化工原理概念分析题问答流体流动
化工原理课后习题答案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 =461097.8)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41097.8⨯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/m33.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 。
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。
化工原理(华理)-流体流动- [考研大题]
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2、B阀关小，u↓，上游压力↑ 所以h1↑, h2↑
hf = ∆p l u2 = h1 − h2 = λ ρg d 2g Q u ↓⇒（h1 − h2 ) ↓
判断： 已知管道有阻塞 ①判断上游、下游？ ②判断阻塞位置？ 管道发生异常，应在P1 和P2之间。 管道阻塞，阻力增大， 上 游 P ↑ ,下 游 P ↓ 所以，流体流动从P1→P2
Pa + 65334.6 = Pa + ( 1.5 + 0.02 uB = 3.85 m / s
（1）阀门部分开，PB压力变化
35 + 1.5 1000 2 )× uB 0.1 2
ρ 2 u + ρΣh f1−2 2 2
p B '＝ Pa ＋13600 × 9 .81 × 0 . 4－1000 × 9 .81 × 1 .4＝ Pa ＋ 39632 . 4
判断：
ζ1 ↑ , qV__,qV1__, qV2__,qV3__ 阀门1关小，支管流量↓，总流量↓
平行管路h f 相等，h f 1 = h f 2 = h f 3 h f 1 ↑⇒ h f 2 = λ l u2 , h f 2 ↑⇒ u 2 ↑∴ qv 2 ↑ d 2
2
3
结论 ： 支路中 局部 阻 力 系数 ↑， 如 阀门 关 小 该 支 管内 流量↓， 总 管 流 量 ↓， 其余 支 路流 量 ↑， 阀门 上游 压力 ↑， 下 游压 力 ↓。 这个规 律具 有 普 遍性 。
流体在均匀直管内作定态流动，平均速度沿流程保持 定值，并不因内摩擦而减速
实际流体
He + z1 g +
化工原理简答题
第一章流体流动1。
什么是流体连续稳定流动?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。
2。
流体粘度的意义是什么？流体粘度对流体流动有什么影响？答案：流体的粘度是衡量流体粘性大小的物理量，它的意义是相邻流体层在单位接触面积上，速度梯度为1时，内摩擦力大小.流体的粘度愈大，所产生粘性也愈大，液体阻力也愈大。
3。
何谓层流流动?何谓湍流流动？用什么量来区分它们？答案：层流:流体质点沿管轴作平行直线运动，无返混，在管中的流速分布为抛物线，平均流速是最大流速的0.5倍。
湍流:流体质点有返混和径向流动，平均流速约为最大流速的0。
8倍。
以Re来区分，Re〈2000为层流、Re>4000为湍流。
4.什么是连续性假定？答案：假定流体是由许多质点组成的，彼此间没有间隙，完全充满所占有空间的连续的介质。
,这一假定称为连续性假定.5流体流动的连续性方程的意义如何?答案：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。
6.流体静力学基本方程的意义是什么?答案：静止流体内部任一水平面上的压强与其位置及流体的密度有关，位置越低，压强越大；静止液体内部压强随界面上的压强而变，表明液面上所受的压强能以同样大小传递到液体内部.7。
流速与管路建设投资费及运行操作费的关系.答案：当流量一定时，流速大,管径小，投资费用小；但流速大,管内流体流动阻力增大，输送流体所消耗的动力增加,操作费用则随之增大。
反之，在相同条件选择小流速，动力消耗固然可以降低，但管径增大后建设投资增加。
8。
稳态流动和非稳态流动9。
流体的静压力具有的特性答:静压力的方向与其作用面相垂直，且在各个方向的数值相同，即静压力为标量.10.试简述非圆型管当量直径的含义及计算方法答:把4倍的水力半径定义为非圆管的当量直径第二章流体输送机械1。
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。
化工原理思考题
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/=<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。
R1不变，因为该U形管两边同时降低，势能差不变。
化工原理题库习题及答案(修改)解析
化工原理题库第一章 流体流动一、名词解释（每小题2分）1、法定计量单位由国家以命令形式规定允许使用的计量单位。
2、稳定流动流动系统中各截面上的流速、压强、密度等各有关物理量仅随位置变化不随时间变化。
3、不稳定流动流动系统中各截面上的流速、密度、压强等随位置及时间而变。
4、流动边界层流体流过壁面时，如果流体润湿壁面，则必然形成速度梯度很大的流体层叫流动边界层。
5、边界层分离流体在一定条件下脱离壁面的现象叫边界层的分离。
6、速度梯度du dy速度梯度，即在与流动方向垂直的y 方向上流体速度的变化率。
7、牛顿黏性定律dydu μτ= 8、当量长度e l把流体流过某一管件或阀门的局部阻力折算成相当于流过一段与它直径相同、长度为e l 的直管阻力。
所折算的直管长度称为该管件或阀门的当量长度。
9、因次分析法用维数不多的无因次数群代替较多的变量，对一个复杂的物理现象可简化实验工作，该方法称为因次分析法。
10、相对粗糙度 ε /d —相对粗糙度。
11、黏性与黏度运动流体内部产生的阻碍流体向前运动的特性。
S yu F ∆∆=μ，μ—比例系数，流体的黏性愈大，其值愈大，所以称为粘滞系数或动力黏度，简称黏度。
12、点速度流通截面上某一点的速度，可直接测量m/S。
13、绝压以绝对零压作起点计算的压强，称为绝对压强。
14、表压表示被测流体的绝对压强比大气压强高出的数值，称为表压强。
15、真空度真空度等于大气压强减去绝对压强。
二、单选择题（每小题2分）1、某物体的质量为1000kg，则其重量为______。
BA 1000 NB 9810 N C9810 kgf D 1000/9.81 kgf2、4℃水在SI制中密度为______；重度为______；在工程单位制中密度为______；重度为______。
B D C AA1000kgf/m3B1000kg/m3C102kgf·s2/m4 D9810N/m33、如图所示，若液面恒定，忽略流动阻力损失，则放水管的出口速度U与______有关AA HB H、dC dD PaE H、d、Pa4、用标准孔板流量计测量管中的流量，采用如图所示三种装置，两测压孔距离h相等，d1＝d2＝d3，各管流速相等。
化工原理选择题题库—流体流动解析
化工原理选择题题库—流体流动解析流体流动【当前章节】流体流动内部结构【当前难度】11、如下各物理量中，与压强有关的有几个（B ）①压强不太高时气体的黏度；②压强不太高时气体的运动黏度③压强不太高时气体的流速；④压强不太高时气体的质量流速A.1B.2C.3D.42、流体在管内流动时，如下有几项会使层流内层增厚？（B ）*①流体黏度变小；②流体流速减小；③如为液体，升高其温度；④如为气体，升高其温度A.1B.2C.3D.43、如下关于定态流动和非定态流动的说法，正确的是（B ）A.定态流动时，流体内各处的流动参数（）均相同B.定态流动时，流体内各处的流动参数（）均不随时间而变化C.非定态流动时，流体内各处的流动参数都不相同D.非定态流动时，流体流量随时间的推移而减小4、管内流体流动时，如下哪一项不利于形成湍流（B ）A.增大管径B.减小流体密度C.增加流体流量D.减小流体粘度针对圆管内的流体流动，关于层流与湍流的区别，如下表述中正确的是（C ）*A.剪应力沿径向分布的数学规律不同B.湍流时不存在由于分子热运动而造成的动量传递，而层流时存在C.同种流体在同样的速度梯度下，湍流剪应力大于层流D.湍流时流体所有的质点都在脉动，而层流时流体所有质点都不脉动6、某黏度为50mPa.s的流体在内径为60mm的圆管内做定态流动，管截面上的速度分布服从u=20y-200y*y。
式中y为管截面上某一点至管壁的距离，m；u为该点处流速，m/s。
则管内最大剪应力为（A）*A.1.0PaB.0.4PaC.0.021D.条件不足，无法计算7、某流体在内径为60mm的圆管内做定态流动，管截面上的速度分布服从u=20y-200y*y。
式中y为管截面上某一点至管壁的距离，m；u为该点处流速，m/s。
则管内最大速度为（C）A.0.5m/sB.0.48m/sC.0.42m/sD.1.0m/s8、当圆管内流动充分发展时，其边界层的厚度（B ）A.等于管子的内直径B.等于管子的内半径C.大于管子的内半径D.大于管子的内直径在研究流体流动问题时，最小的考察对象通常是（ A）A.流体的质点B.流体的分子C.液滴或气泡D.流体层10、流体的连续介质假定是指（D ）A.流体分子之间没有间隙B.液流之中没有气泡，气流之中没有液滴C.流体层之间没有间隙D.流体质点之间没有间隙11、理想气体状态方程中的压强是指气体的（B ）A.表压强B.绝对压强C.真空度D.以上压强都可用于气体状态方程12、以下哪项为基准的压强称为真空度（A ）A.当地大气压B.标准大气压C.绝对0压强D.其他三个都不是13、雷诺实验现象揭示了（ A）A.流体流动时质点的行为B.流体流动阻力产生的原因C.流体流动型态D.流体流动时的速度分布规律14、“管内各截面处的体积流量相等”，此话适用于（D ）A.定态流动B.管内流体流动的任何情形C.不可压缩流体流动D.不可压缩流体定态流动15、质量流量一定的流体在管内流动时，如下各项中与管内气体压强有关的是（D ）A.气体的质量流速B.气体流动的雷诺数C.气体的黏度D.气体的流速16、一般来说，液体的黏度远大于气体的黏度，根本原因是（C ）A.液体具有不可压缩性，而气体具有可压缩性B.液体分子的热运动激烈程度远高于气体C.液体分子间的引力远大于气体D.液体密度远大于气体的密度17、以如下哪项为基准的压强称为绝对压强（C ）A.当地大气压B.标准大气压C.绝对0压强D.其他三个都不是18、一个活塞在直径一定的气缸内做往复运动，活塞侧面与气缸内壁之间有一层润滑油。
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第1章 流体流动
1.在工程上，为什么将流体定义为由质点所组成的
答：工程上仅关注流体分子微观运动所产生的宏观结果。
流体质点是由大量分子所组成的
微团，质点的运动状态反映并代表着流体的运动状态。
2.流体的连续性假定有何意义
答：假定组成流体的质点之间无间隙，则流体在连续运动过程中无间断，从而可以应用连
续的数学函数描述流体的连续运动过程。
3.
4.5.6.7.答：烟囱拔烟效果好是指(Pout-Pin) 差值大。
烟囱出口的水平面上压强相等。
当烟囱内的高
温气体温度一定（即密度一定），烟囱外大气温度一定（即密度一定）时，
()out in air fluegas air fluegas P P H g H g H g
ρρρρ-=-=-，故烟囱愈高，其拔烟效果愈好。
8.柏努利方程式的应用条件有哪些
答：（1）粘度等于零的理想流体；（2）稳定流动；（3）无机械能的加入或引出；（4）不可
压缩的流体。
9.层流与湍流的本质区别是什么
答：流体层流时，其每一个质点均仅在主流方向上有速度。
流体湍流时，其质点除了在主
流方向上有速度以外，同时在其他方向上存在着随即的脉动速度，即流体湍流时，其质点
之间发生相互摩擦与碰撞的概率很大。
10.雷诺数的物理意义是什么
Re 惯性力答：粘性力du u u
G u u
u d d
ρ
ρμμμ⋅⋅====，可见Re 反映流体流动过程中的惯性力与粘性力的相
11.12.13.14.在满流的条件下，水在垂直直管中往下流动，对同一瞬时沿管长不同位置的速度而言，
是否会因重力加速度而使下部的速度大于上部的速度
答：不会。
因为，若出现下部的速度大于上部的速度，说明出现了不稳定流动，供给的流
量减小了，或不是满流的条件了。
若始终是稳定流动且满流的条件，根据流体流动的连续
性方程，流动过程中，对于不可压缩的水来说。
体积流量不变，流速不变。
15.如图所示管路，A 阀、B 阀均处于半开状态。
现在分别改变下列条件，试问：（1）将A
阀逐渐关小，h1、h2、(h1-h2)分别如何变化（2）将B 阀逐渐关小，h1、h2、(h1-h2)分别如
何变化
答：将A 阀逐渐关小，管路中的流速减小，A 阀下游的压强均减小，即h1、h2均减小。
(h1-h2)
反映该段管路中的阻力损失，因管路中的流速减小了，所以(h1-h2) 减小。
将B 阀逐渐关小，管路中的流速减小，B 阀上游的压强均增加，h1、h2均增加。
因管路中的流速减小了，所
以(h1-h2) 减小。
16.如图所示管路，1、2、3阀均处于全开状态。
现将1阀逐渐关小，则qvt 、qv1、qv2、qv3
分别如何变化
17.18.19.
ab 段的压强差不相等。
自a 到b 列出机械能衡算式()a b f a b P P P Z Z g ρ-=∆--。
自c 到d 列出机械能衡算式c d f P P P -=∆ 。
20.如图所示，槽内水面维持不变，水从B 、C 两支管排出，各管段的直径、粗糙度相同，
水在管内已达完全湍流状态。
试分析：（1）阀B 、阀C 开度相同时，两支管的流率是否相等（2）阀C 开度减小，B 支管
中水的流率如何变化O 处的压强如何变化
答：（1）C 支管、B 支管末端的压强、位高相同，自管的分支点O 分别至C 支管、B 支管的末端列出机械能衡算式，则得到如下关系式：22222222oB oC C C B B l l u u u u d g g d g g
λλ+=+ 因为oB oC l l <，所以B C u u >。
（2）阀C 开度减小，PO 增加，B 支管中的流速会增加。
21.何谓定常态流动何谓非定常态流动
答：流动过程中的各参数均不随时间发生变化的流动称为定常态流动，否则称为非定常态
流动。