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1、第一章 流体流动一、名词解释（每小题2分）31、法定计量单位：由国家以命令形式规定允许使用的计量单位。62、稳定流动：流动系统中各截面上的流速、压强、密度等各有关物理量仅随位置变化不随时间变化。63、不稳定流动：流动系统中各截面上的流速、密度、压强等随位置及时间而变。64、流动边界层：流体流过壁面时，如果流体润湿壁面，则必然形成速度梯度很大的流体层叫流动边界层。35、边界层分离：流体在一定条件下脱离壁面的现象叫边界层的分离。66、速度梯度：速度梯度，即在与流动方向垂直的方向上流体速度的变化率。37、牛顿黏性定律： 68、当量长度：把流体流过某一管件或阀门的局部阻力折算成相当于流过一段与它直径相

2、同、长度为的直管阻力。所折算的直管长度称为该管件或阀门的当量长度。69、因次分析法：用维数不多的无因次数群代替较多的变量，对一个复杂的物理现象可简化实验工作，该方法称为因次分析法。310、相对粗糙度 ： /d相对粗糙度。611、黏性：运动流体内部产生的阻碍流体向前运动的特性。612、黏度：，比例系数，流体的黏性愈大，其值愈大，所以称为粘滞系数或动力。黏度，简称黏度。312、点速度：流通截面上某一点的速度，可直接测量m/S。313、绝压：以绝对零压作起点计算的压强，称为绝对压强。314、表压：表示被测流体的绝对压强比大气压强高出的数值，称为表压强。 315、真空度：真空度等于大气压强减去绝对压强

3、。 二、单选择题（每小题2分）1.B 2B；D；C；A 3A 4D 5A 6C 7 B 8C 9D 10B 11 B；G 12 C 13 C14 B B 15 E ；A 16 B 17 B 18 C 19 A 20 C 21 B 22 C 23 A 24 A 25 A 26 C 27 B 28 A 29 D 30 A 31 B 32 A 33 B 三、填空题（每小题2分）1 e/d 2 =du/dy；牛顿 3 动静压头之和；静压头 4 位置；时间 5连续；垂直流动方向或流体流线平行 6 2；1/4 7滞流边界层厚度；湍流边界层厚度；滞流内层；主流区流速 8 MT-2L-1；MT-3L2 9 增

4、大；降低 10 u1A11 = u2A22= 常数；u1d12 = u2d22= 常数 12 1m/s；20Pa 13 大；2.84 m3/h 14 15 Pa10；Pa2 100mmH2O；Pb1300mmH2O；Pb3=340mmH2O 16 Pas或Ns/m2；m2/s 17 1.6m；0.4m18.1/16 19 20 21 0.5；0.8 22 2.8m/s；连续性23 下降无黏性25 10；126 相等；流量之和27 大；0.2952.95 28 增加；不变 29. 230 绝对压强 四、问答题 （每小题2分）31、如何判断一流体的流动类型? 答：Re2000的流动称为层流流动，R

5、e4000的流动称为湍流流动。 32、层流与湍流是如何定义的？ 答：Re2000的流动称为层流流动，Re4000的流动称为湍流流动。 63、简述层流与湍流的区别。 答：流体在管内作层流流动时，其质点沿管轴作有规则的平行运动，各质点互不碰撞，互不混合。流体在管内作湍流流动时，其质点作不规则的杂乱运动，并相互碰撞，产生大大小小的漩涡。64、什么是“当量直径”? 答：对非圆形截面的通道，可以找到一个与圆形管直径相当的“直径”来代替，此直径即称为“当量直径”。 35、当量直径是如何计算的? 答：当量直径等于四倍的流通横截面积除以润湿周边长。36、某液体分别在本题附图所示的三根管道中稳定流过，各管绝对粗

6、糙度、管径均相同，上游截面1-1的压强、流速也相等。问：在三种情况中，下游截面2-2的流速是否相等？ 答：三种情况中，下游截面2-2的流速相等。67、某液体分别在本题附图所示的三根管道中稳定流过，各管绝对粗糙度、管径均相同，上游截面1-1的压强、流速也相等。问：在三种情况中，下游截面2-2的压强是否相等？如果不等，指出哪一种情况的数值最大，哪一种情况的数值最小？其理由何在？ 答：三种情况中，下游截面2-2的压强不相等，其中（a）的压强最大，（c）的压强最小。这是因为（c）管上不仅有一个阀门消耗能量，且管子末端垂直上升一段，又使得静压强降低。68、活塞在汽缸中以0.2m/s速度移动，见附图。活塞

7、与汽缸之间的油膜厚度为0.1mm，求油膜的速度梯度是多少？答： 6、漆刷以0.8m/s速度在平板表面移动，漆膜厚度为0.2mm，见附图。 问漆膜中形成的速度梯度为多少？答：9910、如图，有一敞口高位槽，由管线与密闭的低位水槽相连接，在什么条件下，水由高位槽向低位槽流动？为什么？ 答：时，水向低位槽流动。3五、判断题 （每小题1分）1、已知搅拌器功率P是搅拌桨直径D、转速N、流体密度及黏度的函数，即利用因次分析法处理，最终所得准数关系式中共有3个准数。（ ） 2、某物体的质量为1000kg，则其重量为9810N 。（ ）3、一敞口容器，底部有一出水管（如图示）。容器内水面保持恒定，管内水流动的

8、速度头为0.5m水柱。水由容器流入管内，则2点的表压p2=0.75m 水柱。（ ） 4、层流与湍流的本质区别是湍流流速层流流速。（ ） 5、一个工程大气压等于1.013105Pa。（ ） 6、孔板流量计的孔流系数Co，当Re数增大时，其值 先减小，当Re数增大到一定值时，Co保持为某定值 。（ ）7、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。（ ）8、流体在一段圆形水平直管中流动，测得平均流速为0.5m/s，Re为1000，问管中心处点速度为1m/s。（ ） 9、边长为0.4m的正方形通风管道，当量直径为0.6。（ ） 10、测流体流量时，随着流体流量增加，孔板

9、流量计两侧压差值将增加。（ ） 六、计算题 61、某牛顿型流体在圆、直、等径管内流动，在管截面上的速度分布可表达为：v=20y-200y2，式中：y截面上任一点至管壁的径向距离，m；v该点的点流速，m/s。试求：（1）管半径中点处的流速；（2）管壁处的剪应力。该流体的黏度为0.05 Pas 。 5分解：（1）已知 v=20y200y2，则 令 ，解得y=0.05m，即管半径R=0.05m当=0.05/2=0.025m， V =20y200y2=200.025200(0.025)2=0.375 m/s 3分（2）=20(m/s)/m 则 tw=m=0.0520=1.0N/m2 2分62、水在水平

10、管内流动，截面1处管内径d1为0.2m，截面2处管内径d2为0.1m。现测得水在某流量下截面1、2处产生的水柱高度差为0.20m，若忽略水由1至2处的阻力损失，试求水的流量m3/h。 10分解： 4分 zi、pi均按管中心线取值，因z1=z2，u2=4u1 得 h= =0.20 u1=0.511m/s 4分 2分63、水从喷嘴口1-1截面垂直向上喷射至大气。设在大气中流束截面保持圆形。已知喷嘴内直径d1=25mm，现要求在高于喷嘴出口5m处水流的直径d2为d1的1.2倍，试计算出喷嘴口的水流速u1。忽略阻力。 5分 解：令高于喷嘴出口5m处水流截面为22截面 12 截面间：p1=p2 d2=1

11、.2d1， u1d12= u2d22 u2= 3分 由 即 u1=13.76 m/s 2分64、某厂如图所示的输液系统将某种料液由敞口高位槽A输送至一敞口搅拌反应槽B中，输液管规格为382.5mm，已知料液在管中的流速为u m/s，系统的hf=20.6u2/2 J/kg。因扩大生产，须再建一套同样的系统，所用输液管直径不变，而要求的输液量须增加30%，问新系统所设的高位槽的液面需要比原系统增高多少？ 10分解：u10u2 p1=p2 于是gZ1=gZ2+hf g(Z1-Z2)=hf =20.6 4分u= =2.39m/s 2分Z1=Z2+20.6=15.14m 2分增高为：Z1-Z1=15.1

12、4-11=4.14m 2分65、用泵自贮油池向高位槽输送矿物油，流量为 38.4T/h。池及槽皆敞口。高位槽中液面比池中液面高20m，管路总长(包括局部阻力)430m，进出口阻力不计。管径为1084mm，油的黏度为3430cP，密度为960kg/m3，泵的效率为50%，求泵的实际功率。10分解： 2分 层流 =1.62 2分列两截面柏方 8 4分 2分66、用离心泵经573.5mm的钢管，将敞口贮槽内的有机溶液（密度为800kg/m3， 黏度为20cP）输送到反应器中。设贮槽内的液面离反应器内的液面高度保持16m，见附图。已知钢管总长度（包括局部阻力当量长度）为25m，反应器内的压力恒定为4k

13、gf/cm2（表压），有机溶液输送量为6m3/h，泵的效率为60%，试确定泵的轴功率。 10分解：层流 2分 2分 列两截面柏方 2分 4分 2分67、40水由高位槽经异径收缩管向下流动，40水的密度为992kg/m3，饱和蒸汽压pv=7.38kPa，当地大气压为97kPa。现拟d0取135mm，试问：当不计阻力损失，水在流经收缩管时会不会汽化？ 10分解：管子出口流速u= =14.0 m/s 2分14.0(0.15) 2 =u0(0.135) 2 u0=17.28m/s 2分由水槽液面至收缩管处排伯努利方程： p0=17.0103Pa 4分 p0pv，故收缩管处不会发生水汽化 2分68、如图

14、所示，水从槽底部沿内径为100mm的管子流出，槽中水位稳定。阀门关闭时测得R=50cm，h=1.8m。求：（1）阀门全开时的流量 （2）阀门全开时B处的表压（阀全开时Le/d=15，入管口及出管口的阻力系数分别为0.5及1.0，设摩擦系数=0.018） 15分解：阀关时：(ZA+1.8)1000=0.513600 ZA=5m 2分（1）阀全开：对A-A和C-C截面外侧列伯努利方程： 取Zc=0(基准面)， 4分 解出：u=3.02m/s 3分（2）对A-A到B-B截面列伯努利方程： 4分pB=1.76104N/m2（表） 2分69、在图示装置中，水管直径为573.5 mm。当阀门全闭时，压力表

15、读数为0.3大气压，而在阀门开启后，压力表读数降至0.2大气压。设管路入口至压力表处的压头损失为 0.5 mH2O，求水的流量为若干m3/h？ 10分解：阀门全闭时，由 P2 =gH， 即水槽液面距阀门中心线的高度为3.1 m。 2分 阀门开启时，以水槽液面为上游截面1-1，压力表处为下游截面2-2，管路中心线为基准水平面。在两截面间列柏努利方程式 4分Z1 = H = 3.1 m，Z2 = 0，P1 = 0，P2 = 0.21.013105 Pa，u10，hf/g = 0.5 mH2O 代入上式 . 解得 u2 = 3.24 m/s 2分 2分610、如图示常温水由高位槽以1.5m/s流速流

16、向低位槽，管路中装有孔板流量计和一个截止阀，已知管道为573.5mm的钢管，直管与局部阻力的当量长度（不包括截止阀）总和为 60m，截止阀在某一开度时的局部阻力系数为7.5。设系统为稳定湍流，管路摩擦系数l为0.026。 求：（1）管路中的质量流量及两槽液面的位差Z； （2）阀门前后的压强差及汞柱压差计的读数R2 。 若将阀门关小，使流速减为原来的0.8倍，设系统仍为稳定湍流，l近似不变。问： （3）截止阀的阻力系数变为多少?（4）阀门前的压强Pa如何变化?为什么? 20分 解：（1） 1-1.2-2截面列伯努利方程 5分（2）阀前后： Dp = (ri-r)gR 即 8.438103= (1

17、3.6-1) 1039.81R2 R2 = 0.06826 m=6mm 5分（3） 1-1.2-2截面列伯努利方程 当u= 0.8u = 0.8 1.5 = 1.2 m/s 5分（4）因高位槽水位不变，流量减小，阀前管路阻力减小，必引起a点压强pa增大。 5分611、水塔供水系统如附图所示。管路总长50m（不包括局部阻力当量长度），水塔内水位高9.8m，管内径d=45mm，现测得流量V为12m3/h，摩擦系数可按0.02 计，试计算所有局部阻力当量管长Le之值。 10分解：1-1.2-2截面列伯努利方程 4分 2分 2分 2分612、有一内径d50mm的管子，用孔板流量计测量水的流量，孔板内孔

18、直径d0=25mm，U形压差计的指示液为汞 ，孔流系数C0=0.62。当需测的最大水流量为18m3/h，问：U形压差计最大读数max为多少？ 5分解：期中 3分m 2分613、密度为103kg/m3、黏度为1cP的水，以10m3/h的流量在513mm 的水平光滑管内流过。在管内某处p1=1.5at（表压），若局部阻力不计，问距该处100m下游处p2为多少Pa?（Re=30001105，l= 0.3164/Re0.25） 10分解： 2分 2分 1分 列两面的柏方 3分 (表) 2分914、内截面为1000mm1200mm的矩形烟囱的高度为30m。平均摩尔质量为30kg/kmol，平均温度为40

19、0的烟道气自下而上流动。烟囱下端维持49pa的真空度。在烟囱高度范围内大气的密度可视为定值，大气温度为20，地面处的大气压强为101.33103pa。流体流经烟囱时的摩擦系数可取为0.05，试求烟道气的流量为若干？ 20分解：烟囱底端为上游截面11、顶端内侧为下游截面22，并以截面11为基准水平面。在两截面间列柏式，即： 式中：Z1=0，Z2=30m，u1u2 4分 由于烟道气压强变化不大，烟道气的密度可按1.033105pa及400计算，即： 2分以表示大气的密度，pa，1与pa，2分别表示烟囱底端与顶端大气压强，即： P1= pa，149Pa 因烟囱顶端内侧压强等于同高度处的大气压强，故p

20、2= pa，2 = pa，1gZ2 2分标准状况下空气的密度为1.293kg/m3，所以1.0133105Pa、20时的密度为 2分于是 p2= pa，11.29.8130= pa，1353 Pa 将以上各值代入 柏式，解得 2分 2分其中 2分烟道气的流速为 2分烟道气的流量为 2分615、已知输水量为15m3/h，管径53mm，总机械能损失为40J/kg，泵的效率0.6，求泵的轴功率。 15分解：取池内水面为截面1，作为基准面；输水管出口为截面2，则有z1=0，z2=20m，p1=0，p2=500103Pa，u1=0， 2分 2分 3分代入数值，得We=738J/kg 2分质量流量：WS=

21、(15/3600)(1000)=4.17kg/s 2分有效功率：Ne= 4.17738=3080J/s=3.08kw 2分泵的轴功率： 2分916、某液体密度为800 kg/m3，黏度为73cP，在连接两常压容器间的光滑管中流动，管径300mm，总长为50m（包括全部局部阻力当量长度），两容器液面差为3.2m（如图示）。求：（1）管内流量为多少？（2）若在连接管口装一阀门，调节此阀的开度使流量减为原来的一半，阀的局部阻力系数是多少？按该管折算的当量长度又是多少？层流：=64/Re；湍流=0.316/Re 0.25 15分解：（1）在1-1，2-2两截面间列柏努力方程，u1=u2=0，p1=p2

22、=0，We=0 4分由 ，代入上式得u=3.513m/s 2分验证Re=0.33.513800/0.073=115504000假设正确，V=Au=893.95m3/h 2分（2）流量减半，流速减半，即u=1.7565m/sRe=5775符合伯拉修斯式列1-1，2-2间柏努力方程则 3分 4分917、右图，有一直径为382.5mm，长为30m的水平直管段AB，在其中装有孔径为16.4mm的标准孔板流量计来测量流量，流量系数Co为0.63，流体流经孔板的永久压降(局部损失)为6104Pa，AB段摩擦系数取为0.022，试计算：（1）流体流经AB段的压力差；（2）若泵的轴功率为800W，效率为62%

23、，求AB管段消耗的功率为泵的有效功率的百分率，已知：操作条件下液体密度为870kg/m3，U管指示液为汞，其密度为13600kg/m3。 15分解： 3分（1）由A、B两点列柏努力方程5分（2）AB段消耗的功率： 4分则 3分618、一敞口高位水槽A中水流经一喉径为14mm的文丘里管，将浓碱液槽B中的碱液（密谋为1400 kg/）抽吸入管内混合成稀碱液送入C槽，各部分标高如附图所示；输水管规格为573mm，自A至文丘里喉部M处管路总长（包括所有局部阻力损失的当量长度在内）为20m，摩擦系数可取0.025。（1）当水流量为8m3/h时，试计算文丘里喉部M处的真空度为多少mmHg；（2）判断槽的浓

24、碱液能否被抽吸入文丘里内（说明判断依据）。如果能被吸入，吸入量的大小与哪些因素有关？ 15分解：主管道 （1） 文丘里喉部M处 3分在高位水槽上面与M处界面间的列柏努利方程得： 分（2）h碱碱水h水 h水1.51400/10002.1m(He/，在流量为V时泵的效率为h，则泵的轴功率N为_。 B A VHe/rg/1000hkw B VHerg/1000h kw 919、用离心通风机将空气输入加热器中，由20加热至140。该通风机安于加热器前，或加热器后，则_。 D 输送的流量不变 需要的全风压不变 需要的全风压不变，但流量要变 输送的流量和需要的全风压都要变 320、离心泵最常用的调节方法是

25、_。 B 改变吸入管路中阀门开度 改变压出管路中阀门的开度 安置回流支路，改变循环量的大小 车削离心泵的叶轮 621、当管路性能曲线写为H=A+BV 2时_。 BA A只包括单位重量流体需增加的位能B A包括单位重量流体需增加的位能与静压能之和C BV2代表管路系统的局部阻力损失D BV2代表单位重量流体增加的动能 622、往复泵没有以下缺点_。 C 流量不均匀 流量不大 没有自吸能力 不宜输送悬浮液 623、有两种说法（1）往复泵启动不需要灌水；（2）往复泵的流量随扬程增大而减小，则_。 C A 两种说法都对 B 两种说法都不对 C 说法（1）对，说法（2）不对 D 说法（2）对，说法（1）

26、不对 624、离心泵效率最高的点称为_。 C 工作点 操作点 设计点 计算点325、泵的效率不包括_。 C 水力效率 机械效率 原动机效率 容积效率 626、一台离心泵在管路系统中工作，当阀门全开时，相应的管路性能曲线可写为H = A + BV2，且B0（即动能增加值，阻力损失两项之和与位能增加值、压能增加值两项之和相较甚小），当泵的转速增大10%，如阀门仍全开，则实际操作中_。 B 扬程增大21%，流量增大10% 扬程大致不变，流量增大10%以上 扬程减小，流量增大21% 流量不变，扬程增大21% 327、理论上推导表明，扬程一般_。 B A 与流量无关 B 与流量成直线关系 C 可写为 H

27、e/= A + BV 2，且B 0 D dHe/dV 0 628、离心泵在n = n1时的特性曲线（H1V1关系）与n = n2时的特性曲线（H2V2关系）对应点的关系是_。 B A V1=V2 H2=H1（n2/n1）2 B V2=V1（n2/n1） H2=H1（n2/n1）2 C H2=H1 V2=V1（n1/n2） D V2=V1（n2/n1） H2=H1（n2/n1） 629、当离心泵内充满空气时，将发生气缚现象，这是因为_。B 气体的黏度太小 气体的密度太小 气体比液体更容易起漩涡 气体破坏了液体的连续性 330、离心泵漏入大量空气后将发生_。 B 汽化现象 气缚现象 汽蚀现象 气浮

28、现象 631、离心泵的调节阀开大时，则_。 B 吸入管路的阻力损失不变 泵出口的压力减小 泵入口处真空度减小 泵工作点的扬程升高 三、填空题（每题2分）31、离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵会发生 现象。 气蚀32、离心通风机的全风压是指 。动风压和静风压之和63、单级往复泵的理论流量计算式为 。 V = Asn34、离心泵常采用 调节流量，往复泵常采用 调节流量。 出口阀门；旁路阀门65、写出有外加能量时，以单位体积流体为基准的实际流体伯努利方程式 各项的单位均为_。 ；N/m2或Pa36、离心泵的工作点是 曲线与 曲线的交点。 管路特性；泵特性67、离心通风机全风压的单位是 ，其

29、物理意义是 。 N/m2；风机提供给每m3气体的能量68、离心泵的允许吸上真空高度的数值 于允许的安装高度的数值（大，小）。 大69、用离心泵将一个低位敞口水池中的水送至敞口高位水槽中，如果改为输送 =1100kg/m3但其他物性与水相同的溶液，则流量 ，扬程 ，功率 。（增大，不变，减小，不能确定） 不变；不变；增大610、（1）离心泵的轴封装置主要有两种： ； 。 （2）管路特性曲线的一般表达式是 。（1）填料密封；机械密封 （2）He = A+BV 2611、若被输送的流体黏度增高，则离心泵的扬程 ，流量 ，效率 ，轴功 。 减小；减小；下降；增大612、往复泵主要适用于 、 的场合。 小流量；高扬程613、离心泵叶轮按有无盖板可分为 ， ， 。敞式；半敞式；闭式（或开式；半开式；闭式） 314、离心泵按叶轮串联的多少可分为 和 。 单级；多级615、离心泵用来输送常温的水，已知泵的性能为：V = 0.05m3/s时，He= 20m ；管路特性为V = 0.05m