化工工程師-公共基礎(chǔ)-流體力學(xué)-流動(dòng)阻力與能量損失

化工工程師-公共基礎(chǔ)-流體力學(xué)-流動(dòng)阻力與能量損失[單選題]1.直徑為20mm的管流，平均流速為9m/s，已知水的運(yùn)動(dòng)黏性系數(shù)υ＝0.0114cm2/s，則管中水流的流態(tài)和水流流態(tài)（江南博哥）轉(zhuǎn)變的臨界流速分別是()。[2016年真題]A.層流，19cm/sB.層流，13cm/sC.紊流，19cm/sD.紊流，13cm/s正確答案：D參考解析：區(qū)分層流和紊流根據(jù)雷諾系數(shù)判斷。雷諾數(shù)：Rek＝vkd/υ。本題中，Rek＝vkd/υ＝（9×0.02）/0.00000114＝157894＞2300，故管中水流的流態(tài)為紊流；當(dāng)雷諾數(shù)Rek＝2300時(shí)，水流流態(tài)轉(zhuǎn)變的紊流流速為：vk＝υRek/d＝（0.0114×2300）/2＝13.11cm/s。[單選題]2.雷諾數(shù)的物理意義是()。[2016年真題]A.壓力與黏性力之比B.慣性力與黏性力之比C.重力與慣性力之比D.重力與黏性力之比正確答案：B參考解析：雷諾數(shù)是慣性力和黏性力的比，雷諾數(shù)越大，流體流動(dòng)中慣性力的作用所占的比重越大，黏性效應(yīng)占的比重越小，通常用雷諾數(shù)區(qū)分層流和紊流。[單選題]3.圓管層流中，下述錯(cuò)誤的是()。[2014年真題]A.水頭損失與雷諾數(shù)有關(guān)B.水頭損失與管長(zhǎng)度有關(guān)C.水頭損失與流速有關(guān)D.水頭損失與粗糙度有關(guān)正確答案：D參考解析：圓管層流時(shí)，水頭損失hf的計(jì)算公式為：hf＝λ（L/d）[v2/（2g）]。式中，L為管長(zhǎng)；d為管內(nèi)徑；v為斷面平均流速；λ為沿程阻力系數(shù)，在圓管層流時(shí)可按下式計(jì)算：λ＝64/Re，其中Re為雷諾數(shù)。圓管中層流的水頭損失與雷諾數(shù)有關(guān)，而與管壁粗糙度無關(guān)。[單選題]4.在長(zhǎng)管水力計(jì)算中，()。[2017年真題]A.只有速度水頭可忽略不計(jì)B.只有局部水頭損失可忽略不計(jì)C.速度水頭和局部水頭損失均可忽略不計(jì)D.兩斷面的測(cè)壓管水頭差并不等于兩斷面間的沿程水頭損失正確答案：C參考解析：按水頭損失所占比例不同可將有壓管分為長(zhǎng)管和短管。長(zhǎng)管是指該管流中的能量損失以沿程損失為主，局部損失和流速水頭所占比重很小，可以忽略不計(jì)的管道；短管是指局部損失和流速水頭所占比重較大，計(jì)算時(shí)不能忽略的管道。[單選題]5.一直徑為50mm的圓管，運(yùn)動(dòng)黏滯系數(shù)υ＝0.18cm2/s、密度ρ＝0.85g/cm3的油在管內(nèi)以v＝10cm/s的速度做層流運(yùn)動(dòng)，則沿程損失系數(shù)是()。[2018年真題]A.0.18B.0.23C.0.20D.0.27正確答案：B參考解析：雷諾數(shù)Re＝vd/υ，式中υ為運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)，單位為m2/s。因此，本題雷諾數(shù)Re＝（10×5）/0.18＝277.8，沿程損失系數(shù)λ＝64/Re＝64/277.8＝0.23。本題題干所給的是運(yùn)動(dòng)粘滯系數(shù)，需要區(qū)別于動(dòng)力粘滯系數(shù)μ，單位為kg/（m·s）二者關(guān)系為：υ＝μ/ρ。因此，若題干提供的是動(dòng)力粘滯系數(shù)，則使用公式Re＝vρd/μ求雷諾數(shù)。[單選題]6.沿程水頭損失hf()。[2013年真題]A.與流程長(zhǎng)度成正比，與壁面切應(yīng)力和水力半徑成反比B.與流程長(zhǎng)度和壁面切應(yīng)力成正比，與水力半徑成反比C.與水力半徑成正比，與流程長(zhǎng)度和壁面切應(yīng)力成反比D.與壁面切應(yīng)力成正比，與流程長(zhǎng)度和水力半徑成反比正確答案：B參考解析：沿程水頭損失hf＝λ（l/d）[v2/（2g）]，其中沿程阻力系數(shù)λ＝64/Re，雷諾數(shù)Re＝vd/υ，綜上各式得hf＝32υvl/（d2g）?？梢奾f與流程長(zhǎng)度和壁面切應(yīng)力成正比，與水力半徑成反比。[單選題]7.水流經(jīng)過變直徑圓管，管中流量不變，已知前段直徑d1＝30mm，雷諾數(shù)為5000，后段直徑變?yōu)閐2＝60mm，則后段圓管中的雷諾數(shù)為()。[2011年真題]A.5000B.4000C.2500D.1250正確答案：C參考解析：根據(jù)雷諾數(shù)公式Re＝vd/υ，有：Re前＝v1d1/υ，Re后＝v2d2/υ，則Re后/Re前＝v2d2/（v1d1）。根據(jù)連續(xù)性方程v1A1＝v2A2，有πd12v1/4＝πd22v2/4，則v2/v1＝d12/d22。因此，Re后/Re前＝d1/d2，Re后＝（d1/d2）·Re前＝30/60×5000＝2500。[單選題]8.管道長(zhǎng)度不變，管中流動(dòng)為層流，允許的水頭損失不變，當(dāng)直徑變?yōu)樵瓉?倍時(shí)，若不計(jì)局部損失，流量將變?yōu)樵瓉淼亩嗌俦叮?)[2010年真題]A.2B.4C.8D.16正確答案：D參考解析：圓管層流的斷面平均流速v＝[ρgJ/（32μ）]d2，則流量其中，J為沿程損失且J＝hf/l，即沿程損失不變。所以當(dāng)直徑擴(kuò)大2倍后，流量Q將變?yōu)樵瓉淼?4＝16倍。[單選題]9.A、B兩根圓形輸水管，管徑相同，雷諾數(shù)相同，A管為熱水，B管為冷水，則兩管流量qvA、qvB的關(guān)系為()。[2008年真題]A.qvA＞qvBB.qvA＜qvBC.qvA＝qvBD.不能確定正確答案：B參考解析：液體的運(yùn)動(dòng)黏性系數(shù)υ隨溫度升高而減小，即υA＜υB。由于雷諾數(shù)Re＝vd/υ相同，則可得vA＜vB。流量公式為：由于管徑相同，因此qvA＜qvB。[單選題]10.尼古拉斯實(shí)驗(yàn)的曲線圖中，在以下哪個(gè)區(qū)域里，不同相對(duì)粗糙度的試驗(yàn)點(diǎn)，分別落在一些與橫軸平行的直線上，阻力系數(shù)λ與雷諾數(shù)無關(guān)？()[2012年真題]A.層流區(qū)B.臨界過渡區(qū)C.紊流光滑區(qū)D.紊流粗糙區(qū)正確答案：D參考解析：由尼古拉斯阻力曲線圖可知，在紊流粗糙區(qū)時(shí)阻力系數(shù)λ只與相對(duì)粗糙度有關(guān)，與雷諾數(shù)無關(guān)。[單選題]11.邊界層分離的必要條件是()。[2008年真題]A.來流流速分布均勻B.有逆壓梯度和物面黏性阻滯作用C.物面開關(guān)不規(guī)則D.物面粗糙正確答案：B參考解析：邊界層分離的必要條件是：逆壓梯度和物面黏性的阻滯作用。僅有黏性的阻滯作用而無逆壓梯度，不會(huì)發(fā)生邊界層的分離。[單選題]12.圓管直徑d＝0.2m，管長(zhǎng)L＝1000m，輸送石油的流量Q＝0.04m3/s，運(yùn)動(dòng)黏滯系數(shù)υ＝1.6cm2/s，則沿程損失系數(shù)λ等于()。A.0.02B.0.04C.0.4D.不確定正確答案：B參考解析：由于Q＝v·A，v＝Q/A＝4Q/（πd2）＝1.27m/s，則雷諾數(shù)Re＝vd/υ＝1592。判斷圓管中層流和紊流的雷諾數(shù)界限值為2300，因此圓管中水流為層流，則沿程損失系數(shù)λ＝64/Re＝0.04。[單選題]13.如圖6-3-1所示一矩形斷面通風(fēng)管道，斷面尺寸為1.2m×0.6m，空氣密度ρ＝1.20kg/m3，流速v＝16.2m/s，沿程阻力系數(shù)λ＝0.0145，流程長(zhǎng)度L＝12m的沿程壓強(qiáng)損失為()N/m2。圖6-3-1A.28.14B.31C.34.25D.45.51正確答案：C參考解析：根據(jù)水力半徑公式求得：R＝A/χ＝bh/（b＋2h）＝（1.2×0.6）/（2×1.2＋2×0.6）＝0.2。因此，流程長(zhǎng)度L＝12m的沿程壓強(qiáng)損失為：[單選題]14.如圖6-3-2所示某半開的閥門，閥門