流体流动 一填空 (1)流体在圆形管道中作层流流动,如果只将流速增加一倍,则阻力损失为原来的_2倍 如果只将管径增加一倍而流速不变,则阻力损失为原来的_14倍。 (2)离心泵的特性曲线通常包括HQ曲线、 和_N-Q曲线,这 些曲线表示在一定_转速下,输送某种特定的液体时泵的性能 (3)处于同一水平面的液体,维持等压面的条件必须是静止 同一种连续的液体。_。流体在管内流动时,如要测取管截面上的流速分布,应选用皮托。流 量计测量。 (4)如果流体为理想流体且无外加功的情况下,写出 单位质量流体的机械能衡算式为E=x+“+P=常数 g然 单位重量流体的机械能衡算式为E=+2C+p=常数 单位体积流体的机械能衡算式为 E=x++P=常数 -g pg (5)有外加能量时以单位体积流体为基准的实际流体柏努利方程为apgt+(u2p/2)+p+W 各项单位为 (6)气体的粘度随温度升高而_增加,水的粘度随温度升高而_降低。 (⑦)流体在变径管中作稳定流动,在管径缩小的地方其静压能减小 (8)流体流动的连续性方程是山Ap=u2AP……=uAp 用于圆形直管的不可压缩流体流动的连续性方程为 (9)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 395mmH 测得另一容器内的表压强为1360mmHg,则其绝对压强为2105 mmHg (10)并联管路中各管段压强降相 管子长、直径小的管段通过的流量 (11)测流体流量时,随流量增加孔板流量计两侧压差值将_增加 ,若改用转子流 量计,随流量增加转子两侧压差值将不变 (12)离心泵的轴封装置主要有两种:填料密封和_机械密封_。 (13)离心通风机的全风压是指静风压与动风压之和,其单位为Pa (14)若被输送的流体粘度增高,则离心泵的压头降低,流量减小,效率降低,轴功率增加 降尘室的生产能力只与_沉降面积和_颗粒沉降速度_有关,而与_高度无关。 (15)分离因素的定义式为_u2/9R (16)已知旋风分离器的平均旋转半径为0.5m,气体的切向进口速度为20m/s,则该分离器 的分离因数为800/9.8 (17)板框过滤机的洗涤速率为最终过滤速率的1 (18)在滞流区,颗粒的沉降速度与颗粒直径的2次方成正比,在湍流区颗粒的沉降 速度与颗粒直径的_0.5次方成正比 选择 1流体在管内流动时,如要测取管截面上的流速分布,应选用A流量计测量。 A皮托管B孔板流量计C文丘里流量计D转子流量计
流体流动 一填空 (1）流体在圆形管道中作层流流动，如果只将流速增加一倍，则阻力损失为原来的 2 倍； 如果只将管径增加一倍而流速不变，则阻力损失为原来的 1/4 倍。 (2）离心泵的特性曲线通常包括 H-Q 曲线、 η-Q 和 N-Q 曲线，这 些曲线表示在一定 转速 下，输送某种特定的液体时泵的性能。 (3) 处于同一水平面的液体，维持等压面的条件必须是 静止的 、 连通着的 、 同一种连续的液体 。流体在管内流动时，如要测取管截面上的流速分布，应选用 皮托 流 量计测量。 (4) 如果流体为理想流体且无外加功的情况下，写出： 单位质量流体的机械能衡算式为 = + + = 常数 g p g u E z 2 2 ； 单位重量流体的机械能衡算式为 = + + p = 常数 u E gz 2 2 ； 单位体积流体的机械能衡算式为 = + + = 常数 g p g u E z 2 2 ； (5) 有外加能量时以单位体积流体为基准的实际流体柏努利方程为 z1ρg+（u1 2ρ/2）+p1+Ws ρ= z2ρg+（u2 2ρ/2）+p2 +ρ∑hf ，各项单位为 Pa（N/m2） 。 (6）气体的粘度随温度升高而 增加 ，水的粘度随温度升高而 降低 。 (7) 流体在变径管中作稳定流动，在管径缩小的地方其静压能 减小 。 (8) 流体流动的连续性方程是 u1Aρ1= u2Aρ2=······= u Aρ ；适 用于圆形直管的不可压缩流体流动的连续性方程为 u1d1 2 = u2d2 2 = ······= u d2 。 (9) 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 395mmHg 。测得另一容器内的表压强为 1360 mmHg，则其绝对压强为 2105mmHg。 (10) 并联管路中各管段压强降 相等 ；管子长、直径小的管段通过的流量 小 。 (11) 测流体流量时，随流量增加孔板流量计两侧压差值将 增加 ，若改用转子流 量计，随流量增加转子两侧压差值将 不变 。 (12) 离心泵的轴封装置主要有两种： 填料密封 和 机械密封 。 (13) 离心通风机的全风压是指 静风压 与 动风压 之和，其单位为 Pa 。 (14) 若被输送的流体粘度增高，则离心泵的压头 降低，流量减小，效率降低，轴功率增加。 降尘室的生产能力只与 沉降面积 和 颗粒沉降速度 有关，而与 高度 无关。 (15) 分离因素的定义式为 ut 2 /gR 。 (16) 已知旋风分离器的平均旋转半径为 0. 5m，气体的切向进口速度为 20m/s，则该分离器 的分离因数为 800/9.8 。 (17) 板框过滤机的洗涤速率为最终过滤速率的 1/4 。 (18) 在滞流区，颗粒的沉降速度与颗粒直径的 2 次方成正比，在湍流区颗粒的沉降 速度与颗粒直径的 0.5 次方成正比。 二选择 1 流体在管内流动时，如要测取管截面上的流速分布，应选用A流量计测量。 A 皮托管 B 孔板流量计 C 文丘里流量计 D 转子流量计
2离心泵开动以前必须充满液体是为了防止发生A A气缚现象B汽蚀现象C汽化现象D气浮现象 3离心泵的调节阀开大时,B A吸入管路阻力损失不变 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 4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_C A增大 B减小 C不变 D不能判断 5流体流动时的摩擦阻力损失h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 6在完全湍流时(阻力平方区),粗糙管的摩擦系数λ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 7孔板流量计的孔流系数C当R增大时,其值B A总在增大B先减小,后保持为定值C总在减小D不定 8已知列管换热器外壳内径为600mm,壳内装有269根25×2.5m的换热管,每小时有5 ×10kg的溶液在管束外侧流过,溶液密度为810kg/m3,粘度为1.91×10-Pa·s,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 9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检査进口管路是否有泄漏现象 D检查出口管路阻力是否过大 10某液体在内径为d的水平管路中稳定流动,其平均流速为o,当它以相同的体积流量 通过等长的内径为d2(d2=db/2)的管子时,若流体为层流,则压降Δp为原来的C倍 三计算 1为测量腐蚀性液体贮槽中的存液量,采用图示的装置。测量时通入压缩空气,控制调节 阀使空气缓慢地鼓泡通过观察瓶。今测得U形压差计读数为R=130mm,通气管距贮槽底面 h=20cm,贮槽直径为2m,液体密度为980kg/m3。试求贮槽内液体的贮存量为多少吨? 解:由题意得:R=130mm,h=20m,D=2m,p=980kg/m3,Pmg=13600kg/m3 (1)管道内空气缓慢鼓泡υ=0,可用静力学原理求解。 (2)空气的ρ很小,忽略空气柱的影响。 观察瓶压缩空气 Hog= R 136000.13=1.8m W==TD(H +h) =0.785×22×(1:8+02)×980=615吨) ◆h 2测量气体的微小压强差,可用附图所示的双液杯式微差压计。两杯中放有密度为P1的液 体,U形管下部指示液密度为P2,管与杯的直径之比dD。试证气罐中的压强PB可用下式
2 离心泵开动以前必须充满液体是为了防止发生A。 A 气缚现象 B 汽蚀现象 C 汽化现象 D 气浮现象 3 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 4 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 C 。 A 增大 B 减小 C 不变 D 不能判断 5 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 6 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 Re C 取决于相对粗糙度 D 与粗糙度无关 7 孔板流量计的孔流系数 C0 当 Re 增大时，其值 B 。 A 总在增大 B 先减小，后保持为定值 C 总在减小 D 不定 8 已知列管换热器外壳内径为 600mm，壳内装有 269 根25×2.5mm 的换热管，每小时有 5 ×104 kg 的溶液在管束外侧流过，溶液密度为 810kg/m3，粘度为 1.91×10－3 Pa·s，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 9 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 10 某液体在内径为 d0 的水平管路中稳定流动，其平均流速为 u0，当它以相同的体积流量 通过等长的内径为 d2(d2=d0/2)的管子时，若流体为层流，则压降p 为原来的 C 倍。 A 4 B 8 C 16 D 32 三计算 1 为测量腐蚀性液体贮槽中的存液量，采用图示的装置。测量时通入压缩空气，控制调节 阀使空气缓慢地鼓泡通过观察瓶。今测得 U 形压差计读数为 R=130mm，通气管距贮槽底面 h=20cm，贮槽直径为 2m，液体密度为 980kg/m3。试求贮槽内液体的贮存量为多少吨？ 解：由题意得：R=130mm，h=20cm，D=2m， = 980kg/ 3 m ， Hg = 3 13600kg / m 。 （1）管道内空气缓慢鼓泡 u=0，可用静力学原理求解。 （2）空气的 很小，忽略空气柱的影响。 Hg = R Hg g H R m Hg 0.13 1.8 980 13600 = . = = 0.785 2 (1.8 0.2) 980 6.15(吨） ( ) 4 1 2 2 = + = W = D H + h 2 测量气体的微小压强差，可用附图所示的双液杯式微差压计。两杯中放有密度为 1 的液 体，U 形管下部指示液密度为 2 ，管与杯的直径之比 d/D。试证气罐中的压强 B p 可用下式 观察瓶 压缩空气 H R h
计算 Pb=Pa p2-p1-hgp, 证明:作1-1等压面,由静力学方程得: Pa+pig=PB+Ahp,g+hp2g M=h一一代入(1)式得 P hp,g=PR+pig+hp,g D- 即PB=Pa-g(P2-p1)g-hg 3利用流体平衡的一般表达式φ=D(kd+hay+Zdz)推导大气压p与海拔高度h之间 的关系。设海平面处的大气压强为Pa,大气可视作等温的理想气体 解:大气层仅考虑重力,所以: 又理想气体O、DM 其中M为气体平均分子量,R为气体通用常数 PM g dh 积分整理得P=Pep-h
计算： 2 2 2 1 1 ( ) D d pB = pa − hg − − hg 证明： 作 1-1 等压面，由静力学方程得： Pa + h1g = PB + h1g + h 2 g （1） 2 2 4 4 h D h d = 2 2 D d h = h 代入（1）式得： g h g D d Pa h g PB h 2 1 2 2 + 1 = + + 即 2 2 2 1 1 ( ) D d PB = Pa − hg − g − hg 3 利用流体平衡的一般表达式 dp = (Xdx + Ydy + Zdz) 推导大气压 p 与海拔高度 h 之间 的关系。设海平面处的大气压强为 a p ，大气可视作等温的理想气体。 解： 大气层仅考虑重力，所以： X=0， Y=0， Z=-g， dz=dh dp = −gdh 又理想气体 RT pM = 其中 M 为气体平均分子量，R 为气体通用常数。 gdh RT pM dp = − = − P h P dh RT Mg p dp a 0 积分整理得 exp[ h] RT Mg P = Pa −
4如图所示,用泵将水从贮槽送至敞 口高位槽,两槽液面均恒定不变,输送 管路尺寸为83×3.5mm,泵的进出口管 道上分别安装有真空表和压力表,真空 表安装位置离贮槽的水面高度H为 4.8m,压力表安装位置离贮槽的水面高 H 度H2为5m。当输水量为36m/h时,进水 管道全部阻力损失为1.96J/kg,出水管 Hi 道全部阻力损失为4.9J/kg,压力表读 数为2.452×105Pa,泵的效率为70% 水的密度p为1000kg/m2,试求: (1)两槽液面的高度差H为多少? (2)泵所需的实际功率为多少kW? (3)真空表的读数为多少kgf/cm2? 解:(1)两槽液面的高度差H 在压力表所在截面2-2′与高位槽液面3-3′间列柏努利方程,以贮槽液面为基准水平面, 得: p=gH+2+2+∑ 其中,∑h2=49/kg,B=0m=0 p2=2.452X10Pa,H2=5mu2=Ss/A=2.205m/s 代入上式得:H=5+2205 0549 29.74m 2×9.81 981981 (2)泵所需的实际功率 在贮槽液面0-0′与高位槽液面3-3′间列柏努利方程,以贮槽液面为基准水平面,有: lo Po 2 ∑ 其中,∑b3=68649J/g,D=D=0m=D=0,B=0,B=2m 代入方程求得:=2980DW,=p=360×10010g5 n=70,N 4.27k (3)真空表的读数 在贮槽液面0-0′与真空表截面1-1′间列柏努利方程,有: po +=gH +∑ 其中,∑h1=19/kg,B=0,m=m=B=48mD=.205m6
4 如图所示，用泵将水从贮槽送至敞 口高位槽，两槽液面均恒定不变，输送 管路尺寸为83×3.5mm，泵的进出口管 道上分别安装有真空表和压力表，真空 表安装位置离贮槽的水面高度 H1 为 4.8m，压力表安装位置离贮槽的水面高 度 H2 为 5m。当输水量为 36m3 /h 时，进水 管道全部阻力损失为 1.96J/kg，出水管 道全部阻力损失为 4.9J/kg，压力表读 数为 2.452×105 Pa，泵的效率为 70%， 水的密度为 1000kg/m3，试求： （1）两槽液面的高度差 H 为多少？ （2）泵所需的实际功率为多少 kW？ （3）真空表的读数为多少 kgf/cm2？ 解：（1）两槽液面的高度差 H 在压力表所在截面 2-2´与高位槽液面 3-3´间列柏努利方程，以贮槽液面为基准水平面， 得： + + = + + + ,2−3 3 2 2 3 2 2 2 2 2 hf u p gH u p gH 其中， hf ,2−3 = 4.9J / kg , u3=0, p3=0, p2=2.452×10 5 Pa, H2=5m, u2=Vs/A=2.205m/s 代入上式得： H 29.74m 9.81 4.9 1000 9.81 2.452 10 2 9.81 2.205 5 2 5 − = + = + （2）泵所需的实际功率 在贮槽液面 0-0´与高位槽液面 3-3´间列柏努利方程，以贮槽液面为基准水平面，有： + + + = + + + ,0−3 3 2 0 3 2 0 0 2 2 e hf u p W gH u p gH 其中， hf ,0−3 = 6.864.9J / kg , u2= u3=0, p2= p3=0, H0=0， H=29.4m 代入方程求得： We=298.64J/kg， W V kg s s s 1000 10 / 3600 36 = = = 故 Ne = Ws We = 2986.4w ， η=70%， kw N N e = = 4.27 （3）真空表的读数 在贮槽液面 0-0´与真空表截面 1-1´间列柏努利方程，有： + + + = + + + ,0−1 1 2 1 1 0 2 0 0 2 2 hf u p gH u p gH 其中， hf ,0−1 =1.96J / kg , H0=0， u0=0, p0=0, H1=4.8m, u1=2.205m/s H H1 H2
22052 代入上式得,P=10098×48-2-+196)=-515×10a 0.525kg//cm2 5两敞口贮槽的底部在同一水平面上,其间由一内径75mm 长200m的水平管和局部阻力系数为0.17的全开闸阀彼此相 连,一贮槽直径为7m,盛水深7m,另一贮槽直径为5m,盛 水深3m,若将闸阀全开,问大罐内水平将到6m时,需多长 时间?设管道的流体摩擦系数λ=002。 解:在任一时间t内,大罐水深为H,小罐水深为h 大罐截面积=-丌×72=38465m 小罐截面积=x×52=19.625m2 当大罐水面下降到H时所排出的体积为: =(7-H)×38465 这时小罐水面上升高度为x; 所以 x=38465(7-H)/19625=13.72-1.96H 而 h=x+3=16.72-1.96H 在大贮槽液面1-1′与小贮槽液面2-2′间列柏努利方程,并以底面为基准水平面,有: 1++B=2+2+22+∑h 2g Pg 其中 u =u,= P1=P2=大气压,u为管中流速, 1=H z,=16.72-1.96H ∑ h-=(5+A d2g=(0.17+002x200、u2 =2.727 0.0752g 代入方程得 2.96H-1672=2727t2 296H-16.72 2.727 若在d时间内水面从H下降HdH,这时体积将变化为-38.465dH,则: (075)2√2.96H-16.72)/2.727d=-3846H dt 38465dH -8722.16dH 0785(075)2√(296H-16.72)/2.727√1085H-6131
代入上式得， 2 4 2 1 0.525 / 1.96) 5.15 10 2 2.205 1000(9.81 4.8 kgf cm p Pa = − = − + + = − 5 两敞口贮槽的底部在同一水平面上,其间由一内径 75mm 长 200m 的水平管和局部阻力系数为 0.17 的全开闸阀彼此相 连，一贮槽直径为 7m，盛水深 7m，另一贮槽直径为 5m，盛 水深 3m，若将闸阀全开，问大罐内水平将到 6m 时，需多长 时间？设管道的流体摩擦系数 = 0.02 。 解：在任一时间 t 内，大罐水深为 H，小罐水深为 h 大罐截面积= 2 2 7 38.465 4 1 = m ， 小罐截面积= 2 2 5 19.625 4 1 = m ， 当大罐水面下降到 H 时所排出的体积为： Vt = (7 − H)38.465 ， 这时小罐水面上升高度为 x； 所以 x = 38.465(7 − H)/19.625 = 13.72 −1.96H 而 h = x +3 =16.72−1.96H 在大贮槽液面 1-1´与小贮槽液面 2-2´间列柏努利方程，并以底面为基准水平面，有： + + = + + + ,1−2 2 2 2 2 1 2 1 1 2 2 hf g p g u z g p g u z 其中 u1 = u2 = 0 p1 = p2 = 大气压， u 为管中流速， z1 = H ， z2 =16.72 −1.96H 2 2 2 ,0 1 2.727 2 ) 0.075 200 (0.17 0.02 2 ( ) u g u g u d l hf − = + = + = 代入方程得： 2 2.96H −16.72 = 2.727u 2.727 2.96 −16.72 = H u 若在 dt 时间内水面从 H 下降 H-dH，这时体积将变化为-38.465dH，则： (0.075) 2.96H 16.72)/ 2.727dt 38.465dH 4 2 （ − = − 故 1.085 6.131 8722.16 0.785(0.075 2.96 16.72)/ 2.727 38.465 2 − − = − − = H dH H dH dt ）（