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1、第一章测试及答案第一题 填空题（22分）1. （3分）流体在等径管中作稳定流动，流体由于流动而有摩擦阻力损失，流体的流速沿管长 不变 。2. （3分）米糠油在管中作流动，若流量不变，管径不变，管长增加一倍，则摩擦阻力损失为原来的 2 倍。3. （3分）流体在管内作层流流动，若仅增大管径，则摩擦系数变 变大 ，直管阻力变 变小 ，计算局部阻力的当量长度变 变大 。4. （3分）用内径为200mm的管子输送液体，Re为1750。若流体及其流量不变，改用内径为50mm的管子，则Re变为 7000 。5. （3分）苯（密度为880kg/m3，黏度为6.510-4Pas）流经内径为20mm的圆形直管时，
2、其平均流速为0.06m/s，其雷诺数Re为 1625 ，流动形态为 层流 ，摩擦系数为 0.0394 。6. （4分）某液体在套管环隙内流动，大管规格为56mm3mm，小管规格为30mm2.5mm，液体黏度为1 Pas，密度为1000 kg/L，流速为1 m/s，则该液体在套管环隙内流动的Re为 20000 。7. （3分）流体体积流量一定时，有效截面扩大，则流速 减小 ，动压头 减小 ，静压头 增大 。第二题 选择题（每题4分，共28分）1.如下图所示，若水槽液位不变，阀门打开时，各处的流体总机械能的关系为（B）。A.E1E2E3 B. E1=E2E3 C. E1=E2=E3 D. E1E2
3、=E31232、流体在管内作湍流流动时,滞流内层的厚度随雷诺数Re的增大而（ B ）。 A. 增厚 B. 减薄 C. 不变3、在一条倾斜的直管里充满着流体，在直管的不同高度有两个压力表，当它们读数相同时，可以认定管中的流体（ C ）。 A、静止不动 B、向上流动C、向下流动 D、以上都有可能4. 转子流量计的主要特点是（ C ） A. 恒截面、恒压差 B. 变截面、变压差 C.变截面、恒压差5、流体在圆管内作层流流动时其阻力损失（ A ）。 A、与管壁粗糙度无关 B、与雷诺数无关C、与管壁粗糙度、雷诺数有关 D、只与管壁粗糙度有关6. 水在异径管中作稳定流动，体积流量为qv，质量流量为qm，质
4、量速度为G，平均流速为u，则在流动中数值不变化的是（ D ）。 A、G和u B、qv和GC、qm和 u D、qv和qm7. 在完全湍流（阻力平方区）时，粗糙管的摩擦系数数值 C 。A) 与光滑管一样；B) 只取决于雷诺准树Re;C) 只取决于相对粗糙度；D) 与粗糙度无关。三、计算题： 第1题（17分）：如附图所示，高位水槽液面恒定，距地面10m，水从1084mm钢管流出。钢管出口中心线与地面的距离为2m，管路的总阻力（包括进、出口等局部阻力损失）可按hf=16.15u2 (J/kg)计算，式中u为水在管内的流速（m/s）。求（1）A-A截面（垂直管路中的某一截面）处的流速m/s？（2）水的流
5、量为多少m3/h？ 解：（1）设水槽液面为1-1，管出口外侧为2-2，以地面为基准面，列柏努利方程式得：Z1g + (P1/) + (u12/2) = Z2g + (P2/) + (u22/2) +hf-3分 代入数据：109.807+0+0=29.807+0+0.5 u22+16.15u22- -3分得 u2=2.2 m/s -3分 水在管内连续流动 dA=d2 , A-A截面处流速 uA=u2=2.2m/s-3分（2）qV=3600(0.1)22.2/4=62.17m3/h-5分第2题（17分）：敞口容器的侧壁装有内径为25mm的短管，用以排水。水以4.5m3/h的流量连续加入容器内，以维
6、持液面恒定，如图所示。试求容器中的水位高度。解：短管中的流速u=qv/（d2/4）=2.55 m/s在容器的恒定液面1-1及侧壁短管出口外侧2-2截面间列伯努利方程（以短管中心线为基准面），得z1g+u12/2+p1/+ he= z2g+u22/2+p2/+ hf其中p1=0（表压），p2=0（表压），u10，he=0，z2=0，u2=0故z1g=hf因放水管很短，可以忽略直管阻力，即hf （c+ e）u2/2=（1+0.5）u2/2故z1g=1.5u2/2=1.52.552/2解得z1=0.497m第3题（16分）：在如图所示的并联管路中，支路ADB长20m，支路ACB长5m（包括管件但不包
7、括阀门的当量长度），两支管直径皆为80mm，直管阻力系数皆为0.03，两支管各装有一个阀门，一个换热器，换热器的局部阻力系数皆等于5。试求：当两阀门全开时，两支路的流量之比。解：下标“1”和“2”分别表示支路ACD和ADB,因并联支路的阻力损失相等，所以u1 2/u22=（2l2/d2+F +D）/（1l1/d1+E +C）=1.8qv1/ qv2= u1 /u2=1.34此例说明,对于并联管路，若各支管长度不等，即使直径相同，也会导致流量分配的不均匀，使设备不能发挥应有的作用，这一点在并联管路的设计中必须充分注意。第一章总复习1当理想流体在变径管路中做稳定的连续流动时，在管子直径缩小的地方，
8、其静压力 降低 。2实验证明，流体在管内稳定流动时，当Re_2000_时，流动类型为滞流，滞流时的摩 擦系数与_Re_成反比；湍流时，当Re一定，则随/d的增加而_增加_。P29 图1-323. 在完全湍流（阻力平方区）时，粗糙管的摩擦系数数值 C 。E) 与光滑管一样；F) 只取决于雷诺准树Re;G) 只取决于相对粗糙度；H) 与粗糙度无关。,水力光滑管,与Re有关,与/d无关, ,与Re、/d都有关, ,完全湍流粗糙管,与Re无关,与/d有关。4. 流体体积流量一定时，流通截面扩大，则流速_ ，动压头_ ，静压头_ 。(填增加,减少,不变) 减少， 减少， 增加。5. 减少流体在管路中流动
9、阻力hf 的具体措施有：_。管路长度尽可能缩短、尽量走直线； 减少不必要的管件阀门；增大管径6. 转子流量计的主要特点是（ C ） A. 恒截面、恒压差 B. 变截面、变压差 C.变截面、恒压差7. 柏努利方程实验中，在一定流速下某测压管显示的液位高度为静压头与动压头之和，若水平管路中的阻力损失等于零，当流速增大时，测压管液位高度_（升高、降低或不变），因为 。不变，流体流动过程中总机械能守恒8. 流体在管内作湍流流动时，滞流内层的厚度随雷诺数Re的增大而（ B）。A. 增厚 B. 减薄 C. 不变9.流体流动中的理想流体是指： 。没有粘性、没有摩擦阻力、液体不可压缩。10.液体在等直径的管中
10、作稳态流动，由于有摩擦阻力损失，其流速沿管长 ，静压强沿管长 。 不变；降低11. 相同管径的圆形管道中，分别流动着粘油和清水，若雷诺数Re相等，二者的密度相差不大，而粘度相差很大，则油速（ A ）水速。 A. 大于 B. 小于 C. 等于 12. 将管路上的阀门关小时,其阻力系数（ B ）。 A. 变小 B. 变大 C. 不变13. 在一定流量下，流体在并联管路中作稳态连续流动，当并联管路数目愈多，则（ C ）。 A. 流体阻力损失越大 B. 流体阻力损失越小 C. 流体阻力损失与并联管数无关14.某流体在圆形直管中作滞流流动时，其速度分布是 型曲线，其管中心最大流速为平均流速的 倍。抛物线
11、，215. u2 / 2的物理意义是表示流动系统某截面处（ A ）流体具有的动能。 A. 1kg B. 1N C. 1m16 因次分析法的目的在于：cA得到各变量间的确切定量关系；B得到各无因次数群的确切定量关系；C用无因次数群代替变量，使实验与关联工作简化；D用无因次数群代替变量，使实验结果更可靠。17.流体在管内作层流流动，若仅增大管径，则摩擦系数变 ，直管阻力变 。大，小18.流体在圆管内流动时，由于流体具有粘性，使得管_处速度为零，管的_处速度最大。管壁；中心19.滞流底层越薄，则 C 。A近壁面速度梯度越小；B流动阻力越小；C流动阻力越大；D流体湍动程度越小20.牛顿粘性定律表达式为
12、 ，其中粘性系数 (粘度) 的物理意义是 。 F/Adu/dy；在单位接触面积上，速度梯度为1时，流体层间的内摩擦力。21. 在稳态流动系统中,水由粗管连续地流入细管,若粗管直径是细管的2倍，则细管流速是粗管的（ C ）倍。 A. 2 B. 8 C. 422. 产生流体流动阻力的根本原因是：_。流体具有粘性，流动时产生了内摩擦切向力。23. 流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是（ C ）。 A. 流动速度大于零 B. 管边不够光滑 C. 流体具有粘性24. 当20的水（=998.2 kg/m3，=1.00510-3 Pa.s）在内径为100mm的光滑管内流动时，若流速为1.0 m/s时，其雷诺准
13、数Re为 _，流动型态为(填滞流或湍流) _。9.93104, 湍流25. 水在圆形直管中作滞流流动，流速不变，若管子直径增大一倍，则阻力损失为原来的（ A）。A、1/4 B、1/2 C、2倍26. 在相同条件下，缩小管径，雷诺数（ A ）A、增大 B、减小 C、不变27在一定流量下，流体在并联管路中作稳 定连续流动，当并联管路数目愈多，则（ C ）。A、流体阻力损失越大 B、流体阻力损失越小C、流经各支管的阻力损失皆相等三、问答题：1.说明流速、体积流量、质量流量的单位，以及这三个物理量之间的相互转换关系。 答： （1）流速 u， m/s； 体积流量qV， m3/s； 质量流量qm，kg/s （2）相互转换关系：u=qV/A； qm =qV.2. 什么叫化工单元操作？常用的化工单元操作有哪些？化工产品的生产过程中，具有共同物理变化，遵循共同的物理学定律的一些物理操作过程。例如：流体流动、流体输送、非均
