最新流体流动习题答案
化工原理第1章答案 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：)/(777710608309060903m kg m =++=ρ21.013×105Pa 解：=ρ376％N 2，8%H 20(时，该混解：CO ρ2O ρ3/441.0)50015.273(83142m kg RT N =+⨯==ρ 3/284.0)50015.273(8314181013002m kg RT pM O H =+⨯⨯==ρ 3/455.0m kg x iV i m =∑=ρρ4．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：cpM 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 μμS mPa m ⋅=229.0μ6．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 Hg O H A ρρmmHg 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。
流体测试题及答案解析
流体测试题及答案解析一、选择题（每题2分，共10分）1. 流体力学中，以下哪个参数是描述流体粘性的？A. 密度B. 压力C. 粘度D. 温度答案：C2. 流体在管道中流动时，流速最大的区域是：A. 管道中心B. 管道壁C. 管道入口D. 管道出口答案：A3. 根据伯努利方程，流体在流动过程中，以下哪项参数是守恒的？A. 压力能B. 动能C. 势能D. 总能量答案：D4. 流体的可压缩性是指：A. 流体体积随压力变化的性质B. 流体体积随温度变化的性质C. 流体质量随压力变化的性质D. 流体质量随温度变化的性质答案：A5. 在流体力学中，雷诺数是用来描述流体流动的哪种特性？A. 粘性B. 惯性C. 压缩性D. 表面张力答案：B二、填空题（每空1分，共10分）1. 流体的密度是指单位体积内流体的质量，其单位是 ________。
答案：kg/m³2. 流体的粘度是描述流体内部摩擦阻力的物理量，其单位是________。
答案：Pa·s3. 流体流动时，流速与压力之间的关系遵循 ________ 定律。
答案：伯努利4. 当流体流动的雷诺数小于2000时，流动状态通常被认为是________。
答案：层流5. 流体的表面张力是作用在液体表面，使液体表面积缩小的力，其单位是 ________。
答案：N/m三、简答题（每题5分，共20分）1. 简述流体力学中连续性方程的物理意义。
答案：连续性方程表明，在稳定流动的流体中，流体的质量流量是守恒的，即单位时间内流入某截面的流体质量等于流出该截面的流体质量。
2. 描述流体流动的层流和湍流的主要区别。
答案：层流是指流体流动时各层流体之间没有相互掺混，流线平行且平滑；而湍流是指流体流动时各层流体之间存在强烈的混合和涡旋，流线紊乱且不规则。
3. 解释什么是流体的粘性，并说明其对流体流动的影响。
答案：流体的粘性是指流体内部分子间由于分子间的吸引力和摩擦力而产生的阻力，它对流体流动的影响主要表现为增加流体流动的阻力，减缓流速，影响流体的流动状态。
化工原理——流体流动习题及答案
化工原理——流体流动习题及答案一•填空或选择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几倍；如果只将管径增加一倍而流速不变，则阻力损失为原来的几倍。
（答：2 、 1/4 ）2 、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 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ；（答：，，）3 、如图所示，容器中盛有ρ＝ 800kg /m 3 的油品， U 形管中指示液为水 (ρ＝1000kg /m3) ， a1 、 a2 、 a3 在同一水平面上， b 1 、 b 2 、 b 3 及 b 4 也在同一高度上， h 1 = 100mm ， h 2 = 200mm ，则各点的表压 Pa 1 =____ ， Pa 2 =____ ， Pb 2=____ ， Pb 3 =____ ， Pb 3 =____ 。
（表压值以 mm H 2 O 表示）（答： 0，100，200，300，340，200）4 、 3．流体在圆形直管中作滞流流动时，其速度分布是____型曲线。
其管中心最大流速为平均流速的____倍，摩擦系数λ与Re关系为____。
[答：抛物线，2， =64/Re]5．流体在钢管内作湍流流动时，摩擦系数λ与____和____有关；若其作完全湍流（阻力平方区），则λ仅与____有关。
[答：Re，；]6．流体作湍流流动时，邻近管壁处存在一____，雷诺数愈大，湍流程度愈剧烈，则该层厚度____。
7 、测流体流量时，随流量增加孔板流量计两侧压差值将，若改用转子流量计，随流量增加转子两侧压差值将。
（答：增加，不变）8、在压力为 202.66kPa （表压），温度为300 ℃ 条件下，由分析得知某混合气体成分如下（圴为体积 %）：CO 2 :8.5%； O 2 :7.5%；N 2 ：76% H 2 O：8%则该混合气体的密度为。
流体流动习题及答案
流体流动习题及答案【篇一：流体流动习题解答】解：真空度＝大气压－绝压3 p绝压?p a?p?(98.7?13.?3)p10atm真空度表压＝－真空度＝-13.3?103pa2. 在本题附图所示的贮油罐中盛有密度为960 kg/m3的油品，油面高于罐底解：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：960?9.81?(9.?6 p??g?z?0.?8)p8a2) (表压作用在孔盖外侧的是大气压pa，故孔盖内外所受的压强差为?p?82874pa 作用在孔盖上的净压力为：p??p?d2?82575?(?0.762)?3.76?104n 44?每个螺钉能承受的最大力为：f钉?32.2?361??4?230.?014?4.n9 610螺钉的个数为3.76?104/4.96?103?7.58 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r1=400 mm，r2=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r3=50 mm，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?g,?h2o,?hg分别表示气体、水与水银的密度，因为?g??hg，故由气柱高度所产生的压强差可以忽略。
由此可以认为pa?pc，c pb?pd。
由静力学基本方程式知：pa?pc??h2ogr3??hggr2?9.8?10?.05 ?10001?3600?9 .d?7161pa(表压)pb?pd?pa??hg1gr?7161?1360?09.?81?0.44 05?6.pa104. 本题附图为远距离制量控制装臵，用以测定分相槽内煤油和水的两相界面位臵。
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/m3。
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。
流体流动习题(计算题)解答
习题解答1-41一敞口贮槽中装有油（密度为917kg/m 3）和水，液体总深度为3.66m ，其中油深为3m 。
试计算油水分界处及贮槽底面的压力，分别用绝压和表压表示。
（当地大气压为101.3kPa ）解：油水分界处：表压： 绝压：贮槽底面的压力： 表压：绝压：1-42用U 形压力计测量容器内液面上方的压力，指示液为水银。
已知该液体密度为900kg/m 3，h 1=0.3m ，h 2=0.4m ，R=0.4m 。
试求： （1）容器内的表压；（2）若容器内的表压增大一倍，压力计的读数R ‘。
解：（1）如图，1-2为等压面。
则容器内表压：（2）当容器内的表压增大一倍时，此时整理得1-43如图所示，用复式压差计测量某蒸汽锅炉液面上方的压力，指示液为水银，两U 形压差计间充满水。
相对于某一基准面，各指示液界面高度分别为z 0=2.0m, z 2=0.7m, z 4=1.8m, z 6=0.6m, z 7=2.4m 。
试计算锅炉内水面上方的蒸汽压力。
解：等压面：kPa gh p 0.27381.9917111=⨯⨯==ρkPap 12810013.1107.2541=⨯+⨯=kPagh p p 5.3366.081.91000107.242212=⨯⨯+⨯=+=ρkPap 13510013.110347.3542=⨯+⨯=)(211h h g p p ++=ρgR p p a 02ρ+=gR p h h g p a 021)(ρρ+=++kPa h h g gR p p a 2.4781.97.090081.94.013600)(210=⨯⨯-⨯⨯=+-=-ρρ2'2'2R R h h -+=)2()('21'02'1'0'RR h h g gR h h g gR p -++-=+-=ρρρρ表2/)2/(021'g g R h h g p R ρρρ--++=‘表m77.02/81.990081.913600)2/4.07.0(81.9900102.4723=⨯-⨯-⨯⨯+⨯⨯=654321,,p p p p p p ===)(10012z z g p p p a -+==ρ整理得蒸汽表压为1-44精馏塔底部用蛇管加热使液体汽化，液体的饱和蒸汽压为 1.093×105Pa ，液体密度为950 kg/m 3。
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 m 3，若气柜内的表压力为 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%、CH 4 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()mol 4.246245mol 313314.860000.10005.53.101t =⨯⨯⨯+==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 mkg 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 m2．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 m331221121t m 157.0m 7106083060=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+=+=ρρm m V V V 33t 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 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。
流体运动试题及答案
流体运动试题及答案一、选择题1. 流体运动中，流速越大的位置，压强越（）。
A. 大B. 小C. 不变D. 无法确定答案：B2. 流体力学中，伯努利方程描述的是（）。
A. 流体的压缩性B. 流体的不可压缩性C. 流体的能量守恒D. 流体的粘性答案：C二、填空题1. 流体运动时，粘性流体的层与层之间存在____。
答案：粘性阻力2. 流体在管道中流动时，如果管道截面突然扩大，流速会____。
答案：增加三、简答题1. 请简述流体运动的连续性方程。
答案：流体运动的连续性方程表明，在没有质量损失或增益的情况下，流体通过某一截面的流量是恒定的。
数学表达式为：A1v1 = A2v2，其中A表示截面面积，v表示流速。
2. 什么是雷诺数？它在流体运动中有何意义？答案：雷诺数是一个无量纲数，表示流体流动中惯性力与粘性力的比值。
它用于判断流体流动是层流还是湍流。
雷诺数较小时，流动倾向于层流；雷诺数较大时，流动倾向于湍流。
四、计算题1. 已知流体通过管道的流速为2m/s，管道截面积为0.05m²，求流体的流量。
答案：流量 Q = 流速v × 截面积A = 2m/s × 0.05m² =0.1m³/s2. 流体在水平管道中流动，管道直径为0.2m，流体的密度为1000kg/m³，流速为3m/s，求流体的动压。
答案：动压P = 0.5 × 密度ρ × 流速 v² = 0.5 × 1000kg/m³× (3m/s)² = 4500Pa。
第1章流体流动习题解答
第一章 流体流动1－1某敞口容器内盛有水与油。
如图所示。
已知水及油的密度分别为1000和860kg/m 3，解：h 1=600mm ，h 2=800mm ，问H 为多少mm ？习题1-1附图mH H H m kg m kg mm h mm h 32.181.91080.081.91060.081.9860?,/860/10,800,6003333321=∴⨯=⨯⨯+⨯⨯=====Θ油水，解：ρρ1－2有一幢102层的高楼，每层高度为4m 。
若在高楼范围内气温维持20℃不变。
设大气静止，气体压强为变量。
地平面处大气压强为760mmHg 。
试计算楼顶的大气压强，以mmHg 为单位。
⎰⎰=∴-=⨯⨯⨯-=⨯⨯-=⎩⎨⎧---⨯=⨯⨯=----=---127.724,04763.040810190.181.9)760/(10190.181.910190.1)2.2938314/(29151408055P P p mmHgp p Ln dz p dp p p gdz d ②代入①，得②①解：ρρ1－3某水池，水深4米，水面通大气，水池侧壁是铅垂向的。
问：水池侧壁平面每3米宽度承受水的压力是多少N ？外界大气压为1atm 。
解：N dz gz P F 64023501045.12/481.9103410013.13)(3⨯=⨯⨯⨯+⨯⨯⨯=+=⎰水ρ 1－4外界大气压为1atm ，试按理想气体定律计算0.20at （表压）、20℃干空气的密度。
空气分子量按29计。
543(1.013100.209.8110)291.439/8314293.2PM kg m RT ρ⨯+⨯⨯⨯===⨯解：1－5有个外径为R 2、内径为R 1为的空心球，由密度为ρ’的材料制成。
若将该球完全淹没在某密度为ρ的液体中，若球能在任意位置停留，试求该球的外径与内径之比。
设球内空气重量可略。
3/1'1232'3132)/1(/)3/4())3/4(--=∴=-ρρρπρπR R gR g R R （解：1－6为放大以U 形压差计测气体压强的读数，采用倾斜式U 形压差计。
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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
业=u^ = 6 1鱼I虫4冷可6 h f 1 U1d2 d2 d2 d2
12. 如图所示，三个容器A、B、C内均装有水，容器C 敞口。
密闭容器A B间的液面高度差为z1=1m,容器 B C间的液面高
度差为z2=2m,两U形管下部液体均为水银，其密度；
0=13600kg/m3，高度差分别为R=0.2m, H=0.1m,试求：容器
A、B上方压力表读数pA、pB的大小。
解:如图所示F选取面1-1\ 2-2\
显然面1-1\ 2-2'均为等压曲.厢
例1-1附图
A =P{^ Pi = Pi
再根拗靜力学原理，牌：
P S- Pa - P妙- Pg®+ "）
二13600x9,81 x 0.1-1000x9,81（2 + 0.1）
=-7259Pa
容器R上方真空表读载为72559P H
根据p】-p『及靜力学嫌埋，得;
H （表）+堺R = 表）十如i +P^
几（表）=丹｛表）+他（可~^）+P9S R
=-7250+1000^9 Sl（l-0 214-H600Q S1 K0 J
■=2.727x1（HPa
13. 用离心泵经$ 57x 3.5mm的钢管,将敞口贮槽内
3
的有机溶剂（密度为800kg/m ,粘度为20cp）输送到反应
器中。
设贮槽内的液面离反应器内的液面高度Z保持20m
见附图。
已知钢管总长度（包括局部阻
力当量长度）为25m，反应器内的压力恒定为4kgf/cm 2
（表压），有机溶液输送量为6n i/h，泵的
效率为60%试确定泵提供的轴功率。
【解】取敞口贮槽液面为1-1截面，反应器内液面为2-2截面，在1-1与2-2截面间列柏努利方
程，并以1-1截面为基准面：
2 2
gZ 1+(u 1 /2)+(p 1/ p )+W=gZ+(u 2 /2)(p 2/ p )+ 工hf 1-2
W=(Z 2-ZJg+[(u 22-u 12)/2]+[(p 2-p 1)/ p ]+ 工hG
工hf 1-2 =入[(l+le )/d](u 2/2)
2
u=(6/3600)/[( n /4) x 0.05 ]=0.8488m/s
U1~ U2~ 0 Z 1=0
3
Re=du p / 卩=0.05 x 0.8488 x 800/(20 x 10-)
=1697.6<2000
则入=64/Re=64/1697.6=0.0377
2
工hf 1-2 =0.0377 x (25/0.05) x (0.8488 /2)=6.7904/.kg
故W=(20-0) x 9.807+4 x 9.807 x 104/800+6.7904
=693.5J/kg
N=Q p W/n = 1.541kw
化简 11.05u j 7.03u ； =98.1
又由连续性方程： 2 38 2
U 2 = (
) U 1 =( ) U 1 =1.41u [
d/ 32
代入上式：
11.05u 12 7.03 1.412uf =98.1
解
得：
u 1 =1.98m/s
流
量：
‘2
2 -
3 3 3
q v
d-2u 1 =0.785 0.0382 1.98 = 2.244 10 m 3
/s 二8.08m 3
/h 4
(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,
，-WfBC = 'WfBD
14.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： C D
附图
(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：
P 1
1 2
P 2 1 2
- 一.“g
2"
.. Z 2g 2 u 2
iWf
简化:=zg = TWfABD
. 2
l AB ■ A --------
d 1 2
. 2
.n l BD u 2
十扎
ZW fABD = ^WfAB ■ ZWfBD
d 2 2 10 9.81 =0.03 28
0.038 2
u 1 —0.03 2
15 u 2 ______ x __ 0.0 3 2 2
l BC U3 l BD U2
■dTT =，dTT
2 2
.12U3 =15U2
.U3 =1.118U2 ⑴又- 0/2 q V3
2 2 2
d-\比d2u2 d3u3
4 4 4
2 2 2 2
382" =322u2322u3 = 322 2.118u2
u i =1.502u2 (2)在高位槽液面与BD出口列柏努利方程：
L Zg = ^W f = .'.W fAB ' _W fBD
11.05u2 7.03u2 =98.1
将（2）代入（3）式中:
解得：
2 2 2
11.05 1.502 u2 7.0仏=98.1
u2 =1.752m/s u1 =2.63m/s u3 =1.96m/s
流里：
二 2 2 3 3 3 q V1=0.785 0.0382 2.63 = 2.98 10 m3/s =10.73m3/h 4
i 2 2 —2 3 3 q V2d；u2 =0.785 0.0322 1.752 =1.408 10 m3/^5.07m3/h 4
q v3 dfu3 =0.785 0.0322 1.96 =1.576 10 m3 /s =5.67m3/h
4
10 9.81 =0.03
28
0.038 2
2
虫0.03
15 2
u2
0.032 2。