流體流動(dòng)測(cè)驗(yàn)題及參考答案

1、流體流動(dòng)一 選擇與填空（4× 15 共 60 分）1.孔板流量計(jì)和轉(zhuǎn)子流量計(jì)的最主要區(qū)別在于：前者是恒_，變 _；后者是恒 _，變 _。 邊長(zhǎng)為 0.5m 的正方形通風(fēng)管道 , 其當(dāng)量直徑為 _。答：截面，壓差，壓差，截面；0.5。2.當(dāng) Re為已知時(shí)，流體在圓形管內(nèi)呈層流時(shí)的摩擦系數(shù) =_ ，在粗糙管內(nèi)呈湍流時(shí)，摩擦系數(shù) 與 _、 _有關(guān)。答：64/Re ， Re ， /d3.對(duì)如圖所示的測(cè)壓裝置，分別寫(xiě)出 1 2的計(jì)算式。（）圖 _ ，（）圖 _ ，（）（ m ）（） 4下圖中高位槽液面保持恒定，液體以一定流量流經(jīng)管路，與兩段長(zhǎng)度相等，管徑與管壁粗糙度相同，則：ab_ _ cd，

2、 f ab_ _ f cd， R1_ _R2( 填 、)1 / 55 層流與湍流的本質(zhì)區(qū)別是：_。湍流流速>層流流速流道截面大的為湍流，截面小的為層流層流的雷諾數(shù)<湍流的雷諾數(shù)層流無(wú)徑向脈動(dòng)，而湍流有徑向脈動(dòng)6水從大管流入小管，管材相同， d 大 2d 小, 管內(nèi)流動(dòng)為層流，則小管每米直管中因流動(dòng)阻力產(chǎn)生的壓降是大管中的_倍？A、 8B、 16C、 32D、 32二 計(jì)算題1某流化床反應(yīng)器上裝有兩個(gè)U 管壓差計(jì)，如本題附圖所示。測(cè)得R1 = 400 mm， R2 = 50 mm，指示液為水銀。為防止水銀蒸氣向空間擴(kuò)散，在右側(cè)的U 管與大氣連通的玻璃管內(nèi)灌入一段水，其高度R3 =50

3、 mm。求 A、 B 兩處的表壓強(qiáng)。解： U管壓差計(jì)連接管中是氣體，其密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于水銀及水的密度，由氣柱高度所產(chǎn)生的壓強(qiáng)差可以忽略。設(shè)R2 下端為 C 點(diǎn)， R1 下端為 D 點(diǎn)，因此可認(rèn)為P A PC,P B PD。PA PC = H2OgR3 + HggR2= 1000× 9.81 × 0.05 + 13600×9.81 × 0.05= 7161 N/m2（表壓）PB PD = P A + HggR1= 7161 + 13600 × 9.81 × 0.44 2= 6.05 × 10 N/m （表壓）2 水以 2.5m/s

4、 的流速流經(jīng)38× 2.5 mm的水平管，此管以錐形管與另一38×3 mm的水平管相連。如附圖所示，在錐形管兩側(cè)A、 B 處各插入一垂直玻璃管以觀察兩截面的壓強(qiáng)。若水流經(jīng)A、B 兩截面間的能量損失為1.5 J/kg ，求兩玻璃管的水面差（以mm記），3并在本題附圖中畫(huà)出兩玻璃管中水面的相對(duì)位置。（水的密度取為1000 kg/m ）解：上游截面 A-A，下游截面 B-B，通過(guò)管子中心線作基準(zhǔn)水平面。在兩截面間列柏努利方程式。gZ Au A2p AgZ Bu B2pBhf A ,B22式中 Z A = Z B = 0 ， uA = 2.5 m/s， hf A,B = 1.5 J

5、/kg根據(jù)連續(xù)性方程式，對(duì)于不可壓縮流體u A d A2u B d B24422有u Bu Ad A2.5331.23m/sdB47兩截面的壓強(qiáng)差為p Bp Au A2u B22hf A , B=2.5 21.2321.5 1000 = 868.55 N/m22即p Bp A868.550.10288.6 mmH2O由于 p B88 .6p A p B p A3. 用離心泵將水從儲(chǔ)槽送至水洗塔的頂部，槽內(nèi)水位維持恒定，各部分相對(duì)位置如本題附圖所示。 管路的直徑均為76× 2.5 mm。在操作條件下， 泵入口處真空表的讀數(shù)為24.66× 103hf 12u 2 與Pa ；水流

6、經(jīng)吸入管與排出管（不包括噴頭）的能量損失可分別按hf 210u 2 計(jì)算。由于管徑不變，故式中u 為吸入或排出管的流速m/s。排水管與噴頭處的壓強(qiáng)為 98.07 × 103Pa（表壓）。求泵的有效功率。 （水的密度取為1000 kg/m3）解：（ 1）水在管內(nèi)的流速與流量設(shè)儲(chǔ)槽水面為上游截面1-1 ，真空表連接處為下游截面2-2 ，并以截面1-1 為基準(zhǔn)3 / 5水平面。在兩截面間列柏努利方程。gZ 1u12p1gZ 2u 22p 2hf221式中 Z1= 0212= -24.66×103Pa （表壓）， Z = 1.5 m ， p= 0 （表壓），pu1 0， hf12u

7、 2將上列數(shù)值代入柏努利方程式，解得水在管內(nèi)的流速u2u 2246609.81 1.5 / 2.52 m/s1000水的流量 w s = uA =20.07121000 7.92kg/s4（ 2）泵的有效功率設(shè)儲(chǔ)槽水面為上游截面 1-1 ，排水管與噴頭連接處為下游截面 2-2 ，仍以截面 1-1 為基準(zhǔn)水平面。在兩截面間列柏努利方程。u12p1w egZ 2u 22p2hf 1hf 2gZ 122式中 Z1= 0 ， Z = 14 m ， u 0，u= 2 m/s ，p= 0 （表壓）2121p2=98.07 × 103 Pa （表壓）， hf 1 hf 2 2u 2 10u 212

8、u2將上列數(shù)值代入柏努利方程式，解得w e9.81 1498070 12.5 22285.41J/kg1000泵的有效功率N e = we· ws = 285.41 × 7.92 = 2260 W4. 如下圖所示的輸水系統(tǒng) , 用泵將水池中的水輸送到敞口高位槽, 管道直徑均為 83×3.5mm, 泵的進(jìn)、出管道上分別安裝有真空表和壓力表，真空表安裝位置離貯水池的水面高度為 4.8m,壓力表安裝位置離貯水池的水面高度為5m。當(dāng)輸水量為3時(shí)，進(jìn)水管道的36m/h全部阻力損失為1.96J/kg ，出水管道的全部阻力損失為4.9J/kg ，壓力表的讀數(shù)為2.5kgf/cm

9、2，泵的效率為70%，試求：兩液面的高度差H為多少 m?泵所需的實(shí)際功率為多少KW?真空表的讀數(shù)多少kgf/cm 2?4 / 5解：取截面 0-0, 1-1, 2-2, 3-3如圖 ,在截面 2-2 和 3-3 間列柏努利方程以2-2 為基準(zhǔn)面 ( 目的求 H3)H g+(p/ )+(u2g +(p/ )+(u22/2)=H333/2)+hf2-322 1at=9.807 × 104N/m2=1kg/cm 2u=Q/A=(36/3600)( /4)0.0762=2.21m/s(2.5 × 9.807 × 104/10 3)+(2.21 2/2)=H 3×

10、 9.81+4.9245.2+2.44=9.81H3 +4.9H3 =242.74/9.81=24.74m3H=H+5=24.74+5=29.74m在 0-0 和 3-3間列柏努利方程以0-0 為基準(zhǔn)面 ( 求 We)H0g+(p 0/ )+(u220 /2)+We=Hg +(p 3/ )+(u 3 /2)+hf 0-3We=Hg +h0-3=29.74 × 9.81+(1.96+4.9)=298.62J/kgfMs=Vs =(36/3600) × 103=10kJ/sNe=Ms· We= 10× 298.62WN實(shí) =Ne/ =2986.2/0.70=4267W=4.267kW在 C-C 和 H 間列柏氏方程以0-0 為