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1、精选优质文档-倾情为你奉上题库2 流体流动计算题及答案一.计算题1.(10分) 题号:1262 第1章 知识点:420 难度:容易 水平串联的两直管1、2，管径d=d/2，管道1长为100m，已知流体在管道1中的雷诺数(Re)=1800，今测得某流体流经管道1的压强降为0.64(m液柱)，流经管道2的压强降为64(m液柱)，试计算管道2的长度(设局部阻力可略去)。*答案* d=d/2 u=4u Re/Re=（du/）/（du）=1/2Re=900 =64/Re=0.03562 =0.071 p/p=2(l/d)(u/2)/1(l/d)(u/2)=2(l/2d)(u/4)/(100/d)u=l/
2、(16100)l=161000.064/0.64=160m2.(10分) 题号:1263 第1章 知识点:100 难度:较难 以复式水银压差计测量某密闭容器内的压力P。已知各液面标高分别为h=2.6m，h=0.3m，h=1.5m，h=0.5m, h=3.0m。求此密闭容器水面上方的压强P(kN.m)(表压)*答案* 按表压计算，Pa=0 P=g(h1 -h2 ), P=P P=P+g(h -h)=g(h-h+h-h) P=P-g(h -h ) =13.69.81(2.6-0.3+1.5-0.5)-19.81(3-0.5) =415.7kN.m本题目有题图titu0193.(10分) 题号:12
3、64 第1章 知识点:230 难度:中等 水在管内流动，截面1处管内径为0.2m，流速为0.5m.s，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?*答案* 1-1、2-2间列柏努利方程式: Z+u/2g+p/g =Z+u/2g+p/g+hf p-p=g(u/2g-u/2g)=(u/2-u/2) u/u=d/d u=0.5(0.2/0.1)=2m.s u代入 p-p=(2-0.5/2)=1876N.m p-p=gh h=(p-p)/g =1875/(10009.81)=0.191m本题目有题图titu020
4、4.(12分) 题号:1265 第1章 知识点:340 难度:中等 水塔供水系统，管路总长L m(包括局部阻力在内当量长度),1-1到2-2的高度Hm,规定供水量V m.h。当忽略局部阻力损失和动压头时，试导出管道最小直径dmin的计算式。若L=150m， H=10m,V=10m.h,=0.023，求d*答案* 在1-1与2-2间列柏努利方程，以通过水平管的中心线为水平基准面 (Z-Z)+(p-p)/g=hf =(L/d)u/2g 由 p-p=0 Z-Z=H H=(L/d)u/2g 而u=Vh /3600(d/4)代入上式 H=(8Vh L/3600gd) = d=(8LVh /3600gH)
5、 d=(8LVh /3600gH) 代入数据： d=0.023(815010/36009.8110) =0.0466m=46.6mm本题目有题图titu0215.(10分) 题号:1266 第1章 知识点:430 难度:中等 一输油管，原输送=900kg.m，=1.35泊的油品，现改输送=880kg.m，=1.25泊的另一油品。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,则输送的油量(质量流量m)有何变化?(用百分数表示)*答案* 64/R（l/d).(u/2)=64/R(l/d).(u/2) u/(du).u=u/(du).u uu/=uu/ u/u=/
6、 =1.35880/1.25900=1.056 输油量比原来增加5.6%6.(10分) 题号:1267 第1章 知识点:340 难度:中等 密度为1000kg.m，粘度为1cp的水，以10m.h的流量在513mm 的水平管道内流过, 在管路上某处流体静压强为1.5kgf.cm(表压)，若管路的局部阻力可略去不计，问距该处100m下游处流体静压强为多少Pa? (Re=310-110时, =0.3164/Re)*答案* u=V/(d/4)=10/(36000.045/4)=1.75m.sRe=du/=0.0451.751000/(110)=78750=0.3164/Re=0.3164/78750=
7、0.0189由柏式： Z=Z u=up/=p/+ (l/d)(u/2) p=p-(l/d)(u/2) =1.59.8110-0.0189(100/0.045)(1.75/2)1000 =8.310N.m(表压)7.(10分) 题号:1268 第1章 知识点:420 难度:中等 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？*答案* 根据泊氏方程：-p=32ul/d 以及：(/4)du=(/4)du=Vs已知：d=2d 则：u/u=d/d=(2d)/d=4 即：u=u/4原工况：-p=32ul/d 现工况：-p=32ul/d= l=l u=
8、u/4 d=2d 将上述各项代入并比较：现/原:p/p=32ul/d=1/16 答：因摩擦而引起的压降只有原来的1/168.(12分) 题号:1269 第1章 知识点:340 难度:中等 用泵自敞口贮油池向敞口高位槽输送矿物油，流量为 38.4吨. 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1084mm,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=50%。*答案* 对贮油池液面至高位槽液面列柏努利方程：He=Z+(l+le )/d(u/2g)Z=20m l+le =430m d=108
9、-24=100mm=0.1m u=Vs/0.785d =38400/36000.7850.1960 =1.415m.sRe=du/=0.11.415960/343010=39.62000 =64/Re=64/39.6=1.616 He=20+1.616(430/0.1)(1.415/29.81)=729.13m N=QHeg/=38400729.139.81/(36000.51000) =152.6kw9.(12分) 题号:1270 第1章 知识点:300 难度:中等 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382.5mm的铜管,已知料液在管中的流速为
10、u m.s,系统的hf=20.6(u/2 )J.kg,因扩大生产，须再建一套同样的系统, 所用输液管直径不变，而要求的输液量须增加30%,问新系统所设的高位槽的液面需要比原系统增高多少?*答案* u0u p=p于是gZ=gZ+hfg(Z-Z)=hf =20.6u/2u=2g(Z-Z)/20.6 =(29.816/20.6)=2.39m.sZ=Z+20.6u/2g =5+20.6(1.32.39)/(29.81) =15.136m增高为：Z-Z=15.136-11=4.136m本题目有题图titu02210.(12分) 题号:1271 第1章 知识点:340 难度:容易 用离心泵将水由水槽送至水
11、洗塔中,水洗塔内的表压为9.80710N.m,水槽液面恒定,其上方通大气,水槽液面与输送管出口端的垂直距离为 20m, 在某送液量下,泵对水作的功为317.7J.kg，管内摩擦系数为0.018，吸入和压出管路总长为110m(包括管件及入口的当量长度,但不包括出口的当量长度)输送管尺寸为1084mm,水的密度为1000kg.m。求输水量为多少m.h。*答案* Zg+(p/)+(u/2)+W=Zg+(p/)+(u/2)+hf 已知数据：Z=0；P(表)=0；u0；W=317.7J.kg；Z=20m；p=9.80710 N.m(表)；=1000kg.m简化上式：W=Zg+(p/)+(u/2)+hf
12、又hf =(l/d)(u/2)=9.9u317.7=9.8120+9.80710/1000+u/2+9.9u 10.4u=23.43u=1.5m.s , V=(/4)Du3600=0.785(0.1) 1.53600=42.41m.h本题目有题图titu02311.(10分) 题号:1272 第1章 知识点:100 难度:中等 有一敞口储油罐，为测定其油面高度，在罐下部装一U形管压差计(如图示)，油的密度为，指示液密度为，(U形管压差计B侧指示液面上充以高度为h的同一种油),当储油罐充满时，U形管指示液面差为R，试导出：当储油罐油量减少后，储油罐内油面下降高度H 与U 形管B 侧液面下降高度h
13、 之间的关系。*答案* 由静力学方程式：H=R+h (a) 当罐内液面下降H时，B侧下降h， A侧上升h R=R-2h (H-H-h)=(R-2h)+h (b) 将式(a)代入式(b)并整理可得： H=h(2/)-1或h=H/(2-）本题目有题图titu02412.(12分) 题号:1273 第1章 知识点:320 难度:中等 如图所示，D=100mm, d=50mm,H=150mm,气体=1.2kg.m。当R=25mm时,将水从水池中吸入水平管中间,问此时V气体=?m.s(阻力可忽略)*答案* 选1-1、2-2截面与基准面0-0，如图所示。 在两截面之间列柏方程并简化得到： (p/)+(u/
14、2)=(p/)+(u/2)(1)由已知数 据：p=0.025136009.81=3335N.m p=-0.1510009.81=-1472N.m u=(100/50)u=4u 代入(1)可得：15u=2(p-p)/=8012 u=23.11m.s Vs=(/4)Du=0.1814m.s 或V=653m.h本题目有题图titu02513.(15分) 题号:1274 第1章 知识点:354 难度:较难 如图所示的管路系统中，有一直径为382.5mm、长为30m的水平直管段AB, 并装有孔径为16.4mm的标准孔板流量计来测量流量,流量系数 Co=0.63。流体流经孔板永久压强降为3.510N.m，
15、AB段的摩擦系数可取为0.024。试计算: 液体流经AB管段的压强差； 若泵的轴功率为500w， 效率为60%，则AB管段所消耗的功率为泵的有效功率的百分率。*答案* 在A-B之间列柏方程(管中心线为基准面)： gZA +(uA /2)+(pA /)=gZB +(uB /2)+(pB /)+hf pA -pB =hf =(l/d)(uA /2)+孔 uo=Co2gR(A-)/ =0.6329.810.6(13600-867)/8670 . 5=8.284m.s u=(16.4/33)8.284=2.046m.s pA -pB=0.024(30/0.033)(2.046/2)867+3.510=
16、74590N.m Ne=W.W=(74590/867)(/4)du =86(0.7850.0332.046867)=130w 有效功率百分数=130/(5000.6)100%=43.3%本题目有题图titu02614.(12分) 题号:1275 第1章 知识点:340 难度:容易 用离心泵经573.5mm的钢管, 将敞口贮槽内的有机溶剂(密度为800kg.m,粘度为20cp)输送到反应器中。设贮槽内的液面离反应器内的液面高度保持16m，见附图。已知钢管总长度(包括局部阻力当量长度) 为25m，反应器内的压力恒定为4kgf.cm(表压) ，有机溶液输送量为6m.h，试确定泵提供的压头。*答案*
17、取敞口贮槽液面为1-1截面，反应器内液面为2-2截面，在1-1与2-2截 面间列柏努利方程，并以1-1截面为基准面： gZ+(u/2) +(p/)+W=gZ+(u/2)(p/)+hf W=(Z-Z)g+(u-u)/2+(p-p)/+hf hf =(l+le )/d(u/2) u=(6/3600)/(/4)0.05=0.8488m.s uu0 Z=0 Re=du/=0.050.8488800/ (2 010) =1697.62000 则=64/Re=64/1697.6=0.0377 hf =0.0377(25/0.05)(0.8488/2)=6.7904J.kg 故W=(16-0)9.807+4
18、9.80710/800+6.7904=654.05J.kg本题目有题图titu02715.(14分) 题号:1276 第1章 知识点:730 难度:较难 如图所示，假设两种流动状态的摩擦系数相等，离心泵的效率相等。如将输送流量增加到原来流量的2倍，则其有效功率应增加为原来的几倍。*答案* ， 原来流动参数下标为1，流量加倍时下标为2， 两敞口液面间列柏努利方程得： H（）/d（/2）（1） H（）/d（/2）（2） 两种流动状态的流量比 Q/Q/2（3） （1）、（2）、（3）式联解得： /H/H/4（4） N/NQH/102/（QH/1 02） QH/（QH） 8 输送流量增加2倍时，则其有
19、效功率为原来的8倍。本题目有题图titu02816.(10分) 题号:1277 第1章 知识点:100 难度:中等 如图（）所示两个容器与一水银压差计用橡皮管相连接，此二容器中均充满水，设水银压差计读数R为650mmH，试求： （1）二容器的压力差为多少？ （2） 如果将二容器由图（）改为图（）位置时，此时的压力差和读数有何改变？为什么？*答案* （1）PPR（） 065（136001000）981 803439N.m8190m mHO （2）PP（HR） PPR(H+2) PP PPR（）2R（PP2）/（） （80343921000981）/（12600981） 049mHO 压力差由图（
20、）变换到图（）位置时，因系统条件未变化，则压力差值不变，但压力差读数由R降到R，这是因压力差两 边的水柱高度变化而改变的原因。本题目有题图titu02917.(10分) 题号:1278 第1章 知识点:730 难度:容易 将20的水由水池打至一敞口高位槽中，槽内的水面与水池内的水面的垂直距离为31.6m。管路总能量损失为50.kg，流量为20m.h，试求理论功率为多少kw？*答案* Z/2P/WZ/2+ P/+ Z0，Z31.6m，PP，0，0， 50/kg Z9.8131.6503 60/kg m20/360010005.556kg.s Nm3605.5562000.s2kw18.(14分)
21、 题号:1279 第1章 知识点:430 难度:中等 某油品在894mm的无缝钢管中流动。 在A和B的截面处分别测得压强P15.210N.m，P14.810N.m。试计算管路中油品的流量。已知：A、B间长为40m，其间还有2个90弯头（每个弯头的当量长度35d），油820kg.m，油121cp。*答案* AB间列柏努利方程： Z/2P/Z/2P/H （PP）/（ZZ）H （）/d/2g (15.2-14.8)10/(8209.81)-1=64/(du/)(l+l)/d/2 64/（d）（）/d/2 (3.97329.81(0.081)820/(641211045.67)=1.186 m.s 校
22、验：Rd/0.0811.186820/（12110）6512000 VA0.785（0.081）1.186 6.1110m.s22m.h。本题目有题图titu03019.(15分) 题号:1280 第1章 知识点:743 难度:容易 密度为1200kg.m的盐水，以25m.h的流量流过内径为75mm的无缝钢管。两液面间的垂直距离为25m，钢管总长为120m，管件、阀门等的局部阻力钢管阻力的25。试求泵的轴功率。 假设：（1）摩擦系数0.03；（2）泵的效率0.6*答案* Z/(2)P/HZ/(2) P/g+H Z0，Z25m，0，0，PP HZH25H H（/d/2）1.25 V/A25/（3
23、6000.785（0.07 5）1.573m.s H（0.03120/0.0751.573/（29.81）1.25 7.567m盐水柱 H257.56732.567m NQH/1022532.567120 0/（3600102）2.66kw N轴N/2.66/0.64.43kw20.(10分) 题号:1281 第1章 知识点:230 难度:容易 水在内径为250mm的钢管内流动。 已知截面11处的流速为1m.s，测压管中水柱高为1m；在截面22处管内径为150mm。试计算在截面11与22处产生的水柱高度差h为多少m水柱？（忽略阻力损失）*答案* 在截面11与22间列柏努利方程： Z/(2)P/
24、Z/(2)P/ Z0，Z0 P/()1mHO，1m.s P/()P/()/(2)/(2) （d/d）1（250/150）2.78m.s hP/()P/() 2.78/（29.8 1）1/(29.81)0.343mHO本题目有题图titu03121.(10分) 题号:1282 第1章 知识点:300 难度:中等 图示为水泵进水管的装置。 管子尺寸为573.5mm；管的下端位于储水池水面下2m，并装有底阀及滤网，该处之局部阻力压头损失为12/（2）；截面22处的真空度为4m水柱；由11至22截面的沿程压头损失为9/（2）。试求：进水管的流量为多少m.h?*答案* 以水面与22截面列柏努利方程： Z
25、/2P/Z/2P/H Z0，0，P0，Z3m，P/4mHO H12/29/221/221/2 21/2/222/2431m （29.81/22）0.94m.s V36000.785（0.05）0.946.64m.h本题目有题图titu03222.(12分) 题号:1283 第1章 知识点:310 难度:中等 水在一倾斜管中流动，如附图所示，已知压差计读数为200mm，试问测量段的阻力为多少？*答案* 在两测压孔之间列柏努利方程式： ZP/2ZP/2h h （P-P）/（ZZ）（）/2 （PP）/Z（）/2 由静力学方程式可得 （PP）/（）/Z hh（-）/（）/2 u1m.s，（d/d）4m
26、.s h0.212.6（161）/（29.81） 1.755mHO1755mmHO17221P本题目有题图titu03323.(8分) 题号:1284 第1章 知识点:640 难度:中等 15水在内径为10mm的钢管内流动，流速为0.15 m.s，试问：（1）该流动类型是层流还是湍流？（2）如上游压强为7kgf.cm，流经多长管子，流体的压强降至3kgf.cm？15水的密度为999.1kg.m，粘度为1.14cp。*答案* （1）Red/ 0.0100.15999.1/（1.1410） 13142000 该流体作层流流动 （2）根据泊谡叶方程式 P32/d Pd/（32） （73）9.8110
27、0.01/（3 21.14100.15）7171m24.(10分) 题号:1285 第1章 知识点:100 难度:中等 某受压设备，用串联U形管压差计测量其表压，装置如附图所示，写出1、2、3、4各点及P的压强计算式。（连通U形管压差计水银面上充满水）*答案* 以表压为基准： PR PPRRR PPRR PPR （RR）R PPR （RR）（RR）本题目有题图titu03425.(10分) 题号:1286 第1章 知识点:100 难度:中等 一直立煤气管，在底部测压管测得水柱差h100mm，在H20m高处的测压管中测得水柱差h115mm，管外空气的密度1.29kg.m，求管中静止煤气的密度为多
28、大？*答案* PPh水 P（PH）h水 又PPH （PH）h水 （Ph水）H Hh水Hh水 -水（hh）/H 1.29-1000（0.1150.1）/20 0.54kg.m。本题目有题图titu03526.(15分) 题号:1287 第1章 知识点:570 难度:较难 用泵将密度为850kg.m，粘度为190cP的重油从贮油池送至敞口高位槽中，升扬高度为20mm。输送管路为1084mm的钢管，总长为1000m(包括直管长度及所有局部阻力的当量长度)。管路上装有孔径为80mm的孔板以测定流量，其油水压差计的读数R=500mm。孔流系数Co=0.62，水的密度为1000kg.m。试求:(1)输油量
29、是多少m.h? (2)若泵的效率为0.55，计算泵的轴功率。*答案* uo =Co2gR(-)/ =0.6229.810.5(1000-850)/850=0.816m.s V=0.8160.785(0.08)3600=14.76m3 .h u=0.815(80/100)=0.522m.s Re=0.10.522850/(1 9010)=2342300 =64/Re=64/234=0.274 hf =0.274(1000/0.1)(0.522/2)=373.3J.kg We=209.81+373.3=569.5J.kg Ne=WeW/ =569.5(14.7 6850/3600)/(10000.
30、55)=3.61kw27.(12分) 题号:1288 第1章 知识点:400 难度:中等 在实验室流体沿程阻力测定装置上，对1镀锌管 (内径27mm)，进行测试，测压点间距为5290(mm)，当水流量为2(L.s )时，水银压差计上读数为400(mm)。求：(1)此时的值是多少? (2)在同样条件下测定1/2镀锌管(管内径为16.25mm)的值; 当管内流速5.80m.s时,试估计测得的值应比高还是低?为什么?水的粘度=1cP,密度=1000kg.m*答案* 水流量为0.002m.s 在1管u=0.002/(/4)0.0 27=3.493m.s Re=3.4930.0271000/109430
31、0 p=(13.6-1.0)4009.849430 p=(l/d)(u/2) =494300.0272/(5.2 93.491000) =0.0414 在(1/2)管中 d=16.25mm,u=5.8m.s Re=0.016255.81000/1094250Re1 在湍流区：(Re,/d),若两管绝对粗糙度接近， 则/d28.(12分) 题号:1289 第1章 知识点:500 难度:较难 有一用20,760mmHg的空气标定的转子流量计, 玻璃管上的最低刻度代表Vmin=4m.h最高刻度代表Vmax=40m.h。但若用该流量计来测量30、 真空度为200mmHO的空气流量，求其Vmin和Vma
32、x各为若干(设C不变)。已知当地大气压为760mmHg,V=CA2gV(-)/A*答案* 对气体，f (V/V)=(/) V=V(/)=v(PM/RT)/(PM/RT) =V(PT/PT) P=760mmHg T=293 P=760-(200/10330)760=745.3mmHg T=273+30=303K Vmin=4760303/(745.3293)=41.027=4.108m.h Vmax=41.08m.h29.(10分) 题号:1290 第1章 知识点:400 难度:较难 如图示,液位恒定的A、B、C三水槽,通过a、b、c三条等径管线同时向D槽(液位恒定)供水,三管线与三水槽的连接方
33、式以及插入D槽中的深度均相同。三条管线的长度(包括所有局部阻力的当量长度) 为l=2l，l=3l。当水温为 20时,通过各管线的体积流量分别为Va、Vb和Vc。摩擦系数=0.3164/Re。试求每根管线的摩擦阻力损失。*答案* a、b、c三条管线的摩擦损失相同。 ha =hb =hc =Hg J.kg本题目有题图titu03630.(10分) 题号:1291 第1章 知识点:340 难度:中等 冷冻盐水的循环系统，如图所示，盐水的密度为1100kg.m，管路的直径相同，盐水由A 流经两个换热器而至B的总能量损失为98.1J.kg，由B流至A的管路能量损失为49J.kg,A至B的位差为7m，若A
34、处的压力表读数为 2.4510N.m(表压)时，B处的压力表读数为若干N.m(表压)?*答案* gZA +(pA /)+(uA /2)=gZB +(pB /)+(uB /2)+hfAB pB =pA -(gZB +hf A B ) =24510-(9.817+98.1) 11 00=6.1610N.m(表压)本题目有题图titu03731.(14分) 题号:1292 第1章 知识点:310 难度:较难 若烟囱的直径为D1m，烟气的质量流量G18000 kg.h，烟气的密度0.7kg.m，周围空气的密度1.2kg.m，在11截面处安置一个U形压差计， 并测得10mmHO，烟气流经此烟囱的压降损失H0.06H/D （/（2）m气柱。试求此烟囱的高度H为多少？*答案* G18000/36005kg.s VG/5/0.77.14m.s V/（0.785D）7.14/（0.7851）