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流体机械习题答案

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  今天是学习啦小编整理了流体机械习题答案,一起来学习吧。

  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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