第一章流体流动
更新时间:2023-11-23 03:27:01 阅读量: 教育文库 文档下载
一、填空题(每空1分,共20分)
1、牛顿粘性定律的数学表达式为 _____________,粘度在SI制中的单位是
__________
,
服
从
此
定
律
的
流
体
称
为
_______________________________________。
2、实际流体与理想流体的主要区别在于 ,实际流体柏努利方程与理想流体柏努利方程的主要区别在于 。
3、某设备上,真空度的读数为80mmHg,其绝压=________mH20,__________Pa. 该地区的大气压为720mmHg。 8.7mH20 ,8.53?104pa. 4、常温下水的密度为1000Kgm速度流动,其流动类型为 ______________。
du?m3,粘度为1cp,在d内?100mm的管内以3s
Re???0.1.3.10001.10?3?3?105。湍流。
5、在流动糸统中,若截面上流体的流速、压强、密度等仅随__________而变,不随__________而变,称为稳定流动。若以上各量既随__________而变,又随__________而变,称为不稳定流动。
6、流体在粗糙管内作湍流流动时,摩擦系数?与 和 有关;若其作完全湍流(阻力平方区),则?仅与 有关。 7、因次分析的依据是____。
8、从液面恒定的高位槽向常压容器加水,若将放水管路上的阀门开度关小,则9、管内水流量将____,管路的局部阻力将____,直管阻力将____,管路总阻力将____。
等边三角形的边长为a,其当量直径为____________________。
10、用阻力系数法来计算突然扩大和突然缩小的损失时,按_____管内的流速来计算动能项。
二.选择题(每小题2分,共30分)
1、通常流体的粘度随温度的变化规律为( )。
A. 温度升高,粘度减小 B. 温度升高,粘度增大
C. 对液体温度升高粘度减小,气体反之 D. 对液体温度升高粘度增大,气体反之
2、装在某设备进口处的真空表读数为50 kPa,出口处压强表的读数为100 kPa,
此设备进出口处的绝对压强差为( )kPa。
A. 150 B. 50 C. 75 D. 以上都不对 3、层流和湍流的本质区别是( )。
A. 流速不同 B. 流通截面积不同
C. 雷诺数不同 D. 层流无径向脉动,湍流有径向脉动 4、液体在两截面间的管道内流动时, 其流动方向是( )。
A. 从位能大的截面流向位能小的截面 B. 从静压能大的截面流向静压能小的截面 C. 从动能大的截面流向动能小的截面 D. 从总能量大的截面流向总能量小的截面
5、某流体在内径为d0的水平直管中稳定流动,其流速为u0,当它以相同的体积流量通过等长的内径为d1(d1=d0/2)的直管时,其流速为原来的( )倍。
A. 2 B. 4 C. 8 D. 16
6.流体是由无数分子集团所组成的连续( )介质。 A. 空白 B. 连续 C. 辐射 D.漂流。
7.流体在圆管内层流流动时,平均速度是最大速度的( ) 。 A. 四分之一 B.一半 C.二倍; D. 四倍。
8、 流体在长为3m、高为2m的矩形管道内流动,则该矩形管道的当量直径为 。
A. 1.2m; B. 0.6m; C. 2.4m; D. 4.8m。 9、用离心泵在两个敞口容器间输送液体。若维持两容器的液面高度不变,则当输送管道上的阀门关小后,管路总阻力将 。
A. 增加; B. 不变; C. 减小; D. 不确定。 10、流体在圆形直管中流动时,若其已进入阻力平方区,则摩擦系数λ与雷诺数Re的关系为( )。
A. Re增加,λ增大 B. Re增加,λ减小
C. Re增加,λ基本上不变 D. Re增加,λ先增加大后减小 11、因次方析的目的在于( )。
A.得到各变量间的确切定量关系. B.用无因次数群代替变量,使实验与关联简化.
C.得到无因次数群间定量关系. D.无需进行实验,即可得到关联式. 12、流体流过两个并联管路管1和2,两管内均呈滞流。两管的管长L1=L2、管
内径d1=4d2,则体积流量V2/V1为( )。 A.1/2 B.1/4 C.1/8 D.1/16 三 计算题
1. 如附图所示,水在水平管道内流动。为测量流体在某截面处的压力,直接在该处连接一U形压差计,指示液为水银,读数R=250mm,h=900mm。已知当
地大气压为101.3kPa,水的密度??1000kg/m3,水银的密度?0?13600 kg/m3。试计算该截面处的压力。
解:图中A-A′面间为静止、连续的同种流体,且处
于同一水平面,因此为等压面,即pA?pA' 而 pA'?pa pA?p??gm??0gR 于是 pa?p??gm??0gR 则截面处绝对压力
p?pa??gm??0gR?101300?1000?9.81?0.9?13600?9.81?0.25 ?59117Pa或直接计算该处的真空度
pa?p??gm??0gR
?1000?9.81?0.9?13600?9.81?0.25 ?42183Pa由此可见,当U形管一端与大气相通时,U形压差计实际反映的就是该处的表压或真空度。
U形压差计在使用时为防止水银蒸汽向空气中扩散,通常在与大气相通的一侧水银液面上充入少量水,计算时其高度可忽略不计。
2. 如附图所示,水在管道中流动。为测得A-A′、B-B′截面的压力差,在管路上方安装一U形压差计,指示液为水银。已知压差计的读数R=150mm,试计算A-A′、B-B′截面的压力差。已知水与水银的密度分别为1000kg/m3和13600 kg/m3。
解:图中,1-1′面与2-2′面间为静止、连续的同种流体,且处于同一水平面,因此为等压面,即
p1?p1', p2?p2'
又 p11?pA??gm
p1?p2??0gR?p2'??0gR?pB??g(m?R)??0gR
所以 pA??gm?pB??g(m?R)??0gR 整理得 pA?pB?(?0??)gR
此结果与式(1-9)相同,由此可见, U形压差计所测压差的大小只与被测流体及指示剂的密度、读数R有关,而与U形压差计放置的位置无关。 代入数据 pA?pB?(13600?1000)?9.81?0.15?18540Pa
3. 从一水池中用虹吸管吸水,系统尺寸如图所示。所用的虹吸管直径为Φ38mm×2.5mm,管路的阻力忽略不计。计算:1)水在虹吸管中的流速。2)水管每小时的输水量。
4. 如附图所示,管路由一段φ89×4mm的管1、一段φ108×4mm的管2和两段φ57×3.5mm的分支管3a及3b连接而成。若水以9×10-3m/s的体积流量流动,且在两段分支管内的流量相等,试求水在各段管内的速度。
解: 管1的内径为 d1?89?2?4?81mm 则水在管1中的流速为 u1?VS1 2 3a
?4?d129?10?1.75m/s 0.785?0.0812?33b
附图
管2的内径为 d2?108?2?4?100mm 由式(1-20d),则水在管2中的流速为 u2?u1(d12812)?1.75?()?1.15m/s d2100管3a及3b的内径为 d3?57?2?3.5?50mm
又水在分支管路3a、3b中的流量相等,则有 u2A2?2u3A3 即水在管3a和3b中的流速为
u3?u2d221.151002()?()?2.30m/s 2d32505. 容器间相对位置的计算
如附图所示,从高位槽向塔内进料,高位槽中液位恒定,高位槽和塔内的压力均为大气压。送液管为φ45×2.5mm的钢管,要求送液量为3.6m3/h。设料液在
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