发布时间 : 星期一 文章流体力学流体机械习题更新完毕开始阅读d742aa20dd36a32d737581fb
答案：C
26.离心泵最常用的调节方法是 ( )
A. 改变吸入管路中阀门开度 B. 改变压出管路中阀门的开度
C. 安置回流支路，改变循环量的大小 D. 车削离心泵的叶轮 答案：B
27.离心泵的扬程是 ( )
A. 实际的升扬高度 B. 泵的吸液高度 C. 液体出泵和进泵的压差换算成液柱高度
D. 单位重量液体出泵和进泵的机械能差值 答案：D
28.用离心泵将液体由低处送到高处的垂直距离，称为（ ）
A. 扬程 B. 升扬高度 C. 吸液高度 答案：B
29.往复压缩机每一工作循环所耗的功以（ ）压缩为最小
A. 等温 B. 绝热 C. 多变 答案：A
30.往复泵在启动前（ ）液体。
A. 一定要充满 B. 无须充满 C. 充以适量的 答案：B
31.离心泵并联操作的目的是（ ）.
A. 增大位能 B. 增大扬程 C. 增大流量 答案：C
三、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。（ ）×
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。（ ）√
5
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。( ) √
四、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。
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，
6
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。 8.离心泵的工作原理。
答案：离心泵先灌泵后启动，当叶轮高速旋转时，液体获得了动能并甩向叶轮外缘。由于叶 片间的流体通道截面和泵壳的蜗形流道截面都是逐渐扩大的，使流体在泵内的流速逐渐降低，一部分动能转变为静压能，而使流体压强逐渐增高，最后从压出口压出，与此同时，由于离心力作用，叶轮中心的流体被甩向叶轮外缘，叶轮中心形成负压，使得流体不断被吸入。 9.什么是气缚现象？
答案：如果离心泵启动前未灌满液体，泵内有空气，由于空气的密度小，叶轮旋转产生的离
心力小，致使液体难以被吸入，此时叶轮虽在旋转，却不能输送液体并产生噪声。该现象为气缚。 10.什么是气蚀现象？
答案：当泵入口压强低于被输送液体的饱和蒸汽压时，被吸入的流体在泵的入口处汽化，形成气泡混杂在液体中，由泵中心的低压区进入泵外缘高压区，由于气泡受压而迅速凝结，使流体内部出现局部真空，周围的液体则以极大的速度填补气泡凝结后出现的空间，可产生很大的冲击力，损害泵壳和叶轮，该现象是气蚀。
11.离心泵的特性曲线有哪几条？是在何条件下测定的？
答案：离心泵的特性曲线有扬程曲线，功率曲线，效率曲线。是在常温，常压下用水作实验测定的，如果用于输送其他流体则需要换算。
12.离心泵起动时，为什么要把出口阀门关闭？
答案：离心泵工作时，其轴功率Ne随着流量增大而增大，所以泵起动时，应把出口阀关闭，以降低起动功率，保护电机，不致于超负荷而受到损失，同时也避免出口管线的水力冲击。 13.采用多级压缩对生产工艺有何好处？ 答案：好处：（1）降低了排气温度； （2）减少了功耗；
（3）提高气缸容积利用率； （4）使压缩机的结构更为合理。 14.为什么单缸往复压缩机的压缩比太大，将会使压缩机不能正常工作？
答案：当余隙系数一定时、压缩比愈高，余隙内的残余气体膨胀所占气缸的容积就愈多，使每次循环的吸气量减少，而当压缩比太大时（即容积系数为零时），残余气体膨胀已占满整个气缸，使压缩机根本无法吸入新鲜气体，也就无法正常正作了。 15.离心泵的主要部件有哪些？各有什么作用？
答案：离心泵的主要部件有叶轮、泵壳、轴封装置。
叶轮的作用是将原动机的机械能传给液体、使液体的动能和静压能均得到提高。 泵壳具有汇集液体和将部分动能转为静压能的作用，轴封装置的作用是防止泵内高压液体外漏及外界大气漏入泵内。
16.离心泵的扬程和升扬高度有什么不同？
答案：离心泵的扬程是指泵给以单位重量液体的有效能量、 液体获得能量后，可将液体升扬到一定高度△Z，而且还要用于静压头的增量△P/ρg和动压头的增量△u2/2g及克服输送管路的损失压头，而升扬高度是指将液体从低处送到高处的垂直距离，可见，升扬高度仅为扬程的一部分，泵工作时，其扬程大于升扬高度。
五、计算题：
1.水在管内流动，截面1处管内径为0.2m，流速为0.5m.s-1，由于水的压强产生水柱高1m; 截面2处管内径为0.1m 。若忽略水由1至2处的阻力损失，试计算截面1、2处产生的水柱高度差h为多少m? 【解】列1-1′、2-2′间列柏努利方程式:
Z1+u12/2g+p1/ρg =Z2+u22/2g+p2/ρg+hf ① p1-p2=ρg(u22/2g-u12/2g)=ρ(u22/2-u12/2)
7
u2/u1=d12/d22 u2=0.5×(0.2/0.1)2=2m.s-1 u2代入① p1-p2=ρ(22-0.52/2)=1876N/m2 ∵p1-p2=ρgh ∴h=( p1-p2)/ρg =1875/(1000×9.81)=0.191m
2.一输油管，原输送ρ1=900kg/m3，μ1=135cp的油品，现改输送ρ2=880kg./m3，μ2=125cp的另一油品。若两种油品在管内均为层流流动，且维持输油管两端由流动阻力所引起的压强降△pf 不变,流型为层流，则输送的油量有何变化?
【解】64/Re1（l/d）(u12/2)=64/Re2(l/d)(u22/2) u1/(dρ1u1)u12=u2/(dρ2u2)u22 u1μ1/ρ1=u2μ2/ρ2
∴ u2/u1=μ1ρ2/μ2ρ1=1.35×880/(1.25×900)=1.056 输油量比原来增加5.6%
3.某流体在管内作层流流动，若体积流量不变，而输送管路的管径增加一倍，求因摩擦损失而引起的压力降有何变化？
【解】 根据伯氏方程：-△p=32uμl/d 2 以及： (π/4)d12u1=(π/4)d22u2=Vs
已知：d2=2d1
则：u1/u2=d22/d12=(2d1) 2/d12=4 即：u2=u1/4 原工况：-△p1=32u1μ1l1/d12 现工况：-△p2=32u2μ2l2/d22
∵μ2=μ1 l2=l1 u2=u1/4 d2=2d1 将上述各项代入并比较：
现/原:△p2/△p1=[32×(1/4)u1×μ2×l2/(2d1) 2 ]/
[32×u1×μ1×l1/d12]=1/16
因摩擦而引起的压降只有原来的1/16
4.用泵自敞口贮油池向敞口高位槽输送矿物油，流量为38.4T/h,高位槽中液面比油池中液面高20m, 管路总长(包括阀门及管件的当量长度) 430m,进出口阻力不计。管径为φ108×4mm,若油在输送温度下的比重为0.96, 粘度为3430cp,求泵所需的实际功率,设泵的效率η=50%。 【解】对贮油池液面至高位槽液面列柏努利方程：
He=△Z+λ[(l+Σle )/d](u2/2g)
△Z=20m l+Σle =430m d=108-2×4=100mm=0.1m u=Vs/0.785d2
=38400/3600×0.785×0.12×960 =1.415m/s
Re=duρ/μ=0.1×1.415×960/3430×10-3=39.6<2000 λ=64/Re=64/39.6=1.616 He=20+1.616×(430/0.1)× (1.4152/2×9.81)=729.2m
N=Q·He·ρg/η=38400×729.2×9.81/(3600×0.5×1000)= 152.6kw
5.某厂如图所示的输液系统将某种料液由敞口高位槽A输送至一敞口搅拌反应槽B中,输液管为φ38×2.5mm的铜管,已知料液在管中的流速为u m/s,系统的Σhf=20.6u2/2 [J/kg ],因扩大生产，须再建一套同
8