流体流动

一、 填空：

1、湍流时平均速度是最大速度的________________倍。

2、孔板流量计的孔流系数与___________，___________及取压法有关。

3. 如果一个设备的表压为100kPa，那么它的绝压应该为( )kPa；如果另一个反应器的真空度为400mmHg，那么它的绝压应该为( ). (设当地大气压为101.33 kPa)

4. 流体阻力产生的根源是__________________________。

5. 在连续稳定流动过程中，流速与管径的（ ）成反比。均匀圆管内流体的流速不因流阻的存在而（ ）。 6. 无因次数群是（ ）的数组。

7. 气体的粘度将随温度的升高而（ ），液体的粘度则随温度的升高而( ).

8. 滞流与湍流的根本区别是（ ）。

9. 当雷诺准数Re 小于( )时是层流， Re大于 ( )时是湍流。

10. 流体在圆管内湍流流动，从管壁到轴线依次可分为:（ ），（ ），（ ）. 11. 水在管内层流流动，平均速度和最大速度的比值是( ) ，此时雷诺准数Re应( ) 。

12. 一定量的流体在圆形直管内流过，若流动处于阻力平方区，则流动阻力与速度的（ ）成正比。

13. 圆形直管内流体滞流流动的速度分布呈（ ）形状。其平均速度是中心最大速度的（ ）。摩擦阻力系数与雷诺数的关系是（ ）。 14. 流体流动边界层是指（ ）。由于固体表面形状而造成边界层分离所引起的能量损失，称为（ ）。粘性流体绕过固体表面的阻力为摩擦阻力和（ ）之和，又称为局部阻力。

15. 局部阻力所引起的能量损失有两种计算方法：（ ）法和（ ）法。

16. 根据流体力学原理设计而成的三种流量计中，随着流量的增加，通过( ) 和 ( ) 的压力降增大，通过 ( ) 的压力降维持不变. 17. 流体在钢管中湍流流动，摩擦系数λ是 ( )和( )的函数。

18、并联管路的特点是

（ ）。 分支管路的特点是

（ ）。 19. 孔板流量计是通过（ ）来反映流量的大小，又称为（ ）流量计，而转子流量计是流体流过节流口的压强差保持恒定，通过变动的（ ）反映流量的大小，又称（ ）。 20. 牛顿粘性定律的表达式为（ ），牛顿粘性定律适用于（ ）流体。

21. 在一稳定流动系统中，水由细管流入粗管，细管与粗管的流速分别为2m/s与1m/s。细管与粗管连接处的局部阻力系数ζ=0.27，则水通过的局部阻力所产生的压强降为（ ）Pa。 22. 测流体流量时，随着流体流量的增加，孔板流量计两侧压差将（ ），若改用转子流量计测量，当流量增大时，转子两端的压差值将（ ）。 23. 流量相同，若d1/d2=2, 则Re1/Re2=_______。若相对粗糙度相同，且均在阻力平方区流动，则相同管长的直管阻力损失hf1/hf2=________。 24. 流体流动边界层形成的原因为（ ）。 25. 使用因次分析法的目的在于（ ）。

20、往复泵的调节方法有_____________, ________________,_______________。 答案：1. 0.8-0.82； 2.管道的Re，面积比AO/A1; 3. 201.33kPa, 48kPa； 4.流体具有粘性； 5.平方，发生变化； 6. 由几个变量组成的量纲为1的数群； 7.增大，降低； 8.湍流流体质点存在径向上的混合，层流则没有； 9.2100，4000； 10.层流底层，过渡区，湍流主体； 11. 0.5, 小于2100； 12.平方； 13.抛物线，一半，λ=64/Re 14.速度从0到主体流速99%的区域，形体阻力，形体阻力； 15.局部阻力系数法，当量长度法； 16.孔板流量计，文丘里流量计，转子流量计； 17. Re

ζ/d； 18.并联主管流量是各支路流量之和，各并联支路能量损失相等；分支管路：主

管流量是各支路流量之和，各支路末端的机械能和该支路的能量损失之和都相等； 19.

du，压差的大小，定截面变压差，截面，变截面定压差； 20. 牛顿型流体； 21. dy540; 22.增大，不变； 23. 1/2,1/32； 24. 流体具有粘性，又能完全润湿壁面； 25.减少变量的数目，使复杂的工程问题简单化；

二、选择题：

1、在完全湍流区，直管流动阻力与（ ）成正比。

A、管内流动的雷诺数 B、管内平均速度的平方 C、管长L D、液体的粘度 2、层流底层越薄，则以下结论正确的是（ ）。

A、 近壁处速度梯度越小 B、 流动阻力越小 C、 流动阻力越大 D、 流体湍动程度越小

3、在完全湍流中粗糙管的摩擦系数（ ）。

A、 与光滑管一样 B、 取决于Re C、 取决于ε/d D、 与Re，ε/d有关

4、两管并联，若d1=2d2, L1=2L2 , 则hf1/hf2=_________。 (A) 2 (B) 4 (C) 1/4 (D) 1 (E) 1/2

当两管中流体均作层流流动时，VS1/VS2=______。(VS:体积流量，下同) (A) 2 (B) 4 (C) 8 (D) 1/2 (E) 1

当两管中流体均作湍流流动时，并取λ1=λ2，则VS1/VS2=_______。 (A) 2 (B) 4 (C) 8 (D) 1/2 (E) 1/4

5.水以1m/s 的平均速度在内径为 200mm的管内流动（水的物性：ρ=1000kg/m3,

.

μ=0.001Pas），则 ( )

A. 该流动为层流； B. 该流动为湍流； C. 该流动处于过渡区； D. 无法确定；

6. 不可压缩流体在水平管内稳态流动，由于摩擦损失所消耗的能量主要来自于 ( ).

A. 动能的降低 B. 位能的降低 C. 静压能的降低 D. 无法确定 7. 流体在钢管内流动，如果流体恰好处于完全湍流区，那么摩擦因子λ ( ). A. 只和Re有关； B. 和 Re 与 ε/d 均有关系； C. 只和ε/d有关； D. 和Re与ε均有关系 8. 一个套管式换热器，其内管的尺寸为Φ19×2.5mm，外管的尺寸为Φ38×3mm，那么环隙的当量直径deq 为 ( ).

A. 13mm B. 19mm C. 24mm D. 18mm 9. 层流和湍流最本质的区别为 ( )。

A. 湍流的速度比层流大； B. 层流的Re比湍流小； C. 湍流的流通截面积大，而层流的流通截面积小； D. 层流质点没有径向上的混合，湍流质点有径向上的混合；

10. 一个转子流量计，当流量为1m3/h时，转子上下表面的压差为20Pa。如果流量加倍，那么该转子上下表面的压差将 ( )。

A. 40Pa B. 20Pa C. 10Pa D. 60Pa

11. 两管路甲、乙并联，若两管路的长度相同、甲管内径是乙管内径的1/2倍，且两管内的流动均为层流，则甲管与乙管的体积流量的比值为（ ）。 A 1/2 B 1/4 C 1/8 D 1/16

12. 流体在直管内完全湍流，如果流体的Re增加，那么摩擦因子 λ 将 ( ). A. 增加 B. 减小 C. 基本维持不变 D. 无法确定

13. 如右图所示，压差计的读数R =200mm, M=600mm， 两个测压截面1-1 和 2-2之间的压差为 ( ). 已知: 管内流体为空气，指示剂为水 (密度为 1000kg/m3).

A. 1962Pa B. 5886Pa C. 3924Pa D. 6888Pa

14. 一个转子流量计用来测量水的流量，当体积流量为2m3/h时，转子上下表面的压差为 ，当流量为4m3/h时 ( ).

A. 100 Pa B. 50 Pa C. 150 Pa D. 25 Pa

15. 湍流边界层由（ ）、过渡区和湍流主体三个区组成。

A. 临界区 B.静止区 C. 层流底层 D. 薄膜区 16. 水从倾斜直管中流过，在截面A与B处接一空气 压差计，其读数R=10mm，两测压点垂直距离a=0.3m， 见附图。A、B两点的压差等于（ ） A. 3041.1Pa； B. 98.1 Pa C. 3041.1 kPa D. 2943 Pa

17.水由敞口恒液位的高位槽通过一管道流向压力恒定的

反应器，当管道上的阀门开度减小后，管道总阻力损失 。 A 增大 B 减小 C 不变 D 不能判断

两管路甲、乙并联，若两管路的长度相同、甲管内径是乙管内径的2倍，且两管内的流动均为层流，则甲管的阻力与乙管阻力的比值为( )。 （A.1/16；B.1/32； C.1/1；D.1/2）

答案:1-4：BCC(DCB)； 5-10：BCCADB; 11-15：DCABC; 16.AC 三、判断题

1. 为克服流动阻力而消耗的机械能不能与机械能的其他形式相互转换。( ) 2. 流体在管内湍流流动时，其速度分布为一条顶点在轴线上的抛物线。 ( ) 3. 绝压总是正值，表压既可以是正值也可以是负值。 ( )

5. 只要流体的速度发生改变，局部阻力就会形成。( ) 6. 层流底层越薄，能量损失越小。( ) 7. 一般来说，气体的粘度大于液体的粘度。( )

8. 流体在管内层流流动时，其质点不存在径向上的混合。( ) 42. U型压差计通常用来测量微小的压力或压差。

45. 不管在什么情况下，摩擦因子λ都会随着Re的增加而增大。 51.流体经过孔板流量计的压力降将会随着流量的增加而增大。 ( ) 52.塑料管通常被看作粗糙管。 ( )

答案：1. × 2. × 3.√ 5. √ 6. × 7. × 8. √

42. × 45 × 51.√ 52.×

四、简答题：

1.~Re曲线可分为几个区域？在每个区域值的大小与哪些因素有关？在各区

域中，能量损失与流速u的关系是什么？ 简述题（每题5分，共20分）

a）答：λ-Re曲线可分为四个区域：层流区、过渡区、一般湍流区、完全湍流区。

层流区：λ与Re有关；

一般湍流区：λ与Re和相对粗糙度有关、过渡区一般按湍流计； 完全湍流区：λ只与相对粗糙度有关

2. 1. 用孔板流量计测量流体流量时，随流量的增加，孔板前后的压差值将如何变化？若改用转子流量计，转子上下压差值又将如何变化？

随着流量的增加，孔板前后的压差增加，转子上下的压差不变