第一章：流体活动 二、本章思考题 1-1 何谓理想流体？实践流体与理想流体有何差异？怎么体现在伯努利方程上？ 1-2 何谓肯定压力、表压和真空度？表压与肯定压力、大气压力之间有什么联系？真空度与肯定压 力、大气压力有什么联系？ 1-3 流体静力学方程式有几种表达形式？它们都能阐明什么问题？使用静力学方程剖析问题时怎么 确认等压面？ 1-4 怎么使用柏努利方程丈量等直径管的机械能丢失？丈量什么量？怎么核算？在机械能丢失时， 直管水平装置与笔直装置所得成果是否相同？ 1-5 怎么判别管路体系中流体活动的方向？ 1-6 何谓流体的层流活动与湍流活动？怎么判别流体的活动是层流仍是湍流？ 1-7 必定质量流量的水在必定内径的圆管中安稳活动，当水温升高时， Re 将怎么改变？ 1-8 何谓牛顿粘性规律？流体粘性的实质是什么？ 1-9 何谓层流底层？其厚度与哪些因素有关？ 1-10 冲突系数 λ 与雷诺数 Re 及相对粗糙度 / d 的相关图分为 4 个区域。每个区域中，λ 与哪些因 素有关？哪个区域的流体冲突丢失 h f 与流速 u 的一次方成正比？哪个区域的 h f 与 u 2 成正比？光 滑管活动时的冲突丢失 h f 与 u 的几回方成正比？ 1-11 管壁粗糙度对湍流活动时的冲突阻力丢失有何影响？何谓流体的润滑管活动？ 1-12 在用皮托测速管丈量管内流体的均匀流速时，需求丈量管中哪一点的流体流速，然后怎么核算 均匀流速？ 三、本章例题 例 1-1 如本题附图所示，用开口液柱压差计丈量敞口贮槽中油品排放量。已知贮槽直径 D 为 3m， 油品密度为 900kg/m3。压差计右侧水银面上灌有槽内的油品，其高度为 h1。已测妥当压差计上指 示剂读数为 R1 时，贮槽内油面与左边水银面间的笔直距离为 H1。试核算当右侧支管内油面向下移 动 30mm 后，贮槽中排放出油品的质量。 解：本题只需求出压差计油面向下移动 30mm 时，贮槽内油面相应下移的高度，即可求出 m pa H 排放量。 首先应了解槽内液面下降后压差计中指示 H1 D pa h h1 剂读数的改变状况，然后再寻求压差计中油面下 R1 移高度与槽内油面下移高度间的联系。 1 C 设压差计中油面下移 h 高度，槽内油面相应 E 1-1 附图 F 下移 H 高度。不论槽内油面怎么改变，压差计右侧支管中油品及整个管内水银体积B没有改变。故当 A 10 m 1 n1 压差计中油面下移 h 后，油柱高度没有改变，仍为 h1，但因右侧水银面也随之下移 h，而左边水银 面必上升 h，故压差计中指示剂读数变为（R-2h），槽内液面与左边水银面间的笔直距离变为 （H1-H-h）。 当压差计中油面下移 h 后，选左边支管油与水银交界面为参阅面 m，再在右侧支管上找出等 压面 n（图中未画出 m 及 n 面），该两面上的表压强分别为： pm (H1 H h)0 g （ 0 为油品密度） pn h10 g (R1 2h) Hg g 因 pm pn ，由上二式得： (H1 H h)0 g = h10 g (R1 2h)Hg g 上式中第一项 H10 g h10 g R1 Hg g （1） （2） 将式（2）代入H（1h），(2并H整g 理 得0：) 0 取 H Hg 13600kg / m3 0.03(2 13600 9，0将0)已知0.值87代67入m上式： 900 即压差4计D右2 H侧支0 管油4 面3下2 移 03.80m76m7，槽90内0 液 面55下74降kg0.8767m，油品排放量为： 例 1-2 直径 D 为 3m 的贮水槽下部与直径 d 0 为 40mm 的水平运送管相连。管路上装有一个闸阀， 闸阀上游设有水银液柱压差计，开口管水银面上方有一段 R 为 20mm 的清水。当阀门全关时，压 差计上读数 R 为 740mm，左边指示剂液面与水管中心线间的笔直距离 h 为 1m。当阀门全开时，不 包含管子出口丢失的体系阻力用阅历公式 hf 40u 2 核算。式中 h f 为活动系数的总冲突阻力， J/kg， u 为水在管路中的流速，m/s。试求将水放出 24m3 需阅历若干时刻。 解： 依据题意画出如附图所示的流程图。 由题意知活动过程中槽内水面不断下降，故本 D 题归于不行紧缩流体作非定态活动体系。液面高度 H1 随活动时刻添加而逐步下降，管中水的流速随液面 d 下降而逐步减小。在微分时刻内列全体系的物料衡 h R’ 算，可求得液体高度随时刻改变的微分联系，再列 R 2 1-2 附图 瞬间的柏努利方程式可以获得液体在运送管内流速随液面高度的改变联系。联立微分式和瞬间的柏 努利式即可求出排水时刻。 以水平管的中心线为基准面，另初始液面与基准面间的笔直距离为 H1，放出 24m3 水后的终究 液面与基准面间的笔直距离为 H2（图中未画出）。用静力学根本方程式先求出 H1，再用贮槽体积、 直径、液体深度间的联系求出 H2。当阀门全关时，压差计读数 R=0.74m，按惯例的办法在压差计上 确认等压参阅面，可得： (H1 h) H2O g R H2O h R Hg g 取 H2O g =1000kg/m3、 Hg =13600 kg/m3，故： （H1+1）×1000=0.02×1000+0.74×13600 解得 H1=9.084m 放出 24m3 水后液面高度为： H2 9.084 24 (3)2 5.687m 4 实践上本题是核算贮槽液面由 9.084m 降到 5.687m 所需时刻。设 d 秒内液面下降高度为 dH ， 管中瞬间流速为 u ，在 d 时刻内列全体系水的体积衡算： V1d V0d dVA 式中 V1 ——水的瞬间参加量，m3/s； V0 ——水的瞬间排出量，