流体机械习题答案
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流体机械习题答案
一、填空题：
1.牛顿粘性定律用内摩擦力的表达式为_____________. 用剪应力的表达式为____________.
答案：F=μAdu/dy; τ=μdu/dy
2.当地大气压为750mmHg时,测得某体系的表压为50mmHg,则该体系的绝对压强为_________mmHg, 真空度为_______mmHg.
答案： 800; -50
3.计算流体局部阻力损失的方法有:_______________,_________________,其相应的阻力损失计算公式为_______________,____________________。
答案：当量长度法; 阻力系数法;
hf =λ(le/d)(u2/2g); hf =ζ(u2/2g) ;
4.理想流体是指________________________________;而实际流体是指___________________________。
答案：没有粘性、没有摩擦阻力、液体不可压缩;具有粘性、有摩擦力、液体可压缩、受
热膨胀、消耗能量。
5.牛顿粘性定律表达式为______________，其比例系数 (粘度) 的物理意义是_____________________。
答案：τ=F/A=μdu/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。
6. 流体流动的型态用_____来判断，当________时为湍流，当________时为滞流，当______时为过渡流。
答案：雷诺准数，Re≥4000，Re≤2000，Re在2000-4000之间。
7.化工生产中，物料衡算的理论依据是_________________，热量衡算的理论基础是________________。
答案：质量守恒定律， 能量守恒定律。
8.当流体的体积流量一定时,流动截面扩大,则流速__________,动压头___________,静压头___________。
答案：减少， 减少， 增加。
9.流体的粘度指______________________________________。粘度随温度变化而变化,液体的粘度随温度升高而________;气体的粘度则随温度升高而________。
答案：流体流动时,相邻流体层间,在单位接触面上,速度梯度为1时,所产生的内摩擦力 减少 增大
10.液柱压力计量是基于______________原理的测压装置,用U形管压强计测压时,当压强计一端与大气相通时,读数R表示的是_________或___________。
答案：流体静力学; 表压; 真空度
11.应用柏努利方程所选取的截面所必须具备的条件是______________,______________，____________，__________________。
答案：处于稳定段， 连续， 垂直于流体流动方向， 流体平行流动
12.若Re值已知时,则流体在圆形管内呈层流时的摩擦系数λ=________,在管内呈湍流时,摩擦系数λ与_______、_______有关。
答案： 64/Re; Re; ε/d
13.孔板流量计和转子流量计的最主要区别在于：前者是恒______,变_____;后者是恒_________,变_________。
答案：截面;压差;压差;截面
14.液体的粘度随温度升高而________,气体的粘度随温度的升高而_______。
答案：减小; 增大
15.若流体在圆形直管中作滞流流动,其速度分布呈_______型曲线,其管中心最大流速是平均流速的____倍,摩擦系数λ与Re的关系为_________。
答案：抛物线; 2倍; λ=64/Re
16.牛顿粘性定律的数学表达式为_________________,牛顿粘性定律适用于________型流体。
答案：τ=μdu/dy ; 牛顿
17.流体做层流流动时,管内平均流速是最大流速的____倍,湍流时,管内平均流速是最大流速的______倍。
答案： 0.5; 约0.8
18.流体在管路中作连续稳态流动时，任意两截面流速与管径的关系为______________，所以,流速随着管径的减小而________。
答案：u1/u2=d22 /d12 增大
19.流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是__________________.
答案：.流体具有粘性
20.按照化工单元操作所遵循的基本规律的不同,可将单元操作分为_________、 __________、________。
答案.动量传递、热量传递、质量传递
21.流体沿壁面流动时,有显著速度梯度的区域称为_____________。
答案：.流动边界层
22.液体在等直径的管中作稳态流动,其流速沿管长______,由于有摩擦阻力损失,静压强沿管长_______。
答案：不变; 降低
23.稳态流动是指流动系统中,任一截面上流体的流速、压强、密度等物理量仅随_____________________。
答案：.位置而变，而均不随时间变。
24.离心泵的主要构件有以下三部分:______,_____,_______.
答案：泵壳; 叶轮; 泵轴
25.离心泵的主要参数有: __________,____________,____________,____________. 答案：流量; 扬程; 功率; 效率
26.离心泵的特性曲线有:_____________________,_________________,__________________.
答案：扬程～流量曲线; 功率～流量曲线; 效率～流量曲线
27.离心泵的最大安装高度不会大于_______________.
答案：10m
28.离心泵的工作点是________________________和______________________________两条曲线的交点.
答案：泵特性曲线H--Q; 管路特性曲线H--Q
29.泵起动时应先关闭出口开关，原因是______________________________________________________。
答案：.降低起动功率，保护电机，防止超负荷而受到损伤;同时也避免出口管线水力冲击。
30.流体输送设备按工作原理可分为四类：____________，______________，__________，__________。
答案：离心式 ， 往复式 ， 旋转式 ， 流体作用式
31.当离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵会发生____________现象。
答案：气蚀
32.离心泵的扬程含义是___________________________________________________________________。 答案：.离心泵给单位重量的液体所提供的能量
33.离心泵起动时，若泵内没有完全充满液体，离心泵就不能输送液体，这种现象称为__________。
答案：气缚
34.离心泵输送的液体粘度越大，其扬程__________，流量_________,轴功率__________，效率_________。
答案：.越小; 越小; 越大; 越小
35.往复压缩机的实际工作循环，是由__________、__________、________、________四个阶级组成。
答案：吸气、 压缩、 排气、 膨胀
36.采用多级压缩的优点是：_______________________________________________________________。
答案：降低排气温度;减少功耗;提高气缸容积利用率;使压缩机的结构更为合理。
37.离心泵叶轮的作用是__________________________________，使液体的______________均得到提高。
答案：将原动机的机械能传给液体， 静压能和动能。
38.往复式压缩机的工作原理和__________泵相似，是靠往复运动的活塞使气缸的工作容积__________，从而进行_____________。
答案：往复; 增大或减少; 吸气和排气，
二、选择题：
1.流体在圆管内流动时,若为湍流时,平均流速与管中心的最大流速的关系为( )
A. Um=1/2Umax B. Um=0.8Umax
C. Um=3/2Umax
答案：B
2.从流体静力学基本方程可得知，U型管压力计测量的压强差( )
A. 与指示液密度、液面高度有关,与U形管粗细无关
B. 与指示液密度、液面高度无关,与U形管粗细有关
C. 与指示液密度、液面高度无关,与U形管粗细无关
答案：A
3.流体的层流底层越薄，则( )。
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
答案：C
4.为提高微差压强计的测量精度，要求指示液的密度差( )。
A. 大 B. 中等 C. 越小越好 D. 越大越好
答案：C
5. 一个工程大气压等于( )Pa; ( )Kgf.cm-2。
A. 1.013×105 B. 9.8×104 C. 1 D. 1.5
答案：B C
6. 转子流量计的主要特点是( )。
A. 恒截面、恒压差; B. 变截面、变压差;
C. 恒流速、恒压差; D. 变流速、恒压差。
答案：C
7.层流与湍流的本质区别是：( )。
A. 湍流流速>层流流速; B. 流道截面大的为湍流，截面小的为层流;
C. 层流的雷诺数<湍流的雷诺数;D. 层流无径向脉动，而湍流有径向脉动
答案：D
8.圆管内流动流体湍流时的雷诺准数值应为( )
A. Re<2000 B. Re>4000 C. Re=2000～4000
答案：B
9.流体在管路中作稳态流动时,具有( )的特点。
A. 呈平缓的滞流 B. 呈匀速运动
C. 在任何截面处流速、流量、压强等物理参数都相等;
D. 任一截面处的流速、流量、压强等物理参数不随时间而变化
答案：D
10.表压与大气压、绝对压间的关系是( )。
A. 表压=绝对压-大气压 B. 表压=大气压-绝对压
C. 表压=绝对压+真空度
答案：A
11.流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是( )。
A. 流动速度大于零 B. 管边不够光滑 C. 流体具有粘性
答案：C
12.流体在管内流动时,滞流内层的厚度随流速的增加而( )。
A. 变小 B. 变大 C. 不变
答案：A
13.圆管的摩擦系数λ=64/Re的适用流型是( )。
A. 滞流 B. 过渡流 C. 湍流
答案：A
14.为使U形压差计的灵敏度较高,应使指示液和被测流体的密度差( )。
A. 偏大 B. 偏小 C. 越大越好
答案：B
15.设备内的真空度愈高,即说明设备内的绝对压强( )。
A. 愈大 B. 愈小 C. 愈接近大气压、
答案：B
16.在静止的、连续的、同一液体中,处于同一水平面上各点的压强 ( )
A. 均相等 B. 不相等 C. 不一定相等
答案：A
17.流体在圆管内作滞流流动时,阻力与流速的( )成比例,作完全湍流时,则阻力与流速的( )成比例。
A. 平方 B. 五次方 C. 一次方
答案：C A
18.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( )。
A. 增厚 B. 减薄 C. 不变
答案：B
19.将管路上的阀门关小时,其阻力系数( )。
A. 变小 B. 变大 C. 不变
答案：B
20. u?/2的物理意义是表示流动系统某截面处( )流体具有的动能。
A. 1kg B. 1N C. 1m?
答案：A
21.流体流动时产生阻力的根本原因是流体流动( )。
A. 遇到了障碍物; B. 与管壁产生摩擦
C. 产生了内摩擦切向力
答案：C
22.转子流量计的设计原理是依据( )。
A. 流动的速度 B. 液体对转子的浮力
C. 流动时在转子的上、下端产生了压强差。
答案：C
23.公式λ=64/Re仅适用于流体在( )管内作( )时应用。
A. 湍流 B. 滞流 C. 各种流动型态
D. 圆形 E. 非圆形
答案：D B
24.转子流量计的主要特点是( )
A. 恒截面、恒压差 B. 变截面、变压差 C.变截面、恒压差
答案：C
25.离心泵的性能曲线中的H-Q线是在( )情况下测定的。
A. 效率一定; B. 功率一定;
C. 转速一定; D. 管路(l+∑le)一定。
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。( )√
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， 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。
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