2u12p2u2解：由 gz1???gz2????hf
?2?2p1得 ?hf1??hf2 所以 ?1??l?le?1d?l?le?2u22u12???2?? 2d2又由完全湍流流动 得 ??f????? d??22所以 ?l?le?1?u1 ??l?le?2?u2而 V?uA?u??4d2
Vu所以 2?2?V1u1?l?le?1?l?le?2?1?1.1547 0.75
5.如图表明，管中的水处于 ③
P1=0.12Kgf/m2 ①静止②向上流动③向下流动④不一定 1 1
P2=0.12Kgf/m2
2 2
四.判断题：
1.流体在园管内作稳定流动时,其流速与管径的一次方成反比。（ ）× 2.流体在园管内的流动阻力主要有沿程阻力和局部阻力。（ ）√
3.化工单元操作是一种物理操作,只改变物质的物理性质而不改变其化学性质。（ ）√ 4.在稳态流动过程中,流体流经各截面处的体积流量相等。 （ ）× 5.当输送流体的管子的管径一定时，增大流体的流量，则雷诺准数减少。（ ）×
6.流体在等径的管中作稳态流动时,由于有摩擦阻力损失,因此流体的流速沿管长而逐渐变小。（ ）× 7.当流体充满圆管作稳态流动时,单位时间通过任一截面的体积流量相等。（ ）× 8.流体作层流流动时,摩擦系数λ只是Re的函数,而与管壁的粗糙度无关。（ ） 9.在相同的设备条件下,密度越大,粘度越小的流体越易形成湍流状态。（ ）√ 10.牛顿粘性定律是：流体的粘度越大,其流动性就越差。( ) ×
11.孔板流量计是文丘里流量计的改进,其压头损失比文氏流量计小得多。（ ）× 12.实际流体在导管内作稳态流动时,各种形式的压头可以互相转，但导管任一截面上的位压头、动压头与静压头之和为一常数。（ ）×
6
13.为了提高压强计的灵敏度以测量微小的压强差,可采用微差压强计。当其中的两指示液密度相差越大时,其灵敏度就越高。 （ ）×
14.经过大量实验得出,雷诺Re<2000时,流型呈层流,这是采用国际单位制得出的值,采用其他单位制应有另外数值。( ) ×
15.流体在管内以湍流流动时,在近管壁处存在层流内层,其厚度随Re的增大而变薄。 （ ）√ 16.表压强就是流体的真实压强。（ ）× 17.设备内的真空度愈高表明绝对压强愈大。（ ）×
18.一般情况下气体的粘度随温度的升高而增大；液体的粘度随温度的升高而减小。（ ）√ 19.用U形管液柱压差计测量流体压强差时,测压管的管径大小和长短都会影响测量的准确性。（ ）× 20.流体在圆管内流动时,管的中心处速度最大,而管壁处速度为零。（ ）√ 21.稳定流动时,流体的流速、压强、密度等均不随时间和位置而变。（ ）×
22.流体在管内作稳定湍流时,当Re一定时,摩擦系数λ随管子的相对粗糙度的增加而增大。（ ）√ 23.柏努利方程中的P/（ρg）表示1N重的流体在某截面处具有的静压能,又为静压头。（ ）√ 24.流体阻力产生的根本原因是由于流体与壁面之间的摩擦引起的。（ ）×
25.液体在圆形管中作滞流流动时,其它条件不变,仅流速增加一倍,则阻力损失增加一倍（ ）√ 26.稳定流动时,液体流经各截面的质量流量相等；流经各截面处的体积流量也相等（ ）√ 27.理想流体流动时,无流动阻力产生。（ ）√
28.流体在水平管内作稳定连续流动时,直径小处,流速增大；其静压强也会升高。（ ）× 29.滞流内层的厚度随雷诺数的增大而增厚。（ ）×
30.在静止的、处于同一水平面上的、各点液体的静压强都相等。（ ）× 31.实验证明,当流体在管内流动达完全湍流时,λ与雷诺数的大小无关。（ ）√
32.离心泵启动时,为减小启动功率，应将出口阀门关闭，这是因为随流量的增加，功率增大。（ ）√ 33.离心泵扬程随着流体流量的增大而下降。（ ）√
34.离心泵的扬程随其送液能力（流量）的改变而变化，当流量达到最大时，其扬程也最大；而流量为零时，其扬程亦等于零。 （ ）×
35.采用多级压缩机可解决压缩比过高的问题，但功耗增大了。（ ）√ 36.多级往复式压缩机的压缩级数越多，则功耗越少 ( )。× 37.离心泵的“气缚”与“气蚀”现象，在本质是相同的。( ) √ 五.问答题：
1.什么是流体连续稳定流动？
答案：流体连续稳定流动是指流体在流动时，流体质点连续的充满其所在空间，流体在任一截面上的流动的流速、压强和密度等物理量不随时间而变化。
2.流体粘度的意义是什么？流体粘度对流体流动有什么影响？
答案：流体的粘度是衡量流体粘性大小的物理量，它的意义是相邻流体层在单位接触面积上，速度梯度为1时，内摩擦力大小。
流体的粘度愈大，所产生粘性也愈大，液体阻力也愈大。
3.何谓层流流动？何谓湍流流动？用什么量来区分它们？
答案： 层流：流体质点沿管轴作平行直线运动，无返混，在管中的流速分布为抛物线，平均流速是最大流速的0.5倍。
湍流：流体质点有返混和径向流动，平均流速约为最大流速的0.8倍。
以Re来区分，Re<2000为层流、Re>4000为湍流。
4.什么是连续性假定？
答案： 假定流体是由许多质点组成的，彼此间没有间隙，完全充满所占有空间的连续的介质。，这一假定称为连续性假定。
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5流体流动的连续性方程的意义如何？
答案： 流体流动的连续性方程是流体流动过程的基本规律，它是根据质量守恒定律建立起的，连续性方程可以解决流体的流速、管径的计算选择，及其控制。
6.流体静力学基本方程的意义是什么？
答案：静止流体内部任一水平面上的压强与其位置及流体的密度有关，位置越低，压强越大；
静止液体内部压强随界面上的压强而变，表明液面上所受的压强能以同样大小传递到液体内部。
7.流速与管路建设投资费及运行操作费的关系。
答案：当流量一定时，流速大，管径小，投资费用小；但流速大，管内流体流动阻力增大，
输送流体所消耗的动力增加，操作费用则随之增大。反之，在相同条件选择小流速，动力消耗固然可以降低，但管径增大后建设投资增加。
何谓轨线、流线，为什么流线互不相交
轨线是某一流体质点的运动轨迹，描述的是同一质点在不同时刻的位置（拉格朗日） 流线表示的是同一瞬间不同质点的速度方向联线，描述空间任意定点的状态 由于同一点在指定某一时刻只有一个速度，故各流线不会相交。 2000--动能校正系数α为什么总是大于，等于1
根据α=
u?uA3A13dA ，可知流体界面速度分布越均匀，α越小。可认为湍流速度分布是均匀的，代入上式，得
α接近于1
2001--2004因次分析法规化试验的主要步骤: （1）析因实验——寻找影响过程的主要因素 （2）规划试验——减少实验工作量 （3）数据处理——实验结果的正确表达 2001—何谓流体流动过程中稳定性、定态性 稳定性是指系统对外界扰动的反应
定态性是指有关运动参数随时间的变化情况 2002--层流与湍流的本质区别
是否存在流速u，压强P的脉动性，即是否存在流涕质点的脉动性 2002--2005非牛顿流体中塑性流体的特点
只有当施加的剪应力大于某一临界值（屈服应力）后才开始流动 2003--什么是流体流动的边界层，边界层分离条件是什么
流速降为未受边壁影响流速的99%以内的区域为边界层，即边界影响未及的区域。 条件：剪应力消耗动能；流道扩大造成逆压强梯度 2003--非牛顿流体中震凝性流体的特点 粘度随剪切力作用时间延长而增大
2004--动量守恒和机械能守恒应用于流体流动时，二者关系如何？
当机械能守恒定律应用于实际流体时，由于流体的粘性导致机械能的耗损，在机械能恒算式中将出现Hf项，但动量守恒只是将力和动量变化率联系起来，未涉及能量和消耗问题 2006--何谓泊谡叶方程，其应用条件有哪些 △?=32?uL/d2
不可压缩流体在直圆管中做定态层流流动时的阻力损失计算 2006--非牛顿流体中假塑性流体的特点：
在某一剪切率范围内，粘度随剪切率增高而下降
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2007--静压强有什么特征
①静止流体中任意界面上只受到大小相等，方向相反，垂直于作用面的压力 ②作用于任意点所有不同方位的静压强在数值上相等 ③压强各向传递
六.计算题
1． 在图示装置中，水管直径为Φ57×3.5 mm。当阀门全闭时，压力表读数为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m/h？ 解：阀门全闭时，由 P2 =ρgH，H = 0.3×1.013×10/（1000×9.81）= 3.1 m 即水槽液面距阀门中心线的高度为3.1 m。
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
5
3
5
Z1 = H = 3 m，Z2 = 0，P1 = 0，P2 = 0.2×1.013×10 Pa，u1≈0，Σhf/g = 0.5 mH2O 代入上式
3.1 = 0.2×1.013×10/（1000×9.81）+ 解得 u2 = 3.24 m/s
Vh =（π/4）du×3600 = 22.9 m/h
2.一敞口高位水槽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（密度为1400 kg/m3）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φ57×3mm，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。
3
（1） 当水流量为8m/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
A 量的大小与哪些因素有关？
8m
M 1.5
2
3
5
/（2×9.81）+ 0.5
m 1m B 9 C
解：（1）在A-A′与M-M′截面间列柏努利方程，并以喉管中心线为基准面：
zAg?12pA12puA??zMg?uM?M??Wf,A?M 2?12?1其中： zA?8m；pA?0（表压）；uA?0；zM?0 喉部流速 uM?VS8/3600??14.44m/s 20.785dM0.785?0.0142管内流速 u?VS8/3600??1.09m/s 220.785d0.785?0.051阻力 ?Wf,A?M(l??le)u2201.092???0.025?5.82J/kg
d20.0512代入柏努利方程，并简化： zAg?12pMuM???Wf,A?M 2?1p14.442?M?5.82 8?9.81?21000解得 pM??3.16?104Pa（表压）＝3.16?104Pa（真空度 ） （2）文丘里喉管处的位能与静压能之和：
pM101.3?103?3.16?10?4?zMg??1.5?9.81?64.5J/kg ?21400 碱液槽B截面处的位能与静压能之和：
101.3?103?zBg??72.36J/kg ?21400pB所以
pB?2?zBg?pM?2?zMg
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化工原理-第一章-流体力学习
