1流体流动讲解Word下载.docx
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;
而实际流体是指.
***答案没有粘性、没有磨擦阻力、液体不可压缩;
具有粘性、有磨擦力、液
体可压缩、受热膨胀、消耗能量。
11.牛顿粘性定律表达式为
,其粘性系数
(粘度)的物理意义
1时,由流体的粘性
12、流体体积流量用
来计算;
质量流量用
.来计算;
而流体
时为滞流,当
来计算。
***^答***
雷诺准数,Re>
4000Re<
2000Re在2000〜4000之间。
14、
流体在圆直管内流动,当Re>
4000寸的流型称为.
,其平均速度与最
大流速的关系为.
,而Re<
2000的流型称为.
,其平均速度为
湍流,Um=0.8Umax,滞流,Um=1/2Umax。
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
外管的内径是d1,内管的外径是d2,则当量直径de=
***答案***de=4淞通截面积/浸润周边长de=6—d2
17•米糠油在管中作层流流动,若流量不变,管径,管长不变,油温升高,粘度
,变
18•孔板流量计和转子流量计的最主要区别在于:
前者是恒
后者是恒,变。
**答案***截面;
压差;
截面
19.在测速管中,测压孔正对水流方向的测压管液位代表,流体流过测速
管侧壁小孔的测压管液位代表。
***答案***冲压头;
静压头
20.某流体在圆形直管中作滞流流动时,其速度分布是曲线,其
管中心最大流速为平均流速的■咅,摩擦系数入与Re的关系为
。
***答案***抛物线;
2倍;
匸64/Re
21.流体在管内作湍流流动时(不是阻力平方区),其摩擦系数入随
和变。
***答案***Re;
&
/(相对粗糙度)
选择题
1.层流与湍流的本质区别是:
(D)。
A)湍流流速>层流流速;
B)流道截面大的为湍流,截面小的为层流;
4、流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是(C)。
A.流动速度大于零;
B.管边不够光滑;
C.流体具有粘性。
5、.水在园形直管中作滞流流动,流速不变,若管子直径增大一倍,则阻力损失
为原来的(A)。
A、1/4;
B、1/2;
C、2倍
&
柏努利方程式中的(A)项表示单位质量流体所具有的位能。
u2p
A、gzB、C、.D、We。
2
7.水在圆形直管中作完全湍流时,当输送量,管长和管子的摩擦系数不变,仅将
A、16B、32C、不变
8.—般情况下,温度升高,液体的粘度(B);
气体的粘度(A)。
A、增大B、减小C、不变
9.理想流体在简单管路中作连续流动时,在管子直径小处,静压强就(B)。
A、大B、小C、不变
10.非圆形管子的当量直径可用来计算(A)0
A、雷诺数ReB、流速C、管子的截面积
11•相同管径的圆形管道中,分别流动着粘油和清水,若雷诺数Re相等,二者
的密度相差不大,而粘度相差很大,则油速(A)水速。
A、大于B、小于C、等于
12•水在圆形直管中作滞流流动,流速不变,若管子直径增大一倍,则阻力损失为原来的(A)A、1/4B、1/2C、2倍
13.离心泵开动以前必须充满液体是为了防止发生一__A___。
A、气缚现象B、汽蚀现象C、汽化现象D、气浮现象
14•离心泵的调节阀开大时,B
A.吸入管路阻力损失不变B.泵出口的压力减小
C.泵入口的真空度减小D.泵工作点的扬程升高
15.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C0
A.增大B.减小C.不变D.不能判断
16.流体流动时的摩擦阻力损失hf所损失的是机械能中的C项。
A动能B位能C静压能D总机械能
17.在完全湍流时(阻力平方区),粗糙管的摩擦系数■数值—C—
A、与光滑管一样B、只取决于ReC、取决于相对粗糙度D、与粗糙度无关
18.孔板流量计的孔流系数Co当Re增大时,其值B0
A.总在增大B.先减小,后保持为定值C.总在减小D.不定
19.已知列管换热器外壳内径为600mm,壳内装有269根\2525mm的换热管,每小时有5X104kg的溶液在管束外侧流过,溶液密度为810kg/m3,粘度为1.91为0
_3Pas,则溶液在管束外流过时的流型为A。
A层流B湍流C过渡流D无法确定
20.某离心泵运行一年后发现有气缚现象,应C。
A、停泵,向泵内灌液B、降低泵的安装高度
C、检查进口管路是否有泄漏现象D、检查出口管路阻力是否过大
21、某液体在内径为do的水平管路中稳定流动,其平均流速为uo,当它以相同的体积流量通过等长的内径为d2(d2=do/2)的管子时,若流体为层流,则压降lp为原来的C倍。
A4B8C16D32
判断是非:
1、流体在园管内作稳定流动时,其流速与管径的一次方成反比。
(X)
2、流体在园管内流动阻力主要有沿程阻力和局部阻力。
(V)
3、化工单元操作是一种物理操作,只改变物质的物理性质而不改变其化学性质。
(V)
4、在稳定流动过程中,流体流经各截面处的体积流量相等。
(X)
5、当输送流体的管径一定时,增大流体的流量,雷诺准数减少。
(X)&
流体在等直径的导管中作稳态流动时,由于流动有摩擦阻力损失,因此流体的流速沿管长而逐渐变小。
(X
7、当流体充满导管(圆形)作稳态流动时,单位时间通过任一截面的体积流量相等。
(X)
8、流体作层流流动时,摩擦系数(入)只是Re的函数,而与管壁的粗糙度无关。
9、在相同设备条件下,密度越大,粘度越小的流体越容易形成湍流状态。
(V)
10、牛顿粘性定律是:
流体的粘度越大,其流动性就越差。
11、孔板流量计是文丘里流量计的改进,其压头损失比文氏流量计小得多。
12、实际流体在导管内作稳态流动时,各种形式的能量(或压头)可以互相转化,
但导管任一截面的位压头、动压头与静压头之和为一常数。
13、为了提高压强计的灵敏度以测量微小的压强差,可采用微差压强计。
当其中的两指示液密度相差越大时,其灵敏度就越高。
14、经过大量实验得出,雷诺Re<
2000时,流型肯定是层流,这是采用国际单
位制得出的值,采用其他单位制应有另外数值。
15、流体在管内以湍流流动时,在近管壁处存在层流内层,其厚度随Re的增大而变薄。
16、转子流量计可以安装在垂直管路上(V);
或倾斜管路上(X)使用。
17、流体在园管内流动时,管的中心处速度最大,而管壁处速度为零。
1.气体的粘度随压力的升高而增大。
2.层流内层的厚度随流体湍动程度的增加而增加。
3.流体在管路中作稳定流动时,任一截面处流体的流速、密度与截面积的乘积均相等。
4.当液体内部某点压强一定时,则液体的密度越大,此点距液面的高度也越大。
5.流体阻力的主要表现之一是静压强下降。
6.真空度为定值时,大气压强越大,则绝对压强越大。
(V)
7.流动的流体各种机械能的形式是可以相互转化的,但任一截面上流体具有的各种机械能的总和是常数。
8.U型管测压仪中指示液的密度比被测液的密度小时,应倒置安装。
9.因流动阻力而引起的压力降是指1m3流体流动时所损失的机械能。
(V)问答题
1、一定量的液体在园形直管内作稳定连续滞流流动。
若管长及液体的物性不变,而管径减至原来的一半,问因流动阻力而产生的能量损失为原来的若干倍?
计算题
1•有一内径为25mm的水管,如管中水的流速为1.0m/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p=1000kg/疏粘度卩=1cp。
du'
0.02511000
解:
(1)Re25000>
4000流动类型为湍流。
卩0.001
(2)层流时,Re<
2000,流速最大时,
Re=2000,即此二2000
2000」20000.001
u=
dP0.025x1000
=0.08m/s
2•密度为850kg/m3、粘度为8X10-3Pas的液体在内径为14mm的钢管内流动,
液体的流速为1m/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?
(1)R「畔=兰斗型十7"
000流动类型为层流
810"
(2)湍流时,Re>
40Q0流速最小时,Re=4000,即斗=4000
...-皿=40000.008=2.69m/s
dP0.014x850
3.用108X4mm的钢管从水塔将水引至车间,管路长度150m(包括管件的当量长度)。
若此管路的全部能量损失为118J/kg,此管路输水量为若干m3/h?
(管路摩擦系数可取为0.02,水的密度取为1000kg/m3)
l2
能量损失知118J/kg
流量
211820.1
u7.867m/s
0.02咒150
Vs=uA=2.80.123600=79.13m3/h
4
.u=2.8m/s
4.用离心泵将水从储槽送至水洗塔的顶部,槽内水位维持恒定,各部分相对位置如本题附图所示。
管路的直径均为76X2.5mm。
在
操作条件下,泵入口处真空表的读数为
24.66XO3Pa;
水流经吸入管与排出管(不包
括喷头)的能量损失可分别按、hf^2u2与7hf2=10u2计算。
由于管径不变,故式中u为吸入或排出管的流速m/s。
排水管与喷头处的压强为98.07>
103Pa(表压)。
求泵的有效功率。
(水的密度取为1000kg/m3)
(1)水在管内的流速与流量设储槽水面为上游截面1-1'
真空表连接处为下游截面2-2'
,并以截面1-1'
为基
准水平面。
在两截面间列柏努利方程有:
式中:
乙=0,Z2=1.5m,
3
p1=0(表压),p2=-24.661>
Pa(表压)
u1:
0,'
hf1=2u
将上列数值代入柏努利方程式,解得水在管内的流速u2
一24660
u^(9.811.5)2.5=2m/s
V1000/
水的流量ws=mA=10002d=100020.071=7.92kg/s
44
(2)泵的有效功率
设储槽水面为上游截面1-1'
,排水管与喷头连接处为下游截面2-2'
,仍
以截面1-1'
为基准水平面。
在两截面间列柏努利方程:
22
Ng卫1We=Z2g号卫2、hf1'
hf2
式中乙=0,Z2=14m,
u1:
0,u2=2m/s,
P1=0(表压),p2=98.07>
Pa(表压),
、hf1、hf2=2u210u2=12u2
将上列数值代入柏努利方程式,解得:
育卫'
hf1'
=149.81+12.522+
98.07103
1000
=285.41J/kg
•泵的有效功率Ne二WeWs=285.417.92=2260W
5•在本题附图所示的实验装置中,于异径水平管段两截面间连一倒置U管压差计,以测量两截面之间的压强差。
当水的流量为10800kg/h时,U管压差计读数R为100mm。
粗、细管的直径分别为①60X3.5mm与①42X3mm计算:
(1)1kg水流经两截面间的能量损失;
(2)与该能量损失相当的压强降为多少Pa?
(1)1kg水流经两截面间的能量损失
设导管在上游的连接处为截面1-1'
下游的连接处为截面2-2'
并通过管轴作基
在两截面间列柏努利方程,有:
Z1g
式中Z1=Z2=0,
Ws
A-
=2.95m/s
10800
36000.03621000
二1.36m/s
10800
P1-P2
P
二gR=9.810.1=0.981J/kg
将以上各数值代入柏努利方程式,解得
(2)与该能量损失相当的压强降
p-八hf=10004.41=4410N/m
6.
在图示装置中,水管直径为①57X3.5m。
当阀门全闭时,压强表读数为0.3大气压,而在阀门开启后,压强表读数降至0.2大气压。
设管路入口至压强表处的压头损失为0.5口出0,求水的流量为若干m3/h?
阀门全闭时,由p2=『gH,H=电=031.013—10=3.1m,即水槽液面距
Pg1000x9.81
阀门中心线的高度为3.1m。
阀门开启时,以水槽液面为上游截面1-1'
,压力表处为下游截面2-2'
,管路中心线为基准水平面。
在两截面间列柏努利方程式,有:
U口u;
p2、hf
z1■—1=z2」2-
2g'
g2g-gg
乙=H=3.1m,Z2二0,
口=0,p^0.21.013105Pa,
Zhf
0.5mH2O
些竺1.01310.0.5
29.8110009.81
解得u2二3.24m/s
•ws二Nu3600=22.9m3/h
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