01流体流动习题答案

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第一章 流体流动习题解答

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:真空度=大气压-绝压

3(98.713.3)10a t m p p p P a =-=-?绝压真空度

表压=-真空度=-13.3310Pa ?

2. 在本题附图所示的贮油罐中盛有密度为960 kg/m 3的油品,油面高于罐底

9.6 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14 mm 的钢制螺钉紧固。若螺钉材料的工作应力取为32.23×106 Pa ,问至少需要几个螺钉?

解:设通过圆孔中心的水平液面生的静压强为p ,则p 罐内液体作用于孔盖上的平均压强

9609.81(9.60.8)82p g z P a ρ=?=??-=(表压) 作用在孔盖外侧的是大气压a p ,故孔盖内外所受的压强差为82874p Pa ?= 作用在孔盖上的净压力为

2282575(0.76) 3.7644p p d N ππ

=?=??=?410 每个螺钉能承受的最大力为:

62332.23100.0144.9610

4F N π=???=?钉 螺钉的个数为433.7610/4.96107.58??=个

所需的螺钉数量最少为8个

3. 某流化床反应器上装有两个U 管压差计,如本题附图所示。测得R 1=400 mm ,R 2=50 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=50mm 。试求A 、B 两处的表压强。

解:U 管压差计连接管中是气体。若以2,,g H O Hg ρρρ分

别表示气体、水与水银的密度,因为g Hg ρρ ,故由气柱

高度所产生的压强差可以忽略。由此可以认为A C p p ≈,B D p p ≈。

由静力学基本方程式知

232A C H O Hg p p gR gR ρρ≈=+

10009.810.05136009.=??+?? 7161Pa =(表压)

41

7161136009.810.4 6.0510B D A H g p p p g R P a ρ≈=+=+??=? 4. 本题附图为远距离制量控制装置,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 =1 m ,U 管压差计的指示液为水银,煤油的密度为820 kg/m 3。试求当压差计读数R=68 m 时,相界面与油层的吹气管出口距离h 。

解:如图,设水层吹气管出口处为a ,

煤油层吹气管出口处为b ,且煤油层吹气

管到液气界面的高度为H 1。则

1a p p = 2b p p =

1()()a p g H h g H h ρρ=++-油水(表压)

1b p g H ρ=油(表压) U 管压差计中,12Hg p p gR ρ-= (忽略吹气管内的气柱压力)

12a b p p p p gR ρ-=-=

分别代入a p 与b p 的表达式,整理可得: C D H 1 压缩空气

p

()Hg gh g H h gH ρρρ+-=油水

1000 1.0136000.0680.4181000820

H R h m ρρρρ-?-?===--Hg 水水油 根据计算结果可知从压差指示剂的读数可以确定相界面的位置。并可通过控制分相槽底部排水阀的开关情况,使油水两相界面仍维持在两管之间。

5. 用本题附图中串联U 管压差计测量蒸汽锅炉水面上方的蒸汽压,U 管压差计的指示液为水银,两U 管间的连接管内充满水。已知水银面与基准面的垂直距离分别为:h 1=2.3 m 、h 2=1.2 m 、h 3=2.5 m 及h 4=1.4 m 。锅中水面与基准面间的垂直距离h 5=3 m 。大气压强a p =99.3×103 Pa 。试求锅炉上方水蒸气的压强p 。(分别以Pa 和kgf/cm 2来计量)。

解:如图所示标记等压面2,3,4,大气压记为a p

212()a Hg p p p g h h =+- (1)

23232()H O p p g h h ρ=-- (2)

4334()Hg p p g h h ρ=+- (3)

20454()H O p p g h h ρ=-- (4)

将以上四式相加并代入已知量

399.310a p Pa =? 1 2.3h m

= 2 1.2h m = 3 2.5h m = 4 1.4h m = 5 1.3h m = 2012345432()()a Hg H O p p h h h h g h h h h g ρρ=+-+---+-

399.310(2.3 1.2 2.5 1.4)136009.8(3.0 1.4 2.5 1.

2)10009.8=?+-+-??--+-?? 2 3

4

423.64510 3.72/Pa kgf cm =?=

6. 根据本题附图所示的微差压差计的读数,计算管路中气体的表压强p 。压差计中以油和水为指示液,其密度分别为920 kg/m 3及998 kg/m 3,U 管中油、水交界面高度差R =300 mm 。两扩大室的内径D 均为60 mm ,U 管内径d 为6 mm 。

当管路内气体压强等于大气压时,两扩大室液面平齐。

解:可以知道当微差压差计的读数a p p =时,两扩大室液面相齐。那么当压

力不同时,扩大室液面差h ?与R 的关系可用下式计算:

2244D h d R π

π

?=

当 300R mm =时,226()0.3()0.00360

d h R m D ?==?= 根据静力学基本方程:

()p gR g h ρρρ=-+?水油油

(998

920)9.810.39209.8=-??+?? 257Pa =(表压)

7. 列管换热器的管束由121根25 2.5mm mm φ?的铜管组成。空气以9 m/s 速度在列管内流动。空气在管内的平均温度为50℃、压强为196×103 Pa(表压),当地大气压为98.7×103 Pa 。试求:(1) 空气的质量流量;(2) 操作条件下空气的体积流量;(3) 将(2)的计算结果换算为标准状况下空气的体积流量。

解:(1)s w uA n ρ= 9/u m s = 121n =

223211(25 2.52)100.00031444A d m ππ-??==-??=?

? 333(19698.4)10(2910) 3.182/8.314(273500)

pM kg m RT ρ+???===?+ 90.000314 3.182121 1.09/s w kg s =???=

(2) 390.0003141210.342/S V uAn m s ==??= (3) 001110

p V p V T T =

3011010(19698.7)0.3422730.863/2735098.7

T pV V m s T p +?==?=+ 8. 高位槽内的水面高于地面8 m ,水从1084mm mm φ?的管道中流出,管路出口高于地面2 m 。在本题特定条件下,水流经系统的能量损失可按26.5f h u =∑计算(不包括出口阻力损失),其中u 为水在管内的流速m/s 。试计算:

(l) 'A A -截面处水的流速;(2) 水的流量,以m 3/h 计。

解:(1) 取高位槽水面为上游截面11'-,管路出口内侧为下游截面22'-,如图所示,那么128,2z m z m == (基准水平面为地面)

1120,0u p p ≈==(表压),'A A -处的流速与管路出口处的流速相同,2A u u = (管径不变,密度相同)

在截面11'-和22'-间列柏努利方程方程,得

222f u g z h ?=+∑,其中26.5f h u =∑ 代入数据2

26.59.81(82)2

u u +=?- 解得 2.9/A u u m s == (2) 2

332.9(10842)10360082/4h V uA m h π-??==??-???=?? 9. 20℃的水以2.5 m/s 的流速流经38 2.5mm mm φ?的水平管,此管以锥形管与另一533mm mm φ?的水平管相连。如本题附图所示,在锥形管两侧A 、B 处各插入一垂直玻璃管以观察两截面的压强。若水流经A 、B 两截面间的能量损失为

1.5J/kg ,求两玻璃管的水面差(以m 计),并在本题附图中画出两玻璃管中水面的相对位置。

'A 'B

解:取,A B 两点处所在的与管路垂直的平面分别为上游和下游截面'A A -和'B B -,如图所示,并取管路中心线所在的水平面为基准面,那么0A B z z ==, 2.5/A u m s =

2238 2.52() 2.5() 1.23/5332

A B A B d u u m s d -?==?=-? 在截面'A A -和'B B -间列柏努利方程:

22,22A A B B f A B u p u p h ρρ

-+=++∑ 2222

, 2.5 1.23()( 1.5)1000868.522

A B B A f A B u u p p h Pa ρ----=-=-?=∑ 查表得到 210.102Pa mmH O =, 那么2868.588.50.102

mmH O = 210p p ->,所以A 点的压力大于B 点的压力,即B 管水柱比A 管高88.5mm

10. 用离心泵把20℃的水从贮槽送至水洗塔顶部,槽内水位维持恒定。各部分相对位置如本题附图所示。管路的直径均为76 2.5mm mm φ?,在操作条件下,泵入口处真空表的读数为24.06×103 Pa ;水流经吸入管与排出管(不包括喷头)的能量损失可分别按2,12f h u =∑与2,210f h u =∑计算,由于管径不变,故式中u 为吸入或排出管的流速m/s 。排水管与喷头连接处的压强为98.07×103 Pa(表压)。试求泵的有效功率。

解:取水槽中水面所在的平面为截面11'-,并定为基准水平面。泵入口真空表连接处垂直于管子的截面为22'-。水洗塔出口处为截面33'-,如图所示,那么有

10z = 2 1.5z m = 314z m = 10u ≈ 23u u u == 10p =(表压) 3224.6610p P a =-?(表压) 3398.0710p P a

=?(表压) 31000/kg m ρ= 在截面11'-和22'-间列柏努利方程,得

22112212,122f p u p u gz gz h ρρ++=+++∑ 22f h u =∑

代入以上数值解得2/u m s =

231.99(762.52)1010007.91/

4s w u A k g s πρ??==??-???=?? 再在截面11'-和33'-间列柏努利方程,得

22331

113,1222e f p u p u gz W gz h ρρ-++==+++∑ 将以上数值代入,其中2,12,1,212f f f h h h u -=+=∑∑∑,解得261.3/e W J kg = 261.37.91 2.26e e s N W w k W ==?=

流体流动习题答案

23. 10℃的水以500 L/min 的流量流过一根长为300 m 的水平管,管壁的绝对粗糙度为0.05 mm 。有6 m 的压头可供克服流动的摩擦阻力,试求管径的最小尺寸。 解:这是关于试差法的应用。 10C o 的水,3999.7/kg m ρ= 5130.7710Pa s μ-=?? 在管路两端端列柏努利方程,以管子中心线所在的水平面为基准面,得 6f A B h p p m g g ρ-==∑ 由范宁公式 f h g =∑22l u d g λ (1) (1) 在该题中,假设λ不是最好的选择,因为管径不知道,不好由/d ε 反查'λ,且假设λ后由于不知道d ,也不能求u 和Re 。 (2) 假设管径为待求量,但若假设d ,由于实际生产中管子的规格多样,范围太广,不易得到准确范围。 (3) 可假设u 根据本教材表11-,选择合适的流速代入计算。自来水的流速为1~1.5m/s 。 取水的流速为 /m s 。根据给出的ε也可判断,所计算的阻力损失和管子的粗糙度有关,必定为湍流。且流体黏度比较大,必须使u 在较大值时保证水是湍流的。 0.090490.4d m mm ==== 此时由(1)式计算的262129.810.09040.0210300 1.32gd lu λ???= ==? 450.0904 1.3999.7Re 8.991013.7510 du ρμ-??===??,/0.05/(0.09041000)0.00055d ε=?= 查摩擦系数图,'0.021λ=,两者之间一致,假设合理。 管子的直径为90.4mm 。 24. 某油品的密度为800 kg/m 3、黏度为41 cP ,由附图中所示的A 槽送至B 槽,A 槽的液面比B 槽的液面高1.5 m 。输送管径为89 3.5mm mm φ?、长50 m(包括阀门

新版化工原理习题答案(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 m3,若气柜内的表压力为kPa,温度为40 C。已知各组分气体的体积分数为:H2 40%、N2 20%、CO 32% CQ 7%、CH 1%,大气压力为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 pV 101.3 5.5 1000.0 6000 , , n t mol 246245.4mol RT 8.314 313 各组分的质量: 40%246245.42kg197 kg m H 240% n t M H2 m N220% n t M N 220%246245.428 kg1378.97kg I^CO32% n t M CO32%246245.428 kg2206.36kg I^CO 27%m M CO 27%246245.444 kg758.44kg ITI CH 41%m M CH 41%246245.416kg39.4kg 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:m t m! m260 60 kg 120kg m260 60 3 V t V V21m 0.157m 8301710 12 m t 120kg m3764.33kg m3 m V t0.157 流体静力学 3 ?已知甲地区的平均大气压力为kPa,乙地区的平均大气压力为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

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=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, 则泵入口处的绝对压强为()。 A A. 74.3kPa; B. 101kPa; C. 127.6kPa。 19.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。 20.流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是()。 C

流体流动习题答案

流体流动习题 1. 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______. 答案:Re=d uρ/μ ; 105; 湍流 2. 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 3. 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_______.答案:s ;s 4. 管出口的局部阻力系数等于,管入口的局部阻力系数等于. 5. 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___,平均速度与最大流速的关系为___。 答案:湍流; ≈; 层流; = umax 6. 某设备上,真空度的读数为80mmHg ,其绝压=____mH2O= _____Pa. (该地区的大气压为720mmHg) 答案: ; ×104pa 7. 应用柏努利方程所选取的截面所必须具备的条件是______________。 8.流体静压强P 的作用方向为( B ) A .指向受压面 B .垂直指向受压面 C .垂直受压面 D .平行受压面 9. 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。 10. 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( C )倍 A. 2 B. 8 C. 4 11. 某液体在一等径直管中作稳态流动,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,则层流时,流动阻力变为原来的( C ) 2 22322642d lu u d l du u d l h f ρμμ ρλ= ??=??=

(完整版)第一章流体流动答案

第一章流体流动 一、单项选择题(每小题1分) 1.在SI单位制中,通用气体常数R的单位为( )B A. atm·cm / mol·K B. Pa·m /mol·K C. Kf·m / mol·K D. Ibf·ft / Ibmol·K 2.系统处于稳态指的是( )C A. 系统操作参数不随时间改变 B. 系统操作参数不随位置改变 C. 系统操作参数随位置改变,但不随时间改变 D. 系统操作参数随时间改变,但不随位置改变 3.下列流体中,认为密度随压力变化的是( )A A.甲烷 B.辛烷 C.甲苯 D. 水 4. 下列关于压力的表述中,正确的是( )B A. 绝对压强= 大气压强+ 真空度 B. 绝对压强= 大气压强- 真空度 C. 绝对压强= 大气压- 表压强 D. 绝对压强= 表压强+ 真空度 5.某系统的绝对压力为0.06MPa,若当地大气压为0.1MPa,则该系统的真空度为( )C A. 0.1MPa B. 0.14MPa C. 0.04MPa D. 0.06MPa 6. 容器中装有某种液体,任取两点A,B,A点高度大于B点高度,则( )B A. p A > p B B. p A < p B C. p A = p B D. 当液面上方的压强改变时,液体内部压强不发生改变 7.在一水平变径管路中,在小管截面A和大管截面B连接一U型压差计,当流体流过该管时,压差计读数R值反映( )。A A.A、B两截面间的压强差;B.A、B两截面间的流动阻力; C.A、B两截面间动压头变化;D.突然扩大或缩小的局部阻力。 8. 使用U型管压差计测量较小压差时,为了准确读数,下列方法中正确的做法是()C A. 选择较大密度的指示液 B. 选择较小密度的指示液 C. 使用与被测流体密度相近的指示液 D. 加大指示液与被测流体密度的差别 9.用一U型管压差计测定正辛烷在管中两点间的压强差,若两点间的压差较小,为了提高读数精度,你认为较好的指示剂为( )D A. 乙醇 B. 水 C. 汞 D. 甲苯 10.所谓理想流体,指的是()A A. 分子间作用力为零的流体 B. 牛顿流体 C. 稳定的胶体 D. 气体 11.牛顿粘性定律适用于牛顿型流体,且流体应呈( )。C A.过渡型流动;B.湍流流动;C.层流流动;D.静止状态。12.有两种关于粘性的说法:( )A (1) 无论是静止的流体还是运动的流体都具有粘性。 (2) 粘性只有在流体运动时才会表现出来。

01流体流动习题答案

第一章 流体流动习题解答 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和表压强。已知该地区大气压强为98.7×103 Pa 。 解:真空度=大气压-绝压 3(98.713.3)10atm p p p Pa =-=-?绝压真空度 表压=-真空度=-13.3310Pa ? 2. 在本题附图所示的贮油罐中盛有密度为960 kg/m 3的油品,油面高于罐底 9.6 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14 mm 的钢制螺钉紧固。若螺钉材料的工作应力取为32.23×106 Pa ,问至少需要几个螺钉? 解:设通过圆孔中心的水平液面生的静压强为p ,则p 罐内液体作用于孔盖上的平均压强 9609.81(9.60.8)82874p g z Pa ρ=?=??-=(表压) 作用在孔盖外侧的是大气压a p ,故孔盖内外所受的压强差为82874p Pa ?= 作用在孔盖上的净压力为 2282575(0.76) 3.7644p p d N ππ =?=??=?410 每个螺钉能承受的最大力为: 62332.23100.014 4.96104F N π=???=?钉 螺钉的个数为433.7610/4.96107.58??=个 所需的螺钉数量最少为8个 3. 某流化床反应器上装有两个U 管压差计,如本题附p C D

图所示。测得R 1=400 mm ,R 2=50 mm ,指示液为水银。为防止水银蒸气向空间扩散,于右侧的U 管和大气连通的玻璃管内灌入一段水,其高度R 3=50mm 。试求 A 、 B 两处的表压强。 解:U 管压差计连接管中是气体。若以2,,g H O Hg ρρρ分别表示气体、水和水 银的密度,因为g Hg ρρ,故由气柱高度所产生的压强差可以忽略。由此可以认 为A C p p ≈,B D p p ≈。 由静力学基本方程式知 232A C H O Hg p p gR gR ρρ≈=+ 10009.810.05136009.810.05=??+?? 7161Pa =(表压) 417161136009.810.4 6.0510B D A Hg p p p gR Pa ρ≈=+=+??=? 4. 本题附图为远距离制量控制装置,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 =1 m ,U 管压差计的指示液为水银,煤油的密度为820 kg/m 3。试求当压差计读数 R=68 m 时,相界面和油层的吹气管出口距 离h 。 解:如图,设水层吹气管出口处为a , 煤油层吹气管出口处为b ,且煤油层吹气 管到液气界面的高度为H 1。则 1a p p = 2b p p = 1()()a p g H h g H h ρρ=++-油水(表压) 1b p gH ρ=油(表压) H 1 压缩空气 p

最新流体流动习题答案

流体流动习题 1. 雷诺准数的表达式为 _________ 。当密度p = 1000kg/m3,粘度卩=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_____ . 答案:Re=d u p /卩;105 ; 湍流 2. 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 3. 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11.8kg/s/,其体积 流量为 ______ .平均流速为________ .答案:0.0118m3/s ; 1.5m/s 4. 管出口的局部阻力系数等于_1.0—,管入口的局部阻力系数等于__0.5__. 5. 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_______ ,平均速度与最大流速的关系为_______ 。 答案:湍流; ~ 0.8umax; 层流; =0.5 umax 6. 某设备上,真空度的读数为80mmHg其绝压= ____ m H2O= ____ Pa.(该地区的大气压 为720mmHg)答案:8.7mH2O ; 8.53 x 104pa 7. 应用柏努利方程所选取的截面所必须具备的条件是____________________ 。 &流体静压强P的作用方向为(B ) A. 指向受压面 B.垂直指向受压面 C.垂直受压面 D.平行受压面 9. 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。 10. 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(C )倍 A. 2 B. 8 C. 4 11. 某液体在一等径直管中作稳态流动,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,则层流时,流动阻力变为原来的( C ) l_ u264 l_ ul 一32% h f d 2 业 d 2 ;?d2

03流体流动习题答案

17. 流体通过圆管端流流动时,管截面的速度分布可按下面经验公式来表示:1 7max ()r y u u R =,式中y 为某点与壁面的距离,即y =R -r 。试求其平均速度u 与最大速度u max 的比值。 解:在距离管中心r 处取一厚为dr 的流体薄层,并定义此处流体的速度为r u , 则流体通过此环隙的体积流量2S r r dV u dA ru dr π== 1/7 m a x (2)(2)( ) R R S r R r V r u dr r u dr R ππ-= = ? ? 那么 1/7 m a x 2 1/7 21 ()R S V u u R r r dr A R R ππ= = -? (1) 令 R r t -= 那么 dr dt =- 当 0r =时,t R =; 当 r R =时,0t = 有 1 8 2 2 15 1/7 777 49()18120 1 1 7 7 R R R R r t dt R ++-= - = ++? (2) 代入(1)式, m a x 49 2120 u u = 于是 max /49/600.817(0.82)u u == 18. 一定量的液体在圆形直管内作层流流动。若管长及液体物性不变,而管径减至原有的1/2,问因流动阻力而产生的能量损失为原来的若干倍? 解:流量不变,S V u A = ? 当'2 d d = 时,'4u u = 根据哈根~泊谩叶公式,有 2 32f lu p d μ?= 当'4u u =,'2 d d = 时 2 2 32432'1616() 2f f l u lu p p d d μμ?= = =? 19. 内截面为1000 mm×1200 mm 的矩形烟囱的高度为30 m 。平均摩尔质量为30 kg/kmol 、平均温度为400℃的烟道气自下而上流动。烟囱下端维持49 Pa 的真空度。在烟囱高度范围内大气的密度可视为定值,大气温度为20℃,地面处的大气压强为101.33×103 Pa 。流体流经烟囱时的摩擦系数可取为0.05,试求烟道气的流量为若干(kg/h)?

(01)第一章 流体流动1化工原理答案

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%32C O t C O =??=?=M n m kg 44.758kg 444.246245%7%722C O t C O =??=?=M n m kg 4.39kg 164.246245%1%144C H t C H =??=?=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=?-? (2)真空表读数 真空度=大气压-绝压=() kPa 03.36Pa 103.651033.10133=?-? 4.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39.5×106 Pa ,问至少需要几个螺钉(大

第一章.流体流动习题及答案

一、单选题 1.单位体积流体所具有的( A )称为流体的密度。 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( B )的流体。 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( D )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。 8.当被测流体的绝对压力( A )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。 9.( A )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。 10.被测流体的( D )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。 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=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;

第1章流体流动和输送

第一章流体流动和输送 1-1 烟道气的组成约为N275%,CO215%,O25%,H2O5%(体积百分数)。试计算常压下400℃时该混合气体的密度。 解:M m=∑M i y i=0.75×28+0.15×44+0.05×32+0.05×18=30.1 ρm=pM m/RT=101.3×103×30.1/(8.314×103×673)=0.545kg/m3 1-2 已知成都和拉萨两地的平均大气压强分别为0.095MPa和0.062MPa。现有一果汁浓缩锅需保持锅内绝对压强为8.0kPa。问这一设备若置于成都和拉萨两地,表上读数分别应为多少? 解:成都p R=95-8=87kPa(真空度) 拉萨p R=62-8=54kPa(真空度) 1-3 用如附图所示的U型管压差计测定吸附器内气体在A点处的压强以及通过吸附剂层的压强降。在某气速下测得R1为400mmHg,R2为90mmHg,R3为40mmH2O,试求上述值。 解:p B=R3ρH2O g+R2ρHg g=0.04×1000×9.81+0.09×13600×9.81=12399.8Pa(表)p A=p B+R1ρHg g=12399.8+0.4×13600×9.81=65766.2Pa(表) ?p=p A-p B=65766.2-12399.8=53366.4Pa 1-4 如附图所示,倾斜微压差计由直径为D的贮液器和直径为d的倾斜管组成。若被测流体密度为ρ0,空气密度为ρ,试导出用R1表示的压强差计算式。如倾角α为30o时,若要忽略贮液器内的液面高度h的变化,而测量误差又不得超过1%时,试确定D/d比值至少应为多少?

流体流动输送知识习题集

第一章 习题详解 工程训练 某食品厂一生产车间,要求用离心泵将冷却水由贮水池经换热器送到另一敞口高位槽。已知高位槽液面比贮水池液面高出10m ,管内径为75mm ,管路总长(包括局部阻力的当量长度在内)为400m 。液体流动处于阻力平方区,摩擦系数为0.03。流体流经换热器的局部阻力系数为0.32。 离心泵在转速n =2900r/min 时的H-Q 特性曲线数据如下: 现因生产需要,要求流量增加为0.0055m 3/s ,其他条件不变,试通过计算,提出几种不同的解决方案,并对其进行比较。(工厂有同型号备用泵) 解:取贮水池液面为1-1截面,高位槽液面为2-2截面,在两截面间列柏努利方程。以1-1截面所在水平面为基准面 22 111e 222f 22z u g p g h z u g p g h ρρ+++=+++∑ 其中:z 1=0 m ,z 2=10 m ,u 1≈u 2≈0,p 1=p 2=0(表压), 2 f 2 2 24 240080.030.324185540.0750.075 e l u h d g Q Q g λζπ∑??∑=+∑ ? ???? =+= ???? 则,管路特性方程为 2e f 1010418554h h Q =+∑=+

根据离心泵特性曲线数据及管路特性曲线方程绘制,两曲线交点即为离心泵的工作点。 H Q 则其流量为:0.0047m 3/s ;扬程为:19.1m 现需流量增加到0.055 m 3/s 方案1:改变泵的转速 2 , Q n H n Q n H n ''''??== ??? 则 0.00550.00472900'3393 r /min n n '= = 此时扬程为:26.2 m 。 方案2:根据生产任务要求,购置新泵。 方案3:两台泵串联 H Q

流体流动习题答案

第一章 流体流动习题解答 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:真空度=大气压-绝压 3(98.713.3)10atm p p p Pa =-=-?绝压真空度 表压=-真空度=-13.3310Pa ? 2. 在本题附图所示的贮油罐中盛有密度为960 kg/m 3的油品,油面高于罐底9.6 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14 mm 的钢制螺钉紧固。若螺钉材料的工作应力取为32.23×106 Pa ,问至少需要几个螺钉? 解:设通过圆孔中心的水平液面生的静压强为p ,则p 罐内液体作用于孔盖上的平均压强 9609.81(9.60.8)82874p g z Pa ρ=?=??-=(表压) 作用在孔盖外侧的是大气压a p ,故孔盖内外所受的压强差为82874p Pa ?= 作用在孔盖上的净压力为 2282575(0.76) 3.7644 p p d N π π =?=??=?410 每个螺钉能承受的最大力为: 62332.23100.014 4.96104 F N π =?? ?=?钉 螺钉的个数为433.7610/4.96107.58??=个 p

所需的螺钉数量最少为8个 3. 某流化床反应器上装有两个U 管压差计,如本题附图所示。测得R 1=400 mm ,R 2=50 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=50mm 。试求A 、B 两处的表压强。 解:U 管压差计连接管中是气体。若以2,,g H O Hg ρρρ分别表示气体、水与水银的密度,因为g Hg ρρ=,故由气柱 高度所产生的压强差可以忽略。由此可以认为A C p p ≈, B D p p ≈。 由静力学基本方程式知 232A C H O Hg p p gR gR ρρ≈=+ 10009.810.05136009.810.05=??+?? 7161Pa =(表压) 417161136009.810.4 6.0510B D A Hg p p p gR Pa ρ≈=+=+??=? 4. 本题附图为远距离制量控制装置,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 =1 m ,U 管压差计的指示液为水银,煤油的密度为820 kg/m 3。试求当压差计读数R=68 m 时,相界面与油层的吹气管出口距离h 。 解:如图,设水层吹气管出口处为a ,煤油层吹气管出口处为b ,且煤油层吹气管到液气界面的高度为H 1。则 1a p p = 2b p p = 1()()a p g H h g H h ρρ=++-油水(表压) 1b p gH ρ=油(表压) U 管压差计中,12Hg p p gR ρ-= (忽略吹气管内的气柱压力) 12a b p p p p gR ρ-=-= C D H 1 压缩空气 p

第一章流体流动习题卡答案

第一章流体流动 第一章习题1: 某设备的真空表读数为500mmHg ,设备外环境大气压强为640mmHg , 则它的绝对压强为_________Pa 。 该设备的绝对压强=640-500=140mmHg =140×133.32=1.866×104Pa 。(2分) 第一章习题2: 流体在圆形直管内作滞流(层流)流动时,其速度分布呈_________形曲线,中心最大速度为平均速度的____________倍。此时摩擦系数λ与__________无关,只随__________加大而_______________。 抛物线,2,ε/d ,Re ,减小。(每个空1分,共5分)。 第一章习题3: 牛顿粘性定律表达式为___________________________,它只适用于_____________型流体。 τ=μy ??μ 或τ=μdy d μ(2分) 牛顿 (1分) (共3分) 第一章习题4: 内摩擦力是流体________________的表现,所以又称为___________力或者__________________力。

粘性, 粘滞,粘性摩擦(每空1分,共3分) 第一章习题5: 流体在圆形直管内流动时,在湍流区则摩擦系数λ与________及________有关。在完全湍流区则λ与雷诺系数的关系线趋近于___________线。 Re ,ε/d ,水平 (每空1分,共3分) 第一章习题6: 粘度的物理意义是____________________________________。 促使流体流动产生单位速度梯度的剪应力。(2分) 第一章习题7: 边长为a 的正方形管道,其当量直径de 为________________。 a a a r d H e =?==4442 (2分) 第一章习题8: 在定态流动系统中,水连续地从粗圆管流入细圆管,粗管内径为细管的2倍。则细管内水的流速为粗管内流速的___________倍。 据=21u u (1 2d d )2=(112d d )2=(2)2=4 (2分) 第一章习题9: 流体在圆管内流动时的摩擦阻力可分为__________________和_____________两种。局部阻力的计算方法有___________法和_________法。

流体流动习题及答案

流体流动习题及答案 Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】

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, 则泵入口处的绝对压强为()。 A A. ; B. 101kPa; C. 。 19.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。 20.流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是()。 C

第1章 流体流动

第1章流体流动 一、思考题 1、粘性流体在流动过程中产生阻力的原因是什么? 2、定态流体与非定态流体有何区别? 3、机械能包括哪几项?有何特性? 4、牛顿流体与非牛顿流体有何区别? 5、何为相对粗糙度?它对层流阻力系数有何影响? 6、边界层分离时为何有旋涡产生? 7、气体、液体的粘度随温度如何变化? 8、考察流体质点运动的方法有哪些? 9、当量直径如何定义的? 10、对牛顿型流体管中何处速度梯度最大,何处剪应力最小? 11、λ随流速的增加而减小(阻力平方区近于常数)为什么能量损失反而增加? 12、管内流体的流速大小与层流内层的薄厚有何关系?流体粘度的大小与层流内层的薄厚有何关系? 13、流体在管内呈层流流动是,其λ与ε/d有何关系?λ与Re有何关系?关系如何? 14、当流体处于阻力平方区时,λ与什么有关? 15、流体进入管中作层流流动,经起始段长度后,速度分布呈什么形状,边界层厚度为何? 16、局部阻力计算有几种方法?如何表示? 17、那种流量计是恒压降、变截面的流量测量装置? 18、那种流量计是变压降、恒截面的流量测量装置? 19、流动型态有几种?各为何?流型判据是什么?各流型是如何判定的? 20、对一三支并联管路,主管中的流量与支管中的流量有何关系? 21、在工程单位制中,质量的单位是什么? 22、湍流粘度μ‘是不是流体的物性?它与什么有关? 23、层流时直管阻力损失如何计算?湍流直管阻力损失的经验式? 24、水的经济流速是多少?一般气体的常用流速是多少? 二、计算题 1.用习题1-1附图所示的U型压差计测量管路A点的压强,U型压差计与管 路的连接导管中充满水。指示剂为汞,读数R=120mm,当地大气压p a为101.3kPa。试求:(1)A点的绝对压强,Pa;(2)A点的表压,Pa。 [(1)p A(绝压)=1.28×105 Pa;(2)p A(表压)=2.66×104 Pa]

02流体流动习题答案

11. 本题附图所示的贮槽内径D 为2 m ,槽底与内径d 0为32 mm 的钢管相连, 槽内无液体补充,其液面高度h 1为2 m(以管子中心线为基准)。液体在本题管 内流动时的全部能量损失可按 220f h u =∑计算,式中u 为液体在管内的流速。试求当槽内液面下降1 m 时所需的时间。 解:根据物料衡算,在d θ时间内,槽内由于液面下降dh 而减少的液体量均由管路出口流出,于是有 2244D dh d ud ππθ= (1) 取管中心线所在的水平面位能基准面,在瞬时截面11'- 与管路出口截面22'-间列柏努利方程,得 22112212,1222 f p u p u gz gz h ρρ-++=+++∑ 其中,1z h = 20z = 120p p ==(表压) 10u ≈ 2,1220f h u -=∑ 解得20.6920.0692u z h == (2) 将(2)式代入(1)式,并在下列边界条件下积分 10θ= 12h m = 2θθ= 21h m = 2 122000()4644 1.29320.692s h h θ=-?==?

12. 本题附图所示为冷冻盐水循环系统。盐水 的密度为1100 kg/m 3,循环量为36 m 3/h 。管 路的直径相同,盐水由A 流经两个换热器而 至B 的能量损失为98.1 J/kg ,由B 流至A 的 能量损失为49 J/kg ,试计算:(1) 若泵的效 率为70%时,泵的轴功率为若干kW? (2) 若A 处的压强表读数为245.2?103 Pa 时,B 处的压强表读数为若干? 解:对循环系统,在管路中任取一截面同时作上游和下游截面,列柏努利方程,可以证明泵的功率完全用于克服流动阻力损失。 (1) 质量流量 331100/36/360011/s S w V kg m m s kg s ρ==?= ,,98.149147.1/f A B f B A We h h J kg --=+=+=∑∑ 147.1111618.1/e e s N W w J s ==?= /1618.1/0.7 2.31N Ne kW η=== (2) 在两压力表所处的截面A 、B 之间列柏努利方程,以通过截面A 中心的水平面作为位能基准面。 22,22A A B B A B f A B p u p u gz gz h ρρ-++=+++∑ 其中,0A z =,7B z m =,A B u u =,245.2A p =kPa ,,98.1/f A B h J kg -=∑ 将以上数据代入前式,解得4,() 6.210A B B f A B p p gz h Pa ρρ-=--=?∑(表压) 13. 用压缩空气将密度为1100 kg/m 3的腐蚀性液体自低位槽送到高位槽,两槽的液面维持恒定。管路直径均为60 3.5mm mm φ?,其他尺寸见本题附图。各管

化工原理流体流动试题(跟答案)

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_____________.

第一章流体流动答案

第一章 流体流动习题解答 1.解:(1) 1atm=101325 Pa=760 mmHg 真空度=大气压力—绝对压力,表压=绝对压力—大气压力 所以出口压差为 p =4 61097.8)10082.0(10132576.00?=?--?N/m 2 (2)由真空度、表压、大气压、绝对压之间的关系可知,进出口压差与当地大气压无关,所以出口压力仍为4 1097.8?Pa 2.解: T=470+273=703K ,p=2200kPa 混合气体的摩尔质量 Mm=28×0.77+32×0.065+28×0.038+44×0.071+18×0.056=28.84 g/mol 混合气体在该条件下的密度为: ρm=ρm0×T0T×pp0=28.8422.4×273703×2200101.3=10.858 kg/m3 3.解:由题意,设高度为H 处的大气压为p ,根据流体静力学基本方程,得 dp=-ρgdH 大气的密度根据气体状态方程,得 ρ=pMRT 根据题意得,温度随海拔的变化关系为 T=293.15+4.81000H 代入上式得 ρ=pMR (293.15-4.8×10-3H )=-dpgdh 移项整理得 dpp=-MgdHR293.15-4.8×10-3H 对以上等式两边积分, 101325pdpp=-0HMgdHR293.15-4.8×10-3H 所以大气压与海拔高度的关系式为 lnp101325=7.13×ln293.15-4.8×10-3H293.15

即: lnp=7.13×ln1-1.637×10-5H+11.526 (2)已知地平面处的压力为101325 Pa ,则高山顶处的压力为 p 山顶=101325×330763=45431 Pa 将p 山顶代入上式 ln 45431=7.13×ln1-1.637×10-5H+11.526 解得H =6500 m ,所以此山海拔为6500 m 。 4.解:根据流体静力学基本方程可导出 p 容器-p 大气=Rgρ水-ρ煤油 所以容器的压力为 p 容器=p 大气+Rgρ水-ρ煤油=101.3+8.31×9.81×(995-848)1000=113.3 kPa 5.解:6030sin 120sin '=?== αR R mm 以设备内液面为基准,根据流体静力学基本方程,得 8.101106081.98501013253001=???+=+=-gR p p ρkPa 6.解: (1)如图所示,取水平等压面1—1’, 2—2’, 3—3’与4—4’,选取水平管轴心水平面为位能基准面。根据流体静力学基本方程可知 pA=p1+ρgz1 同理,有 p1=p1'=P2+ρigR2 ,p2=p2'=P3-ρg (z2-z3) p3=p3'=p4+ρigR3 ,p4=p4'=pB-ρgz4 以上各式相加,得 PA-PB=ρigR2+R3-ρgz2-z1+z4-z3 因为 z2-z1=R2,z4-z3=R3 PA-PB=ρi -ρgR2+R3=13.6-1×9.81×0.37+0.28=80.34kPa 同理,有 PA-PB=ρi -ρgR1=ρi -ρgR2+R3 故单U 形压差的读数为 R1=R2+R3=0.37+0.28=0.65 m

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