第一章流体流动答案.doc

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( )BA. atmcm / molK B. Pam /molK C. Kfm / molK D. Ibfft / IbmolK2系统处于稳态指的是 ( )CA. 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 ( )AA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 ( )BA. 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 ( )CA. 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 ( )BA. pA pB B. pA pB C. pA = pB 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( )。AAA、B两截面间的压强差； BA、B两截面间的流动阻力；CA、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（ ）CA. 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( )DA. 乙醇 B. 水 C. 汞 D. 甲苯10所谓理想流体，指的是（ ）AA. 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( )。CA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。A这两种说法都对 B第一种说法对，第二种说法不对C这两种说法都不对 D第二种说法对，第一种说法不对13. 黏度是流体的一个重要的物理性质. 气体的黏度有如下性质 ( )AA. 随温度升高而增大 B.随温度降低而增大C. 与温度变化无关 D.随压强变化很大 14判断流体流动类型的准数为( )。AARe数； BNu数； CPr数； DFr数。15. 层流和湍流的本质区别是（ ）CA. 湍流流速大于层流流速 B. 流道截面大的为湍流，小的为层流C. 层流无径向脉动，湍流有径向脉动 D. 层流的雷诺数小于湍流的雷诺数16水以2 ms-1的流速在35 mm2.5 mm钢管中流动，水的粘度为110-3 Pas，密度为1000 kgm-3，其流动类型为( )。BA层流； B湍流； C过渡流； D无法确定。17牛顿型流体在直管中呈层流时，摩擦因数不可能为下列哪个值。( )BA0.055； B0.015； C0.035； D0.045。18流体在圆直管内流动，滞流时摩擦系数正比于( )。(G为质量流速)CAG2 ； BG ； CG-1 ； DG-2 。19流体在圆直管内流动，充分湍流(阻力平方区)时，摩擦系数正比于( )。(G为质量流速)CAG2； BG； CG0； DG-1。 20流体在圆形直管中流动时，若其已经进入阻力平方区，则摩擦系数与Re之间的关系为（ ）CA. Re增加，增大 B. Re增加，减小 C. Re增加，基本不变 D. Re增加，先增大后减小21. 在完全湍流区，流动摩擦阻力损失与 ( ) CA. 流速的1次方成正比 B. 流速的1.25次方成正比C. 流速的2次方成正比 D. 流速的3次方成正比22. 下列描述中正确的是 ( )AA. 流体呈层流流动时,摩擦系数与管壁粗糙度无关,因此摩擦阻力与管壁粗糙度无关B. 在流体流动的过渡区和部分湍流区, 摩擦系数随Re增大而降低,因此阻力随Re增大而减小 C. 在流体流动的充分湍流区, 摩擦系数随Re增大几乎不变, 因此阻力与Re无关D. 以上描述均不正确23有一串联管道，分别由管径为d1与d2的两管段串接而成。d1d2。其流体稳定流过该管道。今确知d1管段内流体呈层流。请断定流体在d2管段内的流型为( )。BA湍流； B层流；C过渡流； D须计算确定。24某液体在一等径直管中稳态流动，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，当处于完全湍流(阻力平方区)时，流动阻力变为原来的。( )DA4倍； B8倍； C16倍； D32倍。25从液面恒定的高位槽向常压容器加水，若将放水管路上的阀门开度关小，则管路总阻力将( )。CA增大 B减小 C不变 D无法判断26. 有关流体流过并联管路，不正确的说法是（ ） DA. 总流量为各支路流量的加和 B. 流过各支路的流量按一定的规律自动分配C. 流过各支路的阻力相等 D. 以上说法均不正确27. 流体在管内流动时,描述管内任一截面上各点速度 不正确 的说法是 ( )AA. 处处相等 B. 各点速度不相等 C. 中心点处最大 D. 壁面处为零 28下列设备中，可用于测点速的是（ ）CA. 孔板流量计 B. 转子流量计 C. 毕托管 D. 文丘里流量计29. 当流量系数一定时,转子在流量计中达到平衡位置时 ( D )A. 流过环行截面积的流体流速随转子所停留位置的改变而改变B. 流量读数值与流体的密度无关C. 流量读数值与转子的比重无关D. 可通过选择转子的材料来调节测量流体流量的量程30. 粉末悬浮液通常属于（ ）DA. 流凝性流体 B. 宾汉塑性流体 C.假塑性流体 D. 涨塑性流体31沥青属于（ ） AA. 黏弹性流体 B. 触变性流体 C. 流凝性流体 D. 假塑性流体二、 填空题（每空1分）1某设备的表压强为100 kPa，则它的绝对压强为 kPa。答：201.332某设备的表压强为200 kPa，则它的绝对压强为 kPa；另一设备的真空度为300 mmHg，则它的绝对压强为 mmHg。（当地大气压为101.33 kPa）答：301.33 kPa，460 mmHg3装在某设备进口处的真空表读数为50 kPa，出口压力表的读数为100 kPa，此设备进出口的压差为_。答：150 kPa4某设备上真空表读数为0.09MPa，若当地大气压强为0.1MPa，则设备内绝对压强为_。答：10 kPa5某设备的真空度为400 mmHg，则它的绝对压强为 。（当地大气压为760 mmHg）答：360 mmHg6水力半径的定义式为 。 答：7当量直径为 倍水力半径。答：48当量直径的定义是de_。答：4*9在套管环间流动的流体，外管的内径是d2，内管的外径是d1，则当量直径de_。答： d2d110边长为0.5 m的正方形通风管道，其当量直径为_m。答：0.511某粘性流体在一定管路系统中流动，在流量不变条件下将液体加热，则液体的粘度将_。答：降低12某粘性流体在一定管路系统中流动，在流量不变条件下将液体加热，雷诺准数Re将_。答：增大13水以2 ms-1的流速在35 mm2.5 mm钢管中流动，水的粘度为110-3 Pas，密度为1000 kgm-3，其流动类型为 。答：湍流14当20 的甘油(1261 kgm-3，1499 cP)在内径为100 mm的管内流动时，若流速为2.5 ms-1时，其雷诺准数Re为_。答：21015层流与湍流的本质区别是_。答：层流无径向脉动，湍流有径向脉动。16. 流体在圆管中作层流流动时，沿管径方向，剪应力的变化分布规律为 Pf/2ul*r 中心为0，管壁最大，线性分布 。17. 流体在圆形直管中滞流流动时，其管中心最大流速为平均流速的 2 倍。18. 某液体在一段水平圆形直管内流动，已知Re值为1200，若其管中心处点速度为1.0 m/ s，则平均流速为 0.5 m/s。19流体在圆直管内流动，滞流时摩擦系数正比于 1/Re 。20当20 的甘油(1261 kgm-3，1499 cP)在内径为100 mm的管内流动时，若流速为2.5 ms-1时，其雷诺准数Re为_，其摩擦阻力系数为_。答：210；0.304321流体在钢管内作湍流流动时，摩擦系数与 和 有关。答：Re，e/d22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，管道总阻力损失_。答：不变23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，管道局部阻力将_，直管阻力将_。答：增大，减小24. 油漆属于 假塑性 流体。三、 简答题（每小题5分）1流体稳定流动时的连续性方程。答：对于一个稳定流动系统，系统内任意位置上均无物料积累(分)，所以物料衡算关系可以写为：流入系统的质量流量流出体系的质量流量(分)，即(分)。2流体粘度的物理意义。答：从可得(分)；其物理意义为促使流体流动产生单位速度梯度的剪应力(分)，粘度总是与速度梯度相联系，它只有在运动时才显现出来(分)。3. 简要说明什么是牛顿流体，什么是非牛顿流体，并各举一例说明之。凡遵循牛顿黏性定律（即t=*du/dr）的流体称为牛顿型流体，否则称为非牛顿流体。所有气体和大多数液体均属于牛顿流体，而某些高分子溶液、油漆血液等则属于非牛顿流体。如油漆属于假塑型流体，t=K*（du/dr）n4流动阻力产生的原因与影响因素。答：流动阻力产生的原因与影响因素可以归纳为：流体具有粘性，流动时存在着内摩擦，它是流动阻力产生的根源；(分)固定的管壁或其他形状固体壁面促使流动的流体内部发生相对运动，为流动阻力的产生提供了条件(分)。流动阻力的大小与流体本身的物理性质，流动状况及壁面的形状等因素有关。(分)5什么叫阻力平方区？答：摩擦系数图中虚线以上的区域，又叫完全湍流区，此区由Re曲线趋近水平线，即与Re 无关，只与(/d)有关，即当/d一定时，也就确定了。此时直管阻力hf正比于流速的平方，称为阻力平方区。(分)6. 流体在光滑圆形直管内作湍流流动，若管长和管径均不变，而流量增为原来的两倍，因流动阻力而产生的能量损失为原来的多少倍？摩擦系数可用布拉修斯公式计算。答：0.3164/Re0.25 hf=l/du2/2 Re-u 3.36=4/ 20.25四、 计算题（每小题10分，共25分）1如右图所示，常温水在管道中流过。为测定a、b两点的压力差，安装一U型压差计，1至2为水银。R=10cm，试分析a、b两点的压力差为若干？已知水与汞的密度分别为1000 kgm-3及13600 kgm-3。解：取管道截面a、b处压力分别为pa与pb。根据连续、静止的同一液体内同一水平面上各点压力相等的原理，则：p1p1 分(a)因p1paH2Oxg 分p1RHgg+p2RHgg+p2RHgg+pb(Rx)H2Og 分根据式(a)，则papbxH2OgRHgg(Rx)H2OgRg(HgH2O) =0.01*10*12600=1260Pa. 分2水流经图示的管路系统从细管喷出。已知d1管段的压头损失Hf11 m(包括局部阻力)，d2管段的压头损失Hf22 m(不包括出口损失)。求：1）管口喷出时水的速度u3；2）d1管段的速度u2；3）水的流量Q。解：取1-1到3-3截面，列柏努力方程：Z1+ u1/2g+p1/g= Z3+ u3/2g+p3/g+ Hf1 +Hf212=6.5+ u3/2g+3u3=7 ms-1u2= u3 d3 2 /d22=1.75 ms-1Q= u1(d12/4)=1.98 m3hr-13某流体在水平串联的两直管1、2中稳定流动，已知，。今测得该流体流径管道1的压力降Hf1为0.64 m液柱，流径管道2的压力降Hf2为0.064 m液柱，试计算管道2的长度。已知。解：由 ，得 分所以 分所以 分所以 ， 分又 ， 分所以 ， 分所以 分4. 矿物油自内径3mm的垂直光滑玻璃管中流出。若油面维持不变，测得10min流下150ml油，求该油的黏度。已知油面到管出口垂直距离为0.35米。忽略进出口阻力。答：由液面到管出口列方程u2=0.0354m/s设为层流黏度=0.08183较核。5. 如题36图所示，20水在水平的一段渐缩渐扩管道中通过，其流量为V=12/h，已知管子直径=50mm，缩颈B的直径=25 mm,A截面处压力为10 kPa(表压)，自A至B两截面间的摩擦损失较小，可忽略不计。缩颈B处接一水管。为了从水槽中吸上水，水槽水面离缩颈B的距离最大不能超过多少？ 题36图 AB列方程u11.698；u26.794 p1=po+10000 则p2=po-11600又p2=po-gh 得h=1.18m7