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文檔簡介
1、計算管道流體局部阻力的方法有:___________、_________________,其相應的阻力計算公式為:_____________________、_____________________?!敬稹慨斄块L度法;阻力系數(shù)法;hf'2、什么是局部阻力的當量長度?【答】能產生與某局部阻力相當?shù)闹惫荛L度,稱為該局部阻力的當量長度。3、減少流體在管路中流動阻力hf的措施有:_________________________、________________________________、_________________________?!敬稹抗苈繁M可能短、盡量走直線;減少不必要的管件、閥門;增大管徑為減少吸入管路的阻力損失,一般應使吸入管徑小于排出管徑()?!敬稹俊?、當Re為已知時,流體在圓形管內呈層流時的摩擦系數(shù)λ=__________,在管內呈湍流時,摩擦系數(shù)λ與____________、_____________有關?!敬稹?4/Re;Re;ε/d5、Re、Nu、Pr等準數(shù)用不同單位制進行計算,所算得的各準數(shù)的數(shù)值________。【答】相等6、流體在圓形直管內作滯流流動時的速度分布是____________形曲線,中心最大速度為平均速度的________倍,摩擦系數(shù)與____________________無關,只隨_________加大而__________?!敬稹繏佄锞€;2;管壁粗糙度;Re;減小7、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器,當管道上的閥門開度減小后,水流量將__________,摩擦系數(shù)____________,管道總阻力損失________(增大、減小、不變、不確定)?!敬稹繙p??;增大;不變分析:高位槽與常壓反應器外側之間列伯努利方程:gZ=u2/2+p/ρ+總阻力(u=0,p=常壓),→gZ=總阻力等式左側不變,右側:總阻力不變。閥門開度減小→流量減小,局部阻力系數(shù)增大,流速減小,根據(jù)范寧公式,λ增大。9、流體在一段圓形水平直管中流動,測得平均流速為0.5m/s,壓強降為10Pa,Re為1000,問管中心處點速度為______m/s,若流速增加為1m/s,則壓強降為______Pa?!敬稹?m/s;20PaRe=1000→層流,u=0.5umax,umax=1m/s,dρ/μ=2000→新的Re=2000,層流哈根-泊稷葉公式,阻力=32μlu/d2=10→μl/d2=10/16→新的阻力=32×10/16=2010、流體在圓管內流動阻力主要有沿程阻力和局部阻力。()【答】√11、圓形直管內,Vs一定,設計時若將d增加一倍,則層流時hf是原值的倍,高度湍流時,hf是原值的倍(忽略管壁相對粗糙度的影響)?!敬稹?/16倍,1/32倍層流,哈根-泊稷葉公式;湍流,范寧公式12、某水平直管中,輸水時流量為Vs,今改為輸2Vs的有機物,且μ=2μ水,ρ=0.5ρ水,設兩種輸液下,流體均處于高度湍流狀態(tài),則阻力損失為水的倍;管路兩端壓差為水的倍?!敬稹?,2d不變,,水平直管,,,13、已知圖示均勻直管管路中輸送水,在A、B兩測壓點間裝一U形管壓差計,指示液為水銀,讀數(shù)為R(圖示為正)。則:(1)R0(>,=,<)(2)A、B兩點的壓差Δp=Pa。(3)流體流經(jīng)A、B點間的阻力損失hf為J/kg。(4)若將水管水平放置,U形管壓差計仍豎直,則R,Δp,hf有何變化?【答】(1)R>0,U形管的示數(shù)表明A-B能量損失,能量損失為正,故R>0(2)B靜力學方程(3)列伯努利方程,(4)不變,,不變。14、下面關于因次分析法的說法中不正確的是()。A.只有無法列出描述物理現(xiàn)象的微分方程時,才采用因次分析法;B.因次分析法提供了找出復雜物理現(xiàn)象規(guī)律的可能性;C.因次分析法證明:無論多么復雜的過程,都可以通過理論分析的方法來解決;D.因次分析法能解決的問題普通實驗方法也同樣可以解決【答】C、D分析:首先,因次分析所要解決的正是那些不能完全用理論分析方法建立關系式或者無法用數(shù)學方法求解方程式的復雜問題。其次,對一些復雜的、影響因素較多的物理現(xiàn)象,普通實驗方法是無法解決的。例如流體因內磨擦力而產生的壓降?pf與管徑、管長、粘度、密度及流速等有關。現(xiàn)在要找出?pf與d、l、μ、ρ、u中任一變量的關系,如果采用普通的實驗方法,假定每個變量只取10個實驗值,則整個實驗要做因次分析法將單個變量組成無因次數(shù)群后,大大減少了變量的個數(shù)和實驗次數(shù),使實驗和數(shù)據(jù)處理工作成為可能。實驗得出的數(shù)群之間的定量關系,在工程上與理論公式具有同等的重要性。15、因次分析法的依據(jù)是。【答】因次一致性原則16、流體在直管內流動造成的阻力損失的根本原因是?!敬稹苛黧w具有粘性17、一無變徑管路由水平段、垂直段和傾斜段串聯(lián)而成,在等長度的A、B、C三段兩端各安一U形管壓差計。設指示液和被測流體的密度分別ρ0和ρ,當流體自下而上流過管路時,試問:(1)A、B、C三段的流動阻力是否相同?(2)A、B、C三段的壓差是否相同?(3)3個壓差計的讀數(shù)RA、RB、RC是否相同?試加以論證?!敬稹浚?)因流動阻力,該管路A、B、C3段的λ、d、l、u均相同,∴(2)在A、B、C三段的上、下游截面間列柏努利方程式:化簡,得A段:ΔpA=B段:ΔpBC段:Δpc=p5比較上面3式: (3)由流體靜力學基本方程式A段:ΔpB段:ΔpB=pC段:Δpc整理,得 (d) (e) (f) 將(a)、(b)、(c)3式分別代入式(d)、(e)、(f): 由(1)知∴ 分析:由題(1)、(2)的結論已經(jīng)知道:R所包含的不光是兩個測壓點壓強的變化,還包含位能的變化。實際上,R所代表的僅僅是流動阻力。如果概念清楚,由可直接得出的結論。 本題還說明,流動阻力的大小與管段排列方式無關,但壓差卻與管段排列方式有關。這是因為管段兩段的壓強差不僅要克服流動阻力,還要克服位頭的變化,所以液體自下而上流動時,壓差大于水平管。18、若流動在阻力平方區(qū)內流動,摩擦系數(shù)是_____________函數(shù),與_____________無關。【答】ε/d;Re19、流速在阻力平方區(qū)流動時的摩擦阻力()。A.不變B.隨流速加大而加大C.與u1.25成比例D.與u2成比例【答】D20、流體在一段水平管中流動,測得平均速度0.5,壓強降為10Pa,雷諾數(shù)為1000,則管中心線速度為。若平均速度1,則壓強降變?yōu)镻a?!敬稹?;20分析:層流,u=2umax?p=32μlud2→21、流體在阻力平方區(qū)流動,若其他條件不變,其壓降隨著管子的相對粗糙度增加而,隨著流體密度的增大而。填寫:增大,減小,不變,不確定【答】增大;增大分析:?p=λ22、入管口的局部阻力系數(shù)等于,出管口的局部阻力系數(shù)等于?!敬稹?.5;1.023、某液體密度800kg/m3,黏度73cP,在連接兩容器間的光滑管中流動,管徑300mm,總長50m(包括局部當量長度),兩容器液面差3.2m,求:(1)管內流量;(2)若在連接管口裝一閥門,調節(jié)此閥的開度使流量減為原來的一半,閥的局部阻力系數(shù)是多少?(設流體流動為湍流,摩擦系數(shù)符合柏拉修斯公式λ=0.3164/Re0.25)【答】解:p1=-p2u1=u2d=0.3m(Z1-Z2)=3.2mgZ1+u12/2+p1/ρ+We=gZ2+u22/2+p2/g+∑hfg(Z1-Z2)=∑hf=(0.3164/Re0.25)(l/d)(u2/2)9.81×3.2=(0.3164/Re0.25)(50/0.3)(u2/2)∴u=3.513m/s(2)g(Z1-Z2)=∑hf=(0.3164/Re0.25(l/d)+ζ)(u2/2)u=3.513/2=1.7565∴ζ=14.324、水由高位槽流入貯水池,若水管總長(包括局部阻力的當量長度在內)縮短25%,而高位槽水面與貯水池水面的位差保持不變,假定流體完全湍流流動(即流動在阻力平方區(qū))不變,則水的流量變?yōu)樵瓉淼谋??!敬稹?.155解:在高位槽液面與貯水池液面間列伯努利方程g水管總長改變前、改變后的管路的阻力損失分別為,,
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