·16· 化工原理学习辅导与习题解答 【解】下标“1”和“2”分别表示支路ACB和ADB,因并联支路的阻力损失相 等，所以 20 =18 1:号+5+5c0.03×0.08+0.17+5 9m=4=√1.8=1.34 gvz u2 此例说明，对于并联管路，若各支管长度不等，即使直径相同，也会导致流量分 配的不均匀，使并联设备不能发挥应有的作用，这一点在并联管路的设计中必须充 分注意。 习题 一、填空题 1.雷诺数Re的表达式为 -。当密度p=1000kg/m3,黏度u=1×10-3Pa·s 的水，在内径为d=10mm的管中以流速0.15m/s流动时，其雷诺数Re为 ,其流动形态为 2.某流体在圆管中呈层流流动，今用毕托管测得管中心的最大流速为2/s,此时 管内的平均流速为 3.当大气压为99991.5Pa时，测得某体系的表压为10Pa,则该体系的绝对压力 为 Pa,真空度为 Pa。 4.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11.8 kg/s,其体积流量为 ,平均流速为 5.当20℃的甘油(p=1261kg/m3,4=1.499Pa·s)在内径为100mm的管内流 动时，若流速为1.0m/s,则其雷诺数Re为 一，其摩擦系数入为 6.某长方形截面的通风管道，其截面尺寸为30mm×20mm,当量直径d.为 7.计算管道流体局部阻力的方法有和■ ,其相应的阻力计算公式分别 为 和 8.管出口的局部阻力系数等于 ,管人口的局部阻力系数等于」 9.牛顿黏性定律的表达式为，其中，黏度的物理意义是 10.流体流动形态用一来判断，当一时为湍流，当一时为层流，当 时为过渡流。 11.流体体积流量一定时，若管路的有效截面扩大，则流速，动压头， 静压头
第一章流体流动 ·17· 12.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 头 13.当大气压为99324.89Pa时，测得一容器内的绝对压力为46662.7Pa,则真 空度为 。测得另一容器内的表压为4795.92Pa,则其绝对压力为 14.套管由57mm×2.5mm和25mm×2.5mm的钢管组成，则环隙的流通截 面面积等于 ,润湿周边等于 一，当量直径等于 15.减小流体在管路中流动阻力的措施有 和 16.当R为已知时，流体在圆形管内呈层流时的摩擦系数A的表达式为 此时的入与 有关。 17.流体在圆形管道中作层流流动，如果只将流速增加一倍，则阻力损失变为原来 的 倍；如果只将管径增加一倍，流速不变，则阻力损失变为原来的 倍 18.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 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」 20.某流体在圆形直管中作层流流动时，其速度分布是 ,其管中心最大流速 为平均流速的」 倍，摩擦系数λ与Re的关系为 21.流体在管内作层流流动时（非阻力平方区），其摩擦系数入与」 有 关。 22.水由散口恒液位的高位槽通过一管道流向恒压的反应器，当管道上的阀门关 小后，水的流量将 ,摩擦系数将」 ,管道总阻力损失将」 23.流体沿壁面流动时，速度梯度显著存在的区域称为 24,已知一密闭管路，管的内径为d,管长为L,液体在管内作稳定连续层流流动， 体积流量为qv,总的阻力损失为h:。现将管的内径换成d/2,其他均不改变， 此时新管路内的流速为 ,流体流动的总阻力损失为」 25./(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 二、选择题 1.层流与湍流的本质区别是()。 A,湍流流速>层流流速 B.流经管道的截面大的为湍流，截面小的为层流 C.层流的雷诺数<湍流的雷诺数 D.层流无径向脉动，而湍流有径向脉动
·18 化工原理学习辅导与习题解答 2.已知20℃时，硫酸的密度为1831kg/m3,黏度为2.54×10-2Pa·s。若将此 硫酸用中48mm×3.5mm的无缝钢管输送，则硫酸达到湍流的最低流速为 ( A.0.135m/s B.1.5m/s C.0.15m/s D.1.35m/s 3.某离心泵人口处真空表的读数为26664.4Pa,当地大气压为101kPa,则泵人 口处的绝对压力为( A.74.3 kPa B.101 kPa C.127.6kPa 4.水由粗管连续地流人细管，作稳定流动，若粗管直径是细管直径的2倍，则细管 流速是粗管流速的()倍。 A.2 B.8 C.4 5.圆管的当量直径( )它的内径。 A.大于 B.等于 C.小于 6.水在圆形直管中作完全湍流时，若输送量、管长和管子的相对粗糙度不变，仅将 其管径缩小一半，则直管阻力将变为原来的()倍。 A.16 B.32 C.1 7.在并联管路中，流体作稳定流动，管子长、直径小，而摩擦系数大的管段，通过的 流量()。 A.与主管相同 B.较大 C.较小 8.相同管径的圆形管道中，分别流动着黏油和清水，若二者的雷诺数R相等，密 度相差不大，而黏度相差很大，则油速( )水速。 A.大于 B.小于 C.等于 9.流体在圆管内作层流流动时，阻力与流速的()成比例，作完全湍流流动时， 则与流速的( )成比例。 A.平方 B.五次方 C.一次方 10.用毕托管来测量气体流速时，测出来的流速是指()。 A.气体的平均流速 B.气体的最大流速 C.毕托管头部所处位置上气体的点速度 11.将管路上的阀门关小时，其阻力系数( A。店小 B.变大 C.不变 12.现要输送45m3/h的水，若管内水的流速取2.5m/s,则可选规格为()的 钢管。 A.76mm×3mm B.88.5mm×4mm C.$108 mmX4 mm 13.u2/2的物理意义是表示流动系统某截面处()流体具有的动能。 A.1 kg B.1N C.1m3 14.转子流量计的工作原理主要是靠流体( )来测量流量的
第一章流体流动 ·19· A.流动的速度 B.对转子的浮力 C,流动时在转子的上、下端产生的压降 15.在一定流量下，流体在并联管路中作稳定连续流动，那么并联管路数目越多， ( A.流体阻力损失越大 B.流体阻力损失越小 C.流体阻力损失与并联管路数目无关 三、判断题 1.实际流体在导管内作稳态流动时，各种形式的能量（或压头）可以相互转化，但 导管任一截面的位压头、动压头与静压头之和为一常数。 () 2.流体在管内以湍流流动时，在近管壁处存在层流内层，其层流层厚度随R的增 大而变小。 ( 3.当量直径可用于计算非圆形管的雷诺数，也可用于计算流体在非圆形管内的流 速 () 4.用U形压差计测量流体压降时，测压管的管径大小和长短都会直接影响测量 的准确性。 ( 5,伯努利方程适用于任何流体的稳定流动过程。 6.流体在并联的各条管路中稳定流动时，能量损失皆相等。 7.流体在水平管内作稳定连续流动时，在流经直径小处，流速会增大，其静压力也 会升高。 () 8.流体阻力产生的根本原因是流体与壁面之间的摩擦。 ( ) 9.在相同设备条件下，密度越大，黏度越小的流体越容易形成湍流。 10.设备内的真空度愈高，则绝对压力愈大。 3 11.一般情况下气体的黏度随温度的升高而增大，而液体的黏度随温度的升高而 减小。 ( ) 12.原油在圆管中作湍流流动时，若管长增加一倍，其他条件不变，则阻力损失增 加一倍 13.为了提高压差计的灵敏度以测量微小的压降，可采用微差压差计。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，R<2000时，流形肯定是层流，这是采用国际单位制得出 的值，采用其他单位制应有另外的数值。 ( 四、计算题 1.如图1-12所示，两个容器与一水银压差计用橡皮管相连接，此两容器中均充满 水，设水银压差计读数R为650mmHg(1mmHg=133.322Pa,全书同)，试求 (1)两容器的压降为多少？ (2)如果将两容器由图(a)改为图(b)位置，则此时的压降和读数有何改变？为 什么？
·20· 化工原理学习辅导与习题解答 图1-12 2.如图1-13所示，某厂的输液系统将某种料液由散口高位槽A输送至一散口搅 拌反应槽B中，输液管为38mm×2.5mm的铜管，已知料液在管中的流速为 um/s,系统的∑hr=20.6u2/2J/kg,因扩大生产，需再建一套同样的系统， 所用输液管直径不变，而要求的输液量需增加30%，问新系统所设的高位槽 的液面需要比原系统增高多少？ 图1-13 图114 3.如图1-14所示，水在内径为250mm的钢管内流动。已知截面1-1'处的流速为 1m/s,测压管中水柱高为1m;在截面2-2处管内径为150mm。试计算在截 面1-1'与截面2-2'处产生的水柱高度差h为多少？（忽略阻力损失） 4.如图1-15所示为水泵进水管的装置。管的规格为57mm×3.5mm,管的下 端位于贮水池水面下2，并装有底阀及滤网，该处的局部压头损失为 12u2/(2g),截面2-2'处的真空度为3.92×10Pa,由1-1'至2-2截面的沿程压 头损失为9u2/(2g)。试求： (1)进水管的流量为多少(m/h)? (2)进水口1-1'处的表压为多少？ 5.如图1-16所示，水在一倾斜管中流动，已知压差计读数为200mm。试问测量