化工基础学习知识原理流体习题集Word文档格式.docx
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(1)
(2)
选低槽液面1-1和高液面4-4之间列伯努利方程:
选泵进出口为2-2和3-3截面列伯努利方程
(3)
1.当地大气压强为750mmHg,测得一容器内的绝对压强为350mmHg,则真空度为mmHg。
测得另一容器内的表压强为1340mmHg,则其绝压为
mmHg。
400;
2090
2.某水平直管输水量为
,今改为输送
的有机物,且
。
设两种输液下,流体均在层流下流动,则管路两端压差为水的________倍。
4
3.层流底层越薄,则以下结论正确的是。
C
A、近壁处速度梯度越小B、流动阻力越小
C、流动阻力越大D、流体湍动程度越小
4.如图所示,水流经一扩大管段d1=40mm,d2=80mm,已知d1中水的流速为2.4m/s,倒U形压差计中水位差R=150mm。
试求:
1)水流经两测压点间的阻力损失hf(J/kg);
2)如将粗管端抬高,使管段倾斜放置,而流量不变,问此时R的读数如何变化?
(定性说明,不必计算)
解:
1)
在两测压点间列伯努利方程,以管子轴线为基准面,化简得,
由静力学方程,
即,
2)粗管端抬高后,管段倾斜,设抬高
,
由静力学方程得,
由伯努利方程有
在水的流量不变情况下,该管段的流动阻力损失不变,因此R不变。
1.流体在变径管中作稳定流动,在管径缩小的地方其静压能。
减小
2.气体的粘度随温度升高而,水的粘度随温度升高而。
增加;
降低
3.测流体流量时,随流量增加孔板流量计两侧压差值将,若改用转子流量计,随流量增加转子(稳定时)两侧压差值将。
不变
4.用泵将20℃水从敞口贮槽送至表压为1.5×
105Pa的密闭容器,两槽液面均恒定不变,各部分相对位置如图所示。
输送管路为108×
4mm的无缝钢管,吸入管长为20m,排出管长为100m(各段管长均包括所有局部阻力的当量长度)。
当阀门为3/4开度时,真空表读数为42700Pa,两测压口的垂直距离为0.5m,忽略两测压口之间的阻力,摩擦系数可取为0.02。
(1)阀门3/4开度时管路的流量(m3/h);
(2)压强表读数(Pa);
(3)外加压头(m);
(4)若泵的轴功率为10kW,求泵的效率;
(5)若离心泵运行一年后发现有气缚现象,
试分析其原因。
在贮槽液面0-0´
与真空表所在截面1-1´
间列柏努利方程。
以0-0´
截面为基准水平面
其中,
z0=0,u0=0,p0=0(表压),z1=3m,p1=-42700Pa(表压)
代入上式,得:
u1=2.3m/s,Q=
在压力表所在截面2-2´
与容器液面3-3´
仍以0-0´
截面为基准水平面
解得,p2=3.23×
105Pa(表压)
在真空表与压力表所在截面间列柏努利方程,可得,
(4)泵效率
(5)若离心泵运行一年后发现有气缚现象,原因是进口管有泄露。
1、流体在等径水平直管的流动系统中,层流区:
压强降与速度的____次方成正比;
完
全湍流区:
压强降与速度的_____次方成正比。
一次方,平方
2、当地大气压为745mmHg,测得一容器内的绝对压强为345mmHg,则真空度为______mmHg。
测得另一容器内的表压强为1355mmHg,则其绝对压强为_______mmHg。
400mmHg,2100mmHg
3、水力半径的定义是rH=_________________________。
流道面积/浸润周边
4、某流体在直管中作层流流动,在流速不变的情况下,管长、管径同时增加一倍,其
阻力损失为原来的______倍。
0.5
5、转子流量计的主要特点是()。
C
(A)恒截面、恒压差;
(B)变截面、变压差;
(C)恒流速、恒压差;
(D)变流速、恒压差。
6、层流与湍流的本质区别是()。
D
(A)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。
7.用泵将密度为850kg/m3,粘度为190cP的重油从贮油池送至敞口高位槽中,升扬高度为20m。
输送管路为φ108×
4mm的钢管,总长为1000m(包括直管长度及所有局部阻力的当量长度)。
管路上装有孔径为80mm的孔板以测定流量,其油水压差计的读数R=500mm。
孔流系数Co=0.62,水的密度为1000/m3。
孔板流量计的计算公式为:
uo=Co[2gR(ρ′-ρ)/ρ]0.5。
(1)输油量是多少m3/h?
(2)若泵的效率为0.55,计算泵的轴功率。
(1)uo=Co[2gR(ρ′-ρ)/ρ]0.5=0.62[2×
9.81×
0.5×
(1000-850)/850]=0.816m/s
Vh=0.816×
0.785×
(0.08)2×
3600=14.76m3/h
(2)在贮油池和高位槽间列柏努利方程,化简得:
We=hg+Σhf
u=0.815×
(80/100)2=0.522m/s
Re=0.1×
0.522×
850/(190×
10-3)=234<
2300
λ=64/Re=64/234=0.274
Σhf=0.274×
(1000/0.1)×
(0.5222/2)=373.3J/kg
We=20×
9.81+373.3=569.5J/kg
Ne=We·
WS/η=569.5×
(14.76×
850/3600)/(1000×
0.55)=3.61kw
1.测流体流量时,随着流体流量增加,孔板流量计两侧压差值将______,若改用转子流量计测量,当流量增大时,转子两端压差值将______。
、增大;
不变
2.空气的黏度随温度升高而(增大,减小,不变)。
增大
3.当不可压缩理想流体在水平放置的变径管路中作稳定的连续流动时,在管子直径缩小的地方,其静压力。
B
(A)变大(B)变小(C)不变(D)不确定
4.在完全湍流区(阻力平方区),粗糙管的摩擦系数值C
(A)与光滑管一样(B)只取决与Re
(C)只取决与相对粗糙度(D)与粗糙度无关
5.常压下,用水逆流吸收混合气中氨的流程如图所示,用泵将敞口水池中的水输送至吸收塔塔顶,并经喷嘴喷出,水流量35
泵的入口管为
无缝钢管,出口管为
无缝钢管。
池中水深为1.5m,池底至塔顶喷嘴入口处的垂直距离为20m。
水流经所有管路的能量损失为
(不包括喷嘴),泵出口管与喷嘴连接处的表压为
设初选泵的效率为60%,试求该初选泵的轴功率(水密度以
计)。
如图,取水池液面为1-1’截面,塔顶喷嘴入口处为2-2’截面,并以1-1’截面为基准水平面。
在1-1’和2-2’截面间列伯努利方程
其中(表压),
(表压)
喷头入口处水流速
将以上各值代入,可得输送水所需的外加功
又因水的质量流量为
所以泵的有效功率为
当泵效率为60%时,其轴功率为
1.某设备上方压力表示数为53kPa,当地大气压为102kPa,则该设备的绝压为kPa。
155
2.当Re=1600时,流体在圆形管内为层流时的摩擦系数λ=__________;
若流体在管内为
完全湍流流动时,摩擦系数λ与__________无关,只是__________的函数。
0.04,Re,管子相对粗糙度
3.某液体在内径为d0的水平管路中稳定流动,其平均流速为u0,当它以相同的体积流量通过等长的内径为d2(d2=d0/2)的管子时,若流体为层流,则压降p为原来的倍。
A.4;
B.8;
C.16;
D.32、
4.如下图所示,用泵将贮槽A内密度为880kg/m3,粘度为4cP的油用
的管道送至设备B,设备B内液面上方压力表读数为29.4kPa,管路总长度(包括孔板在内所有局部阻力的当量长度)为80m,管路上装有孔板流量计,孔口直径为56mm,孔流系数
,U形管压差计指示液为水银,读数R=750mm。
已知
,管内流动的摩擦系数可按下列式子计算:
层流时
,湍流时
,求:
(1)流量,m3/h;
(2)当泵的效率
时,求轴功率。
(6分)
湍流
所以
在贮槽液面
和管路出口内侧截面
间列柏努利方程得:
1.当地大气压为1atm,现测得一容器内的绝对压力为350mmHg,则真空度为
mH2O。
又测得另一容器内的表压强为980mmHg,则其绝对压强为________kPa。
5.57mH2O;
231.99KPa
2.某液体在内径为d的水平管路中稳定流动,当它以相同体积流量通过等长的内径为3d的管子时,则流速为原来的倍;
若改变前后均为层流流动,则摩擦系数为原来的
倍。
1/9;
3
3.孔板流量计是。
A.变压差流量计,需垂直安装B.变截面流量计,需垂直安装
C.变压差流量计,需水平安装D.变截面流量计,需水平安装
4.孔板流量计的孔流系数C0,当Re数增大时,其值。
B
A.总在增大B.减小到一定程度后保持为某定值
C.总是减小D.不定
5.如图所示,用离心泵将常温的水从贮水池输送到敞口高位槽中,已知高位槽的水面
离贮水池的水面高度保持为10m。
输送水量用孔板流量计测得。
孔板安装在离高位槽水面1m处,孔径为20mm,孔流系数为0.65,所接U形管中指示液为水银,其密度为13600kg/m3。
管路为Φ54×
2.0mm的钢管,直管长度和局部阻力当量长度之和(包括孔板局部阻力当量长度)为250m,其中贮水池至孔板前测压点A的直管长度和局部阻力当量长度之和为60m,水的粘度为1cP,摩擦系数λ可取为0.02。
当水的流量为6.86m3/h时,试确定:
(1)水通过泵所获得的外加能量(J/kg)。
(2)孔板前测压点A处的表压强(Pa)。
(3)孔板流量计的U形管中指示液读数R(mm)。
(1)
以低位槽液面1-1和高位槽液面2-2间列伯努利方程
(2)以1-1和A点前3-3列伯努利方程
(3)
6.每小时将2×
104kg、45℃氯苯用泵从反应器A输送到高位槽B(如图所示),管出口处距反应器液面的垂直高度为15m,反应器液面上方维持26.7kPa的绝压,高位槽液面上方为大气压(1个标准大气压),管子为Φ76mm×
4mm、长26.6m的不锈钢管,摩擦系数为0.0293。
管线上有两个全开的闸阀、5个90°
标准弯头。
45℃氯苯的密度为1075kg·m-3,粘度为6.5×
10-4Pa·S。
泵的效率为70%,求泵的轴功率。
附各局部阻力系数:
全开闸阀ζ1=0.17,90℃标准弯头ζ2=0.75。
如图,取1-1、2-2界面,以1-1截面为基准面
p1=26.7kPa(绝压),z1=0,u1=0,P2=101.3kPa(绝压),z2=15m
1.流体在管内作湍流流动时,流动类型从中心到壁依次为:
、、。
湍流;
过渡区;
层流
2.气体的粘度随温度的升高而,水的粘度随温度的升高而
3.增加;
降低
4.测流体流量时,随流量增加孔板流量计两侧压差值将,若改用转子流量计,随流量增加转子两侧压差值将。
增大;
不变
5.水(=1000kg/m3)在1atm下由泵以0.012m3/s从低位槽送往高位槽,如图。
泵前的吸入管长和管径分别为6m和80mm,管内的摩擦系数为0.02,泵前吸入管路(包括入口)的局部阻力系数之和为1.25。
泵后的排出管长和管径分别为13m和60mm,管内的摩擦系数为0.03,泵后排出管路(包括出口)的局部阻力系数之和为8.15。
两液面的高度差H=10m,泵的吸入口比低位槽的液面高2m。
求:
(1)泵的有效功We,J/kg;
(2)泵的吸入口A和排出口B处的压强(绝对压强),Pa。
(1)在断面1-1和2-2之间列机械能衡算式,并移项整理得
泵吸入管内的流速为
u1=
泵压出管内的流速为
u2=
(2)以断面1-1为基准,在断面1-1和A之间列机械能衡算式可得
在断面B和2-2之间列机械能衡算式可得