化工原理第一章习题
化工原理第一章习题库

化⼯原理第⼀章习题库第⼀章习题库⼀、选择题1、流体静⼒学基本⽅程式的使⽤条件是④。
①重⼒场中静⽌流体②重⼒场中不可压缩静⽌流体③重⼒场中不可压缩连续静⽌流体④重⼒场中不可压缩静⽌、连通着的同⼀连续流体2、如图1-1所⽰的开⼝容器内盛有油⾼度为(h1-h2),⽔的⾼度为h2,B 与B ’点处于同⼀⽔平⾯,B 与B ’之间压强⼤⼩的关系为①。
①P B >P B ’② P B3、下⾯不能减少U 形压差计测量误差的⽅法有④。
①减少被测流体与指⽰液之间的密度差②采⽤倾斜式微压计③双指⽰液微压计④加⼤被测流体与指⽰液之间的密度差 4、不可压缩流体在均匀直管内作定态流动时,平均速度沿流动⽅向的变化为③①增⼤②减⼩③不变④⽆法确定 5、如图所⽰,若甲管路总长(包括阀门当量长度)为⼄管路的4倍,甲管内径为⼄管内径的2倍。
流体在两管中均呈层流,那么甲管内平均流速是⼄管的①倍①u 甲=u ⼄②u 甲=2u ⼄③u 甲=1/2u ⼄④u 甲=1/4u ⼄ 6、如图所⽰,已知流体在管道A 、B 中呈层流状态,两管长度相等,可确定AB 管道的流量之⽐q vA /q vB 为③①2 ② 4 ③8 ④167、在⼀个⼤⽓压下,40℃的空⽓流经Ф159×6mm 的钢管,⽤⽪托测速计测定空⽓的流量,测速计管压强计的读数为13mmH2O ,则管道内空⽓的体积流量为③ m 3/h①130 ② 620 ③733 ④6338、⽤Ф159×4.5mm 的钢管,输送20℃的苯,在管路上装有⼀个孔径为78mm 的孔板流量计,⽤来测量管中苯的流量,孔板前后连接的U 型管液柱压强计的指⽰液为⽔银。
当压强计的读数R 为80mm 时,则到管中苯的流量为① m 3/h()21121p p g z z p gh =+ρ-=+ρ①51.2 ② 47.5 ③82 ④1809、⽔以⼀定流速流经如图所⽰⽂丘⾥管,在喉颈处接⼀⽀管与下部⽔槽相通。
化工原理第一章习题及答案

第一章流体流动问题1. 什么是连续性假定? 质点的含义是什么? 有什么条件?答1.假定流体是由大量质点组成的、彼此间没有间隙、完全充满所占空间的连续介质。
质点是含有大量分子的流体微团,其尺寸远小于设备尺寸,但比起分子自由程却要大得多。
问题2. 描述流体运动的拉格朗日法和欧拉法有什么不同点?答2.前者描述同一质点在不同时刻的状态;后者描述空间任意定点的状态。
问题3. 粘性的物理本质是什么? 为什么温度上升, 气体粘度上升, 而液体粘度下降?答3.分子间的引力和分子的热运动。
通常气体的粘度随温度上升而增大,因为气体分子间距离较大,以分子的热运动为主;温度上升,热运动加剧,粘度上升。
液体的粘度随温度增加而减小,因为液体分子间距离较小,以分子间的引力为主,温度上升,分子间的引力下降,粘度下降。
问题4. 静压强有什么特性?答4.静压强的特性:①静止流体中任意界面上只受到大小相等、方向相反、垂直于作用面的压力;②作用于任意点所有不同方位的静压强在数值上相等;③压强各向传递。
问题5. 图示一玻璃容器内装有水,容器底面积为8×10-3m2,水和容器总重10N。
(1)试画出容器内部受力示意图(用箭头的长短和方向表示受力大小和方向);(2)试估计容器底部内侧、外侧所受的压力分别为多少?哪一侧的压力大?为什么?题5附图题6附图答5.1)图略,受力箭头垂直于壁面、上小下大。
2)内部压强p=ρgh=1000××;外部压强p=F/A=10/0.008=1.25kPa<内部压强。
因为容器内壁给了流体向下的力,使内部压强大于外部压强。
问题6.图示两密闭容器内盛有同种液体,各接一U形压差计,读数分别为R1、R2,两压差计间用一橡皮管相连接,现将容器A连同U形压差计一起向下移动一段距离,试问读数R1与R2有何变化?(说明理由)答6.容器A的液体势能下降,使它与容器B的液体势能差减小,从而R2减小。
(完整版)化工原理流体流动题库..

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。
A2.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。
A3.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。
D4.气体是()的流体。
A 可移动;B 可压缩;C 可流动;D 可测量。
B5.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。
C6.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。
A7.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。
D8.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。
A9.()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。
A10.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。
D11. 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。
B12. 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。
A13. 层流底层越薄( )。
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。
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。
AA 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()。
AA 密度;B 粘度;C 位能;D 动能。
3.层流与湍流的本质区别是()。
DA 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。
BA 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()。
CA 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()。
AA 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。
DA 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。
AA 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。
AA 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。
DA 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()。
BA. 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( )。
AA. 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( )。
CA. 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。
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。
AA 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()。
AA 密度;B 粘度;C 位能;D 动能。
3.层流与湍流的本质区别是()。
DA 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。
BA 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()。
CA 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()。
AA 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。
DA 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。
AA 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。
AA 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。
DA 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()。
BA. 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( )。
AA. 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( )。
CA. 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。
化工原理——带答案

第一章流体力学1.表压与大气压、绝对压的正确关系是(A )。
A.表压=绝对压-大气压B.表压=大气压-绝对压C.表压=绝对压+真空度2.压力表上显示的压力,即为被测流体的(B )。
A.绝对压B.表压C.真空度D.大气压3.压强表上的读数表示被测流体的绝对压强比大气压强高出的数值,称为(B )。
A.真空度B.表压强C.绝对压强D.附加压强4.设备内的真空度愈高,即说明设备内的绝对压强(B )。
A.愈大B.愈小C.愈接近大气压D.无法确定5.一密闭容器内的真空度为80kPa,则表压为(B )kPa。
A. 80B. - 80C. 21.3D.181.36.某设备进、出口测压仪表中的读数分别为p1(表压)=1200mmHg和p2(真空度)=700mmHg,当地大气压为750mmHg,则两处的绝对压强差为(D )mmHg。
A.500B.1250C.1150D.19007.当水面压强为一个工程大气压,水深20m处的绝对压强为(B )。
A. 1个工程大气压B. 2个工程大气压C. 3个工程大气压 D. 4个工程大气压8.某塔高30m,进行水压试验时,离塔底10m高处的压力表的读数为500kpa,(塔外大气压强为100kpa)。
那么塔顶处水的压强(A)。
A. 403 . 8kpaB. 698. 1kpaC. 600kpaD. 100kpa9.在静止的连续的同一液体中,处于同一水平面上各点的压强(A )A.均相等B.不相等C.不一定相等10.液体的液封高度的确定是根据(C ).A.连续性方程B.物料衡算式C.静力学方程D.牛顿黏性定律11.为使U形压差计的灵敏度较高,选择指示液时,应使指示液和被测流体的密度差(P指-P)的值(B )。
A.偏大B.偏小C.越大越好12.稳定流动是指流体在流动系统中,任一截面上流体的流速、压强、密度等与流动有关的物理量(A )。
A.仅随位置变,不随时间变B.仅随时间变,不随位置变C.既不随时间变,也不随位置变D.既随时间变,也随位置变13.流体在稳定连续流动系统中,单位时间通过任一截面的(B )流量都相等。
化工原理第一章习题课

局部阻力系数ζ (进口为0.5,出口为1) 当量长度le 4.非圆形管当量直径
4A de C
管内湍流 Re 2000
机械能衡算方程
u 2 P we gz wf 2
J/kg
例:为了测出平直等径管AD上某泄漏点M的位置,采用 如图所示的方法,在A、B、C、D四处各安装一个压力表, 并使LAB=LCD 。现已知AD段、AB段管长及4个压力表读 数,且管内流体处于完全湍流区。试用上述已知量确定泄 漏点M的位置,并求泄漏量点总流量的百分数。
2.ρ——流体密度,kg/m3(平均值)
P1 P2 3.柏式应用于可压缩流体, P1 0.2 用平均压强来计算ρm代入
机械能衡算方程
u 2 P we gz wf 2
J/kg
w f w f w f ——管路总阻力,J/kg
'
1.静止流体或理想流体 w f 0
( Hg ) g
Hf , ab;
( Hg ) g
Hf , cd ;
机械能衡算方程
u 2 P we gz wf 2
J/kg
P
Байду номын сангаас
——静压能(流动力),J/kg
1.△P——两截面上压强差,若两容器开口,△P=0 绝压,表压,真空度(负表压)的概念 流体静力学基方方程式
P Pa gh
U形管压差计测两截面(容器)总势能差
gz P R( A ) g
如图所示,贮槽内水位维持不变。管路直径100mm,管路 上装有一个闸阀,距管口入口端15m处安有以水银为指示 液的U形管压差计。测压点与管路出口端之间的直管长度为 20m。求1)当闸阀关闭时,测得R=600mm,h=1500mm, 当闸阀部分开启时,测得R=400mm,h=1400mm。摩擦系 数可取0.025。问每小时流量?2)当闸阀全开时,U管压差 计的静压强为若干?闸阀全开时,le/d=15,摩擦系数不变。
化工原理(郝晓刚、樊彩梅)第一章答案全

第一章 流体流动1-1在大气压强为98.7×103 Pa 的地区,某真空精馏塔塔顶真空表的读数为13.3×103 Pa ,试计算精馏塔塔顶内的绝对压强与表压强。
[绝对压强:8.54×103Pa ;表压强:-13.3×103Pa] 【解】由 绝对压强 = 大气压强–真空度 得到:精馏塔塔顶的绝对压强P 绝= 98.7×103Pa - 13.3×103Pa= 8.54×103Pa 精馏塔塔顶的表压强 P 表= -真空度= - 13.3×103Pa1-2某流化床反应器上装有两个U 型管压差计,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,如本题附图所示。
测得R 1=400 mm, R 2=50 mm ,R 3=50 mm 。
试求A 、B 两处的表压强。
[A :7.16×103Pa ;B :6.05×103Pa]【解】设空气的密度为ρg ,其他数据如图所示a –a′处:P A + ρg gh 1= ρ水gR 3+ ρ水银gR 2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 =7.16×103Pab-b ′处:P B + ρg gh 3= P A + ρg gh 2 + ρ水银gR 1即:P B =13.6×103×9.81×0.4 + 7.16×103=6.05×103Pa1-3用一复式U形管压差计测定水流过管道上A 、B 两点的压差,压差计的指示液为水银,两段水银之间是水,今若测得h 1=1.2 m ,h 2=1.3 m , R 1=0.9 m ,R 2=0.95 m ,试求管道中A 、B 两点间的压差ΔP AB 为多少mmHg ?(先推导关系式,再进行数字运算)[1716 mmHg]【解】 如附图所示,取水平面1-1'、2-2'和3-3',则其均为等压面,即'11p p =,'22p p =,'33p p =根据静力学方程,有112p gh p O H A =+ρ '112p gR p Hg =+ρ因为'11p p =,故由上两式可得1212gR p gh p Hg O H A ρρ+=+即 1122gR gh p p Hg O H A ρρ-+= (a) 设2'与3之间的高度差为h ,再根据静力学方程,有322'p gh p O H =+ρ')(32222p gR R h g p Hg O H B =+-+ρρR 3R 2R 1ABh 5h 4h 3h 2h 1P 0因为'33p p =,故由上两式可得2222)('22gR R h g p gh p Hg O H B O H ρρρ+-+=+ (b)其中 112R h h h +-= (c) 将式(c)代入式(b)整理得2112)()('22gR R h g p p O H Hg O H B ρρρ-+-+= (d)因为'22p p =,故由式(a)和式(d)得21111)()(222gR R h g p gR gh p O H Hg O H B Hg O H A ρρρρρ-+-+=-+即)()(212R R g p p p O H Hg B A AB +-=-=∆ρρ=(13600-1000)×9.81×(0.9+0.95)=228.7kPa 或1716mmHg1-4 测量气罐中的压强可用附图所示的微差压差计。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
31.黏度为30cP 、密度为900kg/m 3的某油品自容器A 流过内径40mm 的管路进入容器B 。
两容器均为敞口,液面视为不变。
管路中有一阀门,阀前管长50m ,阀后管长20m (均包括所有局部阻力的当量长度)。
当阀门全关时,阀前后的压力表读数分别为88.3kPa 和44.2kPa 。
现将阀门打开至1/4开度,阀门阻力的当量长度为30m 。
试求: (1)管路中油品的流量;(2)定性分析阀前、阀后压力表读数的变化。
解:(1)阀关闭时流体静止,由静力学基本方程可得:1081.9900103.8831=⨯⨯=-=g p p z a A ρm581.9900102.4432=⨯⨯=-=g p p z a B ρm当阀打开41开度时,在A 与B 截面间列柏努利方程:f B B B A A A W pu g z p u g z ∑+++=++ρρ222121 其中: 0==B A p p (表压),0==B A u u则有 2)(2u d l l W g z z e f B A ∑+=∑=-λ (a )由于该油品的黏度较大,可设其流动为层流,则 ud ρμλ64Re 64==代入式(a ),有 ρμρμ22)(32264)(d ul l u d l l u d g z z e e B A ∑+=∑+=- 736.0)203050(10303281.9)510(90004.0)(32)(322=++⨯⨯⨯⨯-⨯⨯=∑+-=∴-e B A l l g z z d u μρm/s 校核: 20002.8831030736.090004.0Re 3<=⨯⨯⨯==-μρud 假设成立。
油品的流量:题31 附图/h m 328.3/s m 10244.9736.004.0785.0433422=⨯=⨯⨯==-u d V S π(2)阀打开后:在A 与1截面间列柏努利方程:1121122121-∑+++=++fA A A A W p u g z p u g z ρρ 简化得 112121-∑++=fA A W p u g z ρ或 2)1(2111u d l p g z A ++=λρ 2)1(2111u d l g z p A +-=λρ 显然,阀打开后u 1 ↑,p 1↓,即阀前压力表读数减小。
在2与B 截面间列柏努利方程:B f B B B W pu g z p u g z -∑+++=++2222222121ρρ 简化得 2)1(2222u d l g z p B -+=λρ因为阀后的当量长度l 2中已包括突然扩大损失,也即012>-dl λ, 故阀打开后u 2 ↑,p 2↑,即阀后压力表读数增加。
当流体从管子直接排放到管外空间时,管出口内侧截面上的压力可取为与管外空间相同,但出口截面上的动能及出口阻力应与截面选取相匹配。
若截面取管出口内侧,则表示流体并未离开管路,此时截面上仍有动能,系统的总能量损失不包含出口阻力;若截面取管出口外侧,则表示流体已经离开管路,此时截面上动能为零,而系统的总能量损失中应包含出口阻力。
由于出口阻力系数1=出口ζ,两种选取截面方法计算结果相同。
34.如附图所示,高位槽中水分别从BC 与BD 两支路排出,其中水面维持恒定。
高位槽液面与两支管出口间的距离为10m 。
AB 管段的内径为38mm 、长为28m ;BC 与BD 支管的内径相同,均为32mm ,长度分别为12m 、 15m (以上各长度均包括管件及阀门全开时的当量长度)。
各段摩擦系数均可取为0.03。
试求:(1)BC 支路阀门全关而BD 支路阀门全开时的流量; (2)BC 支路与BD 支路阀门均全开时各支路的流量及总流量。
解:(1)在高位槽液面与BD 管出口外侧列柏努利方程:∑+++=++f W u g z p u g z p 222221112121ρρ 简化 : ∑=∆fABDWzg而22222211u d l u d l W W WBD AB fBDfAB fABDλλ+=+=∑∑∑ ∴ 有: 2032.01503.02038.02803.081.9102221u u +=⨯化简 1.9803.705.112221=+u u 又由连续性方程: 1121221241.1)3238()(u u u d d u === 代入上式:1.9841.103.705.1121221=⨯+u u 解得:m/s 98.11=u 流量:h m08.8s m 10244.298.1038.0785.043332121=⨯=⨯⨯=π=-u d V s (2)当 BD ,BC 支路阀均全开时:C ,D 出口状态完全相同,分支管路形如并联管路,∑∑=∴fBD fBc W W22222233u d l u d l BD BC λλ= 题34 附图1022231512u u =∴23118.1u u =∴ (1)又 321s s s V V V +=323222121444u d u d u d πππ+=322212323238u u u +==22118.232u ⨯21502.1u u =∴ (2) 在高位槽液面与BD 出口列柏努利方程: ∑∑∑+==⋅∆fBD fAB fW W Wg Z2032.01503.02038.02803.081.9102221u u +=⨯1.9803.705.112221=+u u (3)将(2)代入(3)式中:1.9803.7502.105.1122222=+⨯u u 解得:sm 96.1sm63.2s m752.1312===u u u 流量:h m73.10s m 1098.263.2038.0785.0433321211=⨯=⨯⨯=π=-u d V s h m07.5s m 10408.1752.1032.0785.0433322222=⨯=⨯⨯=π=-u d V s h m5.67s m 10576.196.1032.0785.0433323233=⨯=⨯⨯=π=-u d V s 例1-1 一台操作中的离心泵,进口真空表及出口压力表的读数分别为0.02MPa 和0.11MPa ,试求:(1)泵出口与进口的绝对压力,kPa ;(2)二者之间的压力差。
设当地的大气压为101.3kPa 。
解:(1)进口真空表读数即为真空度,则进口绝对压力3.811002.03.10131=⨯-=p kPa出口压力表读数即为表压,则出口绝对压力3.2111011.03.10132=⨯+=p kPa(2)泵出口与进口的压力差1303.813.21112=-=-p p kPa 或直接用表压及真空度计算:130)1002.0(1011.03312=⨯--⨯=-p p kPa例1-2 如附图所示,水在水平管道内流动。
为测量流体在某截面处的压力,直接在该处连接一U 形压差计,指示液为水银,读数R =250mm ,m =900mm 。
已知当地大气压为101.3kPa ,水的密度1000=ρkg/m 3,水银的密度136000=ρ kg/m 3。
试计算该截面处的压力。
解:图中A-A ′面为等压面,即'A A p p =而 a A p p ='gR gm p p A 0ρρ++=于是 gR gm p p a 0ρρ++= 则截面处绝对压力Pa5911725.081.9136009.081.910001013000=⨯⨯-⨯⨯-=--=gRgm p p a ρρ或直接计算该截面处的真空度Pa4218325.081.9136009.081.910000=⨯⨯+⨯⨯=+=-gRgm p p a ρρ 由此可见,当U 形管一端与大气相通时,U 形压差计读数实际反映的就是该处的表压或真空度。
U 形压差计在使用时为防止水银蒸汽向空气中扩散,通常在与大气相通的一侧水银液面上充入少量水(图中未画出),计算时其高度可忽略不计。
例1-4 如附图所示,用一复式U 形压差计测量某种流体流过管路A 、B 两点的压力差。
已知流体的密度为ρ,指示液的密度为ρ0,且两U 形管指示液之间的流体与管内流体相同。
已知两个U 形压差计的读数分别为R 1、R 2,试推导A 、B 两点压力差的计算式,由此可得出什么结论?解:图中1-1′、2-2′、3-3′均为等压面,根据等压面原则,进行压力传递。
对于1-1′面:例1-2 附图例1-4 附图 11'2 3'32'z 1z 21'11gz p p p A ρ+==对于2-2′面:10110'1'22gR gz p gR p p p A ρρρ-+=-==对于3-3′面:()[]112'23R z z g p p --+=ρ102)(gR gz p A ρρρ--+=而 2022022'3)()(gR gz p gR R z g p p B B ρρρρρ-++=+-+=所以 202102)()(gR gz p gR gz p B A ρρρρρρ-++=--+ 整理得 )()(210R R g p p B A +-=-ρρ由此可得出结论:当复式U 形压差计各指示液之间的流体与被测流体相同时,复式U 形压差计与一个单U 形压差计测量相同,且读数为各U 形压差计读数之和。
因此,当被测压力差较大时,可采用多个U 形压差计串联组成的复式压差计。
例1-5 为了确定容器中某溶剂的液位,采用附图所示的测量装置。
在管内通入压缩氮气,用阀1调节其流量,使在观察器中有少许气泡逸出。
已知该溶剂的密度为1250kg/m 3,U 形压差计的读数R 为130mm ,指示液为水银。
试计算容器内溶剂的高度h 。
解:观察器中只有少许气泡产生,表明氮气在管内的流速极小,可近似认为处于静止状态。
由于管道中充满氮气,其密度较小,故可近似认为容器内吹气管底部A 的压力等于U 形压差计B 处的压力,即B A p p ≈。
而 gh p p a A ρ+= gR p p a B 0ρ+= 所以 m R h 41.113.01250136000=⨯==ρρ 例1-6 如附图所示,管路由一段φ89×4mm 的管1、一段φ108×4mm 的管2和两段φ57×3.5mm 的分支管3a 及3b 连接而成。
若水以9×10-3m 3/s 的体积流量流动,且在两段分支管内的流量相等,试求水在各段管内的速度。
解: 管1的内径为m m 8142891=⨯-=d 则水在管1中的流速为AB例1-5附图 远距离液位测量 1-调节阀;2—鼓泡观察器; 3-U 形压差计;4-吹气管;5-贮槽123b3a例1-6 附图m/s 75.1081.0785.0109423211=⨯⨯==-d V u Sπ管2的内径为m m 100421082=⨯-=d由式(1-20d ),则水在管2中的流速为 m/s 15.1)10081(75.1)(222112=⨯==d d u u 管3a 及3b 的内径为m m 505.32573=⨯-=d又水在分支管路3a 、3b 中的流量相等,则有 33222A u A u = 即水在管3a 和3b 中的流速为 m/s 30.2)50100(215.1)(2223223===d d u u例1-8 容器间相对位置的计算如附图所示,从高位槽向塔内进料,高位槽中液位恒定,高位槽和塔内的压力均为大气压。