流体流动习题答案

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二dup / 口; 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=100m m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；Q 0.8umax; 层流； =0.5 umax

6. 某设备上，真空度的读数为80mmH g其绝压二 _____ mH2O ___ 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__________________ 。

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 ）

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 ）

12. 如图所示，三个容器A、B、C内均装有水，容器C敞口。密闭容器A B间的液面高度差为z1 = 1m容器B、C间的液面高度差为z2=2m,两U形管下部液体均为水银，其密度0=13600kg/m3,高度差分别为R=0.2m, H=0.1m,试求：容器A、B上方压力表读数pA、pB的大小。

13. 用离心泵经? 57 X 3.5mm的钢管，将敞口贮槽内的有机溶剂（密度为

800kg/m3,粘度为20cp）输送到反应器中。设贮槽内的液面离反应器内的液面高

度Z保持20m见附图。已知钢管总长度（包括局部阻力当量长度）为25m反应器内的压力恒定为4kgf/cm2（表压），有机溶液输送量为6nVh，泵的效率为60%试确定泵提供的轴功率。

【解】取敞口贮槽液面为1-1截面，反应器内液面为2-2截面，在1-1与2-2截面间列柏努利方程，并以1-1截面为基准面:

2 2

gZ i +(U i /2)+(p 1/ p )+W 二gZ+(U 2/2)(p 2/ p )+ 工 hf i-2

2 2 W=(Z 2-Z i )g+[(u 2 -u 1 )/2]+[(p

2-p 1)/ p ]+ 工 hf 1-2 工 hf 1-2 =入[(l+le )/d](u 2/2)

2 u=(6/3600)/[( n /4) X 0.05 ]=0.8488m/s

U 1 a 比心 0 Z 1=0

Re 二dup / 口 =0.05 X 0.8488 X 800/(20 X 10-3)

=1697.6<2000

则入=64/Re=64/1697.6=0.0377

2

工 hf 1-2 =0.0377 X (25/0.05) X (0.8488 /2)=6.7904/.kg 故 W=(20-0) X 9.807+4 X

9.807 X 107800+6.7904

=693.5J/kg

N=Q p W/ n — 1.541kw

14. 如附图所示，高位槽中水分别从 BC 与BD 两支路排出，其中水面维持恒定。高位槽液面 与两支管出口间的距离

为10mo AB 管段的内径 为38mm 长为28m ； BC 与 BD 支管的内径

相同， 均为32mm 长度分别为12m 15m (以上各长 度均包括管件及

阀门全幵时的当量长度)

。各 段摩擦系数均可取为0.03 o 试求： (1) BC 支路阀门全关而BD 支路阀门全幵时的流量；

(2) BC 支路与BD 支路阀门均全幵时各支路的流量及总流量。

附图

B

C D

解：(1)在高位槽液面与BD管出口外侧列柏努利方程:

简化：Zg W fABD

而W fABD

.2.2

w W lAB U1 lBD U2

W

fAB VVfBD

d1 2 d2 2

化简11.05U-2 7.03U：98.1

又由连续性方程:

代入上式：

解得：u1 1.98m/s

流量：q v 尹U1 0.785 0.0382「98 2.244 10讨/s 8如“

(2)当BD, BC支路阀均全幵时：

C，D出口状态完全相同，分支管路形如并联管路,

u31.118U2

(1)

又q v1 0/2 Q V 3

2 2 2 2 382U1 322U2 322U

3 = 322 2.118U2

U1 1.502U2

⑵

在高位槽液面与BD出口列柏努利方程：

11.05U-2 7.03U；98.1 (3)

将(2)代入(3)式中：

解得：U2 1.752m/s U1 2.63m/s U3 1.96m/s

流量：Q V1—dfw 0.785 0.0382 2.63 2.98 10 3m3/s 10.73m3/h

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