流體流動(dòng)試題集及參考答案

1、流體流動(dòng)試題集及參考答案一、填空題：1、 按照化工單元操作所遵循的基本規(guī)律的不同，可將單元操作分為 動(dòng)量傳遞、熱量傳遞、質(zhì)量傳遞。2、化工生產(chǎn)中，物料衡算的理論依據(jù)是質(zhì)量守恒定律， 熱量衡算的理論基礎(chǔ)是能量守恒定律。3、 當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?750mmHg時(shí),測(cè)得某體系的表壓為 100mmHg,則該體系的絕 對(duì)壓強(qiáng)850mmHg為真空度為-100mmHg.4、 液柱壓力計(jì)量是基于流體靜力學(xué)原理的測(cè)壓裝置，用U形管壓強(qiáng)計(jì)測(cè)壓時(shí)， 當(dāng)壓強(qiáng)計(jì)一端與大氣相通時(shí)，讀數(shù)R表示的是表壓或真空度。從流體靜力學(xué)基本方程了解到U型管壓力計(jì)測(cè)量其壓強(qiáng)差是與指示液密度、液面高度有關(guān) ，與U形管粗細(xì)無(wú)關(guān)5、轉(zhuǎn)子流量計(jì)的設(shè)計(jì)原

2、理是依據(jù)流6、靜止液體中兩處壓力相等的條件是連續(xù)、同一液體、同一水平面。7、 流體體積流量用 Q=uS來(lái)計(jì)算：質(zhì)量流量用 G=Q p來(lái)計(jì)算：而流體流速用 u=Q/S來(lái)計(jì)算。&當(dāng)流體的體積流量一定時(shí)，流動(dòng)截面擴(kuò)大，則流速減少，動(dòng)壓頭減少，靜壓頭增 加。9、 柏努利方程實(shí)驗(yàn)中，在一定流速下某測(cè)壓管顯示的液位高度為靜壓頭，當(dāng)流 速再增大時(shí)，液位高度降低；因?yàn)樽枇p失增大，10、理想流體是指沒有粘性或沒有摩擦阻力而實(shí)際流體是指具有粘力。流體流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生摩擦阻力的根本原因是流體具有粘性。11、 壓頭轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)中，在一定流速下某測(cè)壓管顯示的液位高度為靜壓頭值，流速 再增大時(shí)，液位高度降低；因?yàn)樽枇p失

3、增大12、P/（ p g）的物理意義是表示流動(dòng)系統(tǒng)某截面處單位重量流體所具有的靜壓能,稱為靜壓頭。mu2/2的物理意義是表示流動(dòng)系統(tǒng)某截面處1kg流體具有的動(dòng)能。13、 雷諾準(zhǔn)數(shù)的表達(dá)式為 Re=d up /卩。當(dāng)密度p= 1000kg/m粘度卩=1厘泊 的水，在內(nèi)徑為d=100mm,以流速為1m.s在管中流動(dòng)時(shí)，其雷諾準(zhǔn)數(shù)等于10其 流動(dòng)類型為湍流14、 流體在圓直管內(nèi)流動(dòng)，當(dāng)Re>4000時(shí)的流型稱為湍流，其平均速度與最大流速的關(guān)系為Wm = 0. 8WmaxRe< 2000的流型稱為滯流，其平均速度為Wm = 0.5Wmax。15、 流體在圓管內(nèi)作穩(wěn)定連續(xù)流動(dòng)時(shí)，當(dāng)Re<

4、; 2000時(shí)為滯流流動(dòng)，其摩擦系數(shù) 入=64/Re ;當(dāng)Re> 4000時(shí)為湍流流動(dòng)。當(dāng) Re在2000-4000之間時(shí)為過(guò)渡流。 流體沿壁面流動(dòng)時(shí)，有顯著速度梯度的區(qū)域稱為流動(dòng)邊界層。在管內(nèi)呈湍流時(shí) 摩擦系數(shù)入與 Re; £ /d有關(guān)。當(dāng)Re繼續(xù)增大到大于某一定值時(shí)，則流體流動(dòng)在 完全湍流區(qū)，當(dāng)£ /d為一常數(shù)時(shí)，其入值為常數(shù)。16、 當(dāng)密度p =1000kg/m,粘度=1 （厘泊）的水，在內(nèi)徑為d=15mm以流速為0.1 m/s在管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，雷諾數(shù)等于1500,流動(dòng)類型為層流。17、當(dāng)20C的水（p =998.2kg /m ,卩=1.005 厘泊）在內(nèi)徑為 10

5、0mm的圓管 內(nèi)流動(dòng)時(shí)，若流速為1.0 m.s時(shí)，其雷諾數(shù)Re為9.93 X 10,流動(dòng)型態(tài)為湍流。18、 管出口的局部阻力系數(shù)等于1.0管入口的局部阻力系數(shù)等于0.5.19、 計(jì)算流體局部阻力損失的方法有當(dāng)量長(zhǎng)度法；阻力系數(shù)法；其相應(yīng)的阻力損失計(jì)算公式為 hf =入(Ie/d)(u2/2g); hf =Z (u2/2g)20、對(duì)于套管環(huán)隙，當(dāng)內(nèi)管的外徑為d1,外管的內(nèi)徑為d2時(shí),其當(dāng)量直徑為d2-d121、 穩(wěn)態(tài)流動(dòng)是指流動(dòng)系統(tǒng)中 ，任一截面上流體的流速、壓強(qiáng)、密度等物理量 僅隨位置而變，而均不隨時(shí)間變。22、 液體在等直徑的管中作穩(wěn)態(tài)流動(dòng)，其流速沿管長(zhǎng)不變，由于有摩擦阻力損失， 靜壓強(qiáng)沿管

6、長(zhǎng)降低。23、流體在管路中作連續(xù)穩(wěn)態(tài)流動(dòng)時(shí)，任意兩截面流速與管徑的關(guān)系為u 1/u 2=d22 /d12所以，流速隨著管徑的減小而增大。24、 水由敞口恒液位的高位槽通過(guò)一管道流向壓力恒定的反應(yīng)器，當(dāng)管道上的閥門開度減小后，水流量將減小；摩擦系數(shù)增大；管道總阻力損失不變25、 測(cè)量流體流量的流量計(jì)主要有如下四種：孔板流量計(jì);文丘里流量計(jì)； 轉(zhuǎn)子流量計(jì)；濕式氣體流量計(jì)；測(cè)量管內(nèi)流體點(diǎn)的速度，則用皮托管26、 孔板流量計(jì)和轉(zhuǎn)子流量計(jì)的最主要區(qū)別在于：前者是恒截面，變壓差； 后者是恒壓差，變截面。27、 一般情況下，溫度升高，液體的粘度減小；氣體的粘度增大。二、選擇題：1、一個(gè)被測(cè)量體系外柱按上一個(gè)

7、U型壓差計(jì)，出現(xiàn)如圖情況，說(shuō)明體系與大氣壓是（A ）關(guān)系A(chǔ). 體系大氣壓B.體系V大氣壓 C.體系=大氣壓2、下圖中高位槽液面保持恒定，液體以一定流量流經(jīng)管路，ab與cd兩段長(zhǎng)度相等，管徑與管壁粗糙度相同，則 (B )(1) U形壓差計(jì)讀數(shù)A. R > R B. R = RC. R V R D.不定(2) 液體通過(guò)ab與cd段能量損失 _B,B. hC. hA. hD.不定(3)ab與cd兩段壓差A(yù).A P >A PB. A P=A PC.A P VA PD.不定(4)R 值表示CoA. ab段的壓差值B. ab段位能變化C. ab段流動(dòng)能量損失D. ab段壓差值及流動(dòng)能量損失3、

8、層流與湍流的本質(zhì)區(qū)別是:A.湍流流速 層流流速;B.流道截面大的為湍流，截面小的為層流;C.層流的雷諾數(shù) 湍流的雷諾數(shù);D.層流無(wú)徑向脈動(dòng)，而湍流有徑向脈動(dòng)。4、在穩(wěn)定流動(dòng)系統(tǒng)中，水由粗管連續(xù)地流入細(xì)管，若粗管直徑是細(xì)管的 2倍，則細(xì)管流速是粗管的（ C ）倍C. 4（ C ）。B. 流動(dòng)阻力越小D.流體湍動(dòng)程度越小A. 2 B. 85、流體的層流底層越薄，則 A. 近壁面速度梯度越小C.流動(dòng)阻力越大6、為提高微差壓強(qiáng)計(jì)的測(cè)量精度，要求指示液的密度差（ C ）A.大B.中等C.越小越好 D.越大越好7、 表壓與大氣壓、絕對(duì)壓的正確關(guān)系是（A ）。A.表壓=絕對(duì)壓-大氣壓 B.表壓=大氣壓-絕對(duì)

9、壓C.表壓=絕對(duì)壓+真空度,作完全湍流時(shí)8、流體在圓管內(nèi)作滯流流動(dòng)時(shí) ,阻力與流速的（ C ）成比例 則呈（ A ）成比例。A. 平方B. 五次方C. 一次方9、流體流動(dòng)產(chǎn)生阻力的根本原因是,因?yàn)榱黧w流動(dòng)（C ）A. 遇到了障礙物； B. 與管壁產(chǎn)生摩擦 C. 產(chǎn)生了內(nèi)摩擦切向力10、在穩(wěn)定連續(xù)流動(dòng)系統(tǒng)中,單位時(shí)間通過(guò)任一截面的（）流量都相等A. 體積B. 質(zhì)量C. 體積和質(zhì)量11、將管路上的閥門關(guān)小時(shí) ,其阻力系數(shù)（B ）。A. 變小B. 變大12、水在圓形直管中作滯流流動(dòng) 原來(lái)的（ A ）。C. 不變,流速不變 ,若管子直徑增大一倍,則阻力損失為A. 1/4B. 1/2C. 2 倍13、設(shè)

10、備內(nèi)的真空度愈高 ,即說(shuō)明設(shè)備內(nèi)的絕對(duì)壓強(qiáng)（B ）。A. 愈大 B. 愈小 C. 愈接近大氣壓、 14、流體在管內(nèi)流動(dòng)時(shí) ,滯流內(nèi)層的厚度隨流速的增加而（A ）。A. 變小 B. 變大 C. 不變15、流體在管內(nèi)作湍流流動(dòng)時(shí) ,滯流內(nèi)層的厚度隨雷諾數(shù) Re 的增大而（ B ）。A. 增厚 B. 減薄 C. 不變?nèi)?、判斷題：1、化工單元操作是一種物理操作，只改變物質(zhì)的物理性質(zhì)而不改變其化學(xué)性質(zhì)。（“）2、液體的相對(duì)密度是指液體的密度與水的密度的比值（“）3、當(dāng)量直徑de，既可用來(lái)計(jì)算雷諾數(shù) Re （V）;也可用來(lái)計(jì)算非園形管子的截 面積。（X ）4、 當(dāng)輸送流體的管徑一定時(shí)，增大流體的流量，雷諾

11、準(zhǔn)數(shù)減少。（X）5、經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)得出 ,雷諾 Re<2000 時(shí),流型肯定是層流 ,這是采用國(guó)際單位制 得出的值 ,采用其他單位制應(yīng)有另外數(shù)值 （ X）6、 滯流內(nèi)層的厚度隨雷諾數(shù)的增大而增厚。（X）7、流體作層流流動(dòng)時(shí)，摩擦系數(shù) 入只是Re的函數(shù)，而與管壁的粗糙度無(wú)關(guān)。（） &在相同的設(shè)備條件下，密度越大,粘度越小的流體越易形成湍流狀態(tài)。 （V）9、流體在管內(nèi)以湍流流動(dòng)時(shí)，在近管壁處存在層流內(nèi)層，其厚度隨Re的增大而 變薄。 （V） V10、流體在管內(nèi)作穩(wěn)定湍流時(shí)，當(dāng)Re 一定時(shí)，摩擦系數(shù)入隨管子的相對(duì)粗糙度的增加而增大。（V）11、 滯流內(nèi)層的厚度隨雷諾數(shù)的增大而增厚。（X）

12、X12、 實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)流體在管內(nèi)流動(dòng)達(dá)完全湍流時(shí) ，街雷諾數(shù)的大小無(wú)關(guān)（ V ）13、 孔板流量計(jì)是文丘里流量計(jì)的改進(jìn) ，其壓頭損失比文氏流量計(jì)小得多。（x ）14、流體流經(jīng)孔板流量計(jì)的能量損失較大（V）;而流經(jīng)文丘里流量計(jì)的能量損失較?。╒）15、 流體在圓管內(nèi)的流動(dòng)阻力主要有沿程阻力和局部阻力。（V ）16、液體在圓形管中作滯流流動(dòng)時(shí) ,其它條件不變 ,僅流速增加一倍 ,則阻力損失 增加一倍（V ）17、原油在圓形管中作湍流流動(dòng)時(shí) ,其它條件不變 ,而管長(zhǎng)增加一倍 ,則阻力損失 增加一倍 ,（V）18、流體在圓管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，管的中心處速度最大，而管壁處速度為零。（V）19、 流體在水平管內(nèi)作

13、穩(wěn)定連續(xù)流動(dòng)時(shí),直徑小處 ,流速增大;其靜壓強(qiáng)也會(huì)升 高。（x）x20、穩(wěn)定流動(dòng)時(shí) ,液體流經(jīng)各截面的質(zhì)量流量相等;則流經(jīng)各截面處的體積流 量也相等（ V ）21 、在穩(wěn)態(tài)流動(dòng)過(guò)程中 ,流體流經(jīng)各截面處的體積流量相等。（x）22、當(dāng)流體充滿圓管作穩(wěn)態(tài)流動(dòng)時(shí) ,單位時(shí)間通過(guò)任一截面的體積流量相等（x）23、穩(wěn)定流動(dòng)時(shí) ,流體的流速、壓強(qiáng)、密度等均不隨時(shí)間和位置而變。 （x）24、理想流體流動(dòng)時(shí) ,無(wú)流動(dòng)阻力產(chǎn)生（ V ）25、 實(shí)際流體在導(dǎo)管內(nèi)作穩(wěn)態(tài)流動(dòng)時(shí),各種形式的壓頭可以互相轉(zhuǎn)，但導(dǎo)管任 一截面上的位壓頭、動(dòng)壓頭與靜壓頭之和為一常數(shù)。 （x）x26、在并聯(lián)的各條管路中穩(wěn)定流動(dòng)時(shí) ，流體的能量

14、損失皆相等。(“)四、簡(jiǎn)答題：1.如圖，有一敞口高位槽，由管線與密閉的低位水槽相連接，在什么條件下，水由高位槽向低位槽流動(dòng)？為什么？pa / p +Z g=p / p + 藝 hf;當(dāng)(pa / p +Zg)>p / p 時(shí)，由 1 流向 2,當(dāng)(pa / p +Zg)<p / p 時(shí)，由 2 流向 1。2. 學(xué)習(xí)流體流動(dòng)與輸送，你認(rèn)為應(yīng)解決些什么問(wèn)題？學(xué)習(xí)流體流動(dòng)與輸送一般應(yīng)解決以下問(wèn)題：(1) 合理選擇流體輸送管道的管徑。(2) 確定輸送流體所需的能量和設(shè)備。(3) 流體流量測(cè)量和速度、體積和質(zhì)量流量、壓力，以及控制。(4) 流體流動(dòng)的形態(tài)和條件，作為強(qiáng)化設(shè)備和操作的依據(jù)。3.

15、 理想流體和實(shí)際流體如何區(qū)別？理想流體是流體沒有粘性，流動(dòng)時(shí)，不產(chǎn)生摩擦阻力，液體體不可壓縮，受熱不膨脹；而實(shí)際流體是具有粘性，有摩擦阻力，液體是可以壓縮，受熱是膨脹4. Z + p/ pg= Z+ p / pg( 1)p = p+pg h (2)這兩個(gè)靜力學(xué)方程式說(shuō)明些什么？(1) 說(shuō)明靜止的連續(xù)的同一流體，同一水平面上的各點(diǎn)，深度相同，它的壓強(qiáng)亦相等；(2) 說(shuō)明液體內(nèi)部任一點(diǎn)的壓強(qiáng)是液面深度的函數(shù)，距離液面越深，則壓強(qiáng)越大，當(dāng)液面壓強(qiáng)變化，必將引起液體內(nèi)部各點(diǎn)發(fā)生同樣大小的變化。5. 在常溫下輸送水，若管徑一定，流量增大一倍，雷諾準(zhǔn)數(shù)增加多少？若流量一定,管徑增大一倍，則雷諾準(zhǔn)數(shù)又如何變

16、化？V =(n /4)d.uu'=2uRe=du p /卩 Re'增大一倍V=( n /4)(2d) .u'u'=u/4Re'=Re/26. 說(shuō)明流速、體積流量、質(zhì)量流量的單位以及他們之間的關(guān)系。流速u, m/s 體積流量Q mA3/s質(zhì)量流量G kg/sG=Q p = uS p7. 何謂層流流動(dòng)？何謂湍流流動(dòng)？用什么量來(lái)區(qū)分它們？層流：流體質(zhì)點(diǎn)沿管軸作平行直線運(yùn)動(dòng)，無(wú)返混，在管中的流速分布為拋物線，平均流速是最大流速的0.5倍。湍流：流體質(zhì)點(diǎn)有返混和徑向流動(dòng)，平均流速約為最大流速的0.8倍。以Re來(lái)區(qū)分，Re<2000為層流、Re>4000

17、為湍流。8. 如圖所示的某一輸水管路中， 高位槽液位保持恒定， 輸水管徑不變。有人說(shuō)： 由于受到重力的影響， 水在管路中會(huì)越流越快， 即水通過(guò)2-2'截面的流速u大 于通過(guò)1-1'截面的流速u 。這種說(shuō)法對(duì)嗎？為什么？1水11 f2T不對(duì)。因?yàn)槭欠€(wěn)定連續(xù)流動(dòng).按連續(xù)性方程知：m =m ，輸水則V =V 現(xiàn)管徑不變d =d ，故u =u10如圖所示，水在水平管中作穩(wěn)定連續(xù)流動(dòng)，從A流向B，問(wèn)：(1) 體積流量 V 和V 哪個(gè)大？為什么？(2) 流速u 和u 哪個(gè)大？為什么？(3) 靜壓頭P / (p g)和P / (p g)哪個(gè)大？為什么？因?yàn)檩斔催B續(xù)性方程知V=V V=V而

18、d v d u> u Z+P/(p g)+u/(2g)=z+P/( p g)+u/(2g)+Hf而水平管Z=Z又 u> u若H=0則P/ (p g)v p/( pg);若h工o貝yP/( p g)和 p (pg)哪個(gè)大？要由u 和u 、H之值決定。11.在有一個(gè)穩(wěn)壓罐的一條管徑不變的輸送管上的A.B處分別裝上一個(gè)相同規(guī)格的壓力表(如圖所示)。問(wèn)：(1) 當(dāng)管路上的閥門 C關(guān)閉時(shí)，兩個(gè)壓力表的讀數(shù)是否一致？為什么？(2) 當(dāng)管路上閥門 C打開時(shí)，兩個(gè)壓力表的讀數(shù)是否相同？為什么？(設(shè)A.B處的氣體密度近似相等)(1) 閥C關(guān)閉時(shí)，流體為靜止?fàn)顟B(tài)，同一水平面上二P =P 。(2) 閥C

19、打開，流體流動(dòng)，有阻力，為 Z =Z , d =d且 p = p貝y u =up p12 一定量的液體在園形直管內(nèi)作穩(wěn)定連續(xù)滯流流動(dòng)。若管長(zhǎng)及液體的物性不 變,而管徑減至原來(lái)的一半，問(wèn)因流動(dòng)阻力而產(chǎn)生的能量損失為原來(lái)的若干倍?hf=入(L/d)u /2而滯流時(shí)入=64/Re=64卩/(d*u* p )流速：u=4Q/( n d )而題設(shè)Q、L、y、d不變，即hf a 1/d d =d /2 hf =16hf13. 在相同管徑的兩條園形管道中，同時(shí)分別流動(dòng)著油和清水(卩油卩水)若雷諾數(shù)相同，且密度相近，試判斷油速大還是水速大？為什么？ Re油=Re水而u油 u水，二 u油 u水14. 如圖所示，

20、液體分別從兩容器中流出，液面保持不變，排出管徑相同。問(wèn)：(1)圖(a)中1-1和2-2截面的u u 還是u =u?為什么？速度u 與u 哪個(gè)大？為什么?(3)圖（a）、（b）中 Z =Z,貝懺面2-2*處的速度與u哪個(gè)大？為什么？因液體連續(xù)穩(wěn)定流動(dòng)，且(1)d =d u =u =u(2) u=2g(z-刀 h )題設(shè)=h =0 Z(當(dāng)然 Z > Z 則hf> hf,當(dāng)hf不能忽略時(shí)，u 與u 關(guān)系視具體情況而定）。（3）由（1）和（2）結(jié)果知 u=u現(xiàn)若將出口閥 A關(guān)小，其流量有15. 某車間用水量由水塔穩(wěn)定供給（如圖示） 無(wú)改變？為什么？l1水1ZAM u=2g(Z-刀 h )/

21、當(dāng)閥門A關(guān)小時(shí)，刀hf f,但Z不變，則u J ,d不變則V J即流量變小。16. 如圖所示，A.B.C三點(diǎn)在同一水平面上，d =d =d ，問(wèn)：(1) 當(dāng)閥門關(guān)閉時(shí)，A.B.C三點(diǎn)處的壓強(qiáng)哪個(gè)大？哪個(gè)?。炕蛳嗟?？(2) 當(dāng)閥門打開，高位槽液面保持不變，A.B.C三點(diǎn)處的壓強(qiáng)哪個(gè)大？哪個(gè)??？或相等？h'i(1) 閥門關(guān)閉，水處于靜止?fàn)顟B(tài)，P =P =P(2) 閥門打開，水穩(wěn)定流動(dòng)，有阻力，且d =d =d P > P > P17. 如圖所示：A.B.C三點(diǎn)在同一水平面上，d =d , d >d ，問(wèn)：(1) 當(dāng)閘閥關(guān)閉時(shí)，A.B.C三點(diǎn)處的壓強(qiáng)那個(gè)大？哪個(gè)??？或相等？

22、(2) 當(dāng)閥門打開，高位槽水位穩(wěn)定不變，A.B.C三截面處的壓強(qiáng)、流量、流 速哪個(gè)大？哪個(gè)?。炕蛳嗟?？ABC p =p =p(2) V =V =V u =u u > u u > u 流動(dòng)流體有阻力，由柏努利方程知：P >P P >PP 與P 的大小由u 、u 和hTc之值決定20.什么叫化工單元操作？常用的化工單元操作有哪些？化工產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程中，具有共同物理變化，遵循共同的物理學(xué)定律的一些物理操作過(guò)程。例如：流體流動(dòng)、流體輸送、非均相分離、傳熱、蒸發(fā)、蒸餾、吸收、萃取、干燥等。五、計(jì)算題：1. 以復(fù)式水銀壓差計(jì)測(cè)量某密閉容器內(nèi)的壓力P 。已知各水銀液面標(biāo)高分別為h=2

23、.6m , h=0.3m , h=1.5m , h=0.5m,h=3.0m。求此密閉容器水面上方的壓強(qiáng)P (kN.m )(表壓)按表壓計(jì)算，P=(h-h)p 汞.g,P=P-(h-h ) p 水.gP=P+(h-h ) p 汞.gp=p-(h-h）卩水.g以上相加p=(h-h+h-h)p汞.g- (h -h +h -h )卩水.g=(2.6-0.3+1.5-0.5) X 13.6X 10g-(1.5-0.3+3-0.5)1000g=404KN/m2. 密度為1000kg.m，粘度為1cP的水，以10m/h的流量在 $ 51 X 3mm的水平管道內(nèi)流過(guò)，在管路上某處流體靜壓強(qiáng)為1.5 kgf.c

24、m (表壓)，若管路的局部阻力可略去不計(jì)，問(wèn)距該處100m同一水平線下游處流體靜壓強(qiáng)為多少Pa?(Re=3X 10-1 X 10時(shí)，入=0.3164/Re)u=V/( n d /4)=10/(3600 XnX 0.045/4)=1.75m.sRe=du p / 卩=0.045 X 1.75 X 1000/(1 X 10)=78750入=0.3164/Re=0.3164/78750=0.0189由柏式： Z =Z u =u p / p =p / p + 入(l/d)(u/2)p =p -入(l/d)( p u /2)=1.5 X 9.81 X 10-0.0189 X (100/0.045) X

25、(1.75/2) X 1000=8.3 X 10 N.m (表壓)3. 用泵自敞口貯油池向敞口高位槽輸送礦物油，流量為38.4T. h ,高位槽中液面比油池中液面高 20m,管路總長(zhǎng)(包括閥門及管件的當(dāng)量長(zhǎng)度 )430m,進(jìn)出口 阻力不計(jì)。管徑為$ 108 X 4mm,若油在輸送溫度下的比重為0.96,粘度為3430cp,求泵所需的實(shí)際功率，設(shè)泵的效率n =50%。對(duì)貯油池液面至高位槽液面列柏努利方程：He= Z+ 入(1+ 藝 le )/d(u/2g) Z=20m l+ 藝 le =430md=108-2 X 4=100mm=0.1mu=Q/0.785d=38400/3600 X 0.785

26、 X 0.1 X 960=1.415m.sRe=du p / 卩=0.1 X 1.415X 960/3430X 10=39.6<2000入=64/Re=64/39.6=1.616He=20+1.616 X430/0.1) (X.415/2 X 9.81)=729.2mN=Q He p g/ n =38400 X 729.2 X 9.81/(3600 X 0.5 X 1000)= 152.6kw4. 用離心泵將水由水槽送至水洗塔中，水洗塔內(nèi)的表壓為 9.807 X 10N.m，水槽液面恒定，其上方通大氣，水槽液面與輸送管出口端的垂直距離為20m,在某送液量下，泵對(duì)水作的功為317.7 J.

27、kg，管內(nèi)摩擦系數(shù)為0.018，吸入和壓出管路總長(zhǎng)為110m(包括管件及入口的當(dāng)量長(zhǎng)度，但不包括出口的當(dāng)量長(zhǎng)度)輸送管 尺寸為 $ 108 X 4mm,水的密度為 1000kg.m。求輸水量為多少m .h 。/ p )+(u已知數(shù)據(jù):/2)+W=Z g+(p / p )+(u/2)+ 藝 hfZ =0; P (表)=0; u 0;W=317.7J.kg;Z =20m ; p =9.807 x 10 N.m (表); p =1000kg.mW=Z g+(p / p )+(u/2)+ 藝 hf又藝hf=入 lu /2d=9.9u簡(jiǎn)化上式： 317.7=9.81 x 20+9.807 x 10/10

28、00+u/2+9.9u10.4u=23.43 u =1.5m.sV=( n /4)D x u x 3600=0.785 x 0.12 x 1.5X 3600=42.41m .h5. 如圖所示，D=100mm, d=50mm,H=150mm, p 氣體=1.2kg.m 。當(dāng) R=25mm時(shí),將水從水池中吸入水平管中間，問(wèn)此時(shí)V氣體=?m .s(阻力可忽略)戶I選1-1、2-2截面與基準(zhǔn)面0-0,如圖所示在兩截面之間列柏方程并簡(jiǎn)化得到：(p /p )+(u/2)=(p/p )+(u/2)(1)由已知數(shù)據(jù)：p =0.025 x 13600 x 9.81=3335N.mp =-0.15 X 1000X

29、 9.81=-1472N.mu =(100/50) u =4u代入 可得：15u=2(p -p )/ p =8012u =23.11m.s Vs=( n /4)D u =0.1814m .s 或 V=653m .h6. 圖示為水泵進(jìn)水管的裝置。管子尺寸為$57 X 3.5mm ;管的下端位于儲(chǔ)水池水面下2m,并裝有底閥及濾網(wǎng)，該處之局部阻力壓頭損失為12u / (2 g);截面2-2處的真空度為4m水柱；由1- 1至2-2截面的沿程壓頭損失為9u / (2g)。試求：(1)進(jìn)水管的流量為多少m .h ; (2)進(jìn)水口 1- 1處的表壓為若干 N.m ?(1) Z +u /2 g+ P / pg

30、= Z +u /2 g + P /pg+E HZ = 0,u= 0, P = 0, Z = 3m, P / pg=- 4mHOE H = 12u/2 g+ 9u /2g = 21 u /2 g = 21 u/2 g21 u /2 g + u /2 g = 22 u /2 g = 4 3= 1mu =( 2X 9.81/22)= 0.94m.s V = 3600X 0.785 (0.05) X 0.94= 6.64m .h(2)進(jìn)水口 1- 1處的表壓P3 3截面為大槽距水面 2m深處的大槽截面，3-3及1-1截面間的柏努利方程 式Z=Z =0 p / p g=2P/ p gu0u =0.94m

31、sH=12u/2g2=p/1000g+0.94/2g+12 X 0.94/2gP=13.88 X 10P=13.88KP=1.415m 水7.一直立煤氣管，在底部測(cè)壓管測(cè)得水柱差 h = 100mm，在H = 20m高處的 測(cè)壓管中測(cè)得水柱差 h = 115mm，管外空氣的密度p= 1.29kg.m ，求管中靜止煤氣的密度P為多大？P = P +h p水gP =( P +p g H) +h p水g 又 P = P + H p g( P + H p g)+h p 水 g=(P +h p水 g) + H p g H p +h 卩水=H p +h p 水 p =p -p水(h h ) /H=1.29

32、-1000X( 0.115 0.1) /20 = 0.54kg.m8水從蓄水箱，經(jīng)過(guò)一水管流出，如附圖所示。假如，Z = 12m , Z = Z=6.5m ,d = 20 mm ,d = 10mm ,水流經(jīng)d 管段的阻力損失為 2m HO,流經(jīng)d 管段的阻力損失為1mH 0,求：(1)管嘴出口處的流速u;(2)接近管口 2-2截面處的流速u 及壓強(qiáng)P ;1dged 3 3*勺£ 312n6. 5n6.h】(1)列1-1與3-3截面柏努利方程式Z + P / pg + u /2 g = Z + P / pg + u /2 g + hu= 0, P = P = 0 (表壓)12 6.5=

33、u /2g+( 2+ 1)解得 u ="( 2.5X 2X 9.81 )= 7 m.s(2)u =u (d /d )= 7X( 10/20)=1.75m.s由1-1與2-2截面列柏努利方程式可得P / pg=( Z Z ) -u /2 g-h=(12-6.5)- 1.75/ (2X 9.81)- 2=3.344 m水柱(表壓)P = 3.344 X 1000 X 9.81 = 32804P a9. 密度為1000kg.m,粘度為1cp的水，以5m .h 的流量在$ 51 X 3mm的水平管道內(nèi)流過(guò)，在管路上某處流體靜壓強(qiáng)為1.5kgf.cm(表壓)，若管路的局部阻力可略去不計(jì)，問(wèn)距該

34、處100m下游處流體靜壓強(qiáng)為多少Pa? (Re=3 x10-1 x 10 時(shí),入=0.3164/Re)u=V/( n d /4)=5/(3600 XnX 0.045/4)=0.874m.sRe=du p / 卩=0.045 x 0.874 x 1000/(1 x 10)=39375入=0.3164/Re=0.3164/78750=0.0225由柏式： Z =Z u =u p /p =p / p + 入(l/d)(u/2)p =p -入(l/d)( p u /2)=2.5 x 9.81 x 10-0.00225 x (100/0.045) x (0.874/2) x 1000=1.28 x 10

35、 N.m(表壓)10. 用泵自貯油池向高位槽輸送礦物油，流量為38.4T.h，高位槽中液面比油池中液面高 30m,管路總長(zhǎng)(包括閥門及管件的當(dāng)量長(zhǎng)度)430m,進(jìn)出口阻力不計(jì)。管徑為$ 108x 4mm,若油在輸送溫度下的比重為0.96,粘度為3430cp,求泵所需的實(shí)際功率，設(shè)泵的效率n =50%。對(duì)貯油池液面至高位槽液面列柏努利方程：He= Z+ 入(1+ 藝 le )/d(u/2g) Z=30m l+ 藝 le =430md=108-2 x 4=100mm=0.1mu=Vs/0.785d=38400/(3600 x 0.785 x 0.1 x 960)=1.415m.sRe=du p /

36、 卩=0.1 X 1.415 X 960/3430 X 10=39.6<2000入=64/Re=64/39.6=1.616He=30+1.616 X430/0.1) (X415/2 X 9.81)=739.13mN=Q He p g/ n=38400 X739.13 X.81/(3600 0対 X000)=154.7kw11. 用離心泵將水由水槽送至水洗塔中，水洗塔內(nèi)的表壓為 9.807 X 10 N.m水槽液面恒定，其上方通大氣，水槽液面與輸送管出口端的垂直距離為20m，在某送液量下，泵對(duì)水作的功為340J.kg，管內(nèi)摩擦系數(shù)為0.018，吸入和壓出管路總長(zhǎng)為110m(包括管件及入口的

37、當(dāng)量長(zhǎng)度，但不包括出口的當(dāng)量長(zhǎng)度)輸送管尺寸為$ 108X 4mm,水的密度為1000kg.m。求輸水量為多少 m .h 。Zg+(p/p )+(u/2)+W=Zg+(p/ p )+(u/2)+ 藝 hf已知數(shù)據(jù)：Z =0 ；P(表)=0; u 0; W=340J.kg; Z =20m;p =9.807 X 10 N.m (表)；p =1000kg.m簡(jiǎn)化上式： W=Z g+(p / p )+(u/2)+ 藝 hf又藝 hf=入 lu /2d=9.9u 340=9.81 X 20+9.81 X 10/1000+u/2+9.9u10.4u=45.7 u =2.1m.sV=( n /4)D X u

38、 X 3600=0.785 X (0.1) X 2.1 X 3600=59.3m .h 12. 用離心泵經(jīng)$ 57x 3.5mm的鋼管，將敞口貯槽內(nèi)的有機(jī)溶劑 （密度為800kg.m,粘度為20cp）輸送到反應(yīng)器中。設(shè)貯槽內(nèi)的液面離反應(yīng)器內(nèi)的液面高度 Z保 持20m，見附圖。已知鋼管總長(zhǎng)度 （包括局部阻力當(dāng)量長(zhǎng)度）為25m，反應(yīng)器 內(nèi)的壓力恒定為4kgf.cm （表壓），有機(jī)溶液輸送量為 6m .h ，泵的效率 為60%，試確定泵提供的軸功率。間列柏努利方程，并以 1-1截面為基準(zhǔn)面:2-2截面，在1-1與2-2截面gz +(u/2)+(p/p )+W=gZ +(u/2)(p/ p )+ 藝

39、hfW=(Z -Z )g+(u-u)/2+(P-p )/ p + 藝 hf=入(l+le )/d(u/2)u=(6/3600)/( n /4) x 0.05=0.8488m.su u 0 Z =0Re=du p / p, =0.05 x 0.8華0 x 10=1697.6<2000則入=64/Re=64/1697.6=0.0377藝 hf=0.0377 X (25/0.05) X (0.8488/2)=6.7904J.kg故 W=(20-0) X 9.807+4 X 9.807 X 10/800+6.7904=693.5J.kgN=Q p W/ n= 1.541kw13. (14 分)某

40、油品在89X 4mm的無(wú)縫鋼管中流動(dòng)。在A和B的截面處分別測(cè)得壓強(qiáng)P = 15.2X 10 N.m , P = 14.8X 10 N.m 。試計(jì)算管路中油品 的流量。已知：A.B間長(zhǎng)為60m，其間還有2個(gè)90 彎頭(每個(gè)彎頭的當(dāng)量 長(zhǎng)度1= 5d),卩油=820kg.m，油=121cp。A - B間列柏努利方程:Z +u /2 g+ P / pg= Z +u /2 g + P /pg+X H(P - P )/ pg-(Z - Z)=X H=入(1 + 1) /d Xu /2g(15.2-14.8) X 10/(820 X9.81)-1=64/(dup / p ) X(l+l )/d Xu/2

41、g=64 p, /(d p)x(1 + 1)/d Xu /2 gu = (3.973 X 2X 9.81 X (0.081) X 820/(64 X 121 X 10 X 65.67)=0.825 m.s校驗(yàn)：r = d up / 卩=0.081 X 0.825 X 820/ (121 X 10)=452 V 2000=4.25 X 10m .s = 15.3m .h14. 如附圖所示，風(fēng)機(jī)的進(jìn)口吸風(fēng)管內(nèi)徑為100mm，吸上水柱高度為 12mm ,=14m. sV = 0.785X 0.1 X 14= 0.11m. s =395.6m .h15. 欲建一水塔向某工廠供水，如下圖所示，從水塔到工

42、廠的管長(zhǎng)（包括局部阻力當(dāng)量長(zhǎng)度）為 500 m。最大流量為20升/秒。管出口處需保持 10m水 柱的壓頭（表壓）。若摩擦系數(shù)入=0.023,試求：1.當(dāng)管內(nèi)流速為1.05 m.s 時(shí)， 所需管徑及塔高；2.當(dāng)管內(nèi)流速為4 m.s 時(shí)，所需管徑及塔高；3.由計(jì)算1、2,分析滿足一定流量時(shí)，塔高與管徑的關(guān)系。11.V=( n /4)d ud=0.156 mH+P / p g+u/2g=0+P/ p g+u/2g+ 入(l/d)(u/2g) H=14.2 m2.d'=0.080 mH'=128 m3.管徑越大，塔咼越低.管徑越小，塔咼越咼30 m,16. 某高位槽與內(nèi)徑為100mm的

43、鋼管相連，槽內(nèi)為常溫水，直管總長(zhǎng)有90度彎頭3個(gè)，閘閥（全開）和球閥（全開）各 1個(gè)，水從管口流出。問(wèn)欲得到每小時(shí)22.7 m 的排水量，槽內(nèi)水面應(yīng)比管出口高多少m ?（取入=0.0256，由容器入管口匸=0.5,管子出口匸=1.0，閘閥全開Z= 0.17，球閥 全開 Z= 6.0, 90 度彎頭 Z= 0.75）。在高位槽與管出口處截面，列柏努利方程式：gZ +u /2+P/ p =gZ +u /2+P/ p + 刀 hfZ =Z, Z =0 u =0 p =p=0(表壓)d =0.1 m, p =1000 , u =Vs/A=0.803 m.ssz =0.5+1.0+0.17+6.0+0.75 X 3=9.92/2=5.67 J.kg工 h =(入(l/d)+9.92)u9.81Z=+5.67Z=0.58 m300mm漸縮至150mm。常溫的水從下而上流動(dòng)。19.6X 10 和 17.0X 10 N.m (表1.5m。如兩測(cè)壓點(diǎn)的摩擦阻力可忽略不計(jì)，試求水17. 有一垂直管道，內(nèi)徑由現(xiàn)測(cè)得水在粗管和細(xì)管內(nèi)的靜壓強(qiáng)分別為 壓),測(cè)壓點(diǎn)的垂直距離為 的流量為若干m .h ?在