第一章：流体流动
二、本章思考题
１-1 何谓理想流体？实际流体与理想流体有何区别?如何体现在伯努利方程上?
1-２ 何谓绝对压力、表压和真空度?表压与绝对压力、大气压力之间有什么关系?真空度与绝对压力、大气压力有什么关系？
1-３ 流体静力学方程式有几种表达形式？它们都能说明什么问题?应用静力学方程分析问题时如何确定等压面?
1－4 如何利用柏努利方程测量等直径管的机械能损失?测量什么量?如何计算？在机械能损失时，直管水平安装与垂直安装所得结果是否相同？ 1-５ 如何判断管路系统中流体流动的方向？
1-６何谓流体的层流流动与湍流流动？如何判断流体的流动是层流还是湍流？ 1-7 一定质量流量的水在一定内径的圆管中稳定流动,当水温升高时，Re将如何变化? 1－8 何谓牛顿粘性定律？流体粘性的本质是什么？ 1-9 何谓层流底层？其厚度与哪些因素有关?
1－10摩擦系数λ与雷诺数Re及相对粗糙度?/d的关联图分为4个区域。每个区域中,λ与哪些因素有关？哪个区域的流体摩擦损失管流动时的摩擦损失
hf与流速u的一次方成正比?哪个区域的
hf与u成正比？光滑
2hf与u的几次方成正比?
1-11管壁粗糙度对湍流流动时的摩擦阻力损失有何影响?何谓流体的光滑管流动? 1-12 在用皮托测速管测量管内流体的平均流速时，需要测量管中哪一点的流体流速，然后如何计算平均流速? 三、本章例题
例1-1 如本题附图所示,用开口液柱压差计测量敞口贮槽中油品排放量。已知贮槽直径D为３m，油品密度为９００kg/m３。压差计右侧水银面上灌有槽内的油品,其高度为h1。已测得当压差计上指示剂读数为R1时，贮槽内油面与左侧水银面间的垂直距离为Ｈ1。试计算当右侧支管内油面向下移动30mm后,贮槽中排放出油品的质量。
解：本题只要求出压差计油面向下移动3０mm时,贮槽内油面相应下移的高度,即可求出排放
H 量。
首先应了解槽内液面下降后压差计中指示剂读数的变化情况,然后再寻求压差计中油面下移高度与槽内油面下移高度间的关系。
设压差计中油面下移h高度，槽内油面相应
1 m papaD H1 hh1R1 C 1-1附图
下移H高度。不管槽内油面如何变化,压差计右侧支管中油品及整个管内水银体积没有变化。故当
压差计中油面下移h后，油柱高度没有变化，仍为h1，但因右侧水银面也随之下移h,而左侧水银面必上升h，故压差计中指示剂读数变为（R－2h），槽内液面与左侧水银面间的垂直距离变为（H1-Ｈ-h）。
当压差计中油面下移h后,选左侧支管油与水银交界面为参考面m,再在右侧支管上找出等压面n（图中未画出ｍ及n面），该两面上的表压强分别为:
pm?(H1?H?h)?0g （
?0为油品密度)
因
pn?h1?0g?(R1?2h)?Hgg,由上二式得:
=
pm?pn
(H1?H?h)?0gh1?0g?(R1?2h)?Hgg (1）
上式中第一项
H1?0g?h1?0g?R1?Hgg (2)
h，并整理得：(2?Hg??0) 将式（２）代入（１）
H? 取
?0
，将已知值代入上式： 0.03(2?13600?900)H??0.8767m900
?Hg?13600kg/m3即压差计右侧支管油面下移３0mｍ,槽内液面下降0.8767m,油品排放量为： ?? 4D2H?0?4?32?0.8767?900?5574kg
例1-２ 直径D为3ｍ的贮水槽下部与直径
d0为40mm的水平输送管相连。管路上装有一个闸阀,
闸阀上游设有水银液柱压差计，开口管水银面上方有一段R'为20mm的清水。当阀门全关时,压差计上读数R为740mｍ,左侧指示剂液面与水管中心线间的垂直距离h为１m。当阀门全开时,不包括管子出口损失的系统阻力用经验公式
?hf?40u2计算。式中
?hf为流动系数的总摩擦阻力,J/ｋg，
u为水在管路中的流速，m/s。试求将水放出２4m３需经历若干时间。
解: 根据题意画出如附图所示的流程图。
由题意知流动过程中槽内水面不断下降，故本题属于不可压缩流体作非定态流动系统。液面高度随流动时间增加而逐渐降低,管中水的流速随液面下降而逐渐减小。在微分时间内列全系统的物料衡算，可求得液体高度随时间变化的微分关系,再列瞬
D H1 d h R’ R 1-2附图
化工原理上册课后习题及标准答案
