化工原理流体流动复习题
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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。
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。
化工原理流体流动试题
化工原理流体流动试题题目一某化工装置的水流动率为1000L/h，管道直径为50mm，水流速约为3.18 m/s。
请回答以下问题： 1. 计算水在管道中的雷诺数。
2. 雷诺数大于多少说明水流为湍流流动？3. 根据雷诺数的大小，判断水流动的稳定性。
答案一1.雷诺数的计算公式为：$$ Re = \\frac{{\\rho \\cdot v \\cdotd}}{{\\mu}} $$2.其中，Re为雷诺数，$\\rho$为水的密度，v为水的流速，d为管道的直径，$\\mu$为水的动力黏度。
温度为25°C时的水的密度为1000 kg/m³，动力黏度为1.002 × 10⁻³ kg/(m·s)。
代入计算得：$$ Re = \\frac{{1000 \\cdot 3.18 \\cdot0.05}}{{1.002 \\times 10^{-3}}} = 15928 $$所以，水在管道中的雷诺数为15928。
3.湍流流动的判据是雷诺数大于4000。
因此，雷诺数大于4000时，水流为湍流流动。
4.根据雷诺数的范围，可以判断水流动的稳定性。
当雷诺数小于2000时，水流动为层流流动，较为稳定；当雷诺数在2000-4000之间时，水流动为过渡流动，可能存在某些湍流现象；当雷诺数大于4000时，水流动为湍流流动，较为不稳定。
题目二某容器内的流体涌入量恒定为10m³/h，容器的进口半径为1m，流体的密度为800kg/m³，流体速度为0.5m/s。
请回答以下问题： 1. 计算流体在容器中的雷诺数。
2. 根据雷诺数，判断流体的流动状态。
答案二1.流体在容器中的流动可以视为圆管内的流动问题。
根据流体涌入量和容器的进口半径，可以计算出管道的流速：$$ v = \\frac{{Q}}{{A}} = \\frac{{10}}{{\\pi\\times 1^2}} \\approx 3.18 \\, \\text{m/s} $$ 其中，v为流速，Q为涌入量，A为管道的截面积。
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。
化工原理复习题1~6章
第一章 流体力学与应用一、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=++=ρp u gz E 22； 单位重量流体的机械能衡算式为常数=++=gp g u z E ρ22； 单位体积流体的机械能衡算式为；常数=++=p u gz E 22ρρ(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 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= ······= ud 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 。
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/s3.2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/dy4.2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; -1005.2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,s6.4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__. 24mm8.3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; hf=λle/du2/2g; hf=u2/2g11.3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＝ ms＝.ρ u＝Vs /A15.3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, um ＝, 滞流, um＝ umax;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－d218. 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+∑Wf; ρgZ1+P1+u12/2×ρ=ρgZ2+P2+ u22/2×ρ+∑Wfg21. .2分孔板流量计和转子流量计的最主要区别在于：前者是恒______,变_____；后者是恒_________,变_________; 截面；压差；压差；截面22.2分在测速管中,测压孔正对水流方向的测压管液位代表______,流体流过测速管侧壁小孔的测压管液位代表__________; 冲压头；静压头23.3分某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的关系为___________;抛物线；;2倍; λ＝64/Re24.3分水由敞口恒液位的高位槽通过一管道流向压力恒定的反应器,当管道上的阀门开度减小后,水流量将_____,摩擦系数________,管道总阻力损失________;减小;增大;不变25.2分流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是流体具有_________;粘性26.2分液体在等直径的管中作稳态流动,其流速沿管长_______,由于有摩擦阻力损失,静压强沿管长_________;不变;降低27.4分流体在圆形直管中作层流流动,如果流量等不变,只是将管径增大一倍,则阻力损失为原来的________; 1/16284分液体在园管内作稳定连续滞流流动时,其摩擦阻力损失与管内径的______次方成反比; 229.2分水塔内的水能通过管路引至各车间使用,这是因为水塔内的水具有______; 高位压头30.4分流体在园管内流动时,由于流体具有粘性,使得___________处速度为零,管的________处速度最大; 管壁；中心31.4分测量流体的流量一般可采用________________________等流量计;测量管内流体点速度,则用_____________;孔板；文丘里；转子；皮托管;32..3分在输送液体的管路中,要使P1-P2= △Pf的条件_________________;管径相等,处于同一水平面,无外加能量;33.2分圆管中有常温下的水流动,管内径d=100mm,测得中的体积流量为 m3/s,质量流量为_________,平均流速为_______; 22kg/s;s二、选择题1.2分一个被测量体系外柱按上一个U型压差计,出现如图情况,说明体系与大气压是关系答案AA. 体系＞大气压B. 体系＜大气压C. 体系＝大气压2.3分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答案 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3.2分层流与湍流的本质区别是： ;答案 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;4.2分在稳定流动系统中,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; 答案答案 CA. 2B. 8C. 45.2分柏努利方程的物理意义可以从题图中得到说明,若忽略A,B间的阻力损失,试判断B玻璃管水面所处的刻度;答案AA. a位置B. c位置C. b位置6.2分流体在管路中作稳态流动时,具有特点. DA. 呈平缓的滞流B. 呈匀速运动C. 在任何截面处流速、流量、压强等物理参数都相等；D. 任一截面处的流速、流量、压强等物理参数不随时间而变化7.2分园管的摩擦系数λ=64/Re公式的适用范围是 ;答案 AA. 滞流B. 过渡流C. 湍流8.4分流体在园管内作滞流流动时,阻力与流速的成比例,作完全湍流时,则呈成比例;答案C；AA. 平方B. 五次方C. 一次方9.2分 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 ;答案 AA. 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10.4分如图所示,当阀门关闭时,E 、F 、G 的压强关系为：P E P G P F. 当阀门打开后： P E P G P F 答案 A; A; C; CA. 等于B. 小于C. 大于 三、判断题：1.2分流体在园管内作稳定流动时,其流速与管径的一次方成反比; 答案 ×2.2分当输送流体的管径一定时,增大流体的流量,雷诺准数减少; 答案×3.2分牛顿粘性定律是：流体的粘度越大,其流动性就越差; 答案 ×4.2分流体在管内以湍流流动时,在近管壁处存在层流内层,其厚度随Re 的增大而变薄; 答案 √5.2分当量直径即可用来计算非园形管的雷诺数 ；也可用来计算流体在非园形管内的流速; 答案 √;×6.2分流体在园管内流动时,管的中心处速度最大,而管壁处速度为零; 答案 √7.2分流体在园形管道中流动时,管壁处的流速为中心处流速的倍; 答案× 8.2分液体在园形管中作滞流流动时,其它条件不变,而流速增加一倍,则阻力损失增加一倍 答案 √92分转子流量计可用来测量高压蒸汽 和腐蚀性流体 的流量;× ; √10．2分 在静止的处于同一水平面上的各点的液体的静压强都相等; 实验证明,当流体在管内流动达完全湍流时,λ与雷诺数的大小无关; 答案 × ; √四、问答题1.8分什么是流体连续稳定流动流体流动的连续性方程的意义如何答案流体连续稳定流动是指流体在流动时,流体质点连续的充满其所在空间,流体在任一截面上的流动的流速、压强和密度等物理量不随时间而变化;流体流动的连续性方程是流体流动过程的基本规律,它是根据质量守恒定律建立起的,连续性方程可以解决流体的流速、管径的计算选择,及其控制; 2.8分 Z 1＋p 1/ρｇ＝Z 2＋p 2/ρｇ1,ｐ＝ｐa ＋ρｇh2；这两个静力学方程式说明些什么 答案1说明静止的连续的同一流体,同一水平面上的各点,深度相同,它的压强亦相等；2说明液体内部任一点的压强是液面深度的函数,距离液面越深,则压强越大,当液面压强变化,必将引起液体内部各点发生同样大小的变化; 3.6分如图,有一敞口高位槽,由管线与密闭的低位水槽相连接,在什么条件下,水由高位槽向低位槽流动为什么 答案p a /ρ+Zg=p 2/ρ+Σh f；当p a /ρ+Zg>p 2/ρ时, 由1流向2, 当p a /ρ+Zg< p 2/ρ时, 由2流向1;4.10分 用如图所示的实验装置得实验记录如下表所示：皮托管编号 1 2 3 4 管内直径mm21 12 12 皮托管测压孔高度mm7272 72 21 关闭阀A,玻管水柱高度mm472 472472472全开阀A 皮托管测压孔柱高度mm 平行水流方向全开阀A 皮托管测压孔柱高度mm 正对水流方向322根据以上实验数据,回答下列问题：1、第4点的位压头,静压头和动压头各为多少mmH 2O2、水由第2点处流到3点处的阻力损失压头为多少mmH 2O3、第1点的速度为多少m/s 答案1 Z 4=21mmH 2O , P 4/ρg=H 4-Z 4=322-21=301mm H 2O ； h 动4=u 42/2g==H 2O2 h f2-3= H 2O3 ∵ u 12/2g=；∴ u 1=0.95m/s五、计算题1.12分水塔供水系统,管路总长Lm包括局部阻力在内当量长度, 1-1'到2-2'的高度H m,规定供水量V m3/h;当忽略管出口局部阻力损失时,试导出管道最小直径dmin 的计算式;若L=150m,H=10m, V=10 m3/h, λ=,求dmin答案在1-1′与2-2′间列柏努利方程,以通过水平管的中心线为水平基准面gZA +uA2/2+pA/ρ= gZB+uB2/2+pB/ρ+∑WfZ1-Z2+p1-p2/ρg=Wf =λL/du22/2g；由p1-p2=0Z1-Z2=H∴H=λL/du22/2g 而u2=Vh/3600πd2/4代入上式H=λ8VhL/3600πgd2=> d2=λ8LVh /3600πgH∴d=λ8LVh/3600πgH代入数据：d=×8×150×10/3600×π××10 ==2.12分某厂如图所示的输液系统将某种料液由敞口高位槽A输送至一敞口搅拌反应槽B中,输液管为φ38×2.5mm的铜管,已知料液在管中的流速为u m/s,系统的ΣWf=2 J/kg,因扩大生产,须再建一套同样的系统, 所用输液管直径不变,而要求的输液量须增加30%,问新系统所设的高位槽的液面需要比原系统增高多少答案低液面2-2为基准,在1-1与2-2间列柏努力方程：gZA +uA2/2+pA/ρ= gZB+uB2/2+pB/ρ+∑Wf∵u1≈0≈u2; p1=p2于是gZ1=gZ2+ΣWfgZ1-Z2=ΣWf= u2/2u=2gZ1-Z2/ =2××6/=2.39m/sZ1′=Z2+′2/2g =5+×2/2× =增高为：Z1′-Z1==3.15分如图所示的管路系统中,有一直径为φ38×、长为30m的水平直管段AB, 并装有孔径为16.4mm的标准孔板流量计来测量流量,流量系数 Co=;流体流经孔板永久压强降为×104N/m2,AB段的摩擦系数可取为;试计算: ⑴液体流经AB管段的压强差；⑵若泵的轴功率为500W,效率为60%,则AB管段所消耗的功率为泵的有效功率的百分率;答案⑴在A-B之间列柏方程管中心线为基准面：gZA +uA2/2+pA/ρ= gZB+uB2/2+pB/ρ+∑WfpA -p2=ρ∑Wf=ρλLu2/2d+△p孔u0=C2gRρ2-ρ/ρ=2××13600-867/867 =8.284m/su=332×=2.046 m/s∴pA -pB=×30/×2×867+×104 =74590 N/m2⑵Ne=We .Ws=74590/867π/4d2uρ =86×××867=130w有效功率百分数=130/500××100%=%4.18分如本题附图所示,槽内水位维持不变;槽底部与内径为100mm钢管相连,管路上装有一个闸阀,阀前离管路入口端15m处安有一个指示液为汞的U管压差计,测压点与管路出口端之间距离为20m;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,管路摩擦系数取,入口处局部阻力系数取,问每小时从管中流出水量为多少m3;2．当阀全开时取闸阀全开le/d＝15, λ＝ 18,测压点B处的静压强为若干N/m2表压;答案1当闸阀全关时,根据静力学关系：Z＋hρｇ＝R.ρ汞ｇ得水槽液位高度： Z＝Rρ汞/ρ－h=×6.66m 列A－A与B－B截面柏努利方程式：Z＝ｕ2/2ｇ＋PB /ρｇ＋∑ｈfPB /ρｇ＝Rρ汞－hρ/ρ =××1000/1000=4.04mZ－PB/ρｇ＝ｕ2/2ｇ＋λｌ/d＋ζｕ2/2ｇ＝1＋λｌ/d＋ζｕ2/2ｇ－＝1＋×15/＋ｕ2/2ｇ＝ｕ2/2ｇ∴u＝×2×＝ m/sV＝×××3600＝95.5 m3/h2当闸阀全开时,列A－A与C－C截面柏努利方程：Z＝ｕ’2/2ｇ＋∑hf’＝1＋λl＋le/d＋ζｕ’2/2ｇ＝1+35/+15+ ｕ’2/2ｇ; 解得u’＝s ,由A－A与B－B截面间柏努利方程式得：Z ＝ｕ’2/2ｇ＋P B ’/ρｇ＋∑ｈf ’ ＝P B ’/ρｇ＋1＋λｌ/d ＋ζｕ’2/2ｇ∴P B ’/ρｇ＝Z －1＋λｌ/d ＋ζｕ’2/2ｇ ＝－1＋×15/＋×/2×＝3.2 m, ∴P B ’＝31392 N/m 25.15分有一内径为d ＝50mm 的管子,用孔板流量计测量水的流量,孔板的孔流系数C 0＝,孔板内孔直径d 0＝25 mm,U 形压差计的指示液为汞：1U 形压差计读数R ＝200mm,问水的流量为多少2U 形压差计的最大读数R max ＝800mm,问能测量的最大水流量为多少3若用上述U 形压差计,当需测量的最大水流量为 V max ＝30m 3/h 时,则孔板的孔径应该用多大假设孔板的孔流系数不变 1ｕ0＝C 02ｇＲρs －ρ/ρ ＝2×××＝s∴ V＝×××3600＝7.7m 3/h2ｕmax ＝2Ｒmax ｇρ－ρ/ρ＝2×××＝s∴V max ＝×××3600＝15.4m 3/h3ｕmax ＝ m/s; V max ＝30m 3/h30＝×d 02××3600 解得： d 0＝0.0349m ＝34.9mm 即应该用d 0＝35mm 孔径的孔板;6.12分用内径为300mm 的钢管输送20℃的水,为了测量管内水流量,在2m 长主管上并联了一根总长为10m 包括局部阻力的当量长度内径为53mm 的水煤气管,支管上流量计读数为h,求总管内水流量为多大 取主管的摩擦系数为,支管的摩擦系数为; 答案设主管中水流量为V 1,支管中水流量为V 2则 V＝V1＋V2V2＝×3600＝2.72m3/hu2＝3600××＝0.343m/s∑Wf2＝λ2l2/d2u22/2＝×10/×2＝Ｊ/kg∑Wf2＝∑Wf1＝λ1l1/d1u12/2∴×2/×u12/2＝Ｊ/kg解得 u1＝2.36 m/s∴ V s＝π/4×d12ｕ1×3600＝×××3600＝600m3/h∴总流量V＝600＋＝602.72m3/h7..16分在附图所示的管路系统中,有一直径为φ38×、长为30m的水平直管段AB,在其中间装有孔径为的标准孔板流量计来测量流量,流量系数Co为,流体流经孔板的永久压降为6×104Pa,AB段摩擦系数λ取为,试计算：⑴液体流经AB段的压强差；⑵若泵的轴功率为800w,效率为62%,求AB管段所消耗的功率为泵的有效功率的百分率;已知:操作条件下液体的密度为870 kg/m3,U形管中的指示液为汞,其密度为13600kg/m3;答案uo =Co2gRρ′-ρ/ρ=2××13600-870/870 =8.27m/su=do /d2uo=332×=2.043m/sWs=×π/4××870 =1.52kg/s⑴流体流经AB段的压强差：在A与B两截面间列柏努利方程管中心线为基准面ZA g+pA/ρ+uA2/2=ZBg+pB/ρ+uB2/2+ΣWfZA =ZBuA=uBΣWf=λl/du2/2+6×10/ρ =×30/×2+6×104/870 =111J/kg∴pA -pB=ρΣWf=870×111=96570Pa⑵Ne=800×=496wAB段所消耗的功率N：N=WsΣWf=×111=∴N/Ne=496==34%8.18分某液体密度800kg/m3,粘度73cp,在连接两容器间的光滑管中流动,管径300mm,总长为50m包括局部当量长度,两容器液面差为如图示;求：⑴管内流量为多少⑵若在连接管口装一阀门,调节此阀的开度使流量减为原来的一半,阀的局部阻力系数是多少按该管折算的当量长度又是多少层流:λ=64/Re;湍流λ=答案⑴在1-1面和2-2面之间,列柏式以2-2面为基准面：u1≈u2≈0 gz=ΣWf= λl/du2/2设流体流动符合柏拉修斯公式：λ=；Re=duρ/μ∴gz= l/d u2/2 =ρ/μ l/2∴=2gz/{ρ/μ×l/}=;∴u=3.513m/s验证：Re=××800/=11550>4000,假设正确∴V= π/4d2u=π/4 2××3600=m3/h⑵流量减半,即是流速减半 u=2=1.7565m/sRe=5775,符合柏拉斯式条件, 列1-1面至2-2之间的柏式：gz=l/d+ζu2/2;∴ζ=2gz/u-l/d=2×××50/ =又ζu2/2=λle /du2/2=le /du2/2; ∴ζ=le /dle =dζ/ =××=m9.20分粘度为30cp,密度为900kg/m3的液体,自A经内径为40mm的管路进入B,两容器均为敞口,液面视为不变;管路中有一阀门;当阀全关时,阀前后压力表读数分别为和;现将阀门打至1/4开度,阀门阻力的当量长度为30m,阀前管长50m,阀后管长20m均包括局部阻力的当量长度;试求: 1管路的流量m3/h2阀前后压力表读数有何变化答案 1阀关时P1＝Z1ρｇ,Z1＝P1/ρｇ＝××104/900×=10mZ2＝P2/ρｇ＝××104/900×＝5m 阀开时,两槽面间列柏式:PA /ρ＋ZAｇ＋ｕA2/2＝PB/ρ＋ZBｇ＋ｕB2/2＋∑Wf1ZA －ZBｇ＝∑Wf10－5×＝＝∑WfWf=λｌ/du2/2=λ50＋20＋30/u2/2＝1250λu2代入1 ＝1250λu2设λ＝,则ｕ＝1250×＝1.4m/sRe＝××900/30×10-3＝1680 层流λ＝64/1680＝＞λ设分析：λ↑,ｕ↓,∴仍为层流 ＝1250×64/×900ｕ/30×1 0-3u 2∴ ｕ＝0.736 m/sVs ＝×××3600＝3 .33m 3/h2阀开后,P 1↓,P 2↑10.20分用离心泵将密闭储槽中 20℃的水通过内径为100mm 的管道送往敞口高位槽;两储槽液面高度差为10m,密闭槽液面上有一真空表P 1读数为600mmHg 真,泵进口处真空表P 2读数为294mmHg 真;出口管路上装有一孔板流量计,其孔口直径d 0=70mm,流量系数α= , U 形水银压差计读数R=170mm; 已知管路总能量损失为44J/kg,试求：⑴出口管路中水的流速;⑵泵出口处压力表P 3与图对应的指示值为多少已知P 2与P 3相距0.1m; 答案⑴∵u 0 =α 2△P/ρ△P=Rgρo -ρ=××13600-1000=×104V=π/4×2×104×2/1000 =×× 2 ×10 =0.0174 m 3/s∴u=V/=×=m /s⑵选低位水池的水平为基准面,取1-1、2-2两截面建立柏努利方程： Z 1+p 1/ρg+u 12/2g+He= Z 2+p 2/ρg+u 22/2g+Σh f ′ u 1= u 2= 0 , Z 1= 0 , p 2/ρg≈0 ∴H e= Z 2+Σh f ′- p 1/ρg =10+44/+×=mH 2O再选泵入口管所在面为基面,取3-3、4-4两截面建立柏努利方程：Z3+p3/ρg+u32/2g+He= Z4+p4/ρg+u42/2gp4/ρg=H-ho - u42- u32/2g+ p3/ρg ; u42- u32/2g≈0p4=ρgH-ho +p3/ρg =1000× =×105Pa=大气压表p4-2-211.18分如图所示,槽内水位维持不变,在水槽底部用内径为100mm的水管引水至用户C点;管路上装有一个闸阀,阀的上游距管路入口端10m处安有以汞为指示液的U管压差计ρs=13600kg/m3,压差计测压点与用户C点之间的直管长为25m;问：1当闸阀关闭时,若测得R=350mm,h=1.5m,则槽内液面与水管中心的垂直距离Z 为多少m2当闸阀全开时ζ阀= , λ=,每小时从管口流出的水为若干m3/h 答案1闸阀关闭,系统内处于静止,由U管处等压面得：ρ水gZ+h=ρsgR∴Z=ρρ水-h =13600×=3.26m2以槽液面为1-1,管出口内侧为2-2,管中心线为基准面,列柏式：Z1+u12 /2g+P1/ρg= Z2+u22 /2g+P2/ρg+∑hf又∵∑hf =λ.L/d+∑ζ. u22/2g =×35/++×u22 /2g= u22 /2g则 +0+0=0+ u22/2g+0+ u22/2g解得 u2=2.72m/sV =π. /4 =π.2××3600/4=76.87m3/h12.20分如下图所示的输水系统,用泵将水池中的水输送到敞口高位槽,管道直径均为φ83×,泵的进、出管道上分别安装有真空表和压力表,真空表安装位置离贮水池的水面高度为, 压力表安装位置离贮水池的水面高度为5m;当输水量为36m3/h时,进水管道的全部阻力损失为kg,出水管道的全部阻力损失为 J/-2,泵的效率为70%,试求：⑴两液面的高度差H为多少m ⑵泵所需的实际功率为多少kw ⑶真空表的读数多少答案⑴取截面0-0, 1-1, 2-2, 3-3如图, 在截面2-2和3-3间列柏努利方程以2-2为基准面目的求H3Z2g+p2/ρ+u22/2= Z3g+p3/ρ+u32/2+Wf∵1at=×104N/m2=1 ;u=Q/A=36/3600π/4=s××104/103+ 2 =H3×++= + →H3==m;∴H= H3+5=+5=m⑵在0-0和3-3间列柏努利方程以0-0为基准面求WeZ0g+p/ρ+u2/2+We=Hg +p3/ρ+u32/2+WfWe=Hg +Wf=×++=J/kgms=Vsρ=36/3600×103=10kg/s;Ne=Ms·We= 10×wN实=Ne/η==4267W=kw⑶在0－0和1－1间列柏氏方程以0－0为基准面Z0g+p/ρ+u2/2= Z1g+p1/ρ+u12/2+Wfp0–p1/ρ=×+2+ =J/kgp0–p1=×1000/×103-2。
化工原理上册复习题
第一章流体流动与输送一、填空题1.流体的密度是指单位体积流体所具有的质量,其单位为 kg/m3 ;2. 20℃时苯的密度为880kg/m3,甲苯的密度为866kg/m3,则含苯40%质量苯、甲苯溶液的密度为3/mkg;3.流体的粘度是描述流体流动性能的物理量,一般用符号μ表示；流体的粘度越大,流动时阻力损失越大 ;4.流体的流动形态有层流和湍流两种,可用雷诺数Re 判断;5.流体阻力产生的根本原因是流体本身的粘性 ,而流动型态与管路条件是产生流体阻力的外因;6转子流量计应垂直安装,流体由下而上流动；读数读转子的最大截面处 ,一般为转子的顶部 ;8.离心泵的构造主要包括叶轮和泵轴组成的旋转部件以及泵壳和轴封组成的固定部件;9.离心泵开车时,泵空转、吸不上液体、进口处真空度低,此时泵发生了气缚现象,其原因可能是没有灌泵或轴封不严密 ;10.离心泵运转时,泵振动大、噪音大、出口处压力低、流量下降,此时泵发生了气蚀现象,其原因可能是安装高度过高或吸入管路阻力太大或者被输送流体温度过高;11.流体的特征是具有一定的体积；无一定的形状 ,其形状随容器的形状而改变；在外力作用下内部会发生相对运动 ;二、选择题1.有一串联管道,分别由管径为d1与d2的两管段串接而成;d1＜d2;其流体稳定流过该管道;今确知d1管段内流体呈层流;请断定流体在d2管段内的流型为 c ;A.湍流B.过渡流C.层流D.须计算确定;2.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;A.这两种说法都对B.第一种说法对,第二种说法不对C.这两种说法都不对D.第二种说法对,第一种说法不对3.水以2 m·s-1的流速在35 mm×2.5 mm钢管中流动,水的粘度为1×10-3Pa·s,密度为1000 kg·m-3,其流动类型为 b ;A.层流B.湍流C.过渡流D.无法确定4.装在某设备进口处的真空表读数为－50 kPa,出口压力表的读数为100 kPa,此设备进出口之间的绝对压强差为 a kPa;A. 150B. 50C. 75D. 255.各种型号的离心泵特性曲线 d ;A.完全相同B.完全不相同C.有的相同,有的不同D.图形基本相似6.某设备上真空表读数为,若当地大气压强为,则设备内绝对压强为 b ;A. kPaB. 10 kPaC. kPaD. 90 kPa8.当两个同规格的离心泵串联使用时,只能说 c ;A.串联泵较单台泵实际的扬程增大一倍B.串联泵的工作点处较单台泵的工作点处扬程增大一倍C当流量相同时,串联泵特性曲线上的扬程是单台泵特性曲线上的扬程的两倍D.在管路中操作的串联泵,流量与单台泵操作时相同,但扬程增大两倍10.判断流体流动类型的准数为 a ;A. Re数B. Nu数C. Pr数D. Fr数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.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14. 关于黏性和黏度的叙述错误的是 c ;A.静止的流体和流动的流体都具有黏性B.黏度是衡量流体黏性大小的物理量C.流体的黏度随温度的升高而减小D.压力改变对液体黏度的影响很小,可以忽略,不很高的压力对气体黏度的影响也可以忽略15.下列说法正确的是 d ;A.柏努利方程不能表示静止流体内部能量转化与守恒的规律B.流体作用在单位面积上的压力,称为静压强C.可以用液柱高度表示压力的大小D.在静止、连通的流体中,处于同一水平面上各点的压力均相等16.关于U 形管压差计的指示液,下列说法错误的是 c ;A.指示液与被测流体不互溶B.指示液不能与被测流体发生化学反应C.指示液的密度一定要比被测流体大D.指示液最好带一些颜色,方便读数17.下列说法错误的是 b ;A.黏性是流体阻力产生的根本原因B.静止的流体没有黏性C.静止的流体没有阻力D.流体的流动型态与黏度有关18.下列说法正确的是 b ;A.流体的流动型态有层流、过度流和湍流三种B.湍流与滞流的本质区别是流体质点有无作径向运动C.流体在管内流动时,湍流和滞流不可能同时存在D.直管阻力与局部阻力均与流体的动能成正比例关系19.流体在直管内作湍流流动时,若管径和长度都不变,且认为λ不变,若流速为原来的2倍,则阻力为原来的 d 倍; A. 41 B. 21C. 2D. 420.不能减少流体阻力的措施是 c ;A.减短管路,减少管件、阀门B.放大管径C.增大流速D.加入某些药物,以减少旋涡23.下列说法正确的是 d ;A.在离心泵的吸入管末端安装单向底阀是为了防止“气蚀”B.“气蚀”与“气缚”的现象相同,发生原因不同C.调节离心泵的流量可用改变出口阀门或入口阀门开度的方法来进行D.允许安装高度可能比吸入液面低24.对由外管直径为d 1,内管直径为d 2组成的套管而言,按润湿周边计算而得得当量直径为 c ; A.221d d + ＋2 C －d 2 －d 1 三、判断题1.压力的单位也可用流体的液柱高度来表示;√2.国际单位制中表示压力的单位为大气压即atm; ×3.流体的流速是指单位时间流体质点流过的距离,化工计算中一般用管路截面上的平均流速,通过体积流量除以流通截面积得到; √4.流体的粘度是表示流体流动性能的一个物理量,粘度越大的流体,同样的流速下阻力损失越大; √5.流体的粘度是流体的动力学性质,静止时粘度为0; ×6. U 形管压差计中指示液密度必须大于被测流体的密度; ×7.压差一定时,U 形管压差计的读数R 与U 形管的长、短无关; √8.柏努利方程是流体的机械能衡算式,不包括能量损失; ×9.流体的流动型态有三种,即层流、过渡流和湍流; ×10.雷诺数Re 是一个描述流体流动型态的无因次数群,只要各参数用同一单位制的数值代入,其计算结果都是一样的; √ 11. μρdu =Re ,所以,当管路中流量不变时,管径增大Re 也增大; ×12.当量直径等于4倍的水力半径; √ 13.粘性是产生流体阻力的根本原因; √14.摩擦系数λ随Re 的增大而增大;× 15.转子流量计应垂直安装在管路中,流体自上而下流过流量计; ×16.离心泵上铭牌注明的性能参数是轴功率最大时的参数; ×17.离心泵的扬程为用泵将液体从低处送到高处的高度差; ×18.在离心泵的吸入管末端安装单向底阀是为了防止“气蚀”; ×四、简答题1.静止的流体有粘度吗温度对流体粘度影响如何试分析之答：有,但没有表现；液体的黏度随温度的升高而降低,气体的粘度随温度的升高而升高,因为温度升高,液体的分子间距增大,分子之间的作用力减小,粘度降低,而对于气体,分子之间的作用是靠碰撞进行的,温度越高,碰撞机会越多,所以粘度增大;2.流体的流动型态有哪两种如何来判断流体的流动型态影响流动型态的因素有哪些答：流体的流动型态有层流和湍流；用Re 来判定,Re 小于等于2000为层流,Re 大于4000为湍流；影响流动型态的因素主要有管径、流速及流体的密度和粘度;3.试述减小流体阻力的途径答：缩短直管长度、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粘度,减小管路的相对粗糙度;4.离心示输送流体的工作原理答：借助于高速旋转的叶轮施加于流体离心力,使流体获得较高的动能,在泵壳的作用下,部分动能转化为静压能排出泵外,而叶轮旋转中心随流体抛出后形成负压而吸入流体; 5.什么是离心泵的气缚现象,试分析引起原因答：现象：泵空转,吸不上流体; 原因：泵内有空气;一是没灌泵或没灌满；二是可能轴封不严密;6.什么是离心泵的气蚀现象,试分析引起原因答：现象：泵振动大,噪音大,流量与扬程下降,泵壳和叶轮金属离子被剥落;原因：叶轮旋转中心负压太大;一是泵的安装高度可能过高；二是可能吸入管路阻力太大；三是可能被输送流体的温度过高;第二章非均相物系的分离一、填空题1.非均相物系一般有两相组成,其中一相称为连续相另一相称为分散相 ;2.非均相物系的主要分离方法有沉降、过滤、离心分离及湿法分离;3.沉降分离是依据分散介质与分散物质间的密度差来分离的;4.沉降器的生产能力与面积和颗粒的沉降速度正比；与降尘室的沉降高度无关;5.沉降分离的必要条件是颗粒在沉降器中的停留时间大于或等于沉降时间;6.旋风分离器的操作是混合气体从筒体上部的切向方向进入径向或切向, 顶部排出净化气体, 底部间歇排灰顶部或底部;7.过滤方法有饼层过滤、深床过滤和动态过滤三种;8.常用的过滤介质有织物状、粒状和固体多孔三种;9.根据连续相的状态不同,非均相物系可分为气态非均相物系和液态非均相物系;10.过滤操作中,待过滤的悬浮液称为滤浆,而过滤后分离出的固体称为滤渣或滤饼 ,通过过滤介质的液体称为滤液;二、选择题2.在重力场中,固体颗粒的沉降速度与下列因素无关的是 D ;A .粒子几何形状 B. 粒子几何尺寸 C .粒子与流体密度 D .流体的流速3.描述颗粒特性的参数不包括 C ;A.形状B.大小C.密度D.表面积4.含尘气体通过长4m、宽3m、高1m的降尘室,已知颗粒的沉降速度为0.25m/s,则除尘室的生产能力为 A ;A. 3 m3/sB. 1 m3/sC. 0.75m3/sD. 6 m3/s5.某粒径的颗粒在降尘室中沉降,若降尘室的高度增加一倍,则该降尘室的生产能力将C ;A.增加一倍B.为原来1/2C.不变D.不确定6.织物状过滤介质不包括 D ;A.滤布B.滤纸C.滤网D.滤板7.过滤方法不包括 B ;A.饼层过滤B.滤布过滤C.深层过滤D.动态过滤8.下列各项中不用于表示过滤推动力的是 B ;A.液柱静压力B.浓度差C.惯性离心力D.压力差9.固液分离不可以选用的分离设备是 A ;A.旋风分离器B.砂滤器C.转筒真空过滤机D.叶滤机10.下列为连续式操作设备的是 B ;A.板框压滤机B.转筒真空过滤机C.叶滤机D.三足式离心机11.旋液分离器是利用离心力分离 B ; A.气液混合物的设B.液固混合物的设备C.液液混合物的设备D.气固混合物的设备12.下列说法哪种是错误的 C ;A.降尘室是分离气固混合物的设备B.叶滤机是分离液固混合物的设备C.沉降式离心机是分离气固混合物的设备D.沉降槽是分离液固混合物的设备13.下列不属于沉降设备的是 D ;A.旋风分离器B.降尘室C.增稠器D.叶滤机三、判断题1.液-液相物系不构成非均相物系; ×2.沉降操作只能用来分离悬浮液; ×3.过滤操作适用于分离含固体物质的非均相物系; √4.沉降分离的原理是依据分散物质与分散介质之间的粘度差来分离的; ×5.沉降分离的必要条件是物料的停留时间必须大于或等于粒子的沉降间√6.沉降速度一般是指粒子在匀速沉降时的速度;√7.过滤推动力是指悬浮液的压力大小; ×8.过滤阻力主要是过滤介质的阻力; × 9.滤饼是主要的过滤阻力; √10.转筒真空过滤机是连续生产的过滤机;√ 11.旋风分离器是分离气-固相混合物的设备;√12.离心机是分离液-固相混合物的设备; √四、问答题1.什么是非均相物系答：物系内部存在有稳定的相界面,界面两侧物质的性质是完全不同的,这种物系称为非均相物系;2.过滤方法有几种分别适用于什么场合答：有饼层过滤、深床过滤以及动态过滤三种饼层过滤适用于固粒浓度较高的物料,深床过滤适用于固粒浓度极低的物料,动态过滤适用于固粒浓度较低的物料;3.工业上常用的过滤介质有哪几种,分别适用于什么场合答：有织物状介质、固体多孔介质以及粒状介质三种；织物状介质适用于过滤颗粒浓度高、粒径小的物料；固体多孔介质适用于过滤颗粒浓度小、粒径较大的物料；粒状介质适用于过滤固粒浓度小于%的物料;4.过滤得到的滤饼是浆状物质,使过滤很难进行,试讨论解决方法答：采用活性碳助滤剂,直接混合在悬浮液中,让其随机地停留在滤饼层中起支撑作用,使过滤过程得以进行;5.旋风分离器的进口为什么要设置成切线方向答：①以使气流进入分离器后沿筒壁作向下的螺旋运动,减小沉降距离；②不至于将已沉降的颗粒再重新卷起;第三章传热一、填空题1.列管式换热器中,用饱和水蒸气加热空气,则传热管的壁温接近饱和水蒸气,总传热系数K的值接近空气传热膜系数 ;2.多程列管式热交换器的壳程中常装有一定数目与管束相垂直的折流挡板简称挡板,其目的是提高对流传热系数 ;3.在换热过程中,温度较高放出热量的流体称为热载热体；温度较低吸收热量的流体称为冷载热体 ;5.导热速率与温度梯度以及垂直于热流方向的导热面积成正比;7.间壁式换热器中传热速度与传热温度差成正比,与传热热阻成反比;8.换热器中两流体的流动形式有：并流、逆流、错流和折流等;9.强化传热的途径有增大传热面积提高传热温度差及提高传热系数 ;二、选择题1.下列说法中错误的是C ;A.热量总是自发地从高温处向低温处传递B.固体中存在热传导,不存在热对流C.液体中存在热对流,不存在热传导D.辐射传热不仅是能量的传递,同时还拌有能量形式的转换2.关于热导率的叙述错误的是 D ;A.金属的热导率随纯度的增高而增大B.气体的热导率随压力的升高而增大C.与固体和液体相比气体的热导率最小D.物质的热导率均随温度的升高而增大3.气体的导热系数数值随温度的变化趋势为 A ;A. T升高,λ增大B. T升高,λ减小C. T升高,λ可能增大或减小D. T变化,λ不变5.下列比较铜、铁、熔化的铁水三种物质导热系数的大小论断中正确的是 A ;A.铜的导热系数最大,铁水的最小B.铁水导热系数最大,铁的最小C铜的导热系数最大,铁的最小 D.铁的导热系数最大,铁水的最小6.多层平壁定态热传导时,各层的温差与各相应层的热阻 A ;A.成正比B.成反比C.没关系D.不确定7.对由三层平壁组成的多层平壁稳定热传导而言,若三层的传热推动力△t1＞△t2＞△t3,则三层平壁的传热阻力R1,R2,R3之间的关系是 A ;＞R2＞R3＜R2＜3C＞R3＞R2＞R1＞R38.双层平壁稳定热传导,壁厚相同,各层的导热系数分别为λ1和λ2,其对应的温度差为△t1和△t2,若△t1＞△t2,则λ1和λ2的关系为 A ;A.λ1＜λ2B.λ1＞λ2C.λ1＝λ2D.无法确定9.由厚度都相同的平壁组成的三层平壁而言,若λ1＞λ2＞λ3,则热阻R1,R2,R3之间的关系为 B ;＞R2＞R3＜R2＜3C＞R3＞R2＞R1＞R211.能显着提高传热速率的是 B ;A.尽量减少管壁的厚度B.定期检查除垢C.间壁两侧对流传热系数相差很大时,增加对流传热系数大的那一侧流体的流速D.间壁两侧对流传热系数相差很小时,增加对流体热系数小的那一侧流体的流速12.对于三层圆筒壁的稳定热传导而言,若Q1,Q2,Q3为从内向外各层的导热量,则它们之间的关系为 C ;＞Q2＞Q3＞Q1＞2C＝Q2＝Q3D.无法比较13.某燃烧炉炉壁内外表面温度分别为t1,t2,今在炉壁外表面加一层保温层,炉壁内外表面的温度变化为T1,T2;下列判断中正确的是 B ;=T2,T1－T2＞t1－t2＞T2,T1－T2＞t1－t2＜T2,T1－T2＞t1－t2D.以上都不对14.由傅立叶定律,可以定义出导热系数λ；由牛顿冷却定律,可以定义出对流传热系数α;对于λ及α的下列认识中正确的是 C ;A.λ和α皆为物质的热物理性质B.λ和α具有相同的因次C.λ和α不一样,仅λ为物质的热物理性质D.λ和α不一样,仅α为物质的热物理性质15. 一般情况下,下列说法错误的是 B ;A.湍流时α的值比滞流时大得多B.无相变时α的值比有相变时大得多C.强制对流时α的值比自然对流大D.计算α常采用实验得到的关联式16.生产中为提高传热推动力尽量采用 A ;A.逆流B.并流C.错流D.折流17.适用于壳程流体清洁且不结垢,两流体温差不大或温差较大但壳程压力不高场合的是A 换热器;A.固定管板式B.浮头式形管式 D.填料函式18.下列结构最紧凑且流体作严格的逆流流动的是 B 换热器;A.列管式B.套管式C.夹套式D.螺旋板式19.可在器内设置搅拌器的是 C 换热器;A.套管B.釜式C.夹套D.热管20.在列管换热器中,用饱和蒸气加热空气,下面两项判断中正确的是 A ;甲：传热管的壁温将接近加热蒸气温度乙：换热器总传热系数K将接近空气侧的对流传热系数A.甲、乙均合理B.甲、乙均不合理C.甲合理、乙不合理D.乙合理、甲不合理三、判断题1.化工生产中对传热的要求可分为强化传热和削弱传热两种情况; √3.多管程换热器中,一般管程数为偶数; √4.热负荷是对换热器换热能力的要求,而传热速率是换热器本身具有的换热能力; √5.换热器还未选定或设计出来之前无法确定传热速率,但可计算热负荷; √6.显热法可用于物质无相变或有相变的传热量的计算; ×7.冷、热流体间的平均温度差即流体进出口温度差的算术平均值×8.水蒸气是生产过程中最常见的加热剂; √ 9.水是生产过程中最常用的冷却剂; √12.换热器内设置挡板是为了提高管外流体流速,提高传热速率; √13.在蒸气冷凝传热中,不凝气体的存在对α没有影响;× 14.温度升高,气体的热导率增大; √15.对流传热过程既包括热对流,也包括热传导; √ 16.传热过程中,热负荷一定小于或等于换热器的传热速率;√ 17.传热速率是冷、热流体在单位时间内通过传热面所传递的热量;√四、简答题2.什么叫稳态传热什么叫不稳态传热答稳定传热：流体在管道内流动时,任一管截面处的物理量如流量、流速、压强等不随时间而改变; 不稳定传热：流体在管道内流动时,任一管截面处的物理量如流量、流速、压强等要随时间而改变;3.何谓换热器的传热速率和热负荷两者关系如何答换热器的传热速率是指单位时间内通过换热面传递的热量,常用Q表示,单位为W或J/s.换热器的热负荷是指工艺上或生产任务对换热器提出的换热要求;一台合用的换热器,其传热速率必须等于或稍大于热负荷;4.换热器热负荷的确定方法有哪几种答换热器的确定方法有以下三种：1显热法,适用于流体在换热过程没有相变的情况;2潜热法,适用于换热过程中流体仅发生恒温相变时的情况;3焓差法;5.热导率λ的物理意义和单位是什么答热导率λ的物理意义：热导率也称导热系数,表示当导热面积为1m2,温度梯度为1K/m时,单位时间内以导热方式传递的热量,其单位为W/m·K6.传热系数K的物理意义和单位是什么提高传热系数的具体方法有哪些答传热系数K的物理意义为：当冷、热流体主体的温度差为1K时单位时间内单位传热面积所传递的热量;其单位为：W/m2·K; 由K的关联式：可知,在忽略管壁热阻的情况下,要提高传热系数K,必须要提高壁面两侧的对流给热系数αi、αo及减小管壁两侧的污垢热阻Rsi和Rso;具体来说就是提高α较小侧的流体的流速及湍动程度、改变流动条件和经常清洗管壁以减小管壁热阻等;7.当间壁两则流体均无相变时,试写出传热的平均温差的计算式,为什么工程上并不都采用逆流传热8.什么叫强化传热强化传热的有效途径是什么可采取哪些具体措施9.当间壁两侧流体的给热系数α相差较大时,为提高传热系数K,以提高哪一侧流体的给热系数更为有效为什么当间壁两侧流体的给热系数α相差较大时,为提高传热系数K,以提高较小侧的α更为有效;因为根据讨论,此时的总传热系数K数值上接近于较小侧的给热系数;。
化工原理-流体流动习题
7 流体流经变径管时，局部阻力损失计算式中u指的是（ ） A 小管中流速 B 小管中流速与大管中流速的平均值 C 大管中流速 D 与流向有关
8 伯努力方程式中的表示单位质量流体所具有的
(
)
A 位能
B 动能
C 静压能
D 有效功
9 在皮托管工作时，测压孔正对流体流动方向所测的压力代
表此处的（），此时侧壁小孔所测压力代表此处的（ ）
3 0.2MPa 3
0.3 1.46103
d A 205
0.3 1.67 103
d B 180
查图得摩擦系数
A 0.022 B 0.021
水泵吸水底阀
5.2
闸阀（全开）
0.17
90°的标准弯头
0.75
25m
A
2m 2
1
1
取水池液面1-1截面为基准面，泵吸入点处A 为2-2截面，在该两截面间BE，有
例4:某塔底部接一Π形管，管长LAB=3m，LAC=4.5m (以上管 长均包括局部阻力的当量长度)，管径d=20mm，直管摩擦系数 λ=0.02，Π形管出口与B点的高度差H=1.5m,塔内压强为大气 压，塔上部流下的液体量qV=0.32L/s。试求：
(1)当连通管上的阀门开启、 流动达到稳定时，
(2 ) 在A-A ——B-B截面间列BE,有
lAB u2 (i )gR
d2
0.02 6 u2 12.6 9.81 0.04 0.05 2
u 2.03m / s
（3）qv=0.785d2u =0.785×0.052×2.03=3.98×10-3 m3/s
Pe=ρgHeqv =(1000×9.81×245.25×3.98×10-3)/1000=0.956 kW
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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11.8kg/s/,其体积流量为___________.平均流速为__________.( 0.0118m3/s,1.5m/s)6.（4分）当20℃的水(ρ=998.2kg/m3,μ=1.005厘泊)在内径为100mm的光滑管内流动时,若流速为1.0m/s时,其雷诺准数Re为______,直管摩擦阻力系数λ为_____.(9.93×104; 0.0178)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______.( 1.0; 0.5)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＝u.A m s＝u.A.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＝0.8u max，滞流， u m＝0.5 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＝d 1－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)21. .(2分）孔板流量计和转子流量计的最主要区别在于：前者是恒______,变_____；后者是恒_________,变_________。
( 截面；压差；压差；截面)22.（2分）在测速管中,测压孔正对水流方向的测压管液位代表______,流体流过测速管侧壁小孔的测压管液位代表__________。
( 冲压头；静压头)23.（3分）某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的关系为___________。
(抛物线；;2倍; λ＝64/Re)24.（3分）水由敞口恒液位的高位槽通过一管道流向压力恒定的反应器,当管道上的阀门开度减小后,水流量将_____,摩擦系数________,管道总阻力损失________。
(减小;增大;不变)25.（2分）流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是流体具有_________。
(粘性)26.（2分）液体在等直径的管中作稳态流动,其流速沿管长_______,由于有摩擦阻力损失,静压强沿管长_________。
(不变;降低)27.（4分）流体在圆形直管中作层流流动,如果流量等不变,只是将管径增大一倍,则阻力损失为原来的________。
( 1/16)28（4分）液体在园管内作稳定连续滞流流动时,其摩擦阻力损失与管内径的______次方成反比。
( 2) 29.（2分）水塔内的水能通过管路引至各车间使用,这是因为水塔内的水具有______。
（高位压头）30.（4分）流体在园管内流动时,由于流体具有粘性,使得___________处速度为零,管的________处速度最大。
（管壁；中心）31.（4分）测量流体的流量一般可采用________________________等流量计。
测量管内流体点速度,则用_____________。
（孔板；文丘里；转子；皮托管。
）32..（3分）在输送液体的管路中,要使P 1-P2= △P f的条件_________________。
（管径相等，处于同一水平面，无外加能量。
）33.（2分）圆管中有常温下的水流动,管内径d=100mm,测得中的体积流量为0.022m m3/s,质量流量为_________,平均流速为_______。
( 22kg/s;2.8m/s)二、选择题1.（2分）一个被测量体系外柱按上一个U型压差计,出现如图情况,说明体系与大气压是（）关系(答案A)A. 体系＞大气压B. 体系＜大气压C. 体系＝大气压2.（3分）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( )（答案 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3.（2分）层流与湍流的本质区别是：( )。
（*答案* 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.（2分）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。
***答案*** （*答案* C）A. 2B. 8C. 45.（2分）柏努利方程的物理意义可以从题图中得到说明,若忽略A,B 间的阻力损失，试判断B玻璃管水面所处的刻度。
（）（*答案*A）A. a位置B. c位置C. b位置6.（2分）流体在管路中作稳态流动时,具有（）特点.( D)A. 呈平缓的滞流B. 呈匀速运动C. 在任何截面处流速、流量、压强等物理参数都相等；D. 任一截面处的流速、流量、压强等物理参数不随时间而变化7.（2分）园管的摩擦系数λ=64/Re公式的适用范围是（）。
（*答案* A）A. 滞流B. 过渡流C. 湍流8.（4分）流体在园管内作滞流流动时,阻力与流速的（）成比例,作完全湍流时,则呈（）成比例。
（*答案*C；A)A. 平方B. 五次方C. 一次方9.（2分）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（）。
（*答案* 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10.（4分）如图所示,当阀门关闭时,E、F、G的压强关系为：P E（）P G（）P F. 当阀门打开后： P E（）P G （）P F(***答案*** A; A; C; C)A. 等于B. 小于C. 大于三、判断题：1.（2分）流体在园管内作稳定流动时,其流速与管径的一次方成反比。
（） (*答案* ×)2.（2分）当输送流体的管径一定时，增大流体的流量，雷诺准数减少。
（）(*答案*×)3.（2分）牛顿粘性定律是：流体的粘度越大,其流动性就越差。
( ) (*答案* ×)4.（2分）流体在管内以湍流流动时,在近管壁处存在层流内层,其厚度随Re的增大而变薄。
（）(*答案* √)5.（2分）当量直径即可用来计算非园形管的雷诺数（）；也可用来计算流体在非园形管内的流速。
（）(*答案* √;×)6.（2分）流体在园管内流动时,管的中心处速度最大,而管壁处速度为零。
（）(*答案* √)7.（2分）流体在园形管道中流动时,管壁处的流速为中心处流速的0.5倍。
（）(*答案*×)8.（2分）液体在园形管中作滞流流动时,其它条件不变,而流速增加一倍,则阻力损失增加一倍（）(*答案* √)9（2分）转子流量计可用来测量高压蒸汽（）和腐蚀性流体（）的流量。
(× ; √)10．（2分）在静止的处于同一水平面上的各点的液体的静压强都相等。
（）实验证明,当流体在管内流动达完全湍流时,λ与雷诺数的大小无关。
（）(*答案* ×; √)四、问答题1.（8分）什么是流体连续稳定流动？流体流动的连续性方程的意义如何？***答案***流体连续稳定流动是指流体在流动时，流体质点连续的充满其所在空间，流体在任一截面上的流动的流速、压强和密度等物理量不随时间而变化。