化工原理 第1章 流体流动 典型例题题解

化工原理典型例题题解

第1章 流体流动

例1 沿程阻力损失

水在一段圆形直管内作层流流动，若其它条件不变，现流量及管径均减小为原来的二分之一，则此时因流动阻力产生的压力损失为原来的（ ）。 A 2倍 B .4倍 C .8 倍 D. 16 倍

解：因管内流体流动处于层流状态，根据哈根（Hahen ）-泊谡叶（poiseuille ）公式 2

32d

lu P f μ=

?

(1) 将式中的流速u 用流量v q 和管径d 表示出来， 2

4

d

q u v

π

=

(2)

将(2)式代入(1)式得 4

128d

lq P v

f πμ=

? (3) 现流量125.0v v q q =; 管径d 2=0.5d 1 ， 根据(3)式，压力损失ΔP f2满足下式

85

.01

/)5.0/(5.0//3

4

1

14

114

1

14221

2==

=

=

??d q d q d q d q P P v v v v f f 故答案C 正确。 例2 流体在管内流动时剪应力的分布

流体在管内流动的摩擦阻力，仅由流体与壁面之间的摩擦引起吗？ 解：圆管中沿管截面上的剪应力分布式为 r l

g Z P g Z P 2)

()(2211ρρτ+-+=

由该式推导条件可知，剪应力分布与流动截面的几何形状有关，而与流体种类，层流或湍流无关。对于定常态流动体系，可见剪应力随圆管内流体半径的增大而增大，在壁面处，此剪应力达到最大。故剪应力（磨擦阻力）并非仅产生于壁面处，而是在流体体内亦存在。 例3 并联管路中的阻力损失

首尾相同的并联管路中，流体流经管径较小的支路时，总压头损失较大吗？

例 4 附图

解：A 为分支点，B 为汇合点。并联管路Ⅰ、 Ⅱ、 Ⅲ具有相同的起始点A 和终点B ，分别利用柏努利方

程式进行描述，得

H f Ⅰ=H f Ⅱ=H f Ⅲ

III

III

III III II

II

II II I

I

I I gd u l gd u l gd u l 2222

2

2

λλλ=

=

因此，首尾相同的并联管路，各支路上总压头损失相等，并非仅取决于管径的大小，与各支路上的流速、管长均有关系。

例4 高度湍流时管内阻力损失

定常态流动体系，水从大管流入小管，管材相同，d 大=2d 小 ，管内流动状态均处于阻力平方区，每米直管中因流动阻力产生的压降之比ΔP f 小/ΔP f 大为（ ）。

A 8

B 16

C 32

D >32

解： 根据范宁公式 2

5

222162v f q d l u d l P πρλρλ==? 因流动状态均处于阻力平方区，摩擦因数λ与管内的流速无关了。可以认为λ大＝λ小 ,则直管中每米长度上流动阻力压降符合以下关系：

ΔＰf 小／ΔＰf 大＝d ５大/d ５小=2５

=３２

故答案C 正确。

例5 管路并联与流量的关系

如图所示，在两水槽间连接一直管，管内径为d ，管长为l ，当两液面高度差为H 时，管内流量为1v q ，若在直管的中点B （

2l 处）分为两根直径为d ，长度2

l

的管子，液面差仍为H ，设改装前后均为完全湍流流动状态，局部阻力可以忽略不计。试求改装后流量与改装前流量之比。

解：改装前的管路由高位槽液面（1-1面）至低位槽液面（2-2面）列出柏努利方程式

2

152282s V gd

l g u d l H πλλ== （1）

改装前后因管内流动状态均为完全湍流，所以摩擦因数λ可视为不变。两根并联的支管管径，管长及布局完全相同，所以其阻力损失相同。改装后的管路由1-1面至2-2面列出柏努利方程式，并忽略流体在分支点处的阻力损失。

22522

2

52)2

(2828s s V gd l

V gd l H πλπλ+=

（2）

由（1），（2）式可得：

2222222

1

8

5)2(2121s s s s V V V V =+=

26.1)5

8

(5.012==s s V V （倍） 结论：对于已经布局好的管路，为了增加输送量，可以采取再并联上一段或者整段管路的措施。

例6理想流体粘度的定义 理想流体的粘度（ ）。

A 与理想气体的粘度相同；

B 与理想溶液的粘度相同；

C 等于0；

D 等于1 。

解：在定义理论气体和理想溶液时，均未提及粘度值的问题。在定义理想流体时，明确说明其流动过程中无阻力损失，即流体层内无摩擦力（剪应力），但流体内可以存在着速度梯度。根据牛顿粘性定律，这样定义等价于指定理想流体的粘度等于零。因此答案C 正确。

例 7

例 7 附图

图示两容器内盛同一种密度ρ=800kg/m 3

的液体，两个U 形管内的指示液均为水银。第1个U 形管的一端接于容器的A 点，另一端连通大气。第2个U 形管的两端分别接于A ，B 两点，其读数分别为R 1和R 2 。若将第1个U 形管向下移动h=0.5m ，即接管点A 向下移动h=0.5m ，问两个U 形管的读数R 1和R 2分别如何变化？

解：第2个U 形管为压差计，所测量的是两个容器中压强的差。故接管点下移，读数R 2不变。

第1个U 形管为压强计，所测量的是第1个容器中的压强，尽管第1个容器中的压强P 1没有发生变化，但是U 形管向下移动，对于U 形管下部的液体来说，意味着液位深度的变化，故压强发生变化，即增加。分别将U 形管移动前、移动后容器中的压强表示出来。

移动前 g H g R Pa P i A ρρ-=-1 （1）

移动后，根据等压面1-1和2-2 ，有 g R R H g h P g R Pa A i ρρρ???

??

?-+++=+21'

1'

1

整理得： g h g R R H g R Pa P i A ρρρ-??

?

???-+-=-21'

1'

1

（2）

由（1）式和（2）式得：g h g R R g R R i ρρρ+-=

-2

)(2

'11'1

g h g R R i ρρ

ρ=-

-)2

)((1'

1

m h R R i 03.02

800

13600800

5.02

1'

1=-

?=

-

=

-ρ

ρρ

例8影响阻力损失的因素

例 8 附图

在本题的附图中，管径d 1相同，d 2等于20。5

d 1，A ，B 两点距离l 相同，管内流体的流量相同，试问：

1、 压差计读数R a 和R b , R c 的相对大小如何？ 2 、若流动方向改变，读数R a ，R b ，R c 有何变化？

解：首先应明确U 形管R 读数反映的是什么。分别对于该三种管路，自管截面A 至管截面B 的管段，利用机械能衡算方程式进行描述。 （a ） 管内流体 P A -P B =ΣΔP f(A-B)

管外流体 P A -P B =R a (ρi -ρ)g 所以 g

P

R i B A f a )()

(ρρ-?=

∑-

即R a 反映的是管段A 到B 内的流体阻力损失。 （b ） 管内流体 (P A +Z A ρg-(P B +Z B ρg)=ΣΔP f2(A-B)

管外流体 P A -[P B +(Z B -Z A )ρg]=R b (ρi -ρ)g 所以 g

P

R i B A f b )()

(ρρ-?=

∑-

可见，R ｂ同样反映的是管段A 至B 内流体的阻力损失，流体的阻力损失与管路在垂直方向上有无变化没有关系。因为管路A 和B 的管径相同，阀门阻力系数相同，根据阻力的计算式

ΣΔＰｆ＝ρζλ∑+2

)(2

u d l

1d A

B 1d 2d c A B

所以管路a 和管路b 的A 至B 管段的流体阻力损失相同，因此，

Ｒｂ＝Ｒａ当流体流动方向变为自B 流向A ，在上述条件不变的情况下，流体阻力损失仍然不变，R ａ R ｂ 读数数值不变，但是U 型管中指示剂恰好偏向另一侧，因为此时 Ｒｂ＝Ｒａ＝ΣΔＰｆ（Ｂ－Ａ）／（ρｉ－ρ）ｇ

（ｃ）管内流体 （ＰＡ＋u ２

ρ／２＋ＺＡρｇ）－

（ＰＢ＋u 12

ρ／２＋ＺＢρｇ）＝ΣΔＰf ｆ（Ａ－Ｂ）） 整理

ＰＡ－［ＰＢ＋（ＺＢ－ＺＡ）ρｇ］＝

ΣΔＰf ｆ（Ａ－Ｂ）＋u １２ρ／２－u 22

ρ／２

2)2()(

121

5.01122112u d d u d d u u === 所以

ＰＡ－［ＰＢ＋（ＺＢ－ＺＡ）ρｇ］＝ΣΔＰｆ（Ａ－B ）＋ρ2

18

3u 管外流体静力学描述

ＰＡ－［ＰＢ＋（ＺＢ－ＺＡ）ρｇ］

＝ＲＣ（ρｉ－ρ）ｇ

所以 Ｒｃ＝g

u P i B A f )(832

1)(ρρρ-+?∑- 在截面A 至B 的流体阻力损失中，除了与（ａ） （ｂ）相同的部分之外，又增加了突然缩小的局部阻力

损失ζｃu １２

ρ／２。显然 Ｒｃ>Ｒａ＝Ｒｂ

若管路c 中的流体改为反向流动，则需要具体分析R 的变化。自截面B 至A 列出机械能衡算式

∑-?+++=++)(2

2212

2A B f A A B B P u

g Z P u g Z P ρρρρ

整理

ρρρ22)(2

122)

(u u P P g Z Z P A B f A A B B -+?=--+∑- ρ2

1)(8

3u P A B f -?=∑- (1) 在ΣΔΡf(B-A)中，除了与（a ）,(b)相同的部分之外，还包括流体突然扩大时的局部阻力损失，即ζe u 12

ρ/2 。

阻力系数ζc ,ζe 均与(d 1/d 2)2有关系。当(d 1/d 2)2值较小时（<0.4），ζe >ζc ;当(d 1/d 2)2

值较大时（=0.4）,ζe 与ζc 基本相等。一般动能项小，即ΣΔP f(B-A)>ρ2

18

3

u ,所以,U 形管指示剂将偏向另一侧，读数为R c ‘列

出静力学关系式

g R P g Z Z P i c A A B B )()('

ρρρ-=--+ (2)

由（1） ，（2）两式得 g

u P R i A B f c

)(832

1)

('

ρρρ--?=

∑-

因此 R c '

例 9如图所示的水桶，截面为A 。桶底有一小孔，面积为A 0 。

（1）若自孔排水时,不断有水补充入桶内，使水面高度维持恒定为Z ，求水的体积流量。 （2）如果排水时不补充水，求水面高度自Z 1降至Z 2所需的时间。

例9 附图

实际液体由孔流出时其流动截面有所减小（参看附图），且有阻力损失。计算时可先忽略阻力，求未收缩时的理论流量，再根据经验取实际流量为理论值的0。62倍（孔流系数）。 解：（1）求液面恒定时的体积流量

取水面为截面1，孔所在的桶底平面为截面2，并取桶底为基准水平面。

Z 1=Z ，Z 2=0 P 1=P 2=0（表压） H e =0,h f =0 U 1=0,u 2为所求

代入总机械能衡算式得：

gZ=u 22

/2

u 2=(2gZ)0.5

理论体积流量 V s =u 2A 0=A 0(2gZ)0.5

实际体积流量 V s '=0.62A 0(2gZ)0.5

（2）求液面自高度为Z 1降至Z 2所需时间。

由于桶内液面不断下降，排水速率也不断减小，故为不稳定过程，应按下列关系式进行物料衡算： 输入速率-输出速率=积累速率

设在某一瞬间，液面高度为Z ，经历d θ时间后，液面高度改变dZ ，在此时间内，对于桶内液面以下的空间（划定体积）

水的输入速率=0

水的输出速率=0.62A 0(2gZ)0.5

水的积累速率=AdZ/d θ 故物料衡算式遂为

0-0.62A 0(2gZ)0.5

=AdZ/d θ

gZ

A AdZ d 262.00-=

θ

2100

(262.02262.02

1

Z Z g

A A gZ

A

AdZ

Z Z -=

-=

?θ)

))(/(728.0210Z Z A A -=

例10低压气体在水平的等径管中作稳定流动，沿水平方向其平均速度（ ）；雷诺数（ ）。 Ａ 升高; Ｂ 降低; Ｃ 不变; Ｄ 不确定。

解

：因为管路是水平的，等径的，在流动的过程中，机械能损失转化为流体的内能，实际上流体的温度会

略有增加。再加之能量损失使静压强降低，气体的体积流量将因温度的增加和压强的降低而增加，所以气体的流速有增大，故答案Ａ正确。气体的雷诺数表示为

μ

μ

ρ

dG

du R e =

=

因为是稳定流动，质量流速Ｇ不变，但是因为粘度随温度的升高而增大，故雷诺数Ｒe 会略有减小，故答案Ｂ正确。

例11 一直径为4m 的圆柱形直立水槽，槽底装有内径为50mm 的钢管，管长40m ，水平铺设。开启阀门，

槽内的水可从管内流出。试求；（1）槽内水深为6m 时的排水量，以m 3

/h 表示；（2）槽内水深从6m 降为

4m 所需的时间。已知水温为20。C ，水的密度为1000kg/m 3

，流体的摩擦系数λ=0.03，局部阻力可忽略不计。

解：（1）自水槽液面至管口列出机械能衡算式

gd

lu g u H 222

2λ+= 将已知数据代入

81

.9205.04003.081.9262

2????+?=u u

解得u=2.2m/s

所以流量)

/(5.152.205.0785.036004

360032

2h m u

d V =???=?

=π

（2）设某一时刻，水槽内水深为H ，管中流速为u ，自水槽液面至管出口列出机械能衡算式

81

.92)05.04003.01(2

??+=u H

所以 H u 89.0= 根据连续性方程 H d dH 89.0050.04

44

22??=?

?-

π

τπ

整理

)

(8.1)(6464)46(7191271917191

089.0050.044

6

22h s H dH

H dH d H

dH ==-??=?=-=-?=-ττ

例12 粘度为μ，密度为ρ的液膜沿垂直平壁自上而下作均速层流流动，平壁的宽度为B ，高度为H 。现将

座标原点放在液面处，取液层厚度为y 的一层流体作力平衡，该层流体所受重力为（yBH ）ρg 。此层流体流下时受相邻液层的阻力为τBH 。求剪应力τ与y 的关系。利用牛顿粘性定律，推导液层内的速度分布。并证明单位平壁宽度液体的体积流量为

μ

δρ32

g B q v = 式中的δ为液膜厚度。

解：座标原点放在液面处，取液层厚度为y 的一层流体作力平衡，该层流体作稳定层流流动，在垂直方向上力平衡式为

0)(=-BH g yBH τρ 所以 g y ρτ= 引用牛顿粘性定律 dy

du μτ-= 所以

H

dy

du g y μ

ρ-= ， ydy g

du μρ-= 积分 C y g u +-

=2

2μ

ρ 当y=δ时，u=0

所以)

(22222

y g u g c -==

δμ

ρδμ

ρ

在一厚度为dy 的薄膜中，流速为u

dy y g B q dy y g B uBdy dq v v )(2)(222

22

-?=-==δμ

ρδμ

ρδ

)3(233δδμρ-=g B =3

3δμρg B 因此 μ

δρ33

g B q v = 例13 如图所示为一毛细管粘度计，刻度a 至b 间的体积为3.5ml ，毛细管直径为1mm 。若液体由液面

a 降至液面

b 需要时间80s ，求此液体的运动粘度。说明：毛细管两端b 和

c 的压强都是0.1MPa ，a 和b 间的压强差及毛细管表面张力的影响均忽略不计。粘度计垂直放置。

解：毛细管管段为bc 段，因为a 和b 间的压强差可以忽略，所以液体由液面a 降至液面b 的过程为稳定流动状态。毛细管中的流速会很小（层流），并且流速恒定。

()s m d V u ab

/0557.0001.0785.080105.34

26

2=???==-πτ

自截面b 至截面c 列机械能方程式 b c P P = b c u u = 选水平基准面就是截面c 所处的水平面

f bc h

g Z = （1）

设毛细管中的流体为层流 ρ

μ232d uZ h bc

f =

（2）

由（1）和（2）得到： ρ

μ232d u

g =

ρ

μυ=

)/(105.50557

.032001.081.932262

2s m u gd -?=??==∴υ

检验流型

20001.10Re ==

=

υ

μ

ρ

du

du

例14 有一管路系统如图所示。水在管内向高位槽流动，当E 阀开度为1/2时， A 、B 两处的 压强表读数分别为 5.9×104Pa 及 4.9×104Pa 。 此时流体的流量为 36m 3/h 。 现将 E 阀开大， B 点压强

表读数升至 6.87×104Pa ， 水的密度为 1000kg/m 3 。 假设在两种情况下，流体 都进入了阻力平方区。 求：E 阀开大后， （1）管内水的流量； （2） A 处压强表读数 Pa 。

解：（1）设水槽液面为 C-C 截面，以 AB 管道中心线为基准水平面，在 B-B 与 C-C

截面间列

柏努力方程：

E 阀开大后

Q ‘=(u ’/u)Q=1.414×36=51m 3/h

（2）

p ’A =(p A -p B )(u ’/u)2+p ’B

=(5.9×104-4.9×104)×2+6.87×104=8.87×104Pa

练习题1：虹吸管问题：

如图1所示：反应器和储槽均通大气，用虹吸管从高位槽向反应器加料。要求料液流速为 u= 1 m/s ，料液在管内阻力损失为∑h f =20J/kg （不计出口损失）。求：高位槽液面比管出口高出多少？（h=2.09m ）

图1

图2

2

12

22

22u

d l g Z p u d l g Z h g Z u p C B

bc C c fb C B ??? ??-+=+=∑+=+-λρλρ2381.91000109.4381.910001087.6214

42

2

=??-???-?=--'=??

? ??''

??? ??-+='C B C

B C B

gZ p gZ p u u g

u d l g Z p ρρλρ2

?

?

? ??'=∑'∑=?'?u u h h p p fAB fAB AB AB

练习题2：真空吸料问题：

如图2，储槽液面恒定。将30℃的C

2H

5

OH(密度为800kg/m3)用φ57×3.5mm的无缝钢管吸入高

位槽中。要求V

S =0.004m3/s，且∑h

f

=0。求真空泵需将高位槽的压力降到多少？（p=5300N/m2）

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第一章《流体力学》练习题 一、单选题 1．单位体积流体所具有的（）称为流体的密度。 A 质量； B 粘度； C 位能； D 动能。 A 2．单位体积流体所具有的质量称为流体的（）。 A 密度； B 粘度； C 位能； D 动能。 A 3．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。 D 4．气体是（）的流体。 A 可移动； B 可压缩； C 可流动； D 可测量。 B 5．在静止的流体内，单位面积上所受的压力称为流体的（）。 A 绝对压力； B 表压力； C 静压力； D 真空度。

C 6．以绝对零压作起点计算的压力，称为（）。 A 绝对压力； B 表压力； C 静压力； D 真空度。 A 7．当被测流体的（）大于外界大气压力时，所用的测压仪表称为压力表。 A 真空度； B 表压力； C 相对压力； D 绝对压力。 D 8．当被测流体的绝对压力（）外界大气压力时，所用的测压仪表称为压力表。 A 大于； B 小于； C 等于； D 近似于。

A 9．（）上的读数表示被测流体的绝对压力比大气压力高出的数值，称为表压力。 A 压力表； B 真空表； C 高度表； D 速度表。 A 10．被测流体的（）小于外界大气压力时，所用测压仪表称为真空表。 A 大气压； B 表压力； C 相对压力； D 绝对压力。 D 11. 流体在园管内流动时，管中心流速最大，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。 B 12. 从流体静力学基本方程了解到U型管压力计测量其压强差是( )。 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。 A

化工原理(流体输送机械练习题)

第2章流体输送机械 学习目的与要求 1、掌握离心泵的工作原理、结构及主要性能参数。 2、掌握离心泵特性曲线、管路特性曲线、工作点。 3、理解汽蚀现象成因，掌握离心泵最大安装高度计算。 4、了解往复泵和旋转泵结构。 5、了解风机结构和工作原理。 6、了解真空泵、真空技术及相关知识。 综合练习 一. 填空题 1．离心泵的主要部件有_________、_________和_________。 2．离心泵的泵壳制成螺壳状，其作用是_________。 3．离心泵特性曲线包括_________、_________和_________三条曲线。 4．离心泵特性曲线是在一定_________下，用常温_________为介质，通过实验测定得到的。 5．离心泵启动前需要向泵充满被输送的液体，否则将可能发生_________现象。．6．离心泵的安装高度超过允许吸上高度时，将可能发生_________现象。 7．离心泵的扬程是指_________，它的单位是_________。 8．若离心泵人口处真空表读数为 kPa，当地大气压强为 kPa，则输送42℃水（饱和蒸气压为 kPa）时，则泵内_________发生气蚀现象。 9．离心泵安装在一定管路上，其工作点是指_________。 10．若被输送液体的粘度增高，则离心泵的压头_________、流量_________、效

率_________、轴功率_________。 答案：1. 叶轮泵壳轴封装置 2. 转能，即使部分动能转化为静压能、N-Q、η-Q 4．转速水 5. 气缚 6. 气蚀 7. 泵对单位重量流体提供的有效能量 m 8. 会 9. 泵的特性曲线与管路曲线交点 10. 减小减小下降增大 二、选择题 1．离心泵的扬程是指（）。 A．实际的升扬高度 B．泵的吸上高度 C．单位重量液体通过泵的能量 D．液体出泵和进泵的压强差换算成的液柱高 2．离心泵的轴功率是（）。 A．在流量为零时最大 B．在压头最大时最大 C．在流量为零时最小 D．在工作点处最小 3．离心泵的效率η和流量Q的关系为（）。 A．Q增大，η增大 B． Q增大，η先增大后减小 C．Q增大，η减小 D． Q增大，η先减小后增大 4．离心泵的轴功率N和流量Q关系为（）。 A．Q增大，N增大 B． Q增大，N先增大后减小 C．Q增大，N减小． D．Q增大，N先减小后增大 5．离心泵气蚀余量△h与流量Q关系为（）。 A． Q增大, △h增大 B． Q增大, △h减小 c． Q增大, △h不变 D．Q增大, △h先增大后减小 6．离心泵在一定管路系统下工作，压头与被输送液体密度无关的条件是（）。 A．z 2-z 1 =0 B．Σh f =0 C． 2 2 2 1 2 2= - u u D．P 2 – P 1 =0 7．离心泵停止操作时，宜（）。 A．先关出口阀后停电 B．先停电后关出口阀

化工原理流体流动

化工原理绪论、流体流动、流体输送机械 、填空题 一个生产工艺是由若干个 各单元操作的操作原理及设备计算都是以 四个概念为依据的。 常见的单位制有 一个过程在一定条件下能否进行，以及进行到什么程度，只有通过 断。 单位时间过程的变化率称为 问答题 7. 什么是单元操作？主要包括哪些基本操作? 8. 提高过程速率的途径是什么？ 第一章流体流动 填空题 流体垂直作用于单位面积上的力，称为 两种。 当管中流体形成稳定流动时，管中必定充满流体，即流体必定是 因。另外，管壁粗糙度和管子的长度、直径均对流体阻力 流体在管道中的流动状态可分为 点运动方式上的区别是 判断液体处于同一水平面上的各点压强是否相等的依据是 流体若由低压头处流向高压头处时，所加入外加功的作用是 在测量流体的流量时，随流量的增加孔板流量计两侧的压差将 ________ ，若改用转 子流量计，随流量增加转子两侧压差值 ___________________ 。 选择题 构成的。 由于在计量各个物理量时采用了不同的 ，因而产生了不同的单位制。 来判 单位体积流体的质量称为 ，它与 互为倒数。 单位时间流经管道任一截面的流体量称为 ,其表示方法有 的。 产生流体阻力的根本原因是 ；而 是产生流体阻力的第二位原 .两种类型，二者在部质 10 . 液体的密度随温度的升高而

11 表压值是从压强表上读得的，它表示的是 D 大气压强 13 - 气体在等截面的管道中流动时，如质量流量不变则其质量流速 14 - 粘度愈大的流体其流动阻力 15 - 柏努利方程式既可说明流体流动时的基本规律也能说明流体静止时的基本规律, 响却越来越明显。 18 - 当液体部任一点的压强有变化时，将使液体部其它各点的压强 二' 判断题 19 - 气体的粘度随压力的升高而增大。 （） 20 - 层流层的厚度随流体湍动程度的增加而增加。 21 -流体在管路中作稳定流动时，任一截面处流体的流速、密度与截面积的乘积均相等。 22 ■当液体部某点压强一定时，则液体的密度越大，此点距液面的高度也越大。 23 -流体阻力的主要表现之一是静压强下降。 24 ■ 真空度为定值时，大气压强越大，则绝对压强越大。 A 增大 B 减小 C 不变 不一定 A 比大气压强高出的部分 B 设备的真实压力 比大气压强低的部分 12 ■ 流体的流动类型可以用 的大小来判定。 A 流速 B 雷诺准数 C 流量 摩擦系数 A 随温度大小变化 B 随压力大小变化 C 不变 D 随流速大小变化 A 愈大 B 愈小 C 二者无关系 D 不会变化 表明静止流体任一点流体的 是常数。 A 总能量 B 静压能与动压能的和 C 压强 静压 台匕 冃匕 16 -流体的流动状态是由多方面因素决定的, 增大，都使流体向 向移动， 增大，使流体向 方向移动。 A 湍流 B 滞流 C 过渡流 D 稳流 17 ■ 湍流流动的流体随 Re 值的增大，摩擦系数与 关系不大，而 的影 A 雷诺准数 B 粘度 C 管壁粗糙度 D 流体阻力 A 发生变化 B 发生同样大小的变化 C 不变化 D 发生不同情况的变

(完整版)化工原理复习题及习题答案

化工原理（上）复习题及答案 一、填空题 1.在阻力平方区内，摩擦系数λ与（相对粗糙度）有关。 2.转子流量计的主要特点是（恒流速、恒压差）。 3.正常情况下，离心泵的最大允许安装高度随泵的流量增大而（减少）。 4.气体在等径圆管内作定态流动时，管内各截面上的（质量流速相等）相等。 5.在静止流体内部各点的静压强相等的必要条件是（在同一种水平面上、同一种连续的流 体） 6.离心泵的效率η和流量Q的关系为（Q增大，η先增大后减小） 7.从流体静力学基本方程了解到U型管压力计测量其压强差与（指示液密度、液面高 度）有关。 8.离心泵开动以前必须充满液体是为了防止发生（气缚）现象。 9.离心泵在一定的管路系统工作，如被输送液体的密度发生变化(液体其余性质不变)，则 扬程（不变）。 10.已知列管换热器内外侧对流传热系数分别为αi和αo且αi>>αo,则要提高总传热系数， 关键是（增大αo）。 11.现场真空表的读数为8×104 Pa，该处绝对压力为（2×104 Pa ）（当时当地大气压为 1×105 Pa）。 12.为防止泵发生汽蚀，则要求装置的汽蚀余量（大于）泵的必需汽蚀余量。（大于、 小于、等于） 13.某流体于内径为50mm的圆形直管中作稳定的层流流动。其管中心处流速为3m/s，则 该流体的流量为（10.60 ）m3/h，管壁处的流速为（0 ）m/s。 14.在稳态流动系统中，水连续地从粗管流入细管。粗管内径为细管的两倍，则细管内水的 流速是粗管内的（4 ）倍。 15.离心泵的工作点是指（泵）特性曲线和（管路）特性曲线的交点。 16.离心泵的泵壳做成蜗壳状，其作用是（汇集液体）和（转换能量）。 17.除阻力平方区外，摩擦系数随流体流速的增加而（减小）；阻力损失随流体流速的 增加而（增大）。 18.两流体通过间壁换热，冷流体从20℃被加热到50℃，热流体从100℃被冷却到70℃， 则并流时的Δt m= （43.5 ）℃。 19.A、B两种流体在管壳式换热器中进行换热，A为腐蚀性介质，而B无腐蚀性。（A腐 蚀性介质）流体应走管内。

化工原理选择题题库—流体流动解析

流体流动 【当前章节】流体流动内部结构【当前难度】1 1、如下各物理量中，与压强有关的有几个（B ）①压强不太高时气体的黏度； ②压强不太高时气体的运动黏度③压强不太高时气体的流速；④压强不太 高时气体的质量流速 A.1 B.2 C.3 D.4 2、流体在管内流动时，如下有几项会使层流内层增厚？（B ）* ①流体黏度变小；②流体流速减小；③如为液体，升高其温度；④如为气体，升高其温度 A.1 B.2 C.3 D.4 3、如下关于定态流动和非定态流动的说法，正确的是（B ） A.定态流动时，流体内各处的流动参数（）均相同 B.定态流动时，流体内各处的流动参数（）均不随时间而变化 C.非定态流动时，流体内各处的流动参数都不相同 D.非定态流动时，流体流量随时间的推移而减小 4、管内流体流动时，如下哪一项不利于形成湍流（B ） A.增大管径 B.减小流体密度 C.增加流体流量 D.减小流体粘度 5、 针对圆管内的流体流动，关于层流与湍流的区别，如下表述中正确的是 （C ）* A.剪应力沿径向分布的数学规律不同 B.湍流时不存在由于分子热运动而造成的动量传递，而层流时存在 C.同种流体在同样的速度梯度下，湍流剪应力大于层流 D.湍流时流体所有的质点都在脉动，而层流时流体所有质点都不脉动 6、某黏度为50mPa.s的流体在内径为60mm的圆管内做定态流动，管截面上的速度分布服从u=20y-200y*y。式中y为管截面上某一点至管壁的距离，m；u为

该点处流速，m/s。则管内最大剪应力为（A）* A.1.0Pa B.0.4Pa C.0.021 D.条件不足，无法计算 7、某流体在内径为60mm的圆管内做定态流动，管截面上的速度分布服从u=20y-200y*y。式中y为管截面上某一点至管壁的距离，m；u为该点处流速，m/s。则管内最大速度为（C） A.0.5m/s B.0.48m/s C.0.42m/s D.1.0m/s 8、当圆管内流动充分发展时，其边界层的厚度（B ） A.等于管子的内直径 B.等于管子的内半径 C.大于管子的内半径 D.大于管子的内直径 9、 在研究流体流动问题时，最小的考察对象通常是（ A） A.流体的质点 B.流体的分子 C.液滴或气泡 D.流体层 10、流体的连续介质假定是指（D ） A.流体分子之间没有间隙 B.液流之中没有气泡，气流之中没有液滴 C.流体层之间没有间隙 D.流体质点之间没有间隙 11、理想气体状态方程中的压强是指气体的（B ） A.表压强 B.绝对压强 C.真空度 D.以上压强都可用于气体状态方程 12、以下哪项为基准的压强称为真空度（A ） A.当地大气压 B.标准大气压 C.绝对0压强 D.其他三个都不是

化工原理第1章流体流动习题及答案

一、单选题 1．单位体积流体所具有的（）称为流体的密度。 A A 质量； B 粘度； C 位能； D 动能。 2．单位体积流体所具有的质量称为流体的（）。 A A 密度； B 粘度； C 位能； D 动能。 3．层流与湍流的本质区别是（）。 D 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。4．气体是（）的流体。 B A 可移动； B 可压缩； C 可流动； D 可测量。 5．在静止的流体内，单位面积上所受的压力称为流体的（）。 C A 绝对压力； B 表压力； C 静压力； D 真空度。 6．以绝对零压作起点计算的压力，称为（）。 A A 绝对压力； B 表压力； C 静压力； D 真空度。 7．当被测流体的（）大于外界大气压力时，所用的测压仪表称为压力表。D A 真空度； B 表压力； C 相对压力； D 绝对压力。 8．当被测流体的绝对压力（）外界大气压力时，所用的测压仪表称为压力表。 A A 大于； B 小于； C 等于； D 近似于。 9．（）上的读数表示被测流体的绝对压力比大气压力高出的数值，称为表压力。 A A 压力表； B 真空表； C 高度表； D 速度表。

10．被测流体的（）小于外界大气压力时，所用测压仪表称为真空表。 D A 大气压； B 表压力； C 相对压力； D 绝对压力。 11. 流体在园管内流动时，管中心流速最大，若为湍流时，平均流速与管中心的 最大流速的关系为（）。B A. Um＝1/2Umax； B. Um＝； C. Um＝3/2Umax。 12. 从流体静力学基本方程了解到U型管压力计测量其压强差是( )。 A 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。 13.层流底层越薄( )。 C 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。 14.双液体U形差压计要求指示液的密度差( ) C A. 大； B. 中等； C. 小； D. 越大越好。 15.转子流量计的主要特点是( )。 C 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。 16.层流与湍流的本质区别是：( )。 D 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。 17.圆直管内流动流体，湍流时雷诺准数是（）。B A. Re ≤ 2000； B. Re ≥ 4000； C. Re = 2000～4000。 18.某离心泵入口处真空表的读数为200mmHg ，当地大气压为101kPa, 则泵

化工原理课后习题解答

化工原理课后习题解答（夏清、陈常贵主编.化工原理.天津大学出版社,2005.） 第一章流体流动 1.某设备上真空表的读数为 13.3×103 Pa,试计算设备内的绝对压强与表压强。已知该地区大气压强为 98.7×103 Pa。 解：由绝对压强 = 大气压强–真空度得到： 设备内的绝对压强P绝= 98.7×103 Pa -13.3×103 Pa =8.54×103 Pa 设备内的表压强 P表 = -真空度 = - 13.3×103 Pa 2．在本题附图所示的储油罐中盛有密度为 960 ㎏/?的油品，油面高于罐底 6.9 m，油面上方为常压。在罐侧壁的下部有一直径为 760 mm 的圆孔，其中心距罐底 800 mm，孔盖用14mm的钢制螺钉紧固。若螺钉材料的工作应力取为39.23×106 Pa ， 问至少需要几个螺钉？ 分析：罐底产生的压力不能超过螺钉的工作应力即 P油≤σ螺 解：P螺 = ρgh×A = 960×9.81×(9.6-0.8) ×3.14×0.762 150.307×103 N σ螺 = 39.03×103×3.14×0.0142×n P油≤σ螺得 n ≥ 6.23 取 n min= 7

至少需要7个螺钉 3．某流化床反应器上装有两个U 型管压差计，如本题附 图所示。测得R1 = 400 mm ， R2 = 50 mm，指示液为水 银。为防止水银蒸汽向空气中扩散，于右侧的U 型管与大气 连通的玻璃管内灌入一段水，其高度R3= 50 mm。试求A﹑B 两处的表压强。 分析：根据静力学基本原则，对于右边的Ｕ管压差计，a– a′为等压面，对于左边的压差计，b–b′为另一等压面，分 别列出两个等压面处的静力学基本方程求解。 解：设空气的密度为ρg，其他数据如图所示 a–a′处 P A + ρg gh1 = ρ水gR3 + ρ水银ɡR2 由于空气的密度相对于水和水银来说很小可以忽略不记 即：P A = 1.0 ×103×9.81×0.05 + 13.6×103×9.81×0.05 = 7.16×103 Pa b-b′处 P B + ρg gh3 = P A + ρg gh2 + ρ水银gR1 P B = 13.6×103×9.81×0.4 + 7.16×103 =6.05×103Pa 4. 本题附图为远距离测量控制装置，用以测 定分相槽内煤油和水的两相界面位置。已知两 吹气管出口的距离H = 1m，U管压差计的指示 液为水银，煤油的密度为820Kg／?。试求当 压差计读数R=68mm时，相界面与油层的吹气 管出口距离ｈ。 分析：解此题应选取的合适的截面如图所示：忽略空气产生的压强，本题中1－1′和4－4′为等压面，2－2′和3－3′为等压面，且1－1′和2－2′的压强相等。根据静力学基本方程列出一个方程组求解 解：设插入油层气管的管口距油面高Δh 在1－1′与2－2′截面之间

化工原理习题第一部分流体流动答案

化工原理习题：第一部分 流体流动 一、填空 1.流体在圆形管道中作层流流动，如果只将流速增加一倍，则阻力损失为原来的 2 倍；如果只将管径增加一倍而流速不变，则阻力损失为原来的 1/4 倍。 2.离心泵的特性曲线通常包括 H-Q 曲线、 η-Q 和 N-Q 曲线，这些曲线表示在一定 转速 下，输送某种特定的液体时泵的性能。 3.处于同一水平面的液体，维持等压面的条件必须是 静止的 、 连通着的 、 同一种连续的液体 。流体在管内流动时，如要测取管截面上的流速分布，应选用 皮托 流量计测量。 4.牛顿粘性定律的表达式τ=μ，其应用条件是 牛顿型流体层（滞）流流体。 5.如果流体为理想流体且无外加功的情况下，写出： 单位质量流体的机械能衡算式为????常数=++=g p g u z E ρ22 ??????????????； 单位重量流体的机械能衡算式为????? 常数=++=p u gz E 22 ρρ????????????； 单位体积流体的机械能衡算式为?????? 常数=++=g p g u z E ρ22???????????； 6.有外加能量时以单位体积流体为基准的实际流体柏努利方程为 z 1ρg+（u 12ρ/2）+p 1+W s ρ= z 2ρg+（u 22ρ/2）+p 2 +ρ∑h f ，各项单位为 Pa （N/m 2） 。 7.气体的粘度随温度升高而 增加 ，水的粘度随温度升高而 降低 。 8.流体在变径管中作稳定流动，在管径缩小的地方其静压能 减小 。 9.并联管路中各管段压强降 相等 ；管子长、直径小的管段通过的流量 小 。 10 在离心泵工作时，用于将动能转变为压能的部件是____泵壳__________。 11.测流体流量时，随流量增加孔板流量计两侧压差值将 增加 ，若改用转子流量计，随流量增加转子两侧压差值将 不变 。 12. 离心泵的轴封装置主要有两种： 填料密封 和 机械密封 。 13.若被输送的流体粘度增高，则离心泵的压头 降低，流量减小，效率降低，轴

化工原理流体习题

化工原理流体习题

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1. 当地大气压为750mmＨｇ，测得一容器内的绝对压力为360mmＨg,则真空度 O。测得另一容器内的表压强为9８0mmHg,则其绝对压强为＿为＿_____＿__mH ２ Ｏ；２3０.66KPa __＿____KPa。 5.3ｍH 2 ２．液体在圆形管道中流动,如果只将流量增加一倍后仍为层流流动，则阻力 损失为原来的___＿＿__＿倍;如果保持流量不变只将管径增加一倍，则阻力损失为原来的____＿_____倍。２；１/４ 3.已知某油品在圆管中稳定流动,其雷诺数为16０0。测得此时管中心处的点 速度为１ｍ／s，则此管截面上的平均速度为_____＿m/s。１/２(或0.５m/s） ４. 水在内径一定的圆形管中稳定流动,若质量流量一定,当温度降低时,Re 值将__＿__＿__。减小 5. 如图所示，用离心泵将密封储槽中的20°C的水通过φ１００×2mm的管道送往敞口高位储槽。两储槽液面高度差为１6m，密封槽液面上真空表p1读数为500mｍHg(真空度),泵进口处真空表p2读数为290ｍmＨg(真空度)。泵排出管路上装有一个孔板流量计,其孔口直径为７0ｍｍ,流量系数为0.7，所接U型水银压差计读数Ｒ为170mm。已知全部管路能量损失为36J／kｇ，试求: （1）泵的输水量(m3/ｈ)。 （2）泵出口处压力表p3的指示值（KPａ）。（已知真空表与压力表相距０.2m） （3）包 括全部 局部阻 力的当 量长度 在内的 管路长 度。(已 知摩擦系数为0．01）

化工原理 流体流动

化工原理绪论、流体流动、流体输送机械 一、填空题 1．一个生产工艺是由若干个__________ 和___________构成的。 2．各单元操作的操作原理及设备计算都是以__________、___________、___________、和___________四个概念为依据的。 3．常见的单位制有____________、_____________和_______________。 4．由于在计量各个物理量时采用了不同的__________，因而产生了不同的单位制。 5．一个过程在一定条件下能否进行，以及进行到什么程度，只有通过__________来判断。 6．单位时间内过程的变化率称为___________。 二问答题 7．什么是单元操作？主要包括哪些基本操作？ 8．提高过程速率的途径是什么？ 9．第一章流体流动 一填空题 1．单位体积流体的质量称为________，它与________互为倒数。 2．流体垂直作用于单位面积上的力，称为____________。 3．单位时间内流经管道任一截面的流体量称为________，其表示方法有________和________两种。 4．当管中流体形成稳定流动时，管中必定充满流体，即流体必定是_________的。 5．产生流体阻力的根本原因是________；而___________是产生流体阻力的第二位原因。另外，管壁粗糙度和管子的长度、直径均对流体阻力_______________。 6．流体在管道中的流动状态可分为______ 和__________两种类型，二者在内部质点运动方式上的区别是_____________________________________。 7．判断液体内处于同一水平面上的各点压强是否相等的依据是_________、___________、________________。 8．流体若由低压头处流向高压头处时，所加入外加功的作用是______________________________。 9．在测量流体的流量时，随流量的增加孔板流量计两侧的压差将_______，若改用转子流量计，随流量增加转子两侧压差值________。 一、选择题 10．液体的密度随温度的升高而_________。

化工原理典型习题解答

化工原理典型习题解答 王国庆陈兰英 广东工业大学化工原理教研室 2003

上 册 一、选择题 1、 某液体在一等径直管中稳态流动，若体积流量不变，管内径减小为原来的一半，假定管内的相对粗糙度不变，则 (1) 层流时，流动阻力变为原来的 C 。 A ．4倍 B ．8倍 C ．16倍 D ．32倍 (2) 完全湍流(阻力平方区)时，流动阻力变为原来的 D 。 A ．4倍 B ．8倍 C ．16倍 D ．32倍 解：(1) 由 2 22322642d lu u d l du u d l h f ρμμ ρλ= ??=??= 得 1624 4 212 212 212212121 2==??? ? ??=???? ??????? ??==d d d d d d d u d u h h f f (2) 由 2222u d l d f u d l h f ? ??? ? ??=??=ελ 得 322 55 2121421 2211221 2==??? ? ??=????? ??==d d d d d d d u d u h h f f 2． 水由高位槽流入贮水池，若水管总长（包括局部阻力的当量长度在内）缩 短25%，而高位槽水面与贮水池水面的位差保持不变，假定流体完全湍流流动(即流动在阻力平方区)不变，则水的流量变为原来的 A 。 A ．1.155倍 B ．1.165倍 C ．1.175倍 D ．1.185倍 解：由 f h u p gz u p gz ∑+++=++2 22 2 22211 1ρρ 得 21f f h h ∑=∑ 所以 ()()2 222222 11 1u d l l u d l l e e ?+?=?+? λλ 又由完全湍流流动 得 ?? ? ??=d f ελ

化工原理流体力学习题及答案

一、单选题1．层流与湍流的本质区别是（）。 D 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。 2．以绝对零压作起点计算的压力，称为（）。 A A 绝对压力； B 表压力； C 静压力； D 真空度。 3．当被测流体的（）大于外界大气压力时，所用的测压仪表称为压力表。 D A 真空度；B 表压力；C 相对压力；D 绝对压力。 4．当被测流体的绝对压力（）外界大气压力时，所用的测压仪表称为真空表。 B A 大于； B 小于； C 等于； D 近似于。 5. 流体在园管内流动时，管中心流速最大，若为湍流时，平均流速与管中心的最大流速 的关系为（）。 B A. Um＝1/2Umax； B. Um＝0.8Umax； C. Um＝3/2Umax。 6. 从流体静力学基本方程了解到U型管压力计测量其压强差是( )。 A 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。 7.层流底层越薄( )。 C 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。 8.层流与湍流的本质区别是：( )。 D 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。 9.在稳定流动系统中，水由粗管连续地流入细管，若粗管直径是细管的2倍，则细管流速是粗管的（）倍。 C A. 2； B. 8； C. 4。 10.流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是（）。 C A. 流动速度大于零； B. 管边不够光滑； C. 流体具有粘性。 11.水在园形直管中作滞流流动，流速不变，若管子直径增大一倍，则阻力损失为原来的（）。 A A. 1/4； B. 1/2； C. 2倍。 12．柏努利方程式中的项表示单位质量流体所具有的（）。 B A 位能； B 动能； C 静压能； D 有效功。

化工原理(第三版)典型习题解答

上 册 一、选择题 1、 某液体在一等径直管中稳态流动，若体积流量不变，管内径减小为原来的一半，假定管内的相对粗糙度不变，则 (1) 层流时，流动阻力变为原来的 C 。 A ．4倍 B ．8倍 C ．16倍 D ．32倍 (2) 完全湍流(阻力平方区)时，流动阻力变为原来的 D 。 A ．4倍 B ．8倍 C ．16倍 D ．32倍 解：(1) 由 2 22322642d lu u d l du u d l h f ρμμ ρλ=??=??= 得 1624 4 212 212 212212121 2==??? ? ??=???? ??????? ??==d d d d d d d u d u h h f f (2) 由 2 222u d l d f u d l h f ? ???? ??=??=ελ 得 322 5 5 212142122112 21 2==??? ? ??=????? ??==d d d d d d d u d u h h f f 2． 水由高位槽流入贮水池，若水管总长（包括局部阻力的当量长度在内）缩短 25%，而高位槽水面与贮水池水面的位差保持不变，假定流体完全湍流流动(即流动在阻力平方区)不变，则水的流量变为原来的 A 。 A ．1.155倍 B ．1.165倍 C ．1.175倍 D ．1.185倍 解：由 f h u p gz u p gz ∑+++=++2 222 22211 1ρρ 得 21f f h h ∑=∑ 所以 ()()2 222222 11 1u d l l u d l l e e ?+?=?+? λλ 又由完全湍流流动 得 ?? ? ??=d f ελ 所以 ()()2 22211u l l u l l e e ?+=?+

化工原理流体习题

１. 当地大气压为750ｍmHg,测得一容器内得绝对压力为360mmHg,则真空度为 O、测得另一容器内得表压强为98０mmHg,则其绝对压强为___＿＿＿_＿_ｍH ２ O;230、66KPa ________KPa。5、3mH ２ 2.液体在圆形管道中流动,如果只将流量增加一倍后仍为层流流动,则阻力 损失为原来得＿__＿____倍;如果保持流量不变只将管径增加一倍,则阻力损失为原来得_＿___＿＿__＿倍。2; 1／4 3。已知某油品在圆管中稳定流动,其雷诺数为1600。测得此时管中心处得点 速度为1m/s, 则此管截面上得平均速度为___＿＿_ｍ/s。１/2(或０。５m/s) 4.水在内径一定得圆形管中稳定流动,若质量流量一定,当温度降低时,Rｅ 值将_＿_＿_＿_＿。减小 5。如图所示,用离心泵将密封储槽中得20°C得水通过φ100×2mm得管道送往敞口高位储槽、两储槽液面高度差为16ｍ,密封槽液面上真空表p1读数为500ｍmHg(真空度),泵进口处真空表p2读数为290mmHｇ(真空度)、泵排出管路上装有一个孔板流量计,其孔口直径为70mm,流量系数为0。7,所接U型水银压差计读数R为170mm。已知全部管路能量损失为36Ｊ/ｋg,试求: （1）泵得输水量(m3/h)。 （2）泵出口处压力表p3得指示值(KPａ)。(已知真空表与压力表相距０.2m)（3）包括全部局部阻力得当量长度在内得管路长度。(已知摩擦系数为０、01) (1) (2) 选低槽 液面1 －１与 高液面4-４之间列伯努利方程:

O mH H g p Z Z H f 23311446.2681 .93681.9101066.6616)(41=+??+=+--=∑-ρ 选泵进出口为２-2与３-3截面列伯努利方程 (３) 1. 当地大气压强为750m ｍH ｇ,测得一容器内得绝对压强为３50m ｍH ｇ,则真 空度为 mmH ｇ。测得另一容器内得表压强为1３40 m ｍHg,则其绝压 为 mmHg 、 400; 209０ ２. 某水平直管输水量为,今改为输送得有机物,且、 设两种输液下,流体均在层流下流动,则管路两端压差为水得_＿___＿__倍。 ４ ３。层流底层越薄,则以下结论正确得就是 、C A 、近壁处速度梯度越小 B 、流动阻力越小 C 、流动阻力越大 Ｄ、流体湍动程度越小 ４。 如图所示,水流经一扩大管段ｄ1=40ｍm, d 2=80mm,已知d 1中水得流速为 2.4m ／s,倒U 形压差计中水位差R=150mm 。 试求:1)水流经两测压点间得阻力损失h f (Ｊ/ｋg); 2)如将粗管端抬高,使管段倾斜放置,而流量不变,问此时R 得读数如何变 化？(定性说明,不必计算) 解:1) 在两测压点间列伯努利方程,以管子轴线为基准面,化简得,

化工原理流体习题

1. 当地大气压为750mmHg，测得一容器内的绝对压力为360mmHg，则真空度为_________mH2O。测得另一容器内的表压强为980mmHg，则其绝对压强为________KPa。； 2．液体在圆形管道中流动，如果只将流量增加一倍后仍为层流流动，则阻力 损失为原来的________倍；如果保持流量不变只将管径增加一倍，则阻力损失为原来的__________倍。2；1/4 3．已知某油品在圆管中稳定流动，其雷诺数为1600。测得此时管中心处的点速度为1m/s，则此管截面上的平均速度为______m/s。1/2（或s） 4. 水在内径一定的圆形管中稳定流动，若质量流量一定，当温度降低时，Re 值将________。减小 5. 如图所示，用离心泵将密封储槽中的20°C的水通过φ100×2mm的管道送往敞口高位储槽。两储槽液面高度差为16m，密封槽液面上真空表p1读数为500mmHg（真空度），泵进口处真空表p2读数为290mmHg（真空度）。泵排出管路上装有一个孔板流量计，其孔口直径为70mm，流量系数为，所接U型水银压差计读数R为170mm。已知全部管路能量损失为36J/kg，试求： （1）* 3/h)。 （2）泵的输水量(m （3）泵出口处压力表p3的指示值(KPa)。(已知真空表与压力表相距 （4）包 括全部 局部阻 力的当 量长度 在内的 管路长 度。（已 知摩擦系数为）

' （1） /h 62.84m /s 0.0174m 03.4207.0785.07.0 1000 ) 100013600(17.081.9207.04 7.0 ) (233220==???=-???? ?? =-=πρρρgR A C V O O s ￥ （2） s m d V u /405.2096 .0785.00174 .04 2 2 =?= = π 选低槽液面1-1和高液面4-4之间列伯努利方程： kPa p kPa p H g u g p Z H g u g p Z f 66.3833.101760 29066.6633.101760500 22212 4 2421114 1=?==?=+++=+++-∑ρρ O mH H g p Z Z H f 23311446.2681 .936 81.9101066.6616)(41=+??+=+--=∑-ρ 选泵进出口为2-2和3-3截面列伯努利方程

化工原理流体流动章节习题

第一章 流体流动 一 基本概念 1、连续性方程 2、液体和气体混合物密度求取 3、离心泵特性曲线的测定 二、核心公式 第一章、流体流动与流体输送机械 （1）流体静力学基本方程 （例1－9） U 型管压差计 （2）柏努利方程的应用（例1－14） （3）范宁公式 （4）离心泵的安装高度（例2-5） 三．问答题 1． （7分）离心泵的特性曲线是如何测定的？其特性曲线主要由哪几条曲线构成? 答:离心泵的特性曲线是在一定转速和常压的清水为工质做实验测得的.主要曲线有:H-Q,N-Q,η-Q 三条曲线,在曲线中要注明泵型号、转速. 2． （8分）试说明层流和湍流的主要区别。 答:1.质点的运动运动方式不同,层流只有轴向的运动,没有径向的脉动,而湍流质点是杂乱无章的运动,两个方向的运动都存在. 2. 流体流动速度分布不同:层流为抛物线形式,而湍流则是严格的抛物线,它的速度分布线前端基本是平直的. 3.运动的受力情况不同:层流主要是内摩擦力,服从牛顿粘性定律,而湍流由湍流应力和内摩擦力共同作用,可以仿造牛顿粘性定律写为:dy du ) e (+ν=τ 3． 离心泵启动前，为什么要先灌满水？与离心泵安装高度有关的性能指标有那些？ 4．选择输送管路的管径时，从技术经济角度应考虑那些因素？如何选择？ 5．离心泵的实验中，泵启动前与关闭时注意什么问题，为什么？流量调节采用什么方法，其优缺点各是什么？ 6． 搞清楚离心泵的扬程与升扬高度、允许吸上高度和安装高度各组概念的区别和联系。（6 分） （1）扬程又称压头，是泵对1N 液体所提供的有效能J/N ；而升扬高度指泵上、下游两液面的垂直高度，它只是扬程中位能差一项。 （2）允许吸上高度Hg 是指上游贮槽液面与泵吸入口之间允许达到的最大垂直距离。

化工原理习题(含答案)

·流体流动部分 1．某储油罐中盛有密度为960 kg/m 3的重油（如附图所示），油面最高时离罐底9.5 m ，油面上方与大气相通。在罐侧壁的下部有一直径为760 mm 的孔，其中心距罐底1000 mm ，孔盖用14 mm 的钢制螺钉紧固。若螺钉材料的工作压力为×106 Pa ，问至少需要几个螺钉（大气压力为×103 Pa ） 解：由流体静力学方程，距罐底1000 mm 处的流体压力为 [] （绝压）Pa 10813.1Pa )0.15.9(81.9960103.10133?=-??+?=+=gh p p ρ 作用在孔盖上的总力为 N 10627.3N 76.04 π 10 3.10110813.1)(4233 a ?????-=＝）－＝（A p p F 每个螺钉所受力为 N 10093.6N 014.04 π 105.39321?=÷??=F 因此 ()（个）695.5N 10093.610627.3341≈=??==F F n 2．如本题附图所示，流化床反应器上装有两个U 管压差计。读数分别为R 1=500 mm ，R 2=80 mm ，指示液为水银。为防止水银蒸气向空间扩散，于右侧的U 管与大气连通的玻璃管内灌入一段水，其高度R 3=100 mm 。试求A 、B 两点的表压力。 解：（1）A 点的压力 ()（表） Pa 101.165Pa 08.081.9136001.081.9100042汞3水A ?=??+??=+=gR gR p ρρ （2）B 点的压力 ()（表） Pa 10 7.836Pa 5.081.91360010 165.14 4 1 汞A B ?=??+?=+=gR p p ρ 习题2附图 习题1附图

化工原理流体流动部分模拟试题及答案

化工原理流体流动部分模拟试题及答案 一填空 (1）流体在圆形管道中作层流流动，如果只将流速增加一倍，则阻力损失为原来的 2 倍；如果只将管径增加一倍而流速不变，则阻力损失为原来的 1/4 倍。 (2）离心泵的特性曲线通常包括 H-Q 曲线、 η-Q 和 N-Q 曲线，这些曲线表示在一定 转速 下，输送某种特定的液体时泵的性能。 (3) 处于同一水平面的液体，维持等压面的条件必须是 静止的 、 连通着的 、 同一种连续的液体 。流体在管内流动时，如要测取管截面上的流速分布，应选用 皮托 流量计测量。 (4) 如果流体为理想流体且无外加功的情况下，写出： 单位质量流体的机械能衡算式为????常数=+ + =g p g u z E ρ22 ???少乘一个g ???????????； 单位体积流体的机械能衡算式为????? 常数=++ =p u gz E 2 2 ρρ????????????； 单位重量流体的机械能衡算式为?????? 常数=+ + =g p g u z E ρ22 ???????????； (5) 有外加能量时以单位体积流体为基准的实际流体柏努利方程为 z 1ρg+（u 12 ρ/2）+p 1+W s ρ= z 2ρg+（u 22ρ/2）+p 2 +ρ∑h f ，各项单位为 Pa （N/m 2） 。 (6）气体的粘度随温度升高而 增加 ，水的粘度随温度升高而 降低 。 (7) 流体在变径管中作稳定流动，在管径缩小的地方其静压能 减小 。 (8) 流体流动的连续性方程是 u 1A ρ1= u 2A ρ2=······= u A ρ ；适 用于圆形直管的不可压缩流体流动的连续性方程为 u 1d 12 = u 2d 22 = ······= u d 2 。 (9) 当地大气压为745mmHg 测得一容器内的绝对压强为350mmHg ，则真空度为 395mmHg 。测得另一容器内的表压强为1360 mmHg ，则其绝对压强为2105mmHg 。 (10) 并联管路中各管段压强降 相等 ；管子长、直径小的管段通过的流量 小 。 (11) 测流体流量时，随流量增加孔板流量计两侧压差值将 增加 ，若改用转子流量计，随流量增加转子两侧压差值将 不变 。 (12) 离心泵的轴封装置主要有两种： 填料密封 和 机械密封 。 (13) 离心通风机的全风压是指 静风压 与 动风压 之和，其单位为 Pa 。 (14) 若被输送的流体粘度增高，则离心泵的压头 降低，流量减小，效率降低，轴功率增加。 降尘室的生产能力只与 沉降面积 和 颗粒沉降速度 有关，而与 高度 无关。 (15) 分离因素的定义式为 u t 2 /gR 。 (16) 已知旋风分离器的平均旋转半径为0. 5m ，气体的切向进口速度为20m/s ，则该分离器的分离因数为 800/9.8 。 (17) 板框过滤机的洗涤速率为最终过滤速率的 1/4 。 (18) 在层流区，颗粒的沉降速度与颗粒直径的 2 次方成正比，在湍流区颗粒的沉降速度与颗粒直径的 0.5 次方成正比。 二选择

化工原理典型例题题解

第4章 流体通过颗粒层的流动典型例题 例1：过滤机的最大生产能力 用一板框压滤机对悬浮液进行恒压过滤，过滤20分钟得滤液 20m 3 ，过滤饼不洗涤，拆装时间为15分钟，滤饼不可压缩，介质阻力可略。试求： （1） 该机的生产能力，以 m 3 （滤液）/h 表示 (2)如果该机的过滤压力增加 20℅，该机的最大生产能力为多少 m 3 （滤液）/h ？ 解：（1）h m V Q D /3.346015 2020 3=?+=+= θθ （2）根据恒压过滤方程V 2=KA 2θ 2020 202 2 2 ===θV KA 为了得到最大生产能力，则应 min 15==D f θθ 在原压力下对应的滤液量为 300152022 =?==f opt KA V θ 33.17m V opt = ΔP ’=1.2ΔP V ∝ΔP 1/2 395.183.172.1m V opt =?= h m V Q D f opt /9.376015 1595 .183max =?+= += θθ 例2：滤饼的洗涤问题 采用板框压过滤机进行恒压过滤，操作1小时后，得滤液 15m 3 ，然后用2m 3 的清水在相同的压力下对滤饼进行横穿洗涤。假设清水的粘度与滤液的粘度相同。滤布阻力可略，试求： （1） 洗涤时间 （2） 若不进行洗涤，继续恒压过滤1小时，可另得滤液多少 m 3 ？ 解：V 2=KA 2θ KA 2=152 采用横穿洗涤法，则有： E w d dV d dV ??? ??=??? ??θθ41 hr V KA V f w w 07.115 215 412 2412 2=??=?= θ 或者 hr J f w 07.114 1152 22=?? ==θδθ