流 体 流 动
一、流体流动复习题
1． 流体密度的影响因素是什么？如何影响？气体的密度如何计算？
2． 熟练掌握各种压强单位之间的换算，绝压、表压与真空度之间的关系。 3． 熟悉静力学基本方程的应用。
4． 掌握定态流动的概念以及定态流动时的物料衡算。不可压缩流体流速与管径之间的关系。 5． 与流体流动有关的能量形式有哪些？熟练掌握分析流动系统各截面上能量形式的方法。
熟悉流体机械能之间的相互转换关系。
6． 柏努利方程的适用条件是什么？熟练掌握柏努利方程式的应用。 7． 应用柏努利方程解决实际问题时要注意哪些事项？
8． 液体、气体的粘度随压强、温度的变化关系是什么？熟悉粘度的单位换算；熟悉牛顿型
流体和非牛顿型流体的概念。
9． 流体的流动类型有哪两种？如何判断？在流体流量一定的条件下，雷诺数与管径是何关
系？
10．当量直径的确定方法以及水力半径的意义。
11．流体在圆形管中流动时的流速分布情况以及平均流速与管中心最大流速的比值为多少？ 12．什么叫边界层？什么叫层流内层？如何减薄层流内层的厚度？
13．区分压强差和压强降的概念。在什么条件下，管路的压强降与压强差在数值上相同？ 14．层流流动时流动阻力与管径和管径之间是何种关系？完全湍流时又是什么关系？当内摩擦系数可以用柏拉修斯公式进行计算时，阻力与管径和流速又是什么关系？ 15．流体在管内作层流和湍流流动时，摩擦系数与相对粗糙度是否有关？若有关，是何关系？ 16．掌握流体在圆形管内作层流流动时的摩擦系数的计算和柏拉修斯公式的应用。掌握管路总阻力的计算。
17．计算流通截面发生变化的局部阻力时，所用的流速应是大管还是小管内的流速。
18．当孔板流量计和文氏管流量计上压差计读数相同时，若两流量计的孔径相同，哪个流量计的流量大？
二、题型示例 （一）填充题
1．1atm= mmH2O= kPa。 2．1kgf/cm2= mH2O= MPa 3．1kcal/（hm2?oC）= w/（m2?K）。
4．常压下气体的密度按式来计算。当式中的气体常数R= 8.314kJ/（kmol?K）时，气体的压强的单位必须为 。
5．设备内绝压为300mmHg，其真空度为 mmHg（当地大气压为750mmHg）。 6．一设备的真空表读数为300mmHg，其绝对压强为 kPa（当地大气压为760mmHg）。 7．对不可压缩流体，当体积流量一定时，流速与管径的 成反比；若体积流量不变，管径减小一倍，管内流体流速为原来的 倍。
8．流体的流量不变，将管径增加一倍，则雷诺数为原来的 倍。
9．流体的流量不变，仅将管长增加一倍，则流动阻力为原来的 倍。 10．液体的粘度随温度的升高而 ；气体的粘度随温度升高而 。
11．雷诺数的计算式为 。当雷诺数Re?2000时，流体的流动型态为 ；当雷诺数Re?4000时，流体的流动型态为 。
12．流体的流动型态分为 两种，可用 的大小来判断。
13．滞流流动时，流体在圆形管内的流速分布呈 形状，管中心处的最大流速是管内平均流速的 倍。
14．流体在圆形管内作滞流流动时，摩擦系数?= ，直管阻力与流速的 次方成正比，与管径的 次方成反比。
15．流体在管内作湍流流动时，摩擦系数?随Re数增加而 ，随增加?/d而 。 16．流体在管内流动处于完全湍流区时，直管阻力与流体流速的 次方成正比，在此区域内摩擦系数?仅与 有关，而与 无关。
17．水力当量直径的定义式为 ，套管环隙的当量直径为 。 18．流体流经管路的阻力损失由 阻力和 阻力组成。
19．流体流经孔板流量计时，流量增加，孔板两侧的压强差 ；而流体通过转子流量计时，流量增加，转子上下的压强差 。
20．某溶液的密度为900kg/m3，粘度为9cP，在内径为40mm的管内作层流流动时，其最大平均流速为 m/s，管中心处的质点速度为 m/s。
21．一正方形管道，流通面积为0.4m2，其当量直径为 m，水力半径为 m。
22．流体在管内作层流流动，若流量不变，仅将管径减小一倍，管路的流动阻力为原来的 倍；若流体在管内作完全湍流流动，流量不变，也将管径减小一倍（相对粗糙度不变），管路的阻力为原来的 倍。
（二）选择题
1．当气体压强增加一倍时，此时气体的密度为原来的 倍。 A、 1倍， B、 2倍， C、 4倍， D、 4倍。
2．空气在10oC时的粘度为 ，100oC时的粘度为 。 A、 0.0219cP， B、5.12cP， C、55.3cP， D、0.0177cP。
3．当流体在管内的流速改变时，阻力损失与流速的一次方成正比，管内的流体流动型态为 。
A、层流， B、湍流， C、过渡流， D、自然对流。
4．流量不变，将管径减小一倍，雷诺数为原来的 倍。 A、1/2， B、2， C、4， D、8。
5．当流体在管内作完全湍流流动时，流动阻力与平均流速的 成正比。 A、一次方， B、二次方， C、1.75次方， D、0.8次方。
6．流体在圆形管内作层流流动时，管中心处的流体质点流速为管内平均流速的 倍。 A、1/2， B、1， C、2， D、2.5。
7．其它参数不变，仅将管径增加一倍，雷诺数为原来的 倍；若保持流量、密度和粘度不变，将管径增加一倍，雷诺数为原来的 倍。 A、1/2， B、1， C、2， D、2.5。
8．层流流动时，保持流量不变，将管径减小一倍（管内仍为层流），阻力为原来的 倍；完全湍流时，保持流量不变，管径减小一倍，相对粗糙度不变，阻力为原来的 倍。
A、2， B、4，C、16， D、32。
9．流体的粘度为10cP，密度为1000kg/m3，在内径为40mm的管路中作层流流动，它的最大平均流速为 ，管中心处流体质点运动速度为 。
A、0.5m/s， B、2m/s ，C、1m/s ， D、4m/s。 10．滞流内层的厚度随雷诺数增加而 。 A、增厚， B、减薄， C、不变， D、无法判断。
11．流体在直管内的流动阻力产生的根本原因是 。
A、流体与管壁之间的摩擦， B、流体内部的内摩擦， C、流体的温度变化， D、流体的浓度变化。
12．牛顿型流体是服从 的流体。
A、牛顿运动定律， B、牛顿冷却定律， C、牛顿粘性定律， D、菲克定律。
13．流体的流动类型有 。
A、自然对流和强制对流， B、层流和湍流，C、层流、湍流和过渡流，D、沟流和壁流。 （三）是非题
1．流体的粘度随温度升高而减小。（ ）
2．流体的流量一定，当管径增加一倍时，雷诺数原来的1/2倍。（ ） 3．层流流动时，流体在圆形管内的流动阻力与流速的平方成正比。（ ） 4．流体在圆形管内作完全湍流流动时，流体的阻力与其流速的平方成正比。（ ） 5．流体在水平管内流动时，其压强降在数值上等于其压强差。（ ） 6．流体在水平等径管段内流动时，通过该管段的流体压强降在数值上等于该管段的压强差。（ ）
7．流体的流动类型有层流、湍流和过渡流。（ ）
8．流体在流动过程中，其动能、位能和静压能可以相互转换。（ ）
9．流体在管内作层流流动时，其摩擦系数可以用下式进行计算 ?=64/Re。 （ ） 10．流体在圆形管内流动时，管中心处的流速是平均流速的两倍。（ ） 11．流体的流量一定，所选的管径越小，其费用越低。（ ） 12．流体的密度与绝对压强成正比与绝对温度成反比。（ ）
13．流体在圆形管内作完全湍流流动时，摩擦系数?与Re无关，仅于管路的相对粗糙度有关，且随相对粗糙度增加而增大。（ ）
14．离心泵进口管上的真空度为300mmHg，出口管上的表压为2300mmHg，进出管路上的压强差为2000mmHg。（ ）
15．计算雷诺数时，采用不同的单位制度所计算出的数值不同。（ ）
16．在相同管路中用不同的流体做实验，得出的摩擦系数与雷诺数之间的关系不同。（ ）
17．套管环隙的水力当量直径为de=d1-d2，所以套管环隙的流通面积为S??4de2 。（ ）
18．在计算突然扩大与突然缩小的局部阻力时，其流速需用细管中的流体流速。（ ） 19．在同一条管路上装有相同孔径的孔板流量计和文氏管流量计，当有流体流过时，测得文氏管流量计上的压差计读数R值小，这是由于文氏管流量计的阻力小。（ ）
（四）计算题
1．泵送水量为50m3/h，泵进口管径为?114?4mm的钢管，进口管路的计算长度为15 m，摩
擦系数为0.04，泵安装高度为4 m，水的密度为1000kg/m3，求泵入口处的压强mmHg。 2．一逐渐扩大管段如图，输送密度为1000kg/m3的液体，已知dA=100 mm，dB=200 mm，U形管压差计内的指示液密度为1630 kg/m3，R=340 mm，从A到B的压头损失为0.423 m。求管内液体的流量m3/h。
3．水以7 m3/h的流量流过如图的文丘里管，在喉颈处接一支管与下部水槽相通。已知管内径为50 mm，压强为0.2atm（表），
喉颈处的内径为15 mm，图中h=2m试判断垂直管内水的流向。流动阻力可忽略不计，水的密度按1000 kg/m3计。
4．用一油泵将密度为1050 kg/m3，粘度为70cP的油从一常压贮槽A送至表压强为0.3MPa的设备中去。贮槽中液面比管路出口
低15m，管路直径均为?108?4mm的钢管，直管长度为100m，管路中装有一单向吸入底阀（?=4.5），3个90o的标准弯头（?=0.75），一个全开调节阀（?=6.4），流量为30 m3/h，若的效率为65%，试问泵所消耗的轴功率。
5．用一直径为?168?9mm的水平管输送油，管总长为120km，油的流量为6?104 kg/h，油管的最大抗压能力为16.4MPa，已知操作条件下油的密度为890 kg/m3，粘度为0.181Pa?s，若不计局部阻力，试问要完成上述任务，中途需要几个加压站？
6、如本题附图所示，某厂为了控制乙炔发生炉1内的压强不超过10.7×103 Pa（表压），需在炉外装有安全液封（又称水封）装置，其作用是当炉内压强超过规定值时，气体就从液封管2排出。试求此炉的安全液封管应插入槽内水面下的深度h。