)典型习题解答2

上册一、选择题

1、某液体在一等径直管中稳态流动，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

(1)层流时，流动阻力变为原来的。

A．4倍B．8倍C．16倍D．32倍

(2)完全湍流(阻力平方区)时，流动阻力变为原来的。

2．A．4倍B．8倍C．16倍D．32倍水由高位槽流入贮水池，若水管总长（包括局部阻力的当量长度在内）缩短25%，而高位槽水面与贮水池水面的位差保持不变，假定流体完全湍流流动(即流动在阻力平方区)不变，则水的流量变为原来的（）。

A．1.155倍B．1.165倍C．1.175倍D．1.185倍

3．两颗直径不同的玻璃球分别在水中和空气中以相同的速度自由沉降。已知玻璃球的密度为2500kg/m3，水的密度为998.2kg/m3，水的粘度为

1.005⨯10-3Pa⋅s，空气的密度为1.205kg/m3，空气的粘度为1.81⨯10-5Pa⋅s。

（1）若在层流区重力沉降，则水中颗粒直径与空气中颗粒直径之比为。

A．8.612 B．9.612 C．10.612 D．11.612

（2）若在层流区离心沉降，已知旋风分离因数与旋液分离因数之比为2，则水中颗粒直径与空气中颗粒直径之比为。

A．10.593 B．11.593 C．12.593 D．13.5934. 某一球形颗粒在空气中自由重力沉降。已知该颗粒的密度为5000kg/m3，空气的密度为1.205kg/m3，空气的粘度为1.81⨯10-5Pa⋅s。则

(1)在层流区沉降的最大颗粒直径为⨯10-5m。

A．3.639 B．4.639 C．5.639 D．6.639

(2)在湍流区沉降的最小颗粒直径为⨯10-3m。

A．1.024 B．1.124 C．1.224 D．1.324

5. 对不可压缩滤饼先进行恒速过滤后进行恒压过滤。

（1）恒速过滤时，已知过滤时间为100s时，过滤压力差为3⨯104Pa；过滤时间为500s时，过滤压力差为9⨯104Pa。则过滤时间为300s时，过滤压力差为。

A．4⨯104Pa B．5⨯104Pa C．6⨯104Pa D．7⨯104Pa

（2）若恒速过滤300s后改为恒压过滤，且已知恒速过滤结束时所得滤液体积为

0.75m3，过滤面积为1m2，恒压过滤常数为K=5⨯10-3m2/s，q e=0m3/m2(过滤介

质的阻力可以忽略)。则再恒压过滤300s后，又得滤液体积为。

A．0.386m3B．0.486m3C．0.586m3D．0.686m3解：(1) 由b

∆θ

=

p+

a

得 b

a b

a +=⨯+=⨯50010910010344 两式相减，得 a 4001064=⨯，150400

1064

=⨯=a 所以 150001*********=⨯-⨯=b

所以 Pa p 41066000015000300150⨯==+⨯=∆

(2) 由 ()()()R R e R

K q q q q q θθ-=-+-222 得 ()()R R

K q q θθ-=-22 ()()R R R R K A V K q q θθθθ-+⎪⎭⎫ ⎝⎛=-+=2

2

()4361.10625.230010575.032==⨯⨯+=-

23/6861.075.04361.1m m q =-=∆

6. 对某悬浮液进行恒压过滤。已知过滤时间为300s 时，所得滤液体积为0.75m 3，且过滤面积为1m 2，恒压过滤常数K=5⨯10-3m 2/s 。若要再得滤液体积0.75m 3，则又需过滤时间为 C 。

A ．505s

B ．515s

C ．525s

D ．535s

解：由 θK q q q e =+22

得 22q K q q e -=θ

所以 625.075

.0275.030010522

32=⨯-⨯⨯=+=-q q K q e θ 82510

55.1625.025.12322=⨯⨯⨯+=+=-K q q q e θ s 525300825=-=∆θ

7. 水蒸汽在一外径为25mm 、长为2.5m 的水平管外冷凝。

(3) 若管外径增大一倍，则冷凝传热系数为原来的 。

A ．0.641倍

B ．0.741倍

C ．0.841倍

D ．0.941倍

(4) 若将原水平管竖直放置，且假定冷凝液层流流动，则冷凝传热系数为原

来的 。

A ．0.493倍

B ．0.593倍

C ．0.693倍

D ．0.793倍8. 冷热水通过间壁换热器换热，热水进口温度为90︒C ，出口温度为50︒C ，冷水进口温度为15︒C ，出口温度为53︒C ，冷热水的流量相同，且假定冷热水的物性为相同，则热损失占传热量的 。

A ．5%

B ．6%

C ．7%

D ．8%二、 计算题

1. 如图所示，常温的水在管道中流过，两个串联的U 形管压差计中

的指示液均为水银，密度为ρHg ，测压连接管内充满常温的水，密度为ρw ，两U

形管的连通管内充满空气。若测压前两U 形管压差计内的水银液面均为同一高度，测压后两U 形管压差计的读数分别为R 1、R 2，试求a 、b 两点间的压力差b a p p -。 2. 在如图所示的测压差装置中，U 形管压差计中的指示液为水银，其密度为ρHg ，其他管内均充满水，其密度为ρw ，U 形管压差计的读数为R ，两测压点间的位差为h ，试求a 、b 两测压点间的压力差b a p p -。

3. 某流体在水平串联的两直管1、2中稳定流动，已知2/21d d =，m l 1001=，1800Re 1=。今测得该流体流径管道1的压力降为0.64m 液柱，流径管道2的压力降为0.064m 液柱，试计算管道2的长度2l 。

4. 密度为1000kg/m 3，粘度为1cP 的水，以10m 3/h 的流量在内径为45mm 的水平光滑管内流动，在管路某处流体的静压力为1.5⨯105Pa(表压)，若管路的局部阻力可忽略不计，则距该处100m 下游处流体的静压力为多少Pa(绝对压力)?

5. 用一离心泵将冷却水由贮水池送至高位槽。已知高位槽液面比贮水池液面高出10m ，管路总长（包括局部阻力的当量长度在内）为400m ，管内径为75mm ，摩擦系数为0.03。该泵的特性曲线为2610

6.018Q H ⨯-=，试求：

(5) 管路特性曲线

(6) 泵工作时的流量和扬程

知： m h 10=

m l l e 400

=+ m d 075.0=

03.0=λ

26106.018Q H ⨯-=

1R 2R 空气

a b Hg ρw ρ

w ρHg

ρ12345h

R h

b a Hg ρw ρw ρ123

451h 2

h