第一章流體流動習題掌握以下內容：流體的主要物性（密度、粘度）數據求取及換算；流體靜力學基本方程式的應用；連續性方程、柏努利方程的物理意義、適用條件、解題要點；兩種流型的比較和工程處理方法；流動阻力的計算；管路計算和流量測量。了解以下內容：牛頓型和非牛頓型流體的流變特性以及邊界層的相關概念；管路的構成管件及閥門的作用；因此分析的方法。1工程大氣壓(at)=98070Pa=1kgf/cm2=0.9807bar=10mH2O=735.6mmHg圖絕對壓力、表壓和真空度的關系（a）測定壓力>大氣壓（b）測定壓力<大氣壓絕對壓力測定壓力表壓大氣壓當時當地大氣壓（表壓為零）絕對壓力為零真空度絕對壓力測定壓力（a）（b）1.牛頓粘性定律用內摩擦力的表達式為_____________.用剪應力的表達式為____________.答案：F=μAdu/dy;τ=μdu/dy2.當地大氣壓為750mmHg時,測得某體系的表壓為50mmHg,則該體系的絕對壓強為_________mmHg,真空度為_______mmHg.答案：800;-503.計算流體局部阻力損失的方法有:_______________,_________________,其相應的阻力損失計算公式為_______________,____________________。答案：當量長度法;阻力系數法;hf=λ(le/d)(u2/2g);hf=ζ(u2/2g);4.理想流體是指________________________________；而實際流體是指___________________________。答案：沒有粘性、沒有摩擦阻力、液體不可壓縮；具有粘性、有摩擦力、液體可壓縮、受熱膨脹、消耗能量。5.牛頓粘性定律表達式為______________，其比例系數(粘度)的物理意義是_____________________。答案：τ＝F/A＝μdu/dy；在單位接觸面積上，速度梯度為1時，流體層間的內摩擦力。6.流體流動的型態用_____來判斷，當________時為湍流，當________時為滯流，當______時為過渡流。答案：雷諾準數，Re≥4000，Re≤2000，Re在2000-4000之間。7.化工生產中，物料衡算的理論依據是_________________，熱量衡算的理論基礎是________________。答案：質量守恒定律，能量守恒定律。8.當流體的體積流量一定時,流動截面擴大,則流速__________,動壓頭___________,靜壓頭___________。答案：減少，減少，增加。9.流體的粘度指______________________________________。粘度隨溫度變化而變化,液體的粘度隨溫度升高而________；氣體的粘度則隨溫度升高而________。答案：流體流動時,相鄰流體層間,在單位接觸面上,速度梯度為1時,所產生的內摩擦力減少增大10.液柱壓力計量是基于______________原理的測壓裝置,用U形管壓強計測壓時,當壓強計一端與大氣相通時,讀數R表示的是_________或___________。答案：流體靜力學；表壓；真空度11.應用柏努利方程所選取的截面所必須具備的條件是______________,______________，____________，__________________。答案：處于穩定段，連續，垂直于流體流動方向，流體平行流動12.若Re值已知時,則流體在圓形管內呈層流時的摩擦系數λ=________,在管內呈湍流時,摩擦系數λ與_______、_______有關。答案：64/Re;Re;ε/d13.孔板流量計和轉子流量計的最主要區別在于：前者是恒______,變_____；后者是恒_________,變_________。答案：截面；壓差；壓差；截面14.液體的粘度隨溫度升高而________,氣體的粘度隨溫度的升高而_______。答案：減小；增大15.若流體在圓形直管中作滯流流動,其速度分布呈_______型曲線,其管中心最大流速是平均流速的____倍,摩擦系數λ與Re的關系為_________。答案：拋物線；2倍；λ＝64/Re16.牛頓粘性定律的數學表達式為_________________,牛頓粘性定律適用于________型流體。答案：τ=μdu/dy；牛頓17.流體做層流流動時,管內平均流速是最大流速的____倍,湍流時,管內平均流速是最大流速的______倍。答案：0.5；約0.818.流體在管路中作連續穩態流動時，任意兩截面流速與管徑的關系為______________，所以,流速隨著管徑的減小而________。答案：u1/u2=d22/d12增大19.流體流動時產生摩擦阻力的根本原因是__________________.答案：.流體具有粘性20.按照化工單元操作所遵循的基本規律的不同,可將單元操作分為_________、__________、________。答案.動量傳遞、熱量傳遞、質量傳遞21.流體沿壁面流動時,有顯著速度梯度的區域稱為_____________。答案：.流動邊界層22.液體在等直徑的管中作穩態流動,其流速沿管長______,由于有摩擦阻力損失,靜壓強沿管長_______。答案：不變；降低23.穩態流動是指流動系統中,任一截面上流體的流速、壓強、密度等物理量僅隨_____________________。答案：.位置而變，而均不隨時間變。二、選擇題：1.流體在圓管內流動時,若為湍流時,平均流速與管中心的最大流速的關系為（）A.Um＝1/2UmaxB.Um＝0.8UmaxC.Um＝3/2Umax答案：B2.從流體靜力學基本方程可得知，U型管壓力計測量的壓強差()A.與指示液密度、液面高度有關,與U形管粗細無關B.與指示液密度、液面高度無關,與U形管粗細有關C.與指示液密度、液面高度無關,與U形管粗細無關答案：A3.流體的層流底層越薄，則()。A.近壁面速度梯度越小B.流動阻力越小C.流動阻力越大D.流體湍動程度越小答案：C4.為提高微差壓強計的測量精度，要求指示液的密度差()。A.大B.中等C.越小越好D.越大越好答案：C5.一個工程大氣壓等于()Pa;()Kgf.cm-2。A.1.013×105B.9.8×104C.1D.1.5答案：BC6.轉子流量計的主要特點是()。A.恒截面、恒壓差；B.變截面、變壓差；C.恒流速、恒壓差；D.變流速、恒壓差。答案：C7.層流與湍流的本質區別是：()。A.湍流流速>層流流速；B.流道截面大的為湍流，截面小的為層流；C.層流的雷諾數<湍流的雷諾數；D.層流無徑向脈動，而湍流有徑向脈動答案：D8.圓管內流動流體湍流時的雷諾準數值應為（）A.Re<2000B.Re>4000C.Re=2000～4000答案：B9.流體在管路中作穩態流動時,具有（）的特點。A.呈平緩的滯流B.呈勻速運動C.在任何截面處流速、流量、壓強等物理參數都相等；D.任一截面處的流速、流量、壓強等物理參數不隨時間而變化答案：D10.表壓與大氣壓、絕對壓間的關系是（）。A.表壓＝絕對壓-大氣壓B.表壓＝大氣壓-絕對壓C.表壓＝絕對壓+真空度答案：A11.流體流動時產生摩擦阻力的根本原因是（）。A.流動速度大于零B.管邊不夠光滑C.流體具有粘性答案：C12.流體在管內流動時,滯流內層的厚度隨流速的增加而（）。A.變小B.變大C.不變答案：A13.圓管的摩擦系數λ=64/Re的適用流型是（）。A.滯流B.過渡流C.湍流答案：A14.為使U形壓差計的靈敏度較高,應使指示液和被測流體的密度差（）。A.偏大B.偏小C.越大越好答案：B15.設備內的真空度愈高,即說明設備內的絕對壓強（）。A.愈大B.愈小C.愈接近大氣壓、答案：B16.在靜止的、連續的、同一液體中,處于同一水平面上各點的壓強（）A.均相等B.不相等C.不一定相等答案：A17.流體在圓管內作滯流流動時,阻力與流速的（）成比例,作完全湍流時,則阻力與流速的（）成比例。A.平方B.五次方C.一次方答案：CA18.流體在管內作湍流流動時,滯流內層的厚度隨雷諾數Re的增大而（）。A.增厚B.減薄C.不變答案：B19.將管路上的閥門關小時,其阻力系數（）。A.變小B.變大C.不變答案：B20.u2/2的物理意義是表示流動系統某截面處（）流體具有的動能。A.1kgB.1NC.1m答案：A21.流體流動時產生阻力的根本原因是流體流動（）。A.遇到了障礙物；B.與管壁產生摩擦C.產生了內摩擦切向力答案：C22.轉子流量計的設計原理是依據（）。A.流動的速度B.液體對轉子的浮力C.流動時在轉子的上、下端產生了壓強差。答案：C23.公式λ=64/Re僅適用于流體在（）管內作（）時應用。A.湍流B.滯流C.各種流動型態D.圓形E.非圓形答案：DB24.轉子流量計的主要特點是（）A.恒截面、恒壓差B.變截面、變壓差C.變截面、恒壓差答案：C三、判斷題：

1.流體在園管內作穩定流動時,其流速與管徑的一次方成反比。（）×2.流體在園管內的流動阻力主要有沿程阻力和局部阻力。（）√3.化工單元操作是一種物理操作,只改變物質的物理性質而不改變其化學性質。√4.在穩態流動過程中,流體流經各截面處的體積流量相等。（）×5.當輸送流體的管子的管徑一定時，增大流體的流量，則雷諾準數減少。（）×6.流體在等徑的管中作穩態流動時,由于有摩擦阻力損失,因此流體的流速沿管長而逐漸變小。（）×7.當流體充滿圓管作穩態流動時,單位時間通過任一截面的體積流量相等。×8.流體作層流流動時,摩擦系數λ只是Re的函數,而與管壁的粗糙度無關。（√）9.在相同的設備條件下,密度越大,粘度越小的流體越易形成湍流狀態。（）√10.牛頓粘性定律是：流體的粘度越大,其流動性就越差。()×11.孔板流量計是文丘里流量計的改進,其壓頭損失比文氏流量計小得多。×12.為了提高壓強計的靈敏度以測量微小的壓強差,可采用微差壓強計。當其中的兩指示液密度相差越大時,其靈敏度就越高。（）×13.經過大量實驗得出,雷諾Re<2000時,流型呈層流,這是采用國際單位制得出的值,采用其他單位制應有另外數值。()×14.流體在管內以湍流流動時,在近管壁處存在層流內層,其厚度隨Re的增大而變薄。（）√15.表壓強就是流體的真實壓強。（）×16.設備內的真空度愈高表明絕對壓強愈大。（）×17.一般情況下氣體的粘度隨溫度的升高而增大；液體的粘度隨溫度的升高而減小。（）√18.用U形管液柱壓差計測量流體壓強差時,測壓管的管徑大小和長短都會影響測量的準確性。（）×19.流體在圓管內流動時,管的中心處速度最大,而管壁處速度為零。（）√20.穩定流動時,流體的流速、壓強、密度等均不隨時間和位置而變。（）×21.流體在管內作穩定湍流時,當Re一定時,摩擦系數λ隨管子的相對粗糙度的增加而增大。（）√22.柏努利方程中的P/（ρg）表示1N重的流體在某截面處具有的靜壓能,又為靜壓頭。（）√23.流體阻力產生的根本原因是由于流體與壁面之間的摩擦引起的。（）×24.液體在圓形管中作滯流流動時,其它條件不變,僅流速增加一倍,則阻力損失增加一倍（）√25.穩定流動時,液體流經各截面的質量流量相等；流經各截面處的體積流量也相等（）√26.理想流體流動時,無流動阻力產生。（）√27.流體在水平管內作穩定連續流動時,直徑小處,流速增大；其靜壓強也會升高。（）×28.在靜止的、處于同一水平面上的、各點液體的靜壓強都相等。（）×29.實驗證明,當流體在管內流動達完全湍流時,λ與雷諾數的大小無關。（）√用泵自敞口貯油池向敞口高位槽輸送礦物油，流量為38.4T/h,高位槽中液面比油池中液面高20m,管路總長(包括閥門及管件的當量長度)430m,進出口阻力不計。管徑為φ108×4mm,若油在輸送溫度下的比重為0.96,粘度為3430cp,求泵所需的實際功率,設泵的效率η=50%。【解】對貯油池液面至高位槽液面列柏努利方程：He=△Z+λ[(l+Σle)/d](u2/2g)△Z=20ml+Σle=430md=108-2×4=100mm=0.1mu=Vs/0.785d2=38400/3600×0.785×0.12×960=1.415m/sRe=duρ/μ=0.1×1.415×960/3430×10-3=39.6<2000λ=64/Re=64/39.6=1.616He=20+1.616×(430/0.1)×(1.4152/2×9.81)=729.2mN=QHeρg/η=38400×729.2×9.81/(3600×0.5×1000)=152.6kw用離心泵經φ57×3.5mm的鋼管,將敞口貯槽內的有機溶劑(密度為800kg/m3,粘度為20cp)輸送到反應器中。設貯槽內的液面離反應器內的液面高度保持16m，見附圖。已知鋼管總長度(包括局部阻力當量長度)為25m，反應器內的壓力恒定為4kgf/cm2(表壓),有機溶液輸送量為6m3/h,試確定泵提供的壓頭。【解】取敞口貯槽液面為1-1截面，反應器內液面為2-2截面，在1-1與2-2截面間列柏努利方程，并以1-1截面為基準面：gZ1+(u12/2)+(p1/ρ)+We=gZ2+(u22/2)(p2/