng)A、B閥，若關(guān)小A閥，h1_； h2_, h1-h2_;若A閥不變，關(guān)小B閥，h1_； h2_, h1-h2_.2管路上裝一閥門，減小開度，則流量流速_；液體流經(jīng)總阻力損失_不變_；直管阻力_，局部阻力_。3水由敞口恒液位的高位槽通過一管道流向壓力恒定的反應(yīng)器，當管道上的閥門開度減小后，水流量將_；管道總阻力損失_不變_；摩擦系數(shù)_不變_（如在阻力平方區(qū)）。4有一并聯(lián)管路，如圖所示，兩段管路的流量、流速、管徑、管長、流動阻力損失分別為V1 V2 u1 u2 d1 d2 L1

2、L2 hf1 hf2 ，及d1=2d2, L1=2L2,則（1）hf1/ hf2=_(2)當兩段管路中流動均為滯流時，V1/ V2=_； u1/ u2=_(3)當兩段管路中流動均為湍流時,并取相同的摩擦系數(shù)，V1/V2=_； u1/ u2=_5. 水在下圖管道中流動,流量為42.4m3/h,A B兩截面的內(nèi)徑分別為dA=50mm, dB=100mm,AB兩截面的壓強計讀數(shù)為pA=53.5 kPa, pB=60kPa,那么水流動的方向是由_流向_.6. 敞口容器底部有一(出)進水管,如圖,容器內(nèi)水面保持恒定,管內(nèi)水流動速度頭為0.5m水柱,(1) 對a,水由容器流入管內(nèi),則2點的表壓p2=_0.

3、75_ m水柱_(2) 對b,水由水管流入容器,則2點的表壓p2=_1 m水柱_7. 在下面兩種情況下,假如流體流量不變,而圓形直管如果直徑減少1/2,則因直管阻力而引起的壓強降為原來的_A 如兩種情況都為層流 16倍B 兩種情況均在阻力平方區(qū),且認為摩擦系數(shù)為常數(shù).倍8. 某流體在直管中作層流流動,在流速不變的情況下,管長管徑同時增加一倍,其阻力損失為原來的 _.9. 流體在一圓形直管中流動,平均流速0.5m/s,壓降強為10Pa,Re為1000, 則管中心處點速度為_m/s_;若流速增到1 m/s,則壓強降為_20_Pa.10. 因次分析法的基礎(chǔ)為是_因次一致性原則和定理11.流體流動的直

4、管阻力hf,當層流流動時,hf=daubLc,則a=_, b=_,c=_.當完全湍流時，a=_, b=_,c=_.12.圖中高位槽液面保持恒定，液體以一定的流量流經(jīng)等徑管路，ab與cd兩段長度相等，管徑與管壁粗糙度相同（1）型壓差計讀數(shù)_A R1R1=R1<不確定(2) 液體通過ab與cd段能量損失_Ahab> hcd B hab = hcd C hab < hcd D 不確定（3）ab與cd段的壓差 Pab>Pcd B Pab= Pcd CPab< Pcd D不確定（4）值表示 ab段的壓差值ab段的位能變化ab段的流動能量損失ab段壓差與流動能量損失之和13

5、如圖所示垂直管中，水自下而上流動，測壓點ab間有一閥門，ab間垂直距離為h，指示液為汞，則壓強差Pa-Pb的計算式為：（Hg-水）gR B（Hg -水）gR+水gh C（Hg -水）gR-水ghD（Hg -水）gR+Hggh14. 如圖所示，若水槽液位不變，點的流體的總機械能的關(guān)系為_(認為水槽內(nèi)流動速度為)當閥門打開時， 當閥門關(guān)閉時， 1>2>3 B 1=2>3 C 1=2=3 D 1>2=315 離心泵的調(diào)節(jié)閥開大時，則_A 吸入管路的阻力損失不變泵出口的壓力變小泵入口處的真空度減少泵工作點的揚程升高16.離心泵在一定的管路系統(tǒng)工作，如被輸送的液體密度發(fā)生變化（其

6、余性質(zhì)不變），則_任何情況下?lián)P程與密度無關(guān)只有當時，揚程與密度無關(guān)只有當阻力損失為時揚程與密度無關(guān)只有當是揚程與密度無關(guān)17. 如在測定離習泵的性能曲線時，錯誤地將壓力表安裝在調(diào)節(jié)閥后，則操作時，壓力表讀數(shù)（表壓）將_隨真空表讀數(shù)的增大而減小 隨流量的增大而減小C 隨泵實際的揚程的增大而增大 D 隨流量的增大而增大18. 往復(fù)泵在操作中_A 不開旁路閥，流量與出口閥開度無關(guān) B允許安裝高度與流量無關(guān)C 流量與轉(zhuǎn)速無關(guān) D 開啟旁路閥后，輸入設(shè)備中的液體流量與出口閥開度無關(guān)。19. 已知n=n1時，離心泵的性能曲線H1=f(Q1)，求n=n2時新的性能曲線（即Q2-H2關(guān)系）為_2=(n2/n1

7、)2f(Q2.n1/n2)_ _.20. _離心泵出口閥_流量時，可以減少氣蝕危險，_吸液管路上的閥門_流量時，可以增加氣蝕危險。A 關(guān)小 B 開大 C 降低 D 增大二、計算題例1 粘度為0 . 075Pa.s, 密度為 900kg/m3的某種油品，以 36000kg/h的流量在114mm×4.5 mm 的管中作等溫定態(tài)流動，試求該油品流過15m 管長時因摩擦阻力而引起的壓強降為多少？例2 若將前例中流量加大3倍，其他條件不變，試計算阻力加大情況，并分析計算結(jié)果。取鋼管壁面絕對粗糙度為0.15mm。例3 溫度為 40 的水以 8 m3/h 的流量流過套管換熱器的環(huán)隙通道。套管換熱器

8、由直徑57×3mm與 32×2.5 mm的無縫鋼管同心組裝而成，試求水流過環(huán)隙時每米管長因克服流動阻力而引起的壓強降。取鋼管的粗糙度為0.1mm。例4 用離心泵將密度為1050 kg/m3、粘度為 1.145cP 的溶液，從敞口槽A送至敞口高位槽B。兩槽液面均維持恒定，其間垂直距離為20m 。輸送量為 50m3/h 。采用108×4mm無縫鋼管，已知全系統(tǒng)的直管總長度為108.8m，管路上裝有6 個標準彎頭、1個直入旁出三通、l個直入直出三通、1個全開截止閥。求離心泵的軸功率，泵的效率為0.8。例5 常溫的自來水從高位槽A經(jīng)57mm×3.5 mm鋼管送入

9、密閉容器B內(nèi)，容器B上方壓強表讀為5.08×104Pa。高位槽與容器的液面恒定，兩者間的垂直距離為15m，已知直管長度與全部的當量長度之和為83m。試求該管路最大輸水量為多少？取水的密度1000kg/ m3、粘度=1 cP、管壁粗糙度= 0.2mm。例6：如圖1- 33所示，將敞口貯槽中的溶液用泵輸送到另一敞口高位槽中，兩槽之間的距離為15m ，輸送管路的規(guī)格為108×4 mm，溶液在管內(nèi)的平均流速為1. 235m/S，管路摩擦系數(shù)取0.02，管路總長為130m（包括全部管件和閥門，但不包括進、出口）。試求： ( 1 )有效功； ( 2 )泵的軸功率(效率為60%) （溶液

10、的密度為1500 kg/m3）解：從貯槽液面1-1到高位槽液面2-2，列伯努利方程式：例7 如附圖所示，料液由敞口高位槽流入精餾塔中。塔內(nèi)進料處的壓力為30kPa（表壓），輸送管路為45×2.5mm的無縫鋼管，直管長為10m。管路中裝有180º回彎頭一個，90º標準彎頭一個，標準截止閥（全開）一個。若維持進料量為5m3/h，問高位槽中的液面至少高出進料口多少米？操作條件下料液的物性：， Pa·s解：如圖取高位槽中液面為1-1面，管出口內(nèi)側(cè)為2-2截面，且以過2-2截面中心線的水平面為基準面。在1-1與2-2截面間列柏努利方程： 其中： z1=h； u10； p1=0（表壓）； z2=0； p2=20kPa（表壓）； m/s管路總阻力 取管壁絕對粗糙度mm，則 從圖1-25中查得摩擦系數(shù)由表1-4查得各管件的局部阻力系數(shù)：進口突然縮小 180º回彎頭 90º標準彎頭 標準截止閥（全開） J/kg所求位差本題也可將截面2-2取在管出口外側(cè)，此時流體流入塔內(nèi)，2-2截面速度為零，無動能項，但應(yīng)計入出口突然擴大阻力，又，所以兩種方法的結(jié)果相同。作業(yè)題選講：1-16 某離心泵安裝于高于水井面5.5m 處，吸水量 20m3/ h，吸水管內(nèi)徑為106 mm，在吸水管路中的摩擦阻力為2.45 J/ kg （