冶金设备学唐谟堂冶金设备基础习题Word文件下载.docx

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1-9如图所示为一平板在油面上作水平运动，已知运动速度u为•s-1，平板与固定板之间的距离

，油的粘度为•s，由平板所带动的油运动速度呈现直线分布，问作用在平板单位面积上的粘性力为多少？

1-1025℃水在内径为50mm的管内流动，流速为2m•s-1，试求其雷诺准数为若干？

1-11运动粘度为•s-1的油在内径为50mm的管道内流动，问：

（1）油的流速为•s-1时，其流动ss型态如何？

（2）若油的流速增加5倍，其流动型态是否发生变化？

1-12某输水管路，水温为20℃，管内径为200mm，试求：

（1）管中流量达到多大时，可使水由层流开始向湍流过渡？

（2）若管内改送运动粘度为•s-1的某种液体，且维持层流流动，管中最大平均流速为多少？

2流体静力学大体方程2-1何谓绝对压力、表压和真空度？

它们之间有何关系？

2-2写出流体静力学基本方程式，说明方程式中各项的物理意义及方程式的应用条件。

2-3某地区大气压力为750mmHg。

有一设备需在真空度为600mmHg条件下工作，试求该设备的绝对压力，以mmHg和Pa表示。

2-4如附图所示，回收罐中盛有密度分别为1200kg•m-3和1600kg•m-3的两种液体，罐上方与大气相通，设大气压力为100kPa，其它数据如下图，试求M、N两点所受压力。

2-5如附图所示，在盛有空气的球形密封容器上联有两根玻璃管，一根与水相通，另一根装有水银，若h1=，求h2=?

2-6如附图所示，已知容器A中水面上的压力P0=×

104Pa，h=，h1=，h2=，h3=。

酒周密度为800kg•m-3，水银密度为13600kg•m-3。

求空气室中的压力为多少？

2-7如下图为一真空测试装置。

当真空度为零时，杯中液面和测试管中的液面都位于0标线处。

杯中装有水银，假设杯内径为，测试管内径为6mm，h=。

（1）试确定真空度的计算公式；

（2）求出在上述给定条件下真空度的数值。

2-8常温水在如附图所示的管道中流过，现用一复式U形压差计（即两个U形压差计串联组成）测定a、b两点的压差。

指示液为汞，其余充满水。

水的密度为1000kg•m-3，汞的密度为13600kg•m-3，现测得：

h1=，h2=，h3=，h4=。

试计算a、b两点间的压差。

2-9此题附图为远距离测量操纵装置示用意，用以测定分相槽内煤油和水的相界面位置。

已知两吹气管出口的距离H=1m，U型管压差计的指示液为水银，煤油的密度为820kg•m-3。

试求当压差计读数R=68mm时，相界面与油层的吹气管出口距离h。

2-10用本题附图中的串联U型管压差计测量蒸汽锅炉水面上方的蒸汽压，U型管压差计的指示液为水银，两U型管间的连接管内充满水。

已知水银面与基准面的垂直距离分别为h1=、h2=、h3=及h4=。

锅炉中水面与基准面间的垂直距离hs=3m。

大气压强pa=×

103Pa。

试求锅炉上方水蒸气的压力p。

2-11如下图的测压管别离与三个设备相通，连通管的上部都是水，下部都是水银，三个设备是水面处于同一水平面上。

问：

（1）1、2、3处的压力是否相等？

（2）4、5、6处的压力是否相等？

（3）若h1=100mm，h2=200mm，且设备B直接与大气相通（大气压力为×

105Pa），求A、C两设备水面上的压力。

3 

流体动力学大体方3-1什么叫稳定流动与不稳定流动？

3-2什么叫流线和流管？

3-3试述体积流量、质量流量和质量流速的概念。

3-4写出欧拉方程的表达式，说明其适用条件。

3-5分别写出理想流体与实际流体的柏努利方程，说明各项的单位及物理意义。

3-6已知流体运动的速度场为：

式中：

a为常数。

试求t=1时，过（0，b）点的流线方程。

3-7证明不可压缩流体的连续性方程式有如下形式：

并回答：

（1）上述方程的物理意义是什么？

（2）该方程式是否适用于不稳定流动？

3-8密度为1500kg•m-3的某液体流经一φ57×

的管道，假设其流速为•s-1， 

求该液体的体积流量（m3•h-1）、质量流量（kg•s-1）和质量流速（kg•m-2•s-1）。

3-9某列管式换热器的管束由121根φ25×

的钢管组成。

空气以9m•s-1的速度在列管内流动。

已知空气在管内的平均温度为50℃、压力为×

105Pa（表压），本地大气压为×

104Pa。

试求：

（1）空气的质量流量；

（2）操作条件下空气的体积流量；

（3）将

（2）的计算结果换算为标准状况下空气的体积流量。

3-10如附图所示，一变径输水管道内径别离为：

d1=25mm，d2=80mm，d3=50mm。

试求流量为20m3•h-1时各管道的平均流速。

3-11如图所示水平放置的分支管路，已知D=100mm，Q=l•s-1，d1=d2=25mm，d3=50mm，Q1=3Q3，

2=4m•s-1。

求Q1、Q2、Q3及

1、

３。

3-12测量流速的皮乇管如附图所示，设被测流体密度为ρ，测压管内液体密度为ρ1，测压管中液面高度差为h。

证明所测管中流速为：

3-13水流过一变径管，细管为φ38×

的管子，粗管为φ53×

3mm的管子。

水在细管中流速为•s-1，在A、B两点各插入一垂直玻璃管，如附图所示。

已知两点间的能量损失为•kg-1，问两玻璃管中的水面相差多少？

3-14水在如附图所示的管中流动，截面1处的内径为200mm，流速为•s-1，水的压力产生的水柱高度为1m，截面2处的内径为100mm。

假设忽略两截面间的能量损失，试计算在两截面处的水柱高度差h。

3-15用离心泵把20℃的水从贮槽送至水洗塔顶部，槽内水位维持恒定。

各部份相对位置如此题附图所示。

管路的直径均为φ76×

，在操作条件下，泵入口处真空表的读数为×

103Pa；

水流经吸入管与排出管（不包括喷头）的能量损失可别离按Σhf,1=2

2,Σhf,2=10

2计算，由于管径不变，故式中

为吸入排出管的流速（m•s-1）。

排水管与喷头连接处的压力为×

104Pa（表压）。

试求泵的有效功率。

3-16用压缩空气将密度为1100kg•m-3的侵蚀性液体自低位槽送到高位槽，两槽的液面维持恒定。

管途径均为ф60×

，其它尺寸见此题附图。

各管段的能量损失为Σhf,AB=Σhf,CD=

2,Σhf,BD=

。

两压差计中的指示液均为水银。

试求当R1=45mm，h=200mm时：

（1）紧缩空气的压力P1为假设干？

（2）U型管压差计读数R2为多少？

3-17如下图，某厂用紧缩空气压送扬液器中密度为1840kg•m-3的浸出料浆，流量为3m3•h-1。

管道采纳φ37×

的无缝钢管，总的能量损失为1m液柱（不包括出口损失），假设两槽中液位恒定，试求紧缩空气的压力。

3-18图示吸液装置中，吸入管尺寸为φ32×

，管的下端位于水面下2m，并装有底阀及拦污网，该处的局部压头损失为

假设截面2-2处的真空度为4m水柱，由1-1截面至2-2截面的压头损失为

求：

（1）吸入管中水的流量，m3•h-1；

（2）吸入口1-1处的表压。

3-19在图示装置中，水管直径为φ57×

当阀门全闭时，压力表读数为大气压，而在阀门开启后，压力表读数降至大气压，设总压头损失为。

求水的流量为假设干m3•h-1?

3-20某烟道系统如附图所示，两分烟道完全对称排列，标准状态下烟气总流量QVO=7200Nm3•h-1，烟气平均湿度t=819℃，烟气密度ρ=•m-3，分支烟道断面尺为×

，总烟道断面为×

求自分烟道入口处1至烟道底部II的总压头损失。

3-21此题附图所示的贮槽内径D为2m，槽底与内径do为32mm的钢管相连，槽内无液体补充，其液面高度h1为2m（以管子中心线为基准）。

液体在此题管内流动时的全数能量损失可按Σhf=20

2公式计算，式中

为液体在管内的流速m•s-1。

试求当槽内液面下降1m时所需的时刻。

4相似理论与量纲分析原理4-1试述几何相似、运动相似、动力相似的概念，并举例说明之。

4-2什么叫力学相似准则？

试说明各相似准则的物理意义。

4-3什么叫量纲？

基本量纲的选择有什么要求？

4-4什么叫量纲分析方法？

量纲分析方法的理论依据是什么？

4-5用相似准则来描述物理现象有何优点？

4-6测量水管阀门的局部阻力系数，拟用同一管道通过空气的办法进行。

已知水和空气的温度均为20℃，管路直径为50mm。

（1）当水的流速为•s-1时，风速应为多大？

（2）通过空气时测得的压力损失应扩大多少倍才是通过水时的压差？

4-7某烟气以8m•s-1的速度在烟道中流动，通过烟道的压降为120Pa。

测得烟气温度为500℃，密度为•m-3，粘度为×

10-5Pa•s。

今欲采纳20℃的水作为模型进行实验研究，模型与实的特点尺寸之比为1/10，试问：

（1）为了保证流动相似，模型中水的流速应为多少？

（2）模型中的压降为多少？

4-8实验研究表明，固体颗粒在流体中匀速沉降速度

与固体颗粒的直径d、密度ρs、及流体的密度ρ、粘度μ和重力速度g有关，试用量纲分析方式成立固体颗粒匀速沉降速度公式。

4-9已知不可压缩粘性流体绕球体流动时所受的流动阻力F与球体的直径D、流体的流速

、流体的密度ρ和粘度μ有关。

试用量纲分析方式推导流动阻力F的计算公式。

4-10紊流光滑管单位长度的压头损失

和平均流速

、管径d、密度ρ、粘度μ和重力加速度g有关，试用量纲分析方式确信

的计算表达式。

4-11某容器中搅拌器所需功率为以下四个变量的函数：

（1）搅拌桨的直径D；

（2）搅拌桨在单位时间内的转数n；

（3）液体的粘度μ；

（4）液体的密度ρ。

试用量纲分析法导出功率与这四个变量之间的关系。

4-12欲用文丘里流量计测量空气（

=×

10-5m2•s-1）流量为Q1=•s-1，该流量计的尺寸为D1=，d1=，现设计模型文丘里流量计用tm=10℃的水做实验，测得流量为Qm=•s-1，这时水与空气动力相似，试确信文丘里流量计的尺寸。

5 

流体流动阻力与管路计算5-1何谓流体的流动阻力？

流体的流动阻力如何计算？

5-2某输水管路，水温为10℃，求：

（1）当管长为6m，管径为φ76×

，输水量为•s-1时的压头损失；

（2）当管径为φ76×

时，若其它条件不变，则压头损失又为多少？

5-3求常压下35℃的空气以12m•s-1的流速流经120m长的水平通风管的能量损失，管道截面为长方形，高300mm，宽200mm。

（设ε/d=）。

5-4某油品的密度为800kg•s-3、粘度为41cP，由附图中所示的A槽送至B槽，A槽的液面比B槽的液面高。

输送管径为φ89×

、长50m（包括阀门的当量长度），进、出口损失可忽略。

（1）油的流量（m3•h-1）；

（2）若调节阀门的开度，使油的流量减少20%，此时阀门的当量长度为若干（m）？

5-5流体通过圆管湍流流动时，管截面的速度散布可用下面的体会公式来表示：