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第一章 流体流动第二章 流体输送机械习题解析及总结 1. 流体力学中为什么要用宏观方法研究流体？有何优越性？2. 流体静力学基本方程式说明了什么问题？3. 在应用柏努利方程解题时需要注意哪些问题？4. 为什么高烟囱比低烟囱排放效果好？5. 雷诺数的物理意义是什么？6. 湍流与层流有何主要区别，湍流的主要特点是什么？7. 产生摩擦阻力的主要原因是什么？8. 黏度的定义是什么？为什么温度上升气体黏度上升而液体黏度下降？9. 非圆形管的水力当量直径是如何定义的？10. 某流体在圆形光滑直管内作湍流流动。试分析（1）若管长和管径不变，仅将流量增加为原来的3倍，因摩擦阻力而产生的压降为原来的几倍？（2）若管长和流量不变，仅将管径减小为原来的1/3，则因摩擦阻力而产生的压降为原来的几倍？11. 为什么转子流量计称为定压差流量计而孔板流量计称为定截面流量计？ 思 考 题 烟囱的问题 　　某工业燃烧炉产生的烟气由烟囱排入大气，烟囱的直径为2m，ε/d=0.004，烟气在烟囱内的平均温度为200℃，在此温度下烟气的密度为0.67kg/m3，粘度为0.026Pa.s，烟气流量80000m3/h，在烟囱高度范围内，外界大气的平均密度为1.15kg/m3，设烟囱内底部的压强低于地面大气压0.2kPa，求此烟囱应有多少高度？ B B A A 由大气静力学方程 6. 20℃的水以60m3/h的流量在一倾斜管中流过。该管的内径由100mm突然扩大到200mm。A、B两点的垂直距离为0.2m。在A、B两点截面间连接一U管压差计以观察两截面的压强差，指示液为四氯化碳，其密度为1630kg/m3。若水流经A﹑B两截面的能量损失为1.5 J/㎏，试求：（1）U形管两侧的指示液液面哪侧高，相差多少mm？（2）若将上述扩大管道改为水平放置，压差计的读数又有什么变化？ 柏努利方程 静力学方程 　在附图中，管径d1相同，d2等于 ，A、B两点距离一样阀门阻力系数相等，管内流量相同。试问： 　　（1）压差计读数R1、R2、R3的大小如何？ 　　（2）若流动方向改变，R1、R2、R3的读数有何变化？ 图a 图b 图c 1.6.1 测速管 1.构造装置及其原理(动画) 1.6 流速和流量的测量 1.6 流速和流量的测量 2. 毕托管的安装 　　（1）必须保证测量点位于稳定 均匀流段； 　　（2）必须保证毕托管截面严格 垂直于流动方向； 　　（3）毕托管直径d0应小于管径d的1/50，即d0 (d/50)。 3. 毕托管的优缺点 其优点是阻力损失小，适于测量大直径管道内的气体流速。 其缺点是不能直接测出平均速度，且压差读数小，常要放大 才读得准确。 1.6.1 测速管 1.6.2 孔板流量计 1.构造装置及其原理如图所示。 1.6.2 孔板流量计 1. 构造装置及其原理如图所示。 1.6.2 孔板流量计 1. 构造装置及其原理 1.6.2 孔板流量计 1. 构造装置及其原理 1.6.2 孔板流量计 由图知，当Re增大到一定值后C0不再随Re变化而变，而是仅由(A0/A1)决定的常数。孔板流量计应尽是设计在C0=常数的范围内。 2. 其安装和阻力损失 孔板流量计安装时，在上下游必须分别有(15～40)d和5d的直管距离。 孔板流量计的阻力损失可写成： 1.6.2 孔板流量计 3. 其特点 优点是孔板构造简单，制造与安装方便，成本低。在工业上广泛使用其系列规格可查有关手册。 缺点是阻力损失大，即在下游速度复原后，静压仍比上游小很多，这种压力损失也称为永久压降。另外孔口边缘易磨损和腐蚀，因此对孔板流量计需定期进行校正。它的测量范围有很大限制。 1.6.3 文丘里流量计 1.6.3 文丘里流量计 为了避免流量计长度过大，收缩角可取得大些，通常为15～25℃，扩大角仍须取得小些，为5～7℃。此时流量也用式(1-65)计算。但以CV代替C0。文丘里管流量系数约为0.98～0.99，阻力损失降为： 文丘管流量计主要优点是能耗小，大多用于低压气体的输送。但制造复杂得多，安装有一定长度。 1. 构造装置（如图所示）及其原理。 1.6.4 转子流量计 1.6.4 转子流量计(动画) u1 u0 1 2 将式(1-67)代入式(1-65) 注：转子形状的选择应着眼于促进边界层脱体，以便在较小的Re时即出现高度湍流，使CR为一定常数 1.6.4 转子流量计 2. 转子流量计的特点为----恒流速、恒压差 由式(1-69)可知，当转子流量计的结构与被测流体均已确定时，