流体流动习题课

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第一章流体流动,复习,基本概念,密度、比重、比体积、压强、流量、流速、粘度,1atm=1.033at=760mmHg=10.33mH,2,O=1.0132510,5,Pa,表压,=,绝压,-,当地大气压,真空度,=,当地大气压,-,绝压,流量,体积流量,q,v,质量流量,q,m,q,m,=,q,v,流速,:u=,q,v,/A ,m/s,粘度,:=,/(du/dy,),Pa,s,1Pas=10,3,cP=10P,连续性方程,q,m1,=q,m2,q,v1,1,=q,v2,2,u,1,A,1,1,=,u,2,A,2,2,u,1,d,1,2,=u,2,d,2,2,=u,n,d,n,2,=,常数,理想流体流动过程中的柏努利方程,实际流体流动过程中的柏努利方程,U,形管压差计,孔板流量计测量流量,转子流量计测量流量,流动型态,Re2000,，滞流；,Re4000,，湍流；,2000Re4000,，过渡区。,直管阻力,滞流流动,局部阻力,de=?,例：,水在一倾斜管中流动，如附图所示，已知压差计读数为,200mm,，试问测量段的阻力为多少？,解：,在两测压孔之间列柏努利方程式：,由流体静力学方程,测量流体流量的流量计主要有,:_,_,，,_,；测量管内流体点速度,则用,_,。,填空题,孔板流量计,文丘里流量计,转子流量计,;,测速管,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,_.,1m/s,雷诺准数的表达式为,_,。当密度,1000kg/m,3,粘度,=1cP,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,_.,Re=d,/,;10,5,;,湍流,某流体在圆管中呈湍流流动,今用皮托管测得管中心的最大流速为,4m/s,此时管内的平均流速为,_.,3.2m/s,牛顿粘性定律用粘滞力的表达式为,_.,用剪应力的表达式为,_.,F=,Adu/dy,;=,du/dy,某物质的密度为,791kg/m,3,其比重为,_,其比容为,_.,0.791;0.00126m,3,/kg,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,11.8kg/s,其体积流量为,_.,平均流速为,_.,0.0118m,3,/s 1.5m/s,当,20,的水,(=998.2kg/m,3,=1.005cP),在内径为,100mm,的光滑管内流动时,若流速为,1.5m/s,时,其雷诺准数,Re,为,_,直管摩擦阻力系数,为,_.,1.49X10,5,;0.0161,计算管道流体局部阻力的方法有,:_,_,其相应的阻力计算公式为,:_,_,当量长度法,;,阻力系数法,;,在流体阻力计算中,当量长度的定义是,_,能产生与某局部阻力相当的直管长度,称为该局部阻力的当量长度,流体流动形态用来判断，当时为湍流，,当时为滞流，当时为过渡流。,雷诺准数，,Re4000,，,Re2000,，,Re,在,2000-4000,之间。,化工生产中，物料衡算的理论依据是，能量衡算的理论基础是。,质量守恒定律，能量守恒定律。,流体体积流量一定时，有效截面扩大，则流速，动压头，静压头。,减少，减少，增加。,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,当地大气压为,745mmHg,，测得一容器内的绝对压强为,350mmHg,，则真空度为,_,。,测得另一容器内的表压强为,1360mmHg,，则其绝对压强为,_,。,395mmHg,；,2105mmHg,套管由,572.5mm,和,252.5mm,的钢管组成，则环隙的流通截面积等于,_,，润湿周边等于,_,，当量直径等于,_,。,1632mm,2,；,242mm,；,27mm,流体的粘度指,_,。,粘度值随温度变化而变化，对于液体，温度升高，粘度,_,；,对于气体，温度升高，粘度,_,。,流体流动时产生内摩擦力的性质 减少 增大,流体在等径管中作定态流动，流体由于流动而有摩擦阻力损失，流体的流速沿管长,_,。,不变,液柱压力计量是基于,_,原理的测压装置，用形管压差计测压时，当一端与大气相通时，读数,R,表示的是,_,或,_,。,流体静力学；表压；真空度,油在管中作层流流动，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,_,倍。,2,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,_,倍。,1/16,油在管中作层流流动，若流量不变,管径，管长不变，油温升高，粘度为原来的,1/2,，则摩擦阻力损失为原来的,_,倍。,1/2,孔板流量计和转子流量计的最主要区别在于：前者是恒,_,，变,_,；,后者是恒,_,，变,_,。,截面；压差；压差；截面,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,_,。,冲压头；静压头,某流体在圆形直管中作滞流流动时，其速度分布是,_,型曲线，其管中心最大流 速为平均流速的,_,倍，摩擦系数,与,Re,的关系为,_,。,抛物线；,2,倍；,64/Re,流体在管内作湍流流动时,(,不是阻力平方区,),，其摩擦系数,随,_,和,_,而变。,Re,；,/d,(,相对粗糙度,),流体在圆管内流动时，我们把速度梯度显著存在的区域称为,_,。,流动边界层,液体在圆管内作稳定连续滞流流动时，其摩擦阻力损失与管内径的,_,次方成反比,与管长,流速及粘度成,_,比例,。,2,正比,静止液体中两处压力相等的条件是,_,。,连通的、同一液体、同一水平面。,某液体在套管环隙内流动，大管规格为,563mm,，小管规格为,30 2.5mm,液体粘度为,1mN,s/m,2,，密度为,1000kg/m,3,，流速为,1m/s,则该液体在套管环隙内流动的,Re=_,。,20000,277K,的水，粘度为,1mN,s/m,2,，在内径为,20mm,的管内，作稳定连续滞流时的最大流速为,_,m/s,。,0.1,实验证明，流体在管内稳定流动时，当,Re_,时，流动类型为滞流，滞流时的摩 擦系数,与,_,成反比，而与管壁的,_,无关；湍流时，当,Re,一定，则,随,/d,的增加而,_,。,2000,；,Re,；粗糙度；增大,P/(,g,),的物理意义是表示流动系统某截面处单位,_,流体所具有的静压能，称为,_,。,重量：静压头,流体在圆管内流动时，由于流体具有粘性，使得,_,处速度为零，管的,_,处速度最大。,管壁；中心,选择题,1,若已知流体在管内流动的摩擦系数与雷诺准数成反比，则管内的流动类型为,。,A,滞流,B,过渡流,C,湍流,D,紊流,2,液体在管内作稳定流动时，管内流速的大小变化,。,A,与管径和流动方向的改变及管路上是否有阀门、管件均有关系；,B,只与管径有关，而与流动方向的改变和管路上是否有阀门、管件无关；,C,与管径和管路上是否有阀门及管件有关，而与流动方向的改变无关；,D,只与流动方向和管路上有无阀门及管件有关，而与管径无关。,A,B,3,国际单位制（,SI,）中，粘度的单位为,Pas,，其基本单位表达式为,。,A,kgs,-1,m,-1,B,kgs,3,m,-3,C,kgms,-2,D,kg,-1,s,-1,m,-1,4,流体在圆形直管中滞流流动时，若雷诺准数一定，随着管壁相对粗糙度增大，则摩擦系数,。,A,不变,B,增大,C,减小 无法确定,A,A,5,离心泵吸入口压强为,30,KPa,，当地大气压强为,100,KPa,，则泵吸入口真空表的读数为,。,A,130,KPa,B,70,KPa,C,65,KPa,D,30,KPa,6,可压缩流体在等径水平直管中流动时，下列说法正确的是,。,A,流体的平均流速为定值；,B,流体的质量流量为定值；,C,流体的体积流量为定值；,D,流体的体积流量、质量流量均为定值。,B,B,7,流体的粘度随温度而改变，温度升高，液体和气体的粘度分别为,。,A,前者减小，后者减小,B,前者减小，后者增大,C,前者增大，后者增大,D,前者增大，后者减小,8,在完全湍流（阻力平方区）时，粗糙管的摩擦系数值,。,A,与光滑管相同,B,只取决于,Re,C,只取决于相对粗糙度,D,与粗糙度无关,B,C,练习题：某车间用压缩空气压送,98%,的浓,H,2,SO,4,（密度为,1840kg/m,3,），要求流量为,2m,3,/h,，输送管道采用,37,3.5mm,的无缝钢管，总的能量损失为,1mH,2,SO,4,（不包括出口损失），两槽中液位恒定，试求所需压缩空气的压力。,Pa,2 2,1 1,压缩空气,10m,解：,如图选取截面，在,1-1,和,2-2,截面间列柏努利方程：,练习题,:,如图所示的储油罐中盛有密度为,960Kg/m,3,的油，油面距罐底,9.6m,，油面上方为常压。在罐侧壁的下部有一直径为,760mm,的圆孔，其中心距罐底,800mm,，孔盖用,M14,钢制的螺钉，材料的剪应力取为,3.93,10,7,N/m,2,。问至少需要几个螺钉？,9.6m,800mm,解：,孔中心处静压强,圆孔受力,每个螺钉受力极限,所需螺钉数,至少需要,7,个螺钉。,