流体流动习题.docx

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流体流动习题

第一章流体流动习题（总9页）

第一二章　习题

一、选择题

1．如图示，某直管管路，阀门A、B全开时，截面1和截面2的测压管液面高为h1和h2,液体先后流经A、B阀，

若关小A阀，h1___↓____；h2____↓____,h1-h2____↓____;

若A阀不变，关小B阀，h1__↑_____；h2____↑____,h1-h2____↓____.

2．管路上装一阀门，减小开度，则流量流速___↓___；液体流经总阻力损失_____不变__；直管阻力___↓__，局部阻力___↑____。

3．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，水流量将___↓____；管道总阻力损失__不变______；摩擦系数______不变___（如在阻力平方区）。

4．有一并联管路，如图所示，两段管路的流量、流速、管径、管长、流动阻力损失分别为V1V2u1u2d1d2L1L2hf1hf2，及d1=2d2,L1=2L2,则

（1）hf1/hf2=_____１___

（2）当两段管路中流动均为滞流时，V1/V2=____８___；u1/u2=___２____

（3）当两段管路中流动均为湍流时,并取相同的摩擦系数，V1/V2=_４____；u1/u2=___１___

5.水在下图管道中流动,流量为h,AB两截面的内径分别为dA=50mm,dB=100mm,AB两截面的压强计读数为pA=kPa,pB=60kPa,那么水流动的方向是由___Ａ___流向__Ｂ_______.

6.敞口容器底部有一（出）进水管,如图,容器内水面保持恒定,管内水流动速度头为水柱,

（1）对a,水由容器流入管内,则2点的表压p2=m水柱____

（2）对b,水由水管流入容器,则2点的表压p2=__1m水柱______

7.在下面两种情况下,假如流体流量不变,而圆形直管如果直径减少1/2,则因直管阻力而引起的压强降为原来的________

A如两种情况都为层流16倍

B两种情况均在阻力平方区,且认为摩擦系数为常数.　３２倍　

8.某流体在直管中作层流流动,在流速不变的情况下,管长管径同时增加一倍,其阻力损失为原来的___１／２______.

9.流体在一圆形直管中流动,平均流速s,压降强为10Pa,Re为1000,则管中心处点速度为____１m/s____;若流速增到1m/s,则压强降为___20______Pa.

10.因次分析法的基础为是__因次一致性原则和π定理

11.流体流动的直管阻力hf,当层流流动时,hf=daubLc,则a=__－２__,b=__１__,c=__１___.

当完全湍流时，　a=_－１_,b=__２__,c=_１.

12.图中高位槽液面保持恒定，液体以一定的流量流经等径管路，ab与cd两段长度相等，管径与管壁粗糙度相同

（1）Ｕ型压差计读数___Ｂ____AR1＞Ｒ２　　Ｂ　R1=Ｒ２　　ＣR1<Ｒ２　　Ｄ不确定

（2）液体通过ab与cd段能量损失Ｂ_A　hab>hcdBhab=hcdChab

（3）ab与cd段的压差ＣＡ△Pab>△PcdB△Pab=△PcdC△Pab<△PcdD不确定

（4）Ｒ１值表示　Ｃ

Ａ　ab段的压差值　　　　　　　　　　　Ｂ　ab段的位能变化

Ｃ　ab段的流动能量损失　　　　　　　　Ｄ　ab段压差与流动能量损失之和．

13如图所示垂直管中，水自下而上流动，测压点ab间有一阀门，ab间垂直距离为h，指示液为汞，则压强差Pa-Pb的计算式为：

Ａ（ρHg-ρ水）gRB（ρHg-ρ水）gR+ρ水ghC（ρHg-ρ水）gR-ρ水gh

D（ρHg-ρ水）gR+ρHggh

14.如图所示，若水槽液位不变，１　２　３　点的流体的总机械能的关系为________（认为水槽内流动速度为０）

当阀门打开时，Ｂ　　当阀门关闭时，Ｃ　　

Ａ1>2>3B1=2>3C1=2=3D1>2=3

15离心泵的调节阀开大时，则___Ｂ_____

A吸入管路的阻力损失不变Ｂ　泵出口的压力变小

Ｃ　泵入口处的真空度减少Ｄ　泵工作点的扬程升高

16.离心泵在一定的管路系统工作，如被输送的液体密度发生变化（其余性质不变），则___Ｄ___

Ａ任何情况下扬程与密度无关Ｂ　只有当Ｚ１＝Ｚ２时，扬程与密度无关

Ｃ只有当阻力损失为０时扬程与密度无关Ｄ只有当Ｐ１－Ｐ２＝０是扬程与密度无关

17.如在测定离习泵的性能曲线时，错误地将压力表安装在调节阀后，则操作时，压力表读数（表压Ｐ２）将_____Ｄ____

Ａ随真空表读数的增大而减小Ｂ随流量的增大而减小

C随泵实际的扬程的增大而增大D随流量的增大而增大

18.往复泵在操作中____Ａ____

A不开旁路阀，流量与出口阀开度无关B允许安装高度与流量无关

C流量与转速无关D开启旁路阀后，输入设备中的液体流量与出口阀开度无关。

19.已知n=n1时，离心泵的性能曲线H1=f（Q1），求n=n2时新的性能曲线（即Q2-H2关系）为___Ｈ2=（n2/n1）2fn2）____.

20.____Ａ__离心泵出口阀__Ｃ__流量时，可以减少气蚀危险，_Ａ__吸液管路上的阀门___Ｃ__流量时，可以增加气蚀危险。

A关小B开大C降低D增大

二、计算题

例1粘度为0.,密度为900kg/m3的某种油品，以36000kg/h的流量在φ114mm×mm的管中作等温定态流动，试求该油品流过15m管长时因摩擦阻力而引起的压强降为多少

例2若将前例中流量加大3倍，其他条件不变，试计算阻力加大情况，并分析计算结果。

取钢管壁面绝对粗糙度为。

例3温度为40℃的水以8m3/h的流量流过套管换热器的环隙通道。

套管换热器由直径φ57×3mm与φ32×mm的无缝钢管同心组装而成，试求水流过环隙时每米管长因克服流动阻力而引起的压强降。

取钢管的粗糙度为。

例4用离心泵将密度为1050kg/m3、粘度为的溶液，从敞口槽A送至敞口高位槽B。

两槽液面均维持恒定，其间垂直距离为20m。

输送量为50m3/h。

采用φ108×4mm无缝钢管，已知全系统的直管总长度为，管路上装有6个标准弯头、1个直入旁出三通、l个直入直出三通、1个全开截止阀。

求离心泵的轴功率，泵的效率为。

例5常温的自来水从高位槽A经φ57mm×mm钢管送入密闭容器B内，容器B上方压强表读为×104Pa。

高位槽与容器的液面恒定，两者间的垂直距离为15m，已知直管长度与全部的当量长度之和为83m。

试求该管路最大输水量为多少取水的密度ρ＝1000kg/m3、粘度μ=1cP、管壁粗糙度ε=。

例6：

如图1-33所示，将敞口贮槽中的溶液用泵输送到另一敞口高位槽中，两槽之间的距离为15m，输送管路的规格为φ108×4mm，溶液在管内的平均流速为1.235m/S，管路摩擦系数取，管路总长为130m（包括全部管件和阀门，但不包括进、出口）。

试求：

（1）有效功；

（2）泵的轴功率（效率为60%）（溶液的密度为1500kg/m3）

解：

从贮槽液面1-1到高位槽液面2-2，列伯努利方程式：

例7如附图所示，料液由敞口高位槽流入精馏塔中。

塔内进料处的压力为30kPa（表压），输送管路为φ45×的无缝钢管，直管长为10m。

管路中装有180º回弯头一个，90º标准弯头一个，标准截止阀（全开）一个。

若维持进料量为5m3/h，问高位槽中的液面至少高出进料口多少米

操作条件下料液的物性：

，

Pa·s

解：

如图取高位槽中液面为1-1′面，管出口内侧为2-2′截面，且以过2-2′截面中心线的水平面为基准面。

在1-1′与2-2′截面间列柏努利方程：

其中：

z1=h；u1≈0；p1=0（表压）；

z2=0；p2=20kPa（表压）；

m/s

管路总阻力

取管壁绝对粗糙度

mm，则

从图1-25中查得摩擦系数

由表1-4查得各管件的局部阻力系数：

进口突然缩小

180º回弯头

90º标准弯头

标准截止阀（全开）

J/kg

所求位差

本题也可将截面2-2′取在管出口外侧，此时流体流入塔内，2-2′截面速度为零，无动能项，但应计入出口突然扩大阻力，又

，所以两种方法的结果相同。

作业题选讲：

1-16某离心泵安装于高于水井面处，吸水量20m3/h，吸水管内径为106mm，在吸水管路中的摩擦阻力为J/kg（包括管路入口处的阻力），试求泵入口处的真空度。

1-17如图l-54所示，一管道直径为φ219×6mm，逐渐缩小到φ159×，管中甲烷流量为1700m3/h（操作温度和压强下），在大小两管的管壁上接一U形管压差计，指示剂为水，试问其读数为多少（忽略该管段的阻力损失，甲烷的密度为kg/m3）