流体流动测验题附标准答案
流体流动一 选择与填空（415 共 60分）1. 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_。 边长为0.5m的正方形通风管道,其当量直径为_。答：截面，压差，压差，截面； 0.5 。2. 当Re为已知时，流体在圆形管内呈层流时的摩擦系数 =_，在粗糙管内呈湍流时，摩擦系数与_、_有关。 矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。答： 64/Re ， Re ，/d3. 对如图所示的测压装置，分别写出12的计算式。 （）图_， （）图_，（）（m） （）4下图中高位槽液面保持恒定，液体以一定流量流经管路，与两段长度相等，管径与管壁粗糙度相同，则：聞創沟燴鐺險爱氇谴净。ab_cd， f ab_ _f cd，R1_R2残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。(填 、 )5 层流与湍流的本质区别是：_。湍流流速>层流流速 流道截面大的为湍流，截面小的为层流 层流的雷诺数<湍流的雷诺数 层流无径向脉动，而湍流有径向脉动6水从大管流入小管，管材相同，d大2d小,管内流动为层流，则小管每米直管中因流动阻力产生的压降是大管中的_倍？酽锕极額閉镇桧猪訣锥。A、8B、16C、32D、32二 计算题1某流化床反应器上装有两个U管压差计，如本题附图所示。测得R1 = 400 mm，R2 = 50 mm，指示液为水银。为防止水银蒸气向空间扩散，在右侧的U管与大气连通的玻璃管内灌入一段水，其高度R3 =50 mm。求A、B两处的表压强。彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。解：U管压差计连接管中是气体，其密度远远小于水银及水的密度，由气柱高度所产生的压强差可以忽略。设R2下端为C点，R1下端为D点，因此可认为 PAPC,PBPD。謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。PAPC =H2OgR3 +HggR2 = 10009.810.05 + 136009.810.05= 7161 N/m2（表压）PBPD= PA +HggR1 = 7161 + 136009.810.4 = 6.05104 N/m2（表压）2 水以2.5m/s的流速流经 382.5 mm的水平管，此管以锥形管与另一 383 mm的水平管相连。如附图所示，在锥形管两侧A、B处各插入一垂直玻璃管以观察两截面的压强。若水流经A、B两截面间的能量损失为1.5 J/kg，求两玻璃管的水面差（以mm记），并在本题附图中画出两玻璃管中水面的相对位置。（水的密度取为1000 kg/m3）厦礴恳蹒骈時盡继價骚。解：上游截面A-A，下游截面B-B，通过管子中心线作基准水平面。在两截面间列柏努利方程式。 式中 ZA = ZB = 0，uA = 2.5 m/s，hfA,B = 1.5 J/kg 根据连续性方程式，对于不可压缩流体 有 m/s 两截面的压强差为 = 868.55 N/m2即mmH2O由于 pB pA3. 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762.5 mm。在操作条件下，泵入口处真空表的读数为24.66103 Pa；水流经吸入管与排出管（不包括喷头）的能量损失可分别按 与 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98.07103 Pa（表压）。求泵的有效功率。（水的密度取为1000 kg/m3）茕桢广鳓鯡选块网羈泪。解：（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。鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。 式中 Z1 = 0，Z2 = 1.5 m，p1 = 0（表压），p2 = -24.66103 Pa（表压）籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。 u1 0， 将上列数值代入柏努利方程式，解得水在管内的流速u2m/s 水的流量 ws = uA=kg/s （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。預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。 式中 Z1 = 0，Z2 = 14 m，u1 0，u2 = 2 m/s，p1 = 0（表压） p2 =98.07103 Pa（表压）， 将上列数值代入柏努利方程式，解得J/kg 泵的有效功率 Ne = wews = 285.417.92 = 2260 W4. 如下图所示的输水系统, 用泵将水池中的水输送到敞口高位槽, 管道直径均为833.5mm,泵的进、出管道上分别安装有真空表和压力表，真空表安装位置离贮水池的水面高度为4.8m,压力表安装位置离贮水池的水面高度为5m。当输水量为36m3/h时，进水管道的全部阻力损失为1.96J/kg，出水管道的全部阻力损失为4.9J/kg，压力表的读数为2.5kgf/cm2，泵的效率为70%，试求：渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。两液面的高度差H为多少m? 泵所需的实际功率为多少KW? 真空表的读数多少kgf/cm2?解：取截面0-0, 1-1, 2-2, 3-3如图, 在截面2-2和3-3间列柏努利方程以2-2为基准面(目的求H3) 铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。H2g+(p2/)+(u22/2)=H3g +(p3/)+(u32/2)+hf2-31at=9.807104N/m2=1kg/cm2 u=Q/A=(36/3600)(/4)0.0762=2.21m/s(2.59.807104/103)+(2.212/2)=H39.81+4.9 245.2+2.44=9.81H3 +4.9H3 =242.74/9.81=24.74m H=H3+5=24.74+5=29.74m 在0-0和3-3间列柏努利方程以0-0为基准面(求We) H0g+(p0/)+(u02/2)+We=Hg +(p3/)+(u32/2)+hf 0-3We=Hg +hf0-3=29.749.81+(1.96+4.9)=298.62J/kg Ms=Vs=(36/3600)103=10kJ/s Ne=MsWe= 10298.62W N实=Ne/=2986.2/0.70=4267W=4.267kW在C-C和H间列柏氏方程以0-0为基准面H0g +(p0/ )+(u02/2)=H1g+(p1/)+(u12/2)+hf0-1(pa p1)/=4.89.81+(2.212/2)+1.96=51.49m2/s2=51.49103/(9.807104)at=0.525kg/cm2
