专题一 流体流动预备知识（讲义）-《化工单元操作》（化工社） 专题复习讲练测

专题一 流体流动预备知识（讲义）-《化工单元操作》化工社-专题复习讲练测 [考纲要求] 1.准确理解流体密度和黏度的概念，能阐述其物理意义。掌握不同条件下流体密度的计算方法。 2.清晰掌握绝对压力、表压力和真空度的定义及相互关系。熟悉各种压力单位，并能熟练进行单位转换。 3.理解流量与流速之间的关系，能够在实际问题中进行分析和应用。 [课时安排] 2课时 [知识梳理] 一、流体的概念 流体是具有流动性的物体，包括可压缩的气体和不可压缩的液体。流体的压缩性是指当作用在流体上的压力增加时，流体的体积将会缩小这一特性。当气体压力增加时，其体积会明显缩小；而液体压力增加时，其体积基本不变。 因此，常将气体称为可压缩流体，而将液体称为不可压缩流体。 二、流体的密度 流体的密度指的是单位体积流体在t℃时的质量，用符号表示，在不致混淆的情况下可简记为 ，其单位为kg/m³，由定义可得: 式中m——流体的质量，kg；V——流体的体积，m³。 三、流体的黏度 黏度是指流体对流动的阻抗能力。黏度的国际单位是Pa·s；但在工程上常用泊(P)或厘泊(cP)作单位。它们之间的换算关系是1Pa•s=10P=1000cP。不同流体的黏度是不同的，一般气体的黏度比液体的黏度小得多。黏性是流体的固有属性，流体无论是静止还是流动，都具有黏性。黏性大的流体流动性差，黏性小的流体流动性好。 四、压力的表示 压力的表示方法有两种，（1）以绝对真空（绝对零压）作为基准所表示的压力，称为绝对压力，简称绝压；（2）以大气压作为基准所表示的压力，称为相对压力。若系统压力高于大气压，则超出的部分称为表压，；若系统压力低于大气压，则低于大气压的部分称为真空度。 五、流体静力学基本方程 如图1-5所示，静止流体内部任意两截面的压力分别为p1、p2，它们之间的关系是： 上式即为流体静力学基本方程式，它表明了静止流体内部压力变化的规律。 六、液位的测量 生产中经常要了解容器里液体的储存量或要控制液面，因此要进行液位的测量，常见的液位计类型有玻璃管液位计、磁翻板液位计、浮球液位计、差压式液位计等。 七、流量与流速 单位时间内流过管道任一截面的流体量称为流量。若流体量用体积来计算，称为体积流量，以qv表示，其单位为m³/s或m³/h；若流体量用质量来计算，则称为质量流量，以qm表示，其单位为kg/s或kg/h。质量流量与体积流量可以通过下式进行换算： 流速是指单位时间内，流体在流动方向上通过的距离，用u表示，单位是m/s。 根据流量与流速的意义，可以知道，它们之间的关系满足下式： [真题练讲] 1.（2019年江西省统一考试）下列关于流体的说法错误的是（ ）。 A.流体包括液体和气体 B.流体具有流动性 C.固体不是流体 D.所有的气体都是流体 【答案】D。 【解析】一般情况下，气体是流体，但在特殊情况下，如极低温度、极高压力下，某些气体可能会变成超临界流体或其他特殊状态，不能简单地说所有气体都是流体。 2.（2020年浙江省统一考试）流体的密度是指（ ）。 A.单位体积流体的质量 B.单位质量流体的体积 C.流体的重量与体积之比 D.流体的体积与重量之比 【答案】A。 【解析】密度的定义是单位体积流体的质量。 3.（2023年四川省统一考试）流体黏度随温度的升高（ ）。 A.一定增大 B.一定减小 C.可能增大也可能减小 D.不变 【答案】B。 【解析】一般情况下，流体黏度随温度升高而减小。 4.（2022年浙江省统一考试）压力的常用表示方法有（ ）。 A.绝对压力和表压力 B.相对压力和真空度 C.绝对压力、表压力和真空度 D.以上都不是 【答案】C。 【解析】压力的表示方法有绝对压力、表压力和真空度。 5.（2023年浙江省统一考试）测量压力可以使用（ ）。 A.压力表 B.压力传感器 C.U 形管压差计 D.以上都是 【答案】D。 【解析】压力表、压力传感器、U 形管压差计等都可以用来测量压力。 [限时练讲] 1.流体静力学基本方程反映了（ ）之间的关系。 A.压力、密度和高度 B.压力、流速和高度 C.压力、流量和高度 D.压力、温度和高度 【答案】A。 【解析】流体静力学基本方程反映了压力、密度和高度之间的关系。 2.液封高度的确定主要依据（ ）。 A.流体静力学基本方程 B.连续性方程 C.伯努利方程 D.以上都不是 【答案】A。 【解析】液封高度的确定通常是根据流体静力学基本方程来计算的。 3.压力差是指（ ）。 A.两个不同位置的压力之差 B.绝对压力与表压力之差 C.表压力与真空度之差 D.以上都不是 【答案】A。 【解析】压力差就是两个不同位置的压力的差值。 4.测量液体可以使用（ ）。 A.液位计 B.流量计 C.温度计 D.压力计 【答案】A。 【解析】液位计用于测量液体的高度等，流量计测量流量，温度计测量温度，压力计测量压力。 5.流量是指（ ）。 A.单位时间内通过某一截面的流体体积 B.单位时间内通过某一截面的流体质量 C.单位体积流体的流量 D.单位质量流体的流量 【答案】A。 【解析】流量的定义是单位时间内通过某一截面的流体体积。 6.流速是指（ ）。 A.单位时间内流体流动的距离 B.单位距离内流体流动的时间 C.流体的流量与横截面积之比 D.流体的横截面积与流量之比 【答案】A。 【解析】流速是单位时间内流体流动的距离。 7.稳定流动是指（ ）。 A.流体的流速不随时间变化 B.流体的压力不随时间变化 C.流体的流量不随时间变化 D.以上都是 【答案】D。 【解析】稳定流动是指流体在流动过程中，流速、压力、流量等都不随时间变化。 8.压力与压力差有什么区别？ 【答案】压力是指流体作用在单位面积上的力。压力差是指两个不同位置的压力的差值。 9.如何测量液体的高度？ 【答案】可以使用液位计来测量液体的高度。常见的液位计有玻璃管液位计、浮子液位计等。 10.什么是稳定流动？什么是不稳定流动？ 【答案】稳定流动是指流体在流动过程中，流速、压力、流量等都不随时间变化。不稳定流动是指流体的流速、压力、流量等会随时间变化。 11.连续性方程的依据是什么？有什么意义？ 【答案】连续性方程是基于质量守恒原理。它表明在稳定流动中，流体的质量流量在任何截面上都是相等的，反映了流体在流动过程中的连续性。 12.为什么要研究流体的流动？ 【答案】研究流体的流动对于很多工程领域都非常重要，如化工、石油、环保等。可以帮助设计管道、泵、阀门等设备，优化工艺流程，提高生产效率，确保系统的安全运行等。 [学法建议] 重点复习知识点： 1.流体的压缩性：流体的压缩性是指当作用在流体上的压力增加时，流体的体积将会缩小这一特性。当气体压力增加时，其体积会明显缩小；而液体压力增加时，其体积基本不变。 2.黏度的单位：国际单位是Pa·s，但在工程上常用泊（P）或厘泊（cP）做单位。它们直接的换算关系是1Pa·s＝10P＝1000cP 3.压力的测量：大多数测压仪所测得的压力都是相对压力。 4.液体静力学方程主要应用于压力、压力差、液位等方面的测量。 阅读相关教材和课堂笔记，梳理重点知识点和关键概念。制作复习提纲或思维导图，以帮助理清知识框架和内部逻辑。进行练习题和例题的练习，加深对知识的理解和应用。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$