第一章傳能習(xí)題

1、第一章填空題：1、某設(shè)備的真空表讀數(shù)為500mmHg，設(shè)備外環(huán)境大氣壓強(qiáng)為640mmHg，則它的絕對(duì)壓強(qiáng)為_Pa。 2、流體在圓形直管內(nèi)作滯流（層流）流動(dòng)時(shí)，其速度分布呈_形曲線，中心最大速度為平均速度的_倍。此時(shí)摩擦系數(shù)與_無關(guān)，只隨_加大而_。 3、牛頓粘性定律表達(dá)式為_，它只適用于_型流體。 4、內(nèi)摩擦力是流體_的表現(xiàn)，所以又稱為_力或者_(dá)力。 5、流體在圓形直管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，在湍流區(qū)則摩擦系數(shù)與_及_有關(guān)。在完全湍流區(qū)則與雷諾系數(shù)的關(guān)系線趨近于_線。6、粘度的物理意義是_。7、邊長為a的正方形管道，其當(dāng)量直徑de為_。8、在定態(tài)流動(dòng)系統(tǒng)中，水連續(xù)地從粗圓管流入細(xì)圓管，粗管內(nèi)徑為細(xì)管的2倍。

2、則細(xì)管內(nèi)水的流速為粗管內(nèi)流速的_倍。9、流體在圓管內(nèi)流動(dòng)時(shí)的摩擦阻力可分為_和_兩種。局部阻力的計(jì)算方法有_法和_法。10、在靜止的同一種連續(xù)流體的內(nèi)部，各截面上_能與_能之和為常數(shù)。11、法定單位制中，粘度的單位為_,在cgs制中粘度的單位為_，他們之間的關(guān)系是_。12、開口U型管壓差計(jì)是基于_原理的測(cè)壓裝置，它可以測(cè)量管路中_上的_或_。13、流體在管內(nèi)作湍流流動(dòng)時(shí)，在管壁處速度為_,鄰近管壁處存在_層，且Re值越大，則該層厚度越_。14、實(shí)際流體在直管內(nèi)流過時(shí)，各截面上的總機(jī)械能_守恒。因?qū)嶋H流體流動(dòng)時(shí)有_。15、流體在一段裝有若干個(gè)管件的直管中流過的總能量損失的通式為_，它的單位為_。

3、16、定態(tài)流動(dòng)時(shí)，不可壓縮理想流體在管道中流過時(shí)各截面上_相等。它們是_之和，每一種能量_，但可以_。17、柏努利方程是以1Kg不可壓縮流體為基準(zhǔn)推導(dǎo)出的，若用于可壓縮流體時(shí)必須符合_的條件。選擇題：1、判斷流體流動(dòng)類型的是（ ） （A） Eu準(zhǔn)數(shù) （B） Re準(zhǔn)數(shù) （C） /d （D） 2、流體在圓形直管內(nèi)作定態(tài)流動(dòng)，雷諾準(zhǔn)數(shù)Re1500，則其摩擦系數(shù)應(yīng)為（ ）（A） 0.032 （B）0.0427 （C）0.0267 （D）無法確定3、在法定單位制中，粘度的單位為（ ）（A）cp （B）p （C）g/( cm.s ) （D）Pa.s4、在靜止流體內(nèi)部各點(diǎn)的靜壓強(qiáng)相等的必要條件是（ ） （A

4、） 同一種流體內(nèi)部 （B） 連通著的兩種流體 （C） 同一種連續(xù)流體 （D） 同一水平面上，同一種連續(xù)的流體5、在一水平變徑管道上，細(xì)管截面A及粗管截面B與U管壓差計(jì)相連，當(dāng)流體流過時(shí)，U管壓差計(jì)測(cè)量的是（ ） （A）A、B兩截面間的總能量損失 （B）A、B兩截面間的動(dòng)能差（C）A、B兩截面間的壓強(qiáng)差 （D）A、B兩截面間的局部阻力6、管路由直徑為57×3.5mm的細(xì)管，逐漸擴(kuò)大到108×4mm的粗管，若流體在細(xì)管內(nèi)的流速為4m/s。則在粗管內(nèi)的流速為（ ）（A） 2m/s （B）1m/s （C） 0.5m/s （D） 0.25m/s7、氣體在直徑不變的圓形管道內(nèi)作等溫定態(tài)

5、流動(dòng)，則各截面上的（ ） （A） 速度相等 （B） 體積流量相等 （C） 速度逐漸減小 （D） 質(zhì)量流速相等8、湍流與滯流的本質(zhì)區(qū)別是（ ） （A）湍流的流速大于滯流的 （B） 湍流的Re值大于滯流的 （C） 滯流無徑向脈動(dòng)，湍流有徑向脈動(dòng) （D） 湍流時(shí)邊界層較薄9、在阻力平方區(qū)內(nèi)，摩擦系數(shù)（ ）（A） 為常數(shù)，與Re，/d 均無關(guān)（B） 隨Re值加大而減小（C） 與Re值無關(guān)，是/d的函數(shù)（D） 是Re值與/d的函數(shù)10、流體在圓形直管中作滯流流動(dòng)時(shí)，其直管阻力損失與流速u的關(guān)系為（ ）（A） 與u2成正比（B） 與u成正比（C） 與u1.75成正比（D） 與u0.55成正比判斷題：1、在

6、計(jì)算突然擴(kuò)大及突然縮小的局部阻力時(shí)，公式中的流速應(yīng)該用小管中的流速。（ ）2、氣體在圓管內(nèi)作定態(tài)流動(dòng)時(shí)，其流速與管內(nèi)徑的平方成反比。（ ）3、不可壓縮的理想流體在管道內(nèi)作定態(tài)流動(dòng)，若無外功加入時(shí)，則流體在任一截面上的總壓頭為一常數(shù)。（）4、流體在管道任意截面徑向上各點(diǎn)的速度都是相同的，我們把它稱為平均流速。（ ）5、在同一種連續(xù)流體內(nèi)，處于同一水平面上各點(diǎn)的壓強(qiáng)都相等。（）6、某定態(tài)流動(dòng)系統(tǒng)中，若管路上安裝有若干個(gè)管件、閥門和若干臺(tái)泵，則此管路就不能運(yùn)用連續(xù)性方程式進(jìn)行計(jì)算（ ）7、用U管壓力計(jì)測(cè)量管路中兩點(diǎn)的壓強(qiáng)差，其壓差值只與讀數(shù)R和兩流體的密度差有關(guān)，而與U管的粗細(xì)、長短無關(guān)（ ）。計(jì)算

7、題:1、水在附圖所示的水平管內(nèi)流動(dòng)，在管壁A處連接一U形管壓差計(jì)，指示液為汞，密度為13600kg/m3，U形管開口右支管的汞面上注入一小段水（此小段水的壓強(qiáng)可忽略不計(jì)），當(dāng)?shù)卮髿鈮篜a為101.33Pa，水的密度取1000kg/m3，其它數(shù)據(jù)見附圖，求A處的絕對(duì)壓強(qiáng)為多少Pa？ 2、試題： 本題附圖所示，流動(dòng)條件下平均密度為1.1kg/m3的某種氣體在水平管中流過，1-1截面處測(cè)壓口與右臂開口的U管壓差計(jì)相連，指示液為水，圖中，R=0.17m，h=0.3m。求1-1截面處絕對(duì)壓強(qiáng)P1（當(dāng)?shù)卮髿鈮篜a為101.33kP）3、溫度為27的氮?dú)饬鬟^內(nèi)徑為150mm的管道，入口處壓強(qiáng)為150kPa；

8、出口處壓強(qiáng)為120kPa，其流速為20m/s。求質(zhì)量流速G kg/（m2·s）和入口處流速u入。（氮?dú)庠诠艿纼?nèi)的流動(dòng)可按等溫流動(dòng)處理）4、實(shí)驗(yàn)室為了控制流動(dòng)為定態(tài)流動(dòng)，采用帶溢流裝置的高位槽。（如本題附圖）槽內(nèi)水經(jīng)89×3.5mm的管子送至密閉設(shè)備內(nèi)。在水平管路上裝有壓強(qiáng)表，讀數(shù)為6×104Pa。已知由高位槽至壓強(qiáng)表安裝的截面間總能量損失105/kg。每小時(shí)需要水2.85×104kg。求高位槽液面至壓強(qiáng)表安裝處的垂直距離h。5、某車間的輸水系統(tǒng)如右圖中（1）所示，已知出口處管徑為44×2mm，圖中所示管段部分的壓頭損失為3.2×u出2

9、/2g，其它尺寸見圖。（1）求水的體積流量vh；（2）欲使水的體積流量增加20%，應(yīng)將高位槽水面升高多少米？（假設(shè)管路總阻力仍不變）已知管出口處及液面上方均為大氣壓，且假設(shè)液面保持恒定。6、附圖所示，密度與水相同的稀溶液在水平管中作定態(tài)流動(dòng)，管子由38×2.5mm逐漸擴(kuò)至54×3.5mm。細(xì)管與粗管上各有一測(cè)壓口與U型管壓差計(jì)相連，已知兩測(cè)壓口間的能量損失為2J/kg。溶液在細(xì)管的流速為2.5m/s，壓差計(jì)指示液密度為1594kg/m3。求（1）U管兩側(cè)的指示液面哪側(cè)較高？（2）壓差計(jì)讀數(shù)R。7、用泵將出水池中常溫的水送至吸收塔頂部，水面維持恒定，各部分相對(duì)位置如圖所示。輸

10、水管為76×3mm鋼管，排水管出口與噴頭連接處的壓強(qiáng)為6.15×104Pa（表壓），送水量為34.5m3/h，水流經(jīng)全部管道（不包括噴頭）的能量損失為160J/kg。水的密度取1000kg/m3。求：（1）水在管內(nèi)的流速（2）泵的有效功率（kw）8、質(zhì)量濃度為16200kg/h的25%氯化鈉（NaCl）水溶液在50×3mm的鋼管中流過。已知水溶液的密度為1186kg/m3，粘度為2.3×10-3Pa·s。求（1）判斷該水溶液的流動(dòng)類型。（2）計(jì)算在滯流時(shí)的最大流速。9、粘度為0.075Pa·s，密度為900kg/m3的某種油品，以36

11、000kg/h的流量在114×4.5mm的鋼管中作等穩(wěn)定態(tài)流動(dòng)。求（1）該油品流過15m管長時(shí)因摩擦阻力而引起的壓強(qiáng)降Pf為多少？（2）若流量加大為原來的3倍，其它條件不變，在求直管阻力hf，并與（1）的結(jié)果進(jìn)行比較。取鋼管壁面絕對(duì)粗糙度為0.15mm。10、用內(nèi)徑為200mm的管子輸送液體，其Re準(zhǔn)數(shù)為1750，流動(dòng)類型屬滯流。若流體及其流量不變，改用內(nèi)徑為50mm的管子，求：（1）Re （2）判斷流動(dòng)類型。11、用離心泵將貯水池中的水送到高位槽中水池液面與高位槽液面間的垂直距離為35m，定態(tài)流動(dòng)。輸水管直徑為165×4.5mm，管路中直管總長為1300m，所有局部阻力的

12、當(dāng)量長度為50m。若泵的流量為100m3/h，泵的效率為65%，摩擦系數(shù)可取為0.02，水的密度取1000kg/m3。求：泵的軸功率N（kw）。12、將密度為850kg/m3的油品，從貯槽A放至B槽，兩槽液面均與大氣相通。兩槽間聯(lián)接管長為1000m（包括直管長度和所有局部阻力的當(dāng)量長度），管子直徑為0.20m，兩貯槽液面位差為6m，油的粘度為0.1Pa·s。求此管路系統(tǒng)的輸油量為多少m3/h？假設(shè)為定態(tài)流動(dòng)，流程見附圖。13、某車間丙烯精餾塔的回流系統(tǒng)如附圖所示，塔內(nèi)操作壓強(qiáng)為1304kPa（表壓），丙烯貯槽內(nèi)液面上方的壓強(qiáng)為2011kPa（表壓），塔內(nèi)丙烯出口管距貯槽的高度差為30

13、m，管內(nèi)徑為145mm，送液量為40t/h。丙烯的密度為600kg/m3，設(shè)管路全部能量損失為150J/kg。問：將丙烯從貯槽送到塔內(nèi)是否需要用泵？計(jì)算后簡要說明。14、右附圖所示的側(cè)壓分別與三個(gè)設(shè)備A、B、C相連通。連通管下部是泵，上部都是水，三個(gè)設(shè)備內(nèi)液面在同一水平面上。問：（1）在同一水平面上的1、2、3三處壓強(qiáng)是否相同，為什么？（2）在同一水平面上的4、5、6三處壓強(qiáng)是否相等，為什么？（3）若h1=100mm，h2=200mm，且知設(shè)備A直接通大氣（大氣壓強(qiáng)Pa為101.33KPa），求B、C兩設(shè)備內(nèi)水面上方的壓強(qiáng)，以表壓或真空度來表示。答案：填空題：1、該設(shè)備的絕對(duì)壓強(qiáng)=640-50

14、0=140mmHg140×133.321.866×104Pa 2、 拋物線，2，/d，Re，減小。3、或 牛頓4、（ 粘性， 粘滯，粘性摩擦）5、（Re，/d，水平）6、（促使流體流動(dòng)產(chǎn)生單位速度梯度的剪應(yīng)力。）7、（ =4× ）8、（據(jù)()2（）2(2)2=4）9、（ 直管阻力，局部阻力，阻力系數(shù)，當(dāng)量長度。）10、（位，靜壓。）11、（Pa·S，p或cp；1cp1×102 p1×103Pa·S）12、（流體靜力學(xué) ，任意截面 ，表壓強(qiáng) ，真空度）13、（零，滯流（或?qū)恿鳎﹥?nèi) ，?。ɑ蛐。?4、（不， 摩擦阻力）15、（.

15、，J/Kg）16、（總機(jī)械能， 位能、動(dòng)能和靜壓能，不一定相等，互相轉(zhuǎn)換）17、（×100 20%. 要求式中分母 用絕壓）選擇題：1、B 2、B 3、D 4、D 5 、C 6、B 7、D 8、C 9、C 10、B 判斷題：1、 2、× 3、 4、× 5、× 6、× 7、 計(jì)算題：1、解：（1）取U形管中處于同一水平面上的B、C、D三點(diǎn)，根據(jù)等壓點(diǎn)的判定條件可得到PB=PC，PC=PD，于是可得PB=PC=PD （2分）（2）根據(jù)靜力學(xué)基本方程式可得：PD=Pa+RHgg=Pa+0.25Hgg=PB （2分） PA=PB+hH2Og=PD+ h

16、H2Og = Pa+0.25Hgg+0.20H2Og （2分）于是A處的絕對(duì)壓強(qiáng)：PA=101330+0.25×13600×9.81+0.20×1000×9.81=136646Pa=136.646kPa （2分） （共8分）2、解：取圖中等壓面A-A則有：PA=PA （1分）而PA=P1+（h+R）氣g （1分） PA=Pa+R水g （1分）聯(lián)立兩式并整理可得： P1= Pa +R（水-氣）g -h氣g （1分） 因氣<<水，故上式可以簡化為： P1Pa +R水g =101.33×103+0.17×1000×9.

17、81=102998 Pa（絕對(duì)壓強(qiáng)） （2分） （共6分）3、解：由于氣體的密度是溫度和壓強(qiáng)的函數(shù)，所以要分別求入口和出口的密度。（1）求質(zhì)量流速G。入口處N2：， kg/m3 （2分）出口處N2：， kg/m3 （1分）質(zhì)量流速G。 （2分）（2）求 （1分） （共6分）4、解：（1）取高位槽水液面為1-1截面，壓強(qiáng)表安裝位置為2-2截面，以水平管的中心線為基準(zhǔn)水平面，如圖中所示。（3分）（2）可列出柏努利方程： （2分）各量確定如下：z1=h（待求值），z2=0，P1=0（表壓），P26×104Pa（表壓），u10，u2可求出，we0 （2分） （3）求： 取，而m/s （2分）

18、（4）將以上各值代入柏式，可求出z1：?？傻?（2分）5、解：（1）求vh取高位槽水面為1-1截面，水管出口為2-2截面，以地面為基準(zhǔn)水平面。（3分）在兩截面間列1N流體為基準(zhǔn)的柏努利方程： （2分）各量確定如下：z1=8m，z2=3m，u10，u2可求出（待求量）P1=P2=0（表壓），He=0， （2分）求u2及vh。將以上各值代入柏式可求出u2（即u出） 可得：u22=23.36，u=4.83m/s （2分）而m3/h （1分）（2）當(dāng)總阻力不變時(shí)，要是水量增加20%，（管徑也不變），實(shí)際上是增大水的流速，即u2=1.2u2=1.2×4.83=5.8m/s。設(shè)a-a截面與1-1

19、截面的高差為h。圖中（2）所示在a-a與2-2截面間列出柏式：（2分） 代入各值可得：解出h=2.20m （2分） (共14分)6、解：（1）要判斷U管兩側(cè)的指示液面高低，實(shí)質(zhì)上是求（P1P2）或（P2P1）值。 （1分） 取兩測(cè)壓口截面分別為1-1及2-2截面，以管中心線為基準(zhǔn)水平面，如圖中所示。（3分）在兩截面間列出柏式： （2分）各量確定如下：z1=z2=0，we0，u12.5m/s，2J/kg，u2可求出，P1P2 待求。 （1分）求u2，可用連續(xù)性方程：m/s （2分）將已知量代入柏式，可求出P1P2。P1P2為負(fù)值，即P2> P1說明壓差計(jì)左側(cè)的指示液面高于右側(cè)（如圖所示）（

20、2分）（2）求R （1分），代入已知值可得：求得，即兩側(cè)的指示液面相差63.3mm （2分）7、解：（1）求u： m/s（1分）（2）求Ne。取水池液面為1-1截面，且定為基準(zhǔn)水平面，取排水管出口與噴頭連接處為2-2截面，如圖所示。（3分）在兩截面間列出柏努利方程： （2分）各量確定如下：z1=0，z2=26m，u10，u2=u=2.49m/s，P1表=0，P2表=6.15×104Pa，hf1-2=160J/kg （1分）將已知量代入柏式，可求出weJ/kg（2分）求Ne。kg/s （1分）而w kw （2分） （共12分）8、解：（1）算出Re準(zhǔn)數(shù)后即可判斷流動(dòng)類型m/s（1分）

21、(2分) 流型為滯流 (1分)（2）求滯流時(shí)，Re準(zhǔn)數(shù)最大值為2000，相應(yīng)的流速即為 （1分）（1分）代入已知值后，解得m/s （1分）（共7分）9、解：（1）求Pf。必須先求Re，確定流型后才能選用計(jì)算公式。求u及Re。m/s （1分） 屬滯流 （2分）求，及求。 （1分）J/kg （2分）Pa （1分）（2）題給流量為原來的3倍而其它條件不變，則u=3×1.284=3.852m/s（1分）Re=3×1617.8=4853.4>4000 屬湍流 （1分）應(yīng)據(jù)Re值及/d值查莫狄圖求（上冊(cè)P44圖1-24）相對(duì)粗糙度/d=0.15×10-3/0.105=1

22、.43×10-3及Re=4853.4查出=0.0215 （1分） J/kg （1分）（2）題阻力與（1）的結(jié)果比值為： 說明對(duì)粘度大的流體，不應(yīng)選大的流速。（2分） （共13分）10、解：求：（1）Re當(dāng)液體不變時(shí)，、也不變；流量不變但內(nèi)徑變化，則此時(shí)有：，所以，引起u、Re均發(fā)生變化。（2分）若原來的量用下標(biāo)1，改變內(nèi)徑后的量用下標(biāo)2 （4分）所以，Re2=4Re1=4×1750=7000 （1分）（2）7000>4000，流型屬湍流。（1分） （8分）11、解：（1）取水池液面為1-1截面，且定為基準(zhǔn)水平面。取高位槽液面為2-2截面，如圖所示。（3分）（2）在兩截

23、面間列出柏努利方程： （2分） 各量確定：z1=0，z2=35m，u10，u20，P1=P2=0（表壓），we待求，必須先求出hf1-2及u。 （2分）（3）求u及hf1-2 （1分）J/kg （2分）（4）求we、s及N。 把各有關(guān)量代入柏式可求出wewe=z2g+hf1-2=35×9.81+182.7=526.05J/kg （1分）s=vs·=100/3600×1000=27.78kg/s （1分）kw （1分） （共13分）12、解：（1）取A槽液面為1-1截面，B槽液面為2-2 截面，且定為基準(zhǔn)水平面，如圖示。（3分）（2）在兩截面間列出柏努利方程：（2分）各量確定：z1=6m，z2=0，u10，u20， P1=P2 =0（表壓），we=0，=998kg/m3，L+Le=100m，d=0.20，=850kg/m3上式可見化為： 式 （3分）（3）以上式中有兩個(gè)未知數(shù)，無法直接求解?？紤]油品的粘度很大，在管內(nèi)流速必然很小，流型很可能是滯流。先設(shè)油品為滯流，而后驗(yàn)算。 （2分）所以有： 式 （1分）將式代入式中，可得： 解得： （1分） 上述計(jì)算有效。（5）求vh：可按u=0.625m/s來計(jì)算vh。 （1分） （共14分）13、解：（1）將丙烯從貯槽送到塔內(nèi)是否用泵，必須用柏努利方