流体流动习题解答
化工原理流体流动习题和答案
在大贮槽液面 1-1´与小贮槽液面 2-2´间列柏努利方程，并以底面为基准水平面，有：
z1
u12 2g
p1 g
z2
u
2 2
2g
p2 g
h f ,12
其中
u1 u2 0
p1 p2 大气压， u 为管中流速，
z1 H ，
z2 16.72 1.96H
h f ,01
(
l ) d
u2 2g
(0.17 0.02
二选择
1 流体在管内流动时，如要测取管截面上的流速分布，应选用A流量计测量。
A 皮托管 B 孔板流量计 C 文丘里流量计 D 转子流量计
2 离心泵开动以前必须充满液体是为了防止发生A。
A 气缚现象
B 汽蚀现象
C 汽化现象
D 气浮现象
3 离心泵的调节阀开大时，
A 吸入管路阻力损失不变
B 泵出口的压力减小
u
2 0
2
p0
We
gH
u12 2
p1
h f ,01
其中，
hf
135.1J / kg
,
u0= u1=0， p1= p0=0（表压）, H0=0， H=20m
代入方程得： We gH hf 9.81 20 135.1 331.3J / kg
又
Ws
Vs
15 1000 3600
4.17kg / s
解：由题意得：R=130mm，h=20cm，D=2m， 980kg/ m3 ， Hg 13600kg / m3 。
管道内空气缓慢鼓泡 u=0，可用静力学原理求解。
空气的 很小，忽略空气柱的影响。
观察瓶
压缩空气
Hg RHg g
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。
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。
化工原理王志魁第五版习题解答：第一章 流体流动
第一章流体流动流体静力学【1-6】如习题1-6附图所示，有一端封闭的管子，装入若干水后，倒插入常温水槽中，管中水柱较水槽液面高出2m ，当地大气压力为101.2kPa 。
试求：(1)管子上端空间的绝对压力；(2)管子上端空间的表压；(3)管子上端空间的真空度；(4)若将水换成四氯化碳，管中四氯化碳液柱较槽的液面高出多少米？解管中水柱高出槽液面2m ，h=2m 水柱。
(1)管子上端空间的绝对压力绝p 在水平面11'-处的压力平衡，有.绝绝大气压力1012001000981281580 （绝对压力）ρ+==-⨯⨯=p gh p Pa (2)管子上端空间的表压表p 表绝 -大气压力=8158010120019620 =-=-p p Pa(3)管子上端空间的真空度真p ()真表=-=-1962019620 p p Pa-=(4)槽内为四氯化碳，管中液柱高度'h 'cclhh ρρ=4水常温下四氯化碳的密度，从附录四查得为/ccl kg m ρ=431594 '.h m ⨯==10002125 1594【1-7】在20℃条件下，在试管内先装入12cm 高的水银，再在其上面装入5cm 高的水。
水银的密度为/313550kg m ，当地大气压力为101kPa 。
试求试管底部的绝对压力为多少Pa 。
解水的密度/3水=998ρkg m ()....331011001213550005998981117410=⨯+⨯+⨯⨯=⨯p Pa【1-8】如习题1-8附图所示，容器内贮有密度为/31250kg m 的液体，液面高度为3.2m 。
容器侧壁上有两根测压管线，距容器底的高度分别为2m 及1m ，容器上部习题1-6附图空间的压力（表压）为29.4kPa 。
试求：(1)压差计读数（指示液密度为/31400kg m ）；(2)A 、B 两个弹簧压力表的读数。
解容器上部空间的压力.29 4（表压）=p kPa 液体密度/31250ρ=kg m ，指示液密度/301400ρ=kg m (1)压差计读数R=?在等压面''1111上-=p p ()()()()().'...p p h R g p p h g R g p h R g p h g R g Rg ρρρρρρρρ=+-++=+-++++++=+++-=11000 321 32212222 0()0因g 0，故0ρρ-≠=R (2)().....A p p g Paρ=+-=⨯+⨯⨯=⨯333212941022125098156410().....333222941012125098144110ρ=+-=⨯+⨯⨯=⨯B p p g Pa【1-9】如习题1-9附图所示的测压差装置，其U 形压差计的指示液为水银，其他管中皆为水。
南工大化工原理《第一章 流体流动》习题解答
《第一章流体流动》习题解答1某敞口容器内盛有水与油。
如图。
已知水及油的密度分别为1000和860kg/m3，解：h1=600mm，h2=800mm，问H为多少mm？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。
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。
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。
5．有个外径为R2、内径为R1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。
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。
如图。
指示液是ρ=920kg/m3的乙醇水溶液。
气体密度为1.20kg/m3。
读数R=100mm。
问p1与p2的差值是多少mmHg？采用微差U 形压差计测压差。
如图。
已知U形管内直径d为6mm，两扩大室半径均为80mm，压差计中用水和矿物油作指示液，密度分别为1000及860kg/m3。
当管路内气体压强p与外界大气压p相等时，两扩大室油面齐平，U形管两只管内油、水交界面亦齐平。
现读得读数R=350mm，试计算：（1）气体压强p（表）。
（2）若不计扩大室油面高度差，算得的气体压强p是多少？（3）若压差计内只有水而不倒入矿物油，如一般U形压差计，在该气体压强p值下读数R0为多少？7．某倾斜的等径直管道内有某密度ρ的液体流过。
如图。
在管道的A、B截面设置了两套U形压差计测压差，下测用的是一般U形压差计，上测用的是复式U形压差计，所用的指示液均为密度是ρ1的同一种液体。
复式压差计中两段指示液之间的流体是密度为ρ的流过管道内的液体。
流体流动习题及答案
流体流动习题及答案Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】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。
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。
流体流动习题答案
11. 本题附图所示的贮槽内径D 为2 m ，槽底与内径d 0为32 mm 的钢管相连，槽内无液体补充，其液面高度h 1为2 m(以管子中心线为基准)。
液体在本题管内流动时的全部能量损失可按220f h u =∑计算，式中u 为液体在管内的流速。
试求当槽内液面下降1 m 时所需的时间。
解：根据物料衡算，在d θ时间内，槽内由于液面下降dh 而减少的液体量均由管路出口流出，于是有2244D dh d ud ππθ= (1)取管中心线所在的水平面位能基准面，在瞬时截面11'- 与管路出口截面22'-间列柏努利方程，得22112212,1222f p u p u gz gz h ρρ-++=+++∑ 其中，1z h = 20z = 120p p ==(表压) 10u ≈ 2,1220f h u -=∑解得20.6920.0692u z h == (2)将(2)式代入(1)式，并在下列边界条件下积分10θ= 12h m =2θθ= 21h m =2122000()4644 1.29320.692s h h θ=-⨯==⎰ 12. 本题附图所示为冷冻盐水循环系统。
盐水的密度为1100 kg/m 3，循环量为36 m 3/h 。
管路的直径相同，盐水由A 流经两个换热器而至B 的能量损失为 J/kg ，由B 流至A 的能量损失为49 J/kg ，试计算：(1) 若泵的效率为70%时，泵的轴功率为若干kW (2) 若A 处的压强表读数为245.2⨯103 Pa 时，B 处的压强表读数为若干解：对循环系统，在管路中任取一截面同时作上游和下游截面，列柏努利方程，可以证明泵的功率完全用于克服流动阻力损失。
(1) 质量流量 331100/36/360011/s S w V kg m m s kg s ρ==⨯=,,98.149147.1/f A B f B A We h h J kg --=+=+=∑∑147.1111618.1/e e s N W w J s ==⨯=/1618.1/0.7 2.31N Ne kW η===(2) 在两压力表所处的截面A 、B 之间列柏努利方程，以通过截面A 中心的水平面作为位能基准面。
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主讲人：李富霞
作业规范
• 记清老师留的作业，写清题号。 • 计算题写解，简答题写答。
• 一些已知中没给出的数据要写出必要 计算过程或数据来源。 • 要有必要的文字叙述和图。 • 结果写清单位。 • 字迹工整。
1-2．在大气压为760（毫米汞柱）的地区， 某真空蒸馏塔塔顶真空表的读数为738（毫米 汞柱）。若在大气压为655（毫米汞柱）的地 区－绝压 738=760－绝压 绝压=22mmHg 真空度=655-22=633 mmHg
• 1-20 在20℃下将苯液从贮槽中 用泵送至反应器，经过长40m 的Φ57mm×2.5mm钢管，管路 上有两个90°的弯头，一个标 准阀（按1/2开度计算）。管路 出口在贮槽的液面以上12m。 贮槽与大气相通，而反应器是 在500KPa下操作。若要维持 1.7L/S的体积流量，求泵所需的 功率。泵的效率为0.5。
• 1-15在内径为100mm的钢管内 输送一种溶液，流速为1.8m/s。 溶液密度为1100kg/m3,黏度为 2.1mPa· s。试求：（1）每100m 钢管的压力损失及压头损失； （2）若管由于腐蚀，其粗糙度 增至原来的10倍，求沿程损失 增大的百分率。
• 1-19 鼓风机将车间空气抽入 截面为200mm×300mm、长 155m的风道内（绝对粗糙度 =0.1mm），然后排至大气中， 体积流量为0.5m3/s。大气压 为 750mmHg，温度为15℃。 求鼓风机的轴功率，设其效 率为0.8。提示：本题的空气 可视为不可压缩流体。
• 2-5 用离心泵将30℃的水由水池送至吸 收塔内。已知塔内操作压力为500KPa， 要求流量为65m3/h，输送管为Φ 108mm×4mm钢管，总长40m，其中 吸入管路长6m，局部阻力系数总和为 Σζ1=5：压出管路的局部阻力系数总和 为Σζ2=15。试求：（1）通过计算选用 合适的离心泵；（2）泵的安装高度是 否合适？大气压为760mmHg；（3）若 用图中入口管路上的阀来调节流量， 可否保证输送系统正常操作？管路布 置是否合理？为什么？
• 1-11一水平管分别由内径为 33mm及47mm的两段直管接成， 水在小管内以2.5m/s的速度流向 大管，在接头两侧相距1m的A、 B两截面处各接一测压管，已知 A-B两截面间的压头损失为 70mmH2O，分析两测压管中的 水位哪个高，相差多少？
• 1-12如图所示，水由高位 水箱经管路从喷嘴流出， 已知d1=125mm， d2=100mm，喷嘴出口 d3=75mm，压差计读数 R=80mmHg，若阻力损失 可忽略，求H和PA
• （3）不能保证输送系统正常工作 ，因为阀门关小，将导致吸入管路 压头损失增大，从而使泵的允许安 装高度降低。可能使泵发生汽蚀而 不能正常工作。阀门应安装在排出 管路上以减小吸入管路的压头损失 。
3-1求直径为60μm的石英颗粒（ 密度 2600kg/m3）分别在20℃水 中和20℃空气中的沉降速度。
• 1-10 一制冷盐水循环系统，循环 量为45m3/h，盐水流经管路的压 头损失为：从A至B的一段为9m， 从B至A的一段为12m，盐水的密 度为1100kg/m3。试求：（1）泵 的轴功率，设其效率为0.65.；（2） 若A处的压力表读数为0.15MPa， 则B处的压力表读数为多少Mpa？
• 2-3 如图所示的循环管路系统，管内径均为 40mm，管路摩擦系数为0.02，吸入管路和 压出管路总长为10m(包括所有局部阻力的 当量长度在内)。阀门全开时，泵入口处真 空表的读数为40KPa，泵出口处压力表读数 为107.5KPa。泵的特性曲线方程可用H=22B0Q2表示，其中，H以m计，Q以m3/h计： B0为待定常数。试求：（1）阀门全开时泵 的输水量和扬程：（2）现需将流量减小到 阀门全开时的90%，采用切削叶轮直径的方 法，则泵的有效功率为多少KW？叶轮直径 应切削到原来的几分之几？
1-5用一复式U形管压差计测定水 流过管道上A、B点的压差，压差 计的指示液为汞，两端汞柱之间 是水。今若测得h1=1.2m h2=1.3m R1=0.9m,R2=0.95m,问管路中A、B∆ 两点间的压差∆ PAB为多少 mmHg?(先推导关系式，再进行数 字运算)
• 1-9 从容器A用泵将密度为 890kg/m3的液体送入塔B， 输送量为15kg/s 。容器内与 塔内的表压如图所示。流体 流经管路的阻力损失为 122J/kg。求泵的有效功率 Ne。
• 2-2用内径200mm、长50m的管路输送 液体（密度与水相同），升高10m。 管路上全部管件的当量长度为27m， 摩擦系数可取为0.03。作用于上、下游 液面的压力相同。列出管路特性方程， 其中，流量Q以m3/h计，压头H以m计。 （2）附图中的实线与虚线分别为 IS250-200-315型和IS250-200-315A型离 心泵的特性曲线。试求，若在本题中 的管路上分别安装这两个泵时的流量、 所需的轴功率、功率