化工原理第1章答案 流体流动
第一章 流体流动
1．若将90kg 相对密度为0.83的油品与60kg 相对密度为0.71的油品混合，试求混合油的密度。 解：)/(777710
608309060
903m kg m =++=
ρ
2．试计算空气在-40℃和41kPa(真空度)下的密度和重度，大气压力为1.013×105Pa 。
解：335/902.0)
4015.273(831429
)104110013.1(m kg RT pM =-???-?==ρ
33/902.0/85.881.9902.0m kgf m N ==?=γ
3．燃烧重油所得的燃料气，经分析测知其中含生8.5%CO 2，7.5％02，76％N 2，8%H 20(均系体积百分率)。试求温度为500℃，压力为1.013×105Pa 时，该混合气体的密度。 解：3/693.0)
50015.273(831444
1013002m kg RT pM CO =+??==
ρ 3/504.0)
50015.273(831432
1013002
m kg RT pM O =+??==
ρ 3/441.0)
50015.273(831428
1013002
m kg RT pM N =+??==
ρ 3/284.0)
50015.273(831418
1013002
m kg RT pM O H =+??==
ρ 3/455.0m kg x i
V i m =∑=ρρ
4．烟道气的组成约为含13％CO 2，11％H 20，76％N 2(均系体积％),计算400℃时常压烟道气的粘度。 解：
cp
M y M y i i i i i m 62
/12/12/12/162/162/162
/12
/1101.302876.01811.04413.028100.3176.018100.2311.044100.3013.0----?=?+?+????+???+???=
∑∑=
μμ5．液体混合物的组成为乙烷40％和丙烯60％(均为摩尔百分率)，计算此液体混合物在-100℃时的粘度。乙烷和丙烯在-100℃时的粘度分别为0.19mPa ·s 和0.26mPa ·s 。
解：6395.026.0lg 6.019.0lg 4.0lg lg -=?+?=∑=i i m x μμ
S mPa m ?=229.0μ
6．某流化床反应器上装有两个U 形管压差计，如本题附图所示。测得R 1＝400mm ，R2＝50mm 指示液为汞。为防止汞蒸气向空间扩散，在右侧的U 形管与大气连通的玻璃管内装入一段水，其高度R 3＝50mm 。试求A 、B 两处的表压力。 解：05.081.91360005.081.91000232??+??=+=gR gR p H g O H A ρρ
mmHg kPa Pa 7.5316.71016.73==?=
7．如本题附图所示的汽液直接接触混合式冷凝器，水蒸气被水冷凝后的凝液和水一起沿气压管流入敞口水池并连续排至地沟。冷凝器上真空表的读数为80kPa ，大气压力为98kPa 。为了防止水池中的水倒流到冷凝器，试问气压管内的液柱高度H 应不小于多少m 。(气压管及其出口的阻力损失可忽略不计)。 解：容器中的压力为：kPa p 1880981=-=
由静力学方程：a O H p gH p =+21ρ
()m g p p H O H a 15.881
.910001018983
12=??-=-=∴ρ
8．用一多U 形管压差计测定水流管路中A 、B 两点的压差，压差计的指示液为汞，两段汞柱之间充满水，如本题附图所示。今测得h l ＝1200mm ，h 2＝1300mm ，R l ＝900 mm ， R 2＝950mm ，试向A 、B 两点问的压差p ?为多少Pa?
解：由静力学方程：
()()11222211222R h h g gR R h g p gR gh p O H H g O H B H g O H A +--+-+=-+ρρρρρ ()()()
()21212122R R g R R g R R g p p p O H H g O H H g B A +-=+-+=-=?∴ρρρρ
()()Pa 51029.295.09.081.91000
13600?=+??-= 9．用一如图1-13所示的双液体微差压差计来测量输送甲烷管路中某一段的压差，压差计读数为200mm ，压差计中的双指示液为四氯化碳和水，相对密度分别为1.6和1.0，U 型管内径为6mm ，扩大室直径为60mm ，试求该段压差p ?为多少mmH 20。
(1)忽略扩大室中液面变化； (2)考虑扩大室中液面变化；
(3)两种情况下的测量误差为多少?
解：⑴如忽略扩大室中液面的变化，则可按如下公式计算：
()()O mmH Pa g R p B A 230.1201018.181.91000
16002.0=?=?-?=-=?ρρ
⑵如考虑扩大室中液面的变化，则：
()()81.91000606100016002.02
2????
?????????
??+-?=??????????? ??+-=?g D d R p B B A ρρρ
O mmH Pa 230.1221020.1=?= ⑶二者误差为：
%64.1%1000
.122120
0.122=?-
l0．在如本题附图所示的贮油罐中装有密度为960kg/m 3的油品，油面距罐底的高度为9.6m ，油面上方为常压。在罐侧壁的下部有一直径为760mm 的人孔，其中心距罐底800mm ，人孔盖用14mm 的钢制螺钉紧固。若螺钉材料的工作应力取为39.23Mpa ，问至少需要几个螺钉
?
解：人孔中心处压力为：
()Pa gH p A 41029.88.06.981.9960?=-??==ρ
则人孔平均受力为：
N A p F A A A 4241076.376.04
1
14.31029.8?=????==
每个螺钉可以承受的力为：
()N F B 32
61004.6014.014.34
11023.39?=????=
需要的螺钉数目为：
72.610
04.61076.33
4≈=??==B A F F n 11．密度为910kg/m 3的原油经过管径为φl08×4mm 的管道流动，流速为0.85m/s 。试求原油的体积流量(m 3/h)、质量流量(kg/h)和质量流速(kg/m 2·s)。
解：体积流量为：h m uA V h 320.2436001.014.34
1
85.0=????==
质量流量为：h kg V W h h 41019.29100.24?=?==ρ
质量流速为：s
m kg
u G s ?=?==25.77391085.0ρ
12．某厂用φ114×4.5mm 的钢管输送压力P ＝2.0MPa(绝压)、温度为20℃的空气，流量为6300m 3/h (标准状况)。试求空气在管道中的流速、质量流速和质量流量。
解：在操作状况下的体积流量为：
h m T T p p V V h 36
5011004
.34215.2732015.273100.210013.16300=+????== 操作状况下气体密度为：
3561001078
.2320
15.27315.27310013.1100.2293.1m kg T T p p =+????==ρρ 操作状况下气体流速为：s m A V u s 98.10105.014.34136004
.3422
=??=
= 气体质量流速为：s
m kg
u G ?=?==21.26178.2398.10ρ 气体质量流量为：h
kg
V W 31014.878.234.342?=?==ρ
13．从容器A 用泵B 将密度为890kg/m 3
的油品输送到塔C 顶部。容器内与塔顶的表压力如本题附图所示，管子的规格为
φ114×4mm 。油品的输送量为
5.4xl04kg/h ，输送管路的全部阻力损失为122J/kg ，试求泵的有效功率。 解：管内流体的流速：
S m u 910.1106.036008904
104.52
42=?????=π
以容器A 的液面为截面1，以塔C 为截面2，在1-2截面间列柏努利方程： ∑++
+
=++
+
f h p u
g Z We p u g Z ρ
ρ
2
221
212
2
2
1
122890
1021602910.181.9360081.91.23
2+?++?=+++?We 得：kg J 108833.23?=W e
kW
S J h J WeW Ne 25.4310325.410557.1 104.5108833.24
8
4
3=?=?=???==
14．如图l-58所示，从敞口高位槽向精馏塔供料，高位槽内液面维持不变，塔进料口处的压力为40kPa(表压)原料液的密度为890kg/m 3，管子直径为φ60×3mm ，从高位槽至塔的进料管入口处的阻力损失为22J/kg 。试问要维持14m 3/h 的进料量，高位槽中的液面须高出塔的进料口多少m 。
解：以进料口为基准水平面，在1－1和2－2间列柏努利方程：
∑+++=++f H g
u g p z g u g p z 222
2
222111ρρ
其中：p 1=0，u 1=0，z 1=？
z 2=0 p 2=40kPa ，s m A V u 70.154.014.341
360014
22=??==
∑==
m H f 24.281
.922
代入上式得：∑+?+??=++=24.281
.9270.181.9890104022
32
221f H g u g p z ρ
m 97.6=
15.如本题附图所示，油水分离器中的油水分界面借助于Π形管来维持和调节。汽油的密度为780kg/m 3，水的密度为996kg/m 3。试分析和计算:
(1)分离器中的油水分界面高度H 与分离器的直径、油水混合液的处理量、油水混合液中水的含量、汽油密度、Π形管的直
径和高度有何关系。
(2)如阀1和阀2均关闭时，油水分界面的高度H 为多少米(忽略损失)?
(3)如打开阀2时，H 为多少米(忽略Π形管内的阻力损失)?
(4)如水在Π形管内的流动阻力损失为f
h ∑＝0.2J/kg 时，重新计算(2)和(3)的内容。 解：⑴在1－1和2－2间列柏努利方程：
=++g u g p z 22111ρ∑+++f H g
u g p z 222
22ρ
其中：z 1=H ，p 1=ρ
gas
g(4.5-H)，u 1=0
z 2=h ，p 2=0，u 2=u 2，∑=g
u d l H f 222
λ
代入可得：
gas
gas
g u d l h H ρρρρλρ--??? ??++=
5.4212
2
由上式可以看出，油水界面高度H 与分离器直径无关；油水处理量增加，则H 降低；油水混合物中水含量增加则H 降低；汽油密度增加则H 降低；Π形管直径增加则H 降低；Π形管高度增加则H 增加。
⑵当阀1和阀2均全关闭时，以油水界面为截面1，以Π形管管顶为截面2。在1-2截面间列柏努利方程：
∑++
+
=+
+
f h p u
g Z p u g Z ρ
ρ
2
221
212
2
2
1
式中：H Z =1，()H g p -=5.41油ρ（表压），01=u m Z 2.42=，02=p （表压），02=u ，
∑=0f
h
代入式中：()
81.92.45.481.9?=-+?水
油ρρH g H
整理得：()2.45.4?=-+g H g gH 水油水ρρρ 得：m H 117.3=
⑶打开阀2而不考虑阻力损失，以油水界面为截面1，以阀2为截面位。
在1-3截面间列柏努利方程： ∑++
+
=+
+
f h p u
g Z p u g Z ρ
ρ
2
2
21
212
2
2
1
式中：H Z =1，()H g p -=5.41油ρ（表压），01=u m Z 9.32=，
03=p （表压）
，03=u ，∑=0f h 代入式中：()81.99.35.481.9?=-+?水
油ρρH g H
整理得：()9.35.4?=-+g H g gH 水油水ρρρ 得： m H 733.1=
⑷若考虑阻力损失：在⑵中阀1、2关闭时： ∑++
+
=+
+
f h p u
g Z p u g Z ρ
ρ
2
2
21
212
2
2
1
()
2.02.45.4+=-+
g H g Hg 水
油ρρ，得： m H 211.3=
在⑶中阀2打开时： ∑++
+
=+
+
f h p u
g Z p u g Z ρ
ρ
2
221
212
2
2
1
()
2.09.35.4+=-+
g H g Hg 水
油ρρ， 得：m H 827
.1= 16．如本题附图所示，为丙烯精馏塔的回流系统，即回流罐内的丙烯通过回流管返回至精馏塔顶。精馏塔顶的操作压力为 1.3MPa(表压)，回流罐内液面上方压力为2.0MPa(表压)。塔内回流管口距回流罐内液面的垂直距离为30m ，回流管内径为140mm ，丙烯精馏塔的回流量为4×104kg/h ，丙烯的密度为600kg/m 3回流管路的全部阻力损失为150J/kg ，试问将丙烯从回流罐送到精馏塔顶是否
需要泵。
解：以回流罐液面为基准水平面。
s
m A
W u 20.114.014.34
1
6003600
1042
4
=????==
ρ
塔顶部：kg J u p g z E 32
6211
111076.22
2.160010
3.181.9302?=+?+?=++=ρ
回流罐：kg J u p g z E 36
2
22
221033.30600
100.202?=+?+=++=ρ
∑
J
h E f
∴不需要加泵。
17．如本题附图所示，打开阀C 和阀D ，将贮槽A 中的NaOH 和Nacl 的混合水溶液放入反应槽B 中，问贮槽A 中的液面从3m 降至0.3m 需要多少时间。已知贮槽A 和反应槽B 的直径均为2m ，管路尺寸为φ32×2.5mm ，溶液在管路中的瞬时流速Z u ?=7.0m/s ，式中Z ?为该瞬时两槽的液面高度差。
解：解法一：设A 槽中水位高度为z ，则：()z z z z 212315+=+--=?
瞬时流速为：z z u 2127.07.0+=?=
设A 槽在dt 时间内下降的液位为dz ，则由物料衡算：
dt z d udt d dz D 2127.04
1
4141222+?==-πππ 整理得： dt D d z dz 22
27.06=+-
积分： ??
?
?
? ???=+-t
dt z dz 0
2
3
.03
2027.027.06
h s t 51.11043.53=?=∴
解法二：设A 槽中下降的水位高度为z ，则：()z z z z 218)15(3-=-+-=? 瞬时流速为： z z u 2187.07.0-=?=
设A 槽在dt 时间内下降的液位为dz ，则由物料衡算：
dt z d udt d dz D 2187.04
1
4141222-?==πππ 整理得：
dt D d z
dz 22
27.09=-
积分：
??
??
?
???=-t
dt z dz 0
2
7
.20
2027.027.09
h s t 51.11043.53=?=∴
18．求出下列流体在φ57×3.5mm 的管内流动时如果保持层流状态允许的最大平均流速。 (1)20℃的水；
(2)粘度为35mPa ·s 及相对密度为0.963的重油；
(3)20℃和0.1MPa 下的空气。
解：⑴查得：20℃时水的粘度μ＝1.005×10-3Pa ·s ，ρ＝998.2kg/m 3
μ
ρ
du =
Re ρ
μ
d u ?=
∴Re 取Re=2000 则：s m u 040.02
.99805.010005.120003max
=???=-
⑵s m d u 45.1963
05.010352000Re 3
max
=???=?=-ρμ
⑶查得：20℃时空气的粘度μ＝18.1×10-6Pa ·s
35610010189
.12015.27315.27310013.1101.0293.1m kg T T p p =+????==ρρ s m d u 609.0189
.105.0101.182000Re 6
max
=???=?=∴-ρμ
19．求如本题附图所示20℃水稳定流动管路的阻力损失f h ∑ (J/kg)。大、小管的管径分别为φ57×2.5mm 和φ32×2.5mm ，绝对粗糙度为0.5mm 管路中装有一个截止阀，水在大管中的流速为0.5m/s ，其它有关数据如附图所示。
解：水在小管中流速为：s m u d
d u 85.15.027522
12
2
1
2=???? ??=?
??
? ??= 20℃时水的粘度μ=1.005×10-3Pa ·s ，密度ρ＝998.2kg/m 3
20001058.210005.12
.9985.0052.0Re 43
111>?=???=
=
∴-μ
ρ
u d 20001096.410
005.12
.99885.1027.0Re 43
222>?=???=
=
-μ
ρ
u d ∴水在管中均为湍流。
0096.0525
.011
==d ε 查得：027.01=λ 0185.027
5
.02
2
==d ε 查得：026.02=λ
查得截止阀全开时：m l e 11=；90°大弯头：m l e 2.2=
90°小弯头：m l e 1.1=；变径：m l e 65.0= 另外：进口阻力系数 5.0=ξ；出口阻力系数 1=ξ
()()∑+++++=∴2
222
2
2
2
2112
22
22
2
11
11
u u u d l l u d l l h e e f ξξλλ 285.1027.065.01.1115.13026.025.0052.02.245.7027.02
2?++++?+?++?=
kg J 9.312
85.1125.05.02
2=?+?+
20．用泵将冷却水从水池输送到冷却塔，已知从水池到泵的吸入口管路的管径为φ114×4mm 、长度为10m ，在吸入段管路上有1个90○标准弯头、1个吸滤底阀；从泵的出口到冷却塔顶喷嘴的管路的管径为φ88.5×4mm 、长度为36m ，在排出段管路上有2个标准90○弯头 1个1/2开度的闸阀。已知水温为20℃，塔内压力为69kPa(表压)，喷嘴进口处的压力比塔内压力高lOkPa ，输送管道的绝对粗糙度均为0.2mm ；其它数据如本题附图上所示。要求水的流量为56m 3/h ，求泵所需的有效功率Pe 。
解：查得：20℃时水的粘度μ=1.005×10-3Pa ·s ，密度ρ＝998.2kg/m 3
吸入管路流速：s m A V u 76.1106.014.341360056
2
11=??==
排出管路流速：s m A V u 06.30805.014.34
1
360056
222=??==
取地面为参考水平面，如图在1－1和2－2之间列柏努利方程：
∑+++=+++f e h u p g z w u p g z 2
22
2
22211
1ρρ
其中：z 1=-2m ，p 1=0，u 1=0
z 2=21m ，p 2=69+10=79kPa ，u 2=3.06m/s 5
3
1111085.110005.12.99876.1106.0Re ?=???=
=
-μ
ρ
u d 53
2221045.210
005.12
.99806.30805.0Re ?=???=
=-μ
ρ
u d 00189.0106
2
.01
==d ε
查得：017.01=λ 00248
.05
.802
.02==d ε
查得：016.02=λ
90°弯头：75.0=ξ ；底阀：5.1=ξ ；半开闸阀：5.4=ξ
∑∑∑+++=∴2
2222
2
2
2112222221111u u u d l u d l h f ξξλλ
()276.15.175.0206.30805.036016.0276.1106.010017.02
22?++??+??= ()kg J 6.672
06.35.475.022
=?
+?+ 代入柏努利方程得：
()∑+++-=f e h u p g z z w 2
2
2
2
12ρ
()kg J 0.3776.672
06.32.998107981.92212
3=++?+
?+= kW W V w Ne e 85.51085.52.9983600
56
0.3773=?=??==ρ
21．一定流量的液体在圆形直管内作层流流动。若管长和液体物性不变，而管径减至原来的l/2，问阻力损失为原来的多少倍。 解：层流时，由哈根－泊谡叶公式知： 2
32d
lu p μ=
? 如1221
d d = 则： 112
2
1
24u u d
d u =???
? ??= 164432322
2
12
2
12212122
11222
12=?===??d u d u d u d u d lu d lu p p μμ 22．液体在光滑圆形直管内作湍流流动。若液体的物性、管长和管径均不变，而流量增至成的2倍，问阻力损失为原来的多少倍(设两种情况下，雷诺数均在3×103～1×105范围内) 解：对光滑管：μ
ρ
λdu =
=
Re Re 3164.025
.0，若122u u =，则：12Re 2Re =
()
84.05.0Re Re 25
.025
.02112==???
?
??=λλ 即：1284.0λλ=
由范宁公式：2
2
u d l h f λ=
36.3484.02
1121121122212=?==∴
u u u u h h f f λλλλ 23．有一管壳式换热器，外壳内径为300mm ，内装有60根管径为φ25×2mm 的光滑管组成的管束。空气以3000m 3/h 的流量在管外平行流过，空气的平均温度为30℃，换热器长度为4m 。试估算空气通过换热器时的压力降。 解：30℃空气的物性：3165.1m kg =ρ，S Pa ?=μμ6.18 s m A V u 21.2060025.04
3.0436********=??-?==
ππ m de 02917.060
025.03.060
025.04
3.04
422=??+???-
??=πππ
π
湍流 400010692.310
6.18165.121.200291
7.0Re 4
6
>?=???=
=
-μ
ρ
u d e 以光滑管形式来确定λ：0228.0Re 3164
.025
.0==
λ 则：kg J u d h e f 2.639221.2002917.040228.022
2=??== λ
2 7.7442.639165.1m N h P f f =?==ρ O g
P H f
f 2275.91mmH =O mH 0759.081
.910007
.744=?=
=
ρ
24．用泵将密度为820kg/m 3、粘度为80mPa ·s 的燃料油通过管径为φ89×4.5mm 的钢管输送到油罐。管路的直管长度为520m ，管路上有2个全开闸阀，6个90○标准弯头，油从油罐的侧面进入。当燃料油的流量为6.5m 3/h 时，整个管路的能量损失和压力降为多少? 解：s m d V u 3592.03600
05.05
.64422=???==
ππ 层流 200055.2941080820
3592.008.0Re 3
<=???=
=-μ
ρ
du
2173.055
.29464Re 64===
λ 管件的阻力系数：入口5.0=ζ，出口0.1=ζ，全开闸阀17.0=ζ，90°标准弯头75.0=ζ
34.6675.0217.00.15.0=?+?++=∑ζ
kg J 91.524=23592
.034.608.05202173.022
2??
? ??+?=??? ??+=∑u d h f ζλ
24 10505.7524.91820m N h P f f ?=?==ρ
25．如本题附图所示，粘度为30mPa·s、密度为900kg/m 3的液体自容器A 流过内径为40mm 的管路进入容器B 。两容器均为敞口，其中液面恒定。管路中有一阀门，阀前管长50m ，阀后管长20m(均包括局部阻力的当量长度)。当阀门全关闭时，阀前、阀后的压力表上读数分别为88kPa 和44kPa 。现将阀门开至1/4开度，此时阀门的当量长度为30m ，试求；
(1)管路的流量；
(2)阀前、阀后压力表上的读数如何变化，为什么?
解：阀门全关时，可由静力学方程计算两槽液位高度：
A 槽：m g p h gh p 97.9807
.990010883
1111=??==?=ρρ
B 槽：m g p h gh p 99.4807.990010443
2222=??==?=ρρ
⑴取0－0为基准水平面，在两槽液面间列柏努利方程：
∑+++=++f B
B B A A
A h u p g z u p g z 2
222ρρ
代入数据：2
04.030205000807.999.400807.997.92
u +++++?=++?λ
整理，得：0391.02=u λ
假设：03.0=λ，解得：u=1.14m/s 校核：2000136810
30900
14.104.0Re 3
<=???=
=
-μ
ρ
du 层流 047.0Re
64
==
λ 设流动为层流，则有：
0391.0642
=u du μ
ρ
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
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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
柴诚敬化工原理课后答案(01)第一章 流体流动
第一章 流体流动 流体的重要性质 1．某气柜的容积为6 000 m 3，若气柜内的表压力为5.5 kPa ，温度为40 ℃。已知各组分气体的体积分数为：H 2 40%、 N 2 20%、CO 32%、CO 2 7%、C H 4 1%，大气压力为 101.3 kPa ，试计算气柜满载时各组分的质量。 解：气柜满载时各气体的总摩尔数 ()mol 4.246245mol 313 314.86000 0.10005.53.101t =???+== RT pV n 各组分的质量： kg 197kg 24.246245%40%4022H t H =??=?=M n m kg 97.1378kg 284.246245%20%2022N t N =??=?=M n m kg 36.2206kg 284.246245%32%32CO t CO =??=?=M n m kg 44.758kg 444.246245%7%722CO t CO =??=?=M n m kg 4.39kg 164.246245%1%144CH t CH =??=?=M n m 2．若将密度为830 kg/ m 3的油与密度为710 kg/ m 3的油各60 kg 混在一起，试求混合油的密度。设混合油为理想溶液。 解： ()kg 120kg 606021t =+=+=m m m 33 122 1 1 21t m 157.0m 7106083060=??? ? ??+=+ = +=ρρm m V V V 3 3t t m m kg 33.764m kg 157 .0120=== V m ρ 流体静力学 3．已知甲地区的平均大气压力为85.3 kPa ，乙地区的平均大气压力为101.33 kPa ，在甲地区的某真空设备上装有一个真空表，其读数为20 kPa 。若改在乙地区操作，真空表的读数为多少才能维持该设备的的绝对压力与甲地区操作时相同？ 解：（1）设备内绝对压力 绝压=大气压-真空度= () kPa 3.65Pa 1020103.8533=?-?
化工原理第1章流体流动习题与答案
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，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。 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, 则泵入
化工原理流体流动题库
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) 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 2 2 ρρ????????????； 单位体积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 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） 。
(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 u1Aρ1= u2Aρ2=······= 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 u1d12 = u2d22 = ······= u d2。 (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。
化工原理——流体动力学
1.3流体流动中的守恒原理 以管流为主， ?质量守恒守恒原理?机械能守恒 ?动量守恒 1.3.1质量守恒 ?流量及流速 a.流量：单位时间通过管截面的流体量。有 质量流量q m ，kg/s ；体积流量q v ，m 3/s 。 ?瞬时特性 ?作定态流动时，流量不随时间而变
b．流速 点速度：（u）单位时间质点在流动方向上的位移。 各点速度在流场（流体空间）内有一个分布，以管流为例，在管截面上，各点速度沿r分布
平均流速=q v /A 工程上常用一个平均值代替一个物理量的分布。平均值描述的结果要与用实际分布描述的结果等效。流体流动中，以流量相等为原则确定平均流速。 必须指出，上述方法确定的平均流速（）只有在计算流量时才能代替点速度分布，而在其它方面并不与点速度分布描述结果等效。 u u 质量流速G=q m /A c.q v 、q m 、、G 之间的关系 u
气体密度计算 标准状态下： 换算： 质量流速不随温度压力变化T T p p 000ρρ=
?质量守恒方程 取控制体1-1-2-2管段，作质量衡算 (欧拉法)：流入量=流出量+累积 ρ1A 1=ρ2A 2+定态条件下，=01u 2u ???dV t ρ???dV t ρ所以ρ1A 1=ρ2A 2 ——质量守恒方程 1u 2u
表明：定态流动时，流体通过任一截面 的质量流量为常数。 ?对不可压缩流体， ρ1=ρ 2 =const，有 q v1=q v2 =const u 1/u 2 =A 2 /A 1 表明不可压缩流体作定态流动时，管内体积流量为常数，流体通过各截面的（平均）流速与管截面积成反比。 ?若A 1=A 2 (=const，均匀管) 则u 1 =u 2 (=const)
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 f l u = d2 Wλ,层流时： du Re= ρ μ ， 64 = Re λ，带入可知：阻力损失正比于流速，反比于 管径平方) 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??????????????????； 单位重量流体的机械能衡算式为?????????????????； 单位体积流体的机械能衡算式为?????????????????； 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 1 2ρ /2）+p 1+W s ρ= z 2 ρg+（u 2 2ρ/2）+p 2 +ρ∑h f ，各项单位为 Pa（N/m2）。 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，轴功率增加。
化工原理流体流动
[1] 通常用毕托管直接测得的是管道内流体的( B )。 (A)平均速度 (B)点速度 (C)流量 (D)压力 毕托管又名测速管,直接测得的就是某一点的流速 [2] 用测速管测得管道中心的速度为uc,管径为d,则流量Vs为( D ) (A)d^2×uc×(1/4) (B)0.5譽c譫^21(1/4) (C)0.82譽c譫^21(1/4) (D)k譽c譫^21(1/4),k为系数 对层流k=0.5,对湍流k≈0.82。 流体在管内流动存在速度分布,管中心速度最大,所以测得的是最大速度uc,计算流量应取平均速度um,对于层流um=uc/2,对于湍流um≈0.82uc,所以应先判别流动型态,再计算Vs=um× d^2×(1/4) [3] 在层流流动的范围内,流速增大,摩擦因数1(B ),阻力损失( B )。 (A)减小,减小 (B)减小,增大 (C)增大,增大 (D)增大,减小 层流时,1=64/Re,流速增大,爰跣1,但根据范宁公式:Wf=胱(l/d)1(u^2/2)=(64/Re)1(l/d)1(u^2/2)∝u,即层流时阻力损失与流速一次方成正比,故流速增大,阻力损失增大。 [4] 雷诺数Re=馾u/1=馾u2/靧表征惯性力与粘性力之比。流体的速度_A____或粘度______，Re便大，表示惯性力占主导地位；若流体的速度______或粘度_____，Re便小，表示粘度占主导地位。 (A) 大，小，小，大 (B)大，小，大，小 (C)小，大，大，小 (D)小，大，小，大 雷诺准数反映流体流动中惯性力与粘性力之比。对于圆管中流体，ρdu2与单位面积的惯性力成正比，μu/d与流体内的剪应力成正比，于是ρu2/(μu/d)=Re就表征惯性力与粘性力之比。若流体的速度小或粘度大，Re便小，表示粘度力占主导地位。 [5] 孔板流量计的主要缺点是( C )。 (A)结构复杂 (B)不能测量流速 (C)阻力损失过大 (D)价格过高 孔板流量计的主要缺点是阻力损失大。如动画所示，流体通过孔板后并不能立刻充满缩小后的截面，而是继续缩小，经过一最小截面后，才逐渐充满小管整个截面，同时产生大量漩涡，机械能损失很大。孔板流量计可以间接测得流速。 [6] 牛顿流体在管内作层流流动,流体层之间的剪切应力在(B )。 (A)管中心最大
化工原理流体力学习题及答案定稿版
化工原理流体力学习题及答案精编W O R D版 IBM system office room 【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】
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。
化工原理流体流动复习题
流体流动复习题 一、填空题： 1.（3分）雷诺准数的表达式为________________。当密度ρ＝1000kg/m3,粘度μ=1厘泊的水,在内径为d=100mm,以流速为1m/s在管中流动时,其雷诺准数等于__________,其流动类型为______.（Re=dｕρ/μ ; 105；湍流） 2.（2分）某流体在圆管中呈层流流动,今用皮托管测得管中心的最大流速为2m/s,此时管内的平均流速为_________.（1m/s） 3.（2分）牛顿粘性定律用粘滞力的表达式为_______________. 用剪应力的表达式为_______________. （F'=μAdu/dy; τ=μdu/dy） 4.（2分）当地大气压为750mmHg时,测得某体系的表压为100mmHg,则该体系的绝对压强为_________mmHg,真空度为_______mmHg. （850; -100） 5.（2分）圆管中有常温下的水流动,管内径d=100mm,测得其中的质量流量为s/,其体积流量为___________.平均流速为__________.( s,s) 6.（4分）当20℃的水(ρ=998.2kg/m3,μ=厘泊)在内径为100mm的光滑管内流动时,若流速为s时,其雷诺准数Re 为______,直管摩擦阻力系数λ为_____.×104; 7.（2分）某长方形截面的通风管道, 其截面尺寸为30×20mm,其当量直径de为__.( 24mm) 8.（3分）测量流体流量的流量计主要有如下四种: __ ___,______,____ , _______,测量管内流体点的速度,则用____. (转子流量计;孔板流量计;丘里流量计;湿式气体流量计;皮托管) 9.（2分）测量流体压强的仪器主要有如下两种: ______,_____.( U管压差计;弹簧压力计) 10.（4分）计算管道流体局部阻力的方法有: ________,____________,其相应的阻力计算公式为 _____________,____________,( 当量长度法; 阻力系数法; h f=λ(le/d)(u2/2g); h f=(u2/2g) ) 11.（3分）在流体阻力计算中,当量长度的定义是__________________________ . (能产生与某局部阻力相当的直管长度, 称为该局部阻力的当量长度。) 12.（2分）管出口的局部阻力系数等于________,管入口的局部阻力系数等于______.( ; 13.（3分）理想流体是指＿＿＿＿______＿＿＿；而实际流体是指＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 (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。) 14.（3分）流体体积流量用＿＿＿＿＿来计算；质量流量用＿＿＿＿＿来计算；而流体流速用＿＿＿＿＿来计算。(Vs＝m s＝.ρ u＝Vs /A) 15.（3分）流体在园直管内流动，当Re≥4000时的流型称为＿＿＿，其平均速度与最大流速的关系为＿＿＿＿＿＿，而Re≤2000的流型称为＿＿＿，其平均速度为＿＿＿＿＿＿。 ( 湍流，u m＝，滞流，u m＝u max。) 16.（3分）流体体积流量一定时,有效截面扩大,则流速＿＿＿,动压头＿＿＿,静压头＿＿＿。(填增加,减少,不变）( 减少,减少,增加。) 17.（2分）当量直径的定义是de＝＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿,在套管环间流动的流体,外管的内径是d1,内管的外径是d2,则当量直径de＝＿＿＿＿＿＿＿。 ( de＝4×流通截面积/浸润周边; de＝d1－d2) 18. 流体的粘度指__________________________。粘度值随温度变化而变化,对于液体，温度升高，粘度________；对于气体，温度升高，粘度________。( 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) 19.(2分）米糠油在管中作流动,若流量不变,管径不变,管长增加一倍,则摩擦阻力损失为原来的______倍。(2倍) 20.（3分）柏努利方程如衡算基准以J/kg表示,柏努利方程可表示为＿＿＿＿＿＿＿＿＿______________＿, 若用J/m3表示则可表示为________＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。( gZ1+P1/ρ+u12/2= gZ2+P2/ρ+u22/2+∑W f; ρgZ1+P1+ u12/2×ρ=ρgZ2+P2+ u22/2×ρ+∑W f g)
化工原理：第一章流体力学
流体输送试题 一、填空题 1．流体的密度是指______________________________，其单位为______________。单位体积流体 所具有的质量，3/m kg 2．20℃时苯的密度为880kg/m 3，甲苯的密度为866kg/m 3，则含苯40%（质量）苯、甲苯溶液的 密度为 _____________。871.553/m kg 3．101.3kap 、20℃时空气的密度为_____________ 。1.2063/m kg 4．1atm ＝__________kpa ＝_________mmHg ＝_________mH 2O 。101.3， 760，10.33。 5．流体的粘度是描述流体_________性能的物理量，一般用符号_____表示；流体的粘度越大，流 动时阻力损失 __________。流动，μ，越大。 6．流体的流动形态有 _____________和____________两种，可用________判断。层流，湍流， 雷诺数Re 。 7．流体阻力产生的根本原因是_________________，而_______________与_________是产生流体 阻力的外因。流体本身的粘性，流动型态，管路条件 8．减小流体阻力的途径为_____________________________；_________________________； ___________________________；______________________等。减少不必要的管件；适当放大管径；加入一些添加剂以减小流体的粘度；给管子穿衬衣将粗糙管变成光滑管。 9．φ108×4mm 的无缝钢管，其实际外径为_________mm ，内径为_______mm 。108mm ,100mm 10．管路防腐要涂油漆，一般油漆的颜色与物料的性质、用途有关。那么红色管为________ ___________；黄色管为_______________；绿色管为________________ 。主要物料管，危险品管，水管。 11．离心泵的构造主要包括________和________组成的旋转部件以及________和_________组成的 固定部件。叶轮，泵轴，泵壳，轴封 12．离心泵的流量调节方法有________________________和___________________________，一般 在生产中采用__________________________，在需要长期改变流量时采用___________________。改变管路特性曲线，改变泵的特性曲线，改变管路特性曲线，改变泵的特性曲线。 13．离心泵开车时，泵空转、吸不上液体、进口处真空度低，此时泵发生了__________现象，其 原因可能是________________或__________________。气缚，没有灌泵，轴封不严密。
化工原理之流体的压力
第一章 流体的压力 【1-１】容器A 中的气体表压为60k Ｐa,容器B 中的气体真空度为.?41210Pa 。试分别求出A 、B 二容器中气体的绝对压力为若干帕，该处环境的大气压力等于标准大气压力。 解 标准大气压力为101．32５k Ｐa 容器A 的绝对压力 ..p kPa ==A 101325+60161325 容器Ｂ的绝对压力 ..B p kPa =-=1013251289325 【１-2】某设备进、出口的表压分别为-12kP ａ和1５７ｋPa,当地大气压力为1０１.３kPa 。试求此设备的进、出口的绝对压力及进、出的压力差各为多少帕。 解 进口绝对压力 ..进101312893 =-=p kPa 出口绝对压力 ..出101 31572583 =+=p kPa 进、出口的压力差 ..p kPa p kPa ?=--=+=?=-=157（12）15712169 或 258 389 3169 流体的密度 【１-３】正庚烷和正辛烷混合液中,正庚烷的摩尔分数为０.4,试求该混合液在2０℃下的密度。 解 正庚烷的摩尔质量为/kg kmol 100，正辛烷的摩尔质量为/kg kmol 114。 将摩尔分数换算为质量分数 正庚烷的质量分数 (10410003690410006114) ω?==?+? 正辛烷的质量分数 ..2103690631ω=-= 从附录四查得2０℃下正庚烷的密度/kg m ρ=31684,正辛烷的密度为/kg m ρ=32703
混合液的密度 /..31 69603690631684703ρ==+m kg m 【1-4】温度20℃，苯与甲苯按4:6的体积比进行混合，求其混合液的密度。 解 20℃时，苯的密度为/3879kg m ，甲苯的密度为/3867kg m 。 混合液密度 ../3879048670．68718 ρ=?+?=m kg m 【1-5】有一气柜，满装时可装36000m 混合气体，已知混合气体各组分的体积分数为 2224 H N CO CO CH .04 0.2 0.32 0.07 0.01 操作压力的表压为5．5ｋＰa ，温度为4０℃。试求:(１)混合气体在操作条件下的密度; （2）混合气体的量为多少kmol 。 解 ...T K p kPa =+==+=27340313，101 35 5106 8 （绝对压力） 混合气体的摩尔质量 ....../2042802280324400716001186 =?+?+?+?+?=m M kg kmol (1）混合气体在操作条件下的密度为 .../.m m pM kg m RT ρ?===?310681860763 8314313 (２)混合气体36000=V m ，摩尔体积为 ./.m m M m kmol ρ=31860763 混合气体的量为 ..m m V n kmol M ρ?===60000763246 186 流体静力学 【1-6】如习题1-6附图所示，有一端封闭的管子,装入若干水后，倒插入常温水槽中，管中水柱较水槽液面高出2m ，当地大气压力为101.２kP ａ。试求：（1)管子上端空间的绝对压力;（2)管子上端空间的表压;(３)管子上端空间的真空度；(4)若将水换成四氯化碳，管中四氯化碳液柱较槽的液面高出多少米? 解 管中水柱高出槽液面2ｍ，ｈ=2m 水柱。 （1)管子上端空间的绝对压力绝p 在水平面11'-处的压力平衡,有 .绝绝大气压力 1012001000981281580 （绝对压力）ρ+==-??=p gh p Pa (2)管子上端空间的表压 表p 习题1-6附图
化工原理流体流动试题(含答案)
化工原理第1章 化工原理试题(附答案) 姓名 _________ 班级 _________ 学号 __________ 一、填空题: 1.( 3分) 题号 1001 第 1章知识点: 600 难度: 易 雷诺准数的表达式为________________。当密度ρ＝1000 kg.m,粘度μ=1[厘泊]的水,在内径为d=100[mm],以流速为1 [m.s]在管中流动时,其雷诺准数等于__________,其流动类型 为_____. ***答案*** Re=dｕρ/μ ; 10; 湍流 2.( 3分) 题号 1002 第 1章知识点: 600 难度: 易 雷诺准数的表达式为________________。当密度ρ＝1000 kg. m,粘度μ=1[厘泊]的水,在内径为d=10[mm],以流速为0.15 [m. s]在管中流动时,其雷诺准数等于__________,其流动类型 为_____. ***答案*** Re=dｕρ/μ ; 1500; 层流 3.( 3分) 题号 1003 第 1章知识点: 600 难度: 易 雷诺准数的表达式为________________。当密度ρ＝820 kg. m,粘度μ=3[厘泊]的水,在内径为d=100[mm],以流速为2[m.s] 在管中流动时,其雷诺准数等于__________,其流动类型为_____. ***答案*** Re=dｕρ/μ ; 5,46X10; 湍流 4.( 3分) 题号 1004 第 1章知识点: 600 难度: 易 雷诺准数的表达式为________________。当密度ρ＝820 kg. m,粘度μ=3[厘泊]的水，在内径为d=10[mm]，以流速为0.5[m. s]在管中流动时,其雷诺准数等于__________,其流动类型为__ ___. ***答案*** Re=dｕρ/μ ; 1366; 层流 5.( 2分) 题号 1005 第 1章知识点: 600 难度: 易 某流体在圆管中呈层流流动,今用皮托管测得管中心的最大流 速为2m.s,此时管内的平均流速为_____________. ***答案*** 1m.s 6.( 2分) 题号 1006 第 1章知识点: 600 难度: 易 某流体在圆管中呈层流流动,今用皮托管测得管中心的最大流 速为3m.s,此时管内的平均流速为_____________.
化工原理流体流动试题(包含答案)解析
化工原理第1章流体流动 化工原理试题(附答案) 姓名 _________ 班级 _________ 学号 __________ 一、填空题: 1.( 3分) 题号 1001 第 1章知识点: 600 难度: 易 雷诺准数的表达式为________________。当密度ρ＝1000 kg.m,粘度μ=1[厘泊]的水,在内径为d=100[mm],以流速为1 [m.s]在管中流动时,其雷诺准数等于__________,其流动类型 为_____. ***答案*** Re=dｕρ/μ ; 10; 湍流 2.( 3分) 题号 1002 第 1章知识点: 600 难度: 易 雷诺准数的表达式为________________。当密度ρ＝1000 kg. m,粘度μ=1[厘泊]的水,在内径为d=10[mm],以流速为0.15 [m. s]在管中流动时,其雷诺准数等于__________,其流动类型 为_____. ***答案*** Re=dｕρ/μ ; 1500; 层流 3.( 3分) 题号 1003 第 1章知识点: 600 难度: 易 雷诺准数的表达式为________________。当密度ρ＝820 kg. m,粘度μ=3[厘泊]的水,在内径为d=100[mm],以流速为2[m.s] 在管中流动时,其雷诺准数等于__________,其流动类型为_____. ***答案*** Re=dｕρ/μ ; 5,46X10; 湍流 4.( 3分) 题号 1004 第 1章知识点: 600 难度: 易 雷诺准数的表达式为________________。当密度ρ＝820 kg. m,粘度μ=3[厘泊]的水，在内径为d=10[mm]，以流速为0.5[m. s]在管中流动时,其雷诺准数等于__________,其流动类型为__ ___. ***答案*** Re=dｕρ/μ ; 1366; 层流 5.( 2分) 题号 1005 第 1章知识点: 600 难度: 易 某流体在圆管中呈层流流动,今用皮托管测得管中心的最大流 速为2m.s,此时管内的平均流速为_____________. ***答案*** 1m.s 6.( 2分) 题号 1006 第 1章知识点: 600 难度: 易 某流体在圆管中呈层流流动,今用皮托管测得管中心的最大流 速为3m.s,此时管内的平均流速为_____________.