化工原理第一章习题.doc
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。
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。
过程装备(化工原理)习题参考答案.doc

习题参考答案第一章1-1. 略。
1-2. 杆BC 为二力杆,N BC =8.64kN ,BC 杆受压。
梁AB 在铰链A 处所受约束反力:N A X =-6.11kN ,N A Y =2.89Kn 。
1-3. 1.575kN (压力)。
1-4. N A X =G/2,N A Y =G ;N BX =G/2,N B Y =0;N C X =G/2,N C Y =G 。
1-5. 11.25kN 。
1-6. 杆EF 和CG 均为二力杆,N EF =0.943kN ,N CG =-0.167kN ;A 处约束反力:N A Y =0.667kN ,N A Y =0.5kN 。
1-7. γGbl 2=。
1-8. 51.76N 。
1-9. 22kN 。
1-10. 固定铰链给予轮子一个大小为P 方向向上的约束反力,与轮边缘作用的向下的力P 形成一个力偶,这样才能与轮子所受的力偶相平衡。
1-11. (1)塔底约束反力:N A x =17.4kN ,N A y =243.5kN ,M =202.2kN ·m ;(2)N A x =6.39kN ,N A y =23.5kN ;N B x =6.39kN ,N B y =0。
第二章2-1. 两边200mm 段中的应力为100MPa ,应变为0.0005,伸长量为0.1mm ;中段应力为60MPa ,应变为0.0003,伸长量为0.06mm ;总伸长为0.26mm 。
2-2. 略。
2-3. 细段应力127.4 MPa ,粗段应力38.2 MPa ,总伸长量为0.733mm 。
2-4. AB 杆中的应力110.3 MPa ,BC 杆中的应力31.8 MPa ,均小于许用应力,故支架是安全的。
2-5.(1)x=1.08m ;(2)杆1中的应力44 MPa ,杆2中的应力33 MPa 。
2-6. 活塞杆直径d ≥62mm ,可取d =62mm ,螺栓个数n ≥14.8,取n=16(偶数)。
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。
化工原理第一章习题

m Co= pW r yV righ= W t1 200 1 98 -0 2 09 5 10 .94 0 A/3 s9 po6 se P0 ty L0 td.
r r g1+ zu 2 1 2+p1+W =g2z+u 2 2 2+p2+
h f
eated wW it= hC7 Azp1 o1==s9 p00p.y,8 (our1si表+ =ge1 02 压h.S.t6 2 )l2Ei2 d08 v+ e1as9p ur lu2 f2-o2a+ =rt01 i1.oNd= 9nV0 2E8 Ao4Tn.s2 =2 lp3yo2+ ..6 5.s6p erC2 8m Plit/eysnLt tPdr.ofile 5.2.0
ea器te的d表w压it为h A1.6sp1o0s5eP.aS,li两d槽es液for .NET 3.5 C160liment Profile 52.2.0 面槽液的面垂保直持距C不离op变为y,3ri0g且mh。知t 2如阀0果门19的两-2019 Aspose Pty Ltd.
当量长度为管内径的50倍,管
r
r2
1m
4
5.2.0
4
Et2
=g1+
p2(表)
r
= 9 .8 - 1 1 .1 4 + 2 3 .9 3 = 1 4 .6 9 J /2 kg3
3
Et2>Et3 小管中的水自上而下流动
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❖5、己知:流量3001/min> △Z=10m,p=0,吸人管:①89X4mm、L=15m, 一个底阀、一个弯头,排出管:中57X3.5mm、❖L=50m, 一个闸阀、一个截止阀、三个弯头.求泵的轴功率N=?(效率为70%)We = gAZ+ △牛 + 坐 + Eh,Pl=P2=0,ui=u2=0; We =9.81 X 10+Ehf£hf=hf+h'f =(4^^ +「.)xg吸人管:E Lc=6.3+7.2m,,c=0.5, u=0.97m/s, Rc= 106000, E/d=0.0037, X=0.029 £hf=4.28J/Kg 排出管:E Le=0.33+17+3 X 1.6=22.13m,,e=10, u=2.55m/s, Re=l 73000, s/d=0.006, X=0.0313 Ehf =150J/Kg总 E hf =吸人管 E hf +排出管Ehf = l 54.3 J/Kg; We=252.4J/KgWs=4,4Kg/s,Nc=lll 0.6W=l. 11KW, N=1.11 /0.7=l .59K6、已知:d=200mm,入曰底阀hf,=10(u2/2),pB=350mmHg(真),hfA-B=0.1 (u2/2)。
试求(1)、qv=? (2)、P A=?解:(1)由水池水面到B截面列柏努利方程:P B=一350 X 133.3=-46655 Pa(表)0=3 X 9.81 +苗/2-46655 /1000+0. 1U2/2+10U2/2解得:u=1.76m/s; V=198m3/h(2)由A到B列柏努利方程:P A//1000=5X9.81+- 46655 /1000+0.1 X 1.762/2P A=2550 Pa7、温度为20°C的空气在直径为2.5cm的管道中流动。
在距壁1mm处空气流速为3cm/s,试求:(1)管壁处的切应力;单位管长的粘性阻力。
QiSfe d=2.5cm, u = 3cm/s, 8= 1mm, p,= 18.08X 10-b Pa ・ So理根据牛顿内摩擦定律,得管壁处的切应力为r()"18.08X10-6X0Q3~0^5.424X10~4 N/m20 dy0.001单位管长的粘性阻力为T = = 5.424x10一4乂3.14x0.025x1 = 4.258x10一5 N/m8、有一块30X40cm2的矩形平板,浮在汕面上,其水平运动的速度为10cm/s,汕层厚S o 理根据己知条件列连续性方程,度6 =10mm,汕的动力粘度p=0.102Pa • s,求平板所受的阻力。
A = 30X40cm 2, u=10cm/s, 5= 10mm, (i=0.102Pa 根据牛顿内摩擦定律,得平板所受的阻力为『二〃火人= 0.102x 史二^x0.3x0.4 = 0.12N dy 0.019、容器中空气的绝对压力为pB=93.2kPa,当地大气压力为pa=98.1kPa 。
试求玻璃管中 水银柱上升的高度h v0已知PB=93.2kPa, pa=98.1kPa 。
些 依据题意列静力学方程,得P B + W V ". p — P R (98.1 — 93.2)X 10°所以 /?v = —~— = ------------- ---- = 0.0367 m = 36.7 mm心 13.6x981010、蒸气管道的干管直径d 】 = 50mm,截面平均流速u I =25m/s,密度P1=2.62kg/m 3,蒸气分别由两支管流出,支管直径d2=45mm, d 3=40mm,出口处蒸气密度分别为p 2 =2.24kg/m 3, p 3 = 2.30kg/m 3,求保证两支管质量流量相等的出口流速比和山。
di=50mm, d2=45mm , d3=40mm , ui=25m/s ,pi=2.62kg/m 3, p2=2.24kg/m 3, ps=2.30kg/m 3, M?=M3。
~^d}p 2u 2 =—^djp 3u 3将②式代入①式,得则 处=;(△)(牛)如=,(缥片(来)2x25 = 18.05 m/s2 p 2 d 2 2 2.24 45代入②式,得w=(^1)x (—)2x 18.05 = 22.25 m/s 3 p y d. 。
2.30 4011、由水库引水,先用长L=25m,直径di = 75mm 的管道将水引至贮水池中,再由长匕 = 150m,宜径d 2=50mm 的管道将水引至用水点。
已知水头H = 8m,沿程阻力系数X 、= X 2=0.03,阀门局部阻力系数电=3,试求:⑴流量Q 和水面高差h ; (2)绘总压头线和测压 管压2 +'勿]京3”3头线。
Mg (2) (3) 各管段流速分别为 QM* /] =25m, d|=75mm, /2 =150m, d 2=50mm, H=8m, X|=X2=0.03, K 、,=3, Kc=0.5,电=1.0。
蛭 (1)各管段阻抗分别为8(时 + ZK) 8X (0.03X -^- + 0.5+ 1.0)福=二3」4仅%膘4x9.81 =3・8(X>-^- + ZA :) 8x(0.03x —+ 0.5 + 3 + 1.0)0xl°4 s 扁S 3」4鹭。
E.8I总阻抗 S H =Sm +Sm =3.0X 104+1.25X 106 =1.28X 106 s 2/m 5列水库水面至用水点之间的伯努利方程,基准面取在出水口处,得列水库水面至贮水池水面之间的伯努利方程,基准面取在贮水池水面上,得h = h\E =S Hi e 2 =3.0xl04x(2.5xl0'3)2 =0.19m纠=4x2.5xl (r ; =0 566 皿々1 兀 d ; 3.14x0.0752伞竺= 4X2.5X10:=] 274m/s」7td\ 3.14X0.052则各点局部压头损失分别为* =K C % = 0.5X °566 =8.16x10-3 mHQ JC1 c 2g 2x9.81 ~2 ,h =K°% = 1 .Ox 0 566 = 0.0163 mH 2O J01° 2g 2x9.81 2H Q =Q A— =2.5x10—3 m 3/s1.28X106 S0.0827 mH,0 2x9.817 2 /?ie2 =K 「% = 0.5x I*- = 0.0414mH.O jc2 °2g2x9.81 2 7 上砂 M 1-27424°2 = K°S = 1.0X 2g各管段沿程阻力分别为i 勺好|25 0.5662凡 ----- =0.03x ------- x --------- = 0.163 m\/1 2 只 0.075 2x9.81 7 3 l 2 u} AA. 150 1.2742 e /?w7 =刀 ----- =0.03x ------- x --------- = 7.45 m ~ d?2g 0.05 2x9.81根据以上数据,计算出各节点的总压头和测压管压头值,即可绘出总压头线和测压管压头线。
12、水箱中的水经管道出流,已知管道直•径为25mm,长度为6m,水位H=13m,沿 程阻力系数A=0.02,试求流量及管壁切应力TOOd=25mm, /=6m, H=13m, X=0.02, Ki=0.5,《=1.0。
座 (1)列水箱水面至管道出口的伯努利方程,得H =(灯+ £幻匚 d 2ghlll - 2gH I 2x9.81x13/ 贝 i] u = ——2 ------- = ------------ -------- = 6.36m/s 1 江 + ZK 10.02X —+ 1.5 \ d \ 0.025所以 g = =-X 3.14X 0.0252X 6.36 = 3.12X 10~3 m 3/s 4 4⑵ 因为 Ap f =2--pw 2 =0.02x —x-xl000x6.362 =97079.4N/m 2 d 20.025 2由:〃c/2zlpf=〃d/%,可得管壁切应力为 Ap (cl 97079.4x0.025 .XT/ 2 T (\ = 1 = -------------------- = 101.1 N/m~ 4/ 4x613、水由图中的喷口流出,喷口直径d=75mm,不计损失,计算H 值(以m 计)和p 值(以 kN/m 2 计)。
已翁* di=125mm , d2= 100mm , d3=75mm ,Ah= 175mm,瞄⑴ 列1-1截面至2-2截面间的伯努利方程, 基准血取在2-2截面所在的水平面上,(3)id 15.222H =工==11.81m 2g 2x9.81(4) Pm1 2 1 2 Pl +QgZ] +-pu[ = P2 +-/?W2列1.1与2-2截而间U型管的静力学方程Pl +Qg(Z] +Z2)-(P2 +pg¥)= (p汞-p)g^h简化上式,并代入伯努利方程,得~P(U2 - P)g^h列1.1截面至2-2截面间的连续性方程:勿d;绮或写成W] =“2(牛)2将②式代入①式,整理后得2x9.81x(13.6-1)x0.175 =8<56m/s列2-2截而至3-3截而间的连续性方程1 q 1~7TCl -)U-)= ~7Tuu. =uA—)2 =8.56x(E!_)2 =15.22 m/s3~ d30.075列自由液I"至3.3截面间的伯努利方程,基准|印取在出曰管轴线上,得列压力表处至3.3截面间的伯努利方程,基准面取在出口管轴线上,得1 2 1 2Pm +~P U2 =~P U342^-p(^-^) = -xl000x(15.222 -8.562) = 79187.4 N/m2 = 79.187 kN/m2 2 2 w。