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流体流动 一 选择与填空（4×15 共 60分） ① 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______。 边长为0.5m的正方形通风管道,其当量直径为_________。 答：①截面，压差，压差，截面；② 0.5 。 当Re为已知时，流体在圆形管内呈层流时的摩擦系数λ =_______，在粗糙管内呈湍流时，摩擦系数λ与____________、_____________有关。 答： 64/Re ， Re ，ε/d 对如图所示的测压装置，分别写出ΔＰ＝Ｐ1－Ｐ2的计算式。 （ａ）图ΔＰ_____________， （ｂ）图ΔＰ________________， （ａ）ΔＰ＝Ｒｇ（ρm－ρ） （ｂ）ΔＰ＝Ｒｇρ 4．下图中高位槽液面保持恒定，液体以一定流量流经管路，ａｂ与ｃｄ两段长度相等，管径与管壁粗糙度相同，则： ①ΔＰab__＜____ΔＰcd， ②ｈf ab____ ＝_____ｈf cd ，③R1__＝_____R2 (填 ＝、＞、＜ ) 5． 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 6．水从大管流入小管，管材相同，d大＝2d小,管内流动为层流，则小管每米直管中因流动阻力产生的压降是大管中的____________________倍？ A、8　B、16　C、32　D、＞32 二 计算题 1．某流化床反应器上装有两个U管压差计，如本题附图所示。测得R1 = 400 mm，R2 = 50 mm，指示液为水银。为防止水银蒸气向空间扩散，在右侧的U管与大气连通的玻璃管内灌入一段水，其高度R3 =50 mm。求A、B两处的表压强。 解：U管压差计连接管中是气体，其密度远远小于水银及水的密度，由气柱高度所产生的压强差可以忽略。设R2下端为C点，R1下端为D点，因此可认为 PA≈PC,PB≈PD。 PA≈PC =ρH2OgR3 +ρHggR2 = 1000×9.81×0.05 + 13600×9.81×0.05 = 7161 N/m2（表压） PB≈PD = PA +ρHggR1 = 7161 + 13600×9.81×0.4 = 6.05×104 N/m2（表压） 2． 水以2.5m/s的流速流经 38×2.5 mm的水平管，此管以锥形管与另一 38×3 mm的水平管相连。如附图所示，在锥形管两侧A、B处各插入一垂直玻璃管以观察两截面的压强。若水流经A、B两截面间的能量损失为1.5 J/kg，求两玻璃管的水面差（以mm记），并在本题附图中画出两玻璃管中水面的相对位置。（水的密度取为1000 kg/m3） 解：上游截面A-A’，下游截面B-B’，通过管子中心线作基准水平面。在两截面间列柏努利方程式。 式中 ZA = ZB = 0，uA = 2.5 m/s，ΣhfA,B = 1.5 J/kg 根据连续性方程式，对于不可压缩流体 有 m/s 两截面的压强差为 == 868.55 N/m2 即 mmH2O 由于 ∴ pB ＞ pA 3. 用离心泵将水从储槽送至水洗塔的顶部，槽内水位维持恒定，各部分相对位置如本题附图所示。管路的直径均为76×2.5 mm。在操作条件下，泵入口处真空表的读数为24.66×103 Pa；水流经吸入管与排出管（不包括喷头）的能量损失可分别按 与 计算。由于管径不变，故式中u为吸入或排出管的流速m/s。排水管与喷头处的压强为98.07×103 Pa（表压）。求泵的有效功率。（水的密度取为1000 kg/m3） 解：（1）水在管内的流速与流量 设储槽水面为上游截面1-1’，真空表连接处为下游截面2-2’，并以截面1-1’为基准水平面。在两截面间列柏努利方程。 式中 Z1 = 0，Z2 = 1.5 m，p1 = 0（表压），p2 = -24.66×103 Pa（表压） u1 ≈0， 将上列数值代入柏努利方程式，解得水在管内的流速u2 m/s 水的流量 ws = uAρ=kg/s （2）泵的有效功率 设储槽水面为上游截面1-1’，排水管与喷头连接处为下游截面2-2’，仍以截面1-1’为基准水平面。在两截面间列柏努利方程。 式中 Z1 = 0，