内容发布更新时间 : 2024/12/27 3:13:10星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
A.细管内流速； B.粗管内流速； C.粗、细管流速的平均值
二、填空题
1.流体静力学基本方程式
p2?p1??g(z1?z2)
或 p?p0??gh
2.定态流动的柏努利方程式––––能量衡算式
gZ1?P11kg流体：
??u12?We?gZ2?P2??u22??hf [J/kg]
3．单位体积流体所具有的 质量 称为流体的密度。
4. 雷诺准数的表达式为_____ Re=dｕρ/μ_____。当密度ρ＝1000kg/m3,粘度μ=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__10___,其流动类型为__湍流__。
5. 当地大气压为750mmHg时, 测得某体系的表压为100mmHg,则该体系的绝对压强为___ 850__mmHg, 真空度为__-100__mmHg。
6. 当地大气压为750mmHg时, 测得某体系的表压为100mmHg,则该体系的绝对压强为113050__Pa, 真空度为_ -13300 Pa。
7. 某物的比重为0.879, 其密度为_879kg/m 3_, 其比容为_0.00114 m3/kg _。
8. 圆管中有常温下的水流动, 管内径d=100mm, 测得其中的质量流量为15.7kg./s, 其体积流量为_0.0157m/s ，平均流速为_ 2.0m/s。
9. 当20℃的甘油(ρ=1261kg/m3, μ=1499厘泊)在内径为100mm的管内流动时, 若流速为1.0m/s时, 其雷诺准数Re为__84.1__, 其摩擦阻力系数λ为__0.761__。
10.牛顿型流体与非牛顿型流体的主要的区别是_牛顿型流体符合牛顿粘性定律__。
11.稳定流动的定义是__流动状况不随时间而变____。
12.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__。
13.化工生产中，物料衡算的理论依据是＿质量守恒定律＿，热量衡算的理论基础是＿能量守恒定律＿。
14.流体体积流量一定时，有效截面扩大，则流速 减少＿，动压头＿减少＿，静压头＿增
3
5
加＿。
15.理想流体在变径管路中作稳定的连续流动时，在管子直径缩小的地方，其静压力 _减少_。
16.雷诺准数的物理意义是____惯性力与黏性力之比_____.
17.流体在等径管中作稳定流动，流体由于流动而有摩擦阻力损失，流体的流速沿管长 __不变__。
18.液柱压力计量是基于_流体静力学__原理的测压装置，用U形管压差计测压时，当一端与大气相通时，读数R表示的是___表压___或__真空度__。
19.米糠油在管中作流动，若流量不变, 管径不变，管长增加一倍，则摩擦阻力损失为原来的__2__倍。
20.米糠油在管中作层流流动，若流量不变，管长不变, 管径增加一倍，则摩擦阻力损失为原来的__1/16__倍。
21.当Re 为已知时，流体在圆形管内呈层流时的摩擦系数λ=__64/Re _，在管内呈湍流时，摩擦系数λ与___ Re __、___ε/d__有关。
22.液体的粘度随温度升高而__减小_，气体的粘度随温度的升高而_增大_。
23.某流体在圆形直管中作滞流流动时，其速度分布是_ 抛物线__型曲线，其管中心最大流速为平均流速的__2倍__倍，摩擦系数λ与Re的关系为__λ＝64/Re _。 24.理想流体是指___黏度为零____的流体.
三、计算题
1．附图中所示的高位槽液面维持恒定，管路中ab和
cd两段的长度、直径及粗糙度均相同。某液体以一定流量流过管路，液体在流动中温度可视为不变。问：（1）液体通过ab和cd两管段的能量损失是否相等？（2）此两管段的压强差是否相等？写出它们的表达式。
解：（1）直管的能量损失
管段ab与cd中，长度、直径均相同；流量不变则流速相同；温度不变，密度相
同，粘度相同，则雷诺数相同；又由于粗糙度相同，则摩擦系数相同，所以两管段的能量损失相等。
（2）两管段的压强差不相等。 在两管段上分别列柏努利方程式
ab管段
式中 ua = ub，则
cd管段
式中 uc = ud，Zc = Zd，则
2．某液体在一管路中稳定流过，若将管子直径减小一半，而流量不变，则液体的流速为原流速的多少倍?
解：V = uA， u1A1 = u2A2， A = ， 当 d1 = 2d2 时
u1 = u2 ， 有 ， ， 即
得 u2 = 4u1
3．一定量的液体在圆形直管内作滞流流动。若管长及液体物性不变，而管径减至原有的一半，问因流动阻力产生的能量损失为原来的多少倍？
解： 流动阻力 ，设管径改变后 ，则根据u1A1 = u2A2
可得u2 = 4u1，滞流时 ， =
， ， ∴
4．某设备上真空表的读数为13.3×103 Pa，计算设备内的绝对压强与表压强。已知该地区大气压强为98.7×103 Pa。 解：绝对压强 = 大气压 — 真空度 = 98.7×103 — 13.3×103 = 85.4×103 Pa
表压强 = —真空度 = —13.3×103 Pa
5．甲乙两地的平均大气压强分别为85.3×103 Pa和101.33×103 Pa，在甲地操作的真空精馏塔塔顶的真空表读数为80×10Pa，在乙地操作时，若要求塔内维持相同的绝对压强，真空表读数应为多少?
解：在甲地 绝对压强 = 大气压 — 真空度 = 85.3×103 — 80×103 = 5.3×103 Pa
在乙地 真空度 = 大气压 —绝对压强 = 101.33×103 — 5.3×103 = 96.03×103 Pa
6．在兰州操作的苯乙烯真空精馏塔顶的真空表读数为80×103 Pa，在天津操作时，若要求塔内维持相同的绝对压强，真空表的读数应为多少？兰州地区的平均大气压强为85.3×103 Pa，天津地区的平均大气压强为101.33×103 Pa。 解：在兰州 绝对压强 = 大气压 — 真空度 = 85.3×103 — 80×103 = 5.3×103 Pa
在天津 真空度 = 大气压 —绝对压强 = 101.33×10 — 5.3×10 = 96.03×10Pa
7．某设备的进、出口压强分别为1200 mmH2O（真空度）和1.6 kgf/cm（表压）。若当地大气压为760 mmHg, 求此设备进、出口的压强差。（用SI制表示） 解： 进口 P1（绝压）= P（大气压）- P（真空度） 出口 P2（绝压）= P（大气压）+ P（表压） P1（真空度）= 1200 mmH2O = 0.12 kgf/cm
P1（绝压）- P2（绝压）= - [P1（真空度）+P2（表压）]
2
2
3
3
3
3
= -（0.12+1.6）= -1.72 kgf/cm = -1.72×9.81×104 = -1.687×105 N/m2
11．有一内径为25 mm的水管，如管中水的流速为1.0 m/s，求： （1）管中水的流动类型；
（2）管中水保持层流状态的最大流速（水的密度ρ=1000 kg/m, 粘度μ= 1 cp）。 解：（1）Re = duρ/μ= 0.025×1×1000/0.001 = 25000＞4000 流动类型为湍流。
（2）层流时，Re ≤ 2000，流速最大时，Re = 2000，即duρ/μ= 2000
∴u = 2000μ/dρ= 2000×0.001/（0.025×1000）= 0.08 m/s
12．密度为850 kg/m、粘度为8×10Pa·s的液体在内径为14 mm的钢管内流动，液体的
流速为1 m/s。计算：（1）雷诺准数，并指出属于何种流型；（2）若要使该流动达到
湍流，液体的流速至少应为多少？
解：（1）Re = duρ/μ= 0.014×1×850/8×10-3 = 1487.5 ≤ 2000 流动类型为层流
（2）湍流时，Re ≥ 4000，流速最小时，Re = 4000，即duρ/μ= 4000
∴u = 4000μ/dρ= 4000×0.008/（0.014×850）= 2.69 m/s
13．用 108×4 mm 的钢管从水塔将水引至车间，管路长度150 m（包括管件的当量长度）。
3
若此管路的全部能量损失为118 J/kg，此管路输水量为若干m/h？（管路摩擦系数可取为0.02，水的密度取为1000 kg/m3）
3
-3
3
2
解：能量损失 118 J/kg
∴ u = 2.8 m/s