谭天恩版化工原理上册复习题Word文件下载.docx
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管路总阻力损失的计算
突然缩小局部阻力系数ζ=0.5，突然扩大局部阻力系数ζ=1。
流体输送管路的计算:
通常，管路中水的流速为1~3m/s。
并联管路,各支管的阻力损失相等。
毕托管测量流速
测量流量:
孔板流量计,文丘里流量计,转子流量计。
孔板流量计的特点；
结构简单，制造容易，安装方便，得到广泛的使用。
其不足之处在于局部阻力较大，孔口边缘容易被流体腐蚀或磨损，因此要定期进行校正，同时流量较小时难以测定。
转子流量计的特点——恒压差、变截面。
化工原理第一章复习题
（一）
一、填空题：
1、毕托管用来测量管道中流体的点速度。
2、孔板流量计为定截面变压差流量计，用来测量管道中流体的流量。
随着Re增大其孔流系数C0先减小，后保持为定值。
3、转子流量计为定压差变截面流量计。
注意：
转子流量计的校正。
测流体流量时，随流量增加孔板流量计两侧压差值将增加，若改用转子流量计，随流量增加转子两侧压差值将不变。
1、边长为a的正方形管道，其当量直径de为（a）。
2、在定态流动系统中，水连续地从粗圆管流入细圆管，粗管内径为细管的2倍。
则细管内水的流速为粗管内流速的_____4______倍。
3、流体在圆管内流动时的摩擦阻力可分为__和___两种。
局部阻力的计算方法有___________法和_________法。
直管阻力，局部阻力，阻力系数，当量长度。
4、在静止的同一种连续流体的内部，各截面上___能与____能之和为常数。
位，静压。
5、开口U型管压差计是基于____原理的测压装置，它可以测量管路中________上的_________或_______________。
流体静力学任意截面表压强真空度
6、流体在管内作湍流流动时，在管壁处速度为______,邻近管壁处存在____层，且Re值越大，则该层厚度越____。
零，滞流（或层流）内薄（或小）
7、实际流体在直管内流过时，各截面上的总机械能___守恒。
因实际流体流动时有_________
不，摩擦阻力
8、流体在一段装有若干个管件的直管l中流过的总能量损失的通式为__________，它的单位为____J/kg__。
9、定态流动时，不可压缩理想流体在管道中流过时各截面上____相等。
它们是_____________之和，每一种能量____________，但可以互相转换。
总机械能；
位能、动能和静压能。
不一定相等；
10、某设备的真空表读数为500mmHg，设备外环境大气压强为640mmHg，则它的绝对压强为_________Pa。
=640-500=140mmHg＝140×
133.32＝1.866×
104Pa。
11、流体在圆形直管内作滞流（层流）流动时，其速度分布呈_________形曲线，中心最大速度为平均速度的_____倍。
此时摩擦系数λ与_____无关，只随________加大而____
抛物线，2，ε/d，Re，减小。
12、流体在圆形直管内流动时，在湍流区则摩擦系数λ与__及___有关。
在完全湍流区则λ与雷诺系数的关系线趋近于_____线。
Re，ε/d，水平
二、选择题
1、判断流体流动类型的是（）
（A）Eu准数（B）Re准数（C）ε/d（D）Δpf
2、流体在圆形直管内作定态流动，雷诺准数Re=1500，则其摩擦系数应为（B）
（A）0.032（B）0.0427（C）0.0267（D）无法确定
3、在法定单位制中，粘度的单位为（D）
（A）cp（B）p（C）g/（cm.s）（D）
4、在静止流体内部各点的静压强相等的必要条件是（D）
（A）同一种流体内部（B）连通着的两种流体
（C）同一种连续流体（D）同一水平面上，同一种连续的流体
5、在一水平变径管道，细管截面A及粗管截面B与U管压差计相连，当流体流过时，U管压差计测量的是（）
（A）A、B两截面间的总能量损失（B）A、B两截面间的动能差
（C）A、B两截面间的压强差（D）A、B两截面间的局部阻力
5、管路由直径为Φ57×
3.5mm的细管，逐渐扩大到Φ108×
4mm的粗管，若流体在细管内的流速为4m/s。
则在粗管内的流速为（B）
（A）2m/s（B）1m/s（C）0.5m/s（D）0.25m/s
6、气体在直径不变的圆形管道内作等温定态流动，则各截面上的（D）
（A）速度相等（B）体积流量相等（C）速度逐渐减小（D）质量流速相等
7、湍流与滞流的本质区别是（C）
（A）湍流的流速大于滞流的（B）湍流的Re值大于滞流的
（C）滞流无径向脉动，湍流有径向脉动（D）湍流时边界层较薄
8、在阻力平方区内，摩擦系数λ（C）
（A）为常数，与Re，ε/d均无关（B）随Re值加大而减小
（C）与Re值无关，是ε/d的函数（D）是Re值与ε/d的函数
9、流体在圆形直管中作滞流流动时，其直管阻力损失与流速u的关系为（B）
A、与u2成正比B、与u成正比C、与u1.75成正比D、与u0.55成正比
三、判断题
1、在计算突然扩大及突然缩小的局部阻力时，公式中的流速应该用小管中的流速。
（√）
2、不可压缩的理想流体在管道内作定态流动，若无外功加入时，则流体在任一截面上的总压头为一常数。
（√）
3、流体在管道任意截面径向上各点的速度都是相同的，我们把它称为平均流速。
（×
）
4、在同一种连续流体内，处于同一水平面上各点的压强都相等。
（×
）
5、某定态流动系统中，若管路上安装有若干个管件、阀门和若干台泵，则此管路就不能运用连续性方程式进行计算。
6、用U管压力计测量管路中两点的压强差，其压差值只与读数R和两流体的密度差有关，而与U管的粗细、长短无关。
（二）
1.（3分）雷诺准数的表达式为________________。
当密度ρ＝1000kg/m3,粘度μ=1厘泊的水,在内径为d=100mm,以流速为1m/s在管中流动时,其雷诺准数等于__________,其流动类型为______.（Re=dｕρ/μ;
105；
湍流）
2.（2分）某流体在圆管中呈层流流动,今用皮托管测得管中心的最大流速为2m/s,此时管内的平均流速为_________.（1m/s）
3.（2分）牛顿粘性定律用粘滞力的表达式为_______________.用剪应力的表达式为_______________.（F'
=μAdu/dy;
τ=μdu/dy）
4.（2分）当地大气压为750mmHg时,测得某体系的表压为100mmHg,则该体系的绝对压强为_________mmHg,真空度为_______mmHg.（850;
-100）
5.（2分）圆管中有常温下的水流动,管内径d=100mm,测得其中的质量流量为11.8kg/s/,其体积流量为___________.平均流速为__________.（0.0118m3/s,1.5m/s）
6.（4分）当20℃的水（ρ=998.2kg/m3,μ=1.005厘泊）在内径为100mm的光滑管内流动时,若流速为1.0m/s时,其雷诺准数Re为______,直管摩擦阻力系数λ为_____.（9.93×
104;
0.0178）
7.（2分）某长方形截面的通风管道,其截面尺寸为30×
20mm,其当量直径de为__.（24mm）
8.（3分）测量流体流量的流量计主要有如下四种:
_____,______,____,_______,测量管内流体点的速度,则用____.（转子流量计;
孔板流量计;
丘里流量计;
湿式气体流量计;
皮托管）
9.（2分）测量流体压强的仪器主要有如下两种:
______,_____.（U管压差计;
弹簧压力计）
10.（4分）计算管道流体局部阻力的方法有:
________,__________,其相应的阻力计算公式为_____________,____________,（当量长度法;
阻力系数法;
hf=λ（le/d）（u2/2g）;
hf=（u2/2g）ξ）
11.在流体阻力计算中,当量长度的定义是_____________________________.
（能产生与某局部阻力相当的直管长度,称为该局部阻力的当量长度。
）
12.（2分）管出口的局部阻力系数等于____,管入口的局部阻力系数等于____.（1.0;
0.5）
13.（3分）理想流体是指＿＿＿＿___＿；
而实际流体是指＿＿＿＿＿＿＿＿。
（没有粘性、没有摩擦阻力、液体不可压缩；
具有粘性、有摩擦力、液体可压缩、受热膨胀、消耗能量。
）
14.（3分）流体体积流量用＿＿＿＿＿来计算；
质量流量用＿＿＿＿＿来计算；
而流体流速用＿＿＿＿＿来计算。
（Vs＝u.AWs＝u.A.ρu＝Vs/A）
15.（3分）流体在园直管内流动，当Re≥4000时的流型称为＿＿＿，其平均速度与最大流速的关系为＿＿＿＿＿＿，而Re≤2000的流型称为＿＿＿，其平均速度为＿＿＿＿＿＿。
（湍流，um＝0.8umax，滞流，um＝0.5umax。
16.（3分）流体体积流量一定时,有效截面扩大,则流速＿＿＿,动压头＿＿＿,静压头＿＿＿。
（填增加,减少,不变）（减少,减少,增加。
17.（2分）当量直径的定义是de＝＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿,在套管环间流动的流体,外管的内径是d1,内管的外径是d2,则当量直径de＝＿＿＿＿＿＿＿。
（de＝4×
流通截面积/浸润周边;
de＝d1－d2）
18.流体的粘度指__________________________。
粘度值随温度变化而变化,对于液体，温度升高，粘度________；
对于气体，温度升高，粘度________。
（流体流动时,相邻流体层间,在单位接触面上,速度梯度为1时,所产生的内摩擦力;
减少;
增大）
19.（2分）米糠油在管中作流动,若流量不变,管径不变,管长增加一倍,则摩擦阻力损失为原来的______倍。
（2倍）
20.（3分）柏努利方程如衡算基准以J/kg表示,柏努利方程可表示为＿＿＿＿＿＿＿＿＿______________＿,若用J/m3表示则可表示为________＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（gZ1+P1/ρ+u12/2=gZ2+P2/ρ+u22/2+∑Wf;
ρgZ1+P1+u12/2×
ρ=ρgZ2+P2+u22/2×
ρ+∑Wfg）
21..（2分）孔板流量计和转子流量计的最主要区别在于：
前者是恒______,变_____；
后者是恒_________,变_________。
（截面；
压差；
截面）
22.（2分）在测速管中,测压孔正对水流方向的测压管液位代表______,流体流过测速管侧壁小孔的测压管液位代表__________。
（冲压头；
静压头）
23.（3分）某流体在圆形直管中作滞流流动时,其速度分布是_______型曲线,其管中心最大流速为平均流速的_______倍,摩擦系数λ与Re的关系为___________。
（抛物线；
;
2倍;
λ＝64/Re）
24.（3分）水由敞口恒液位的高位槽通过一管道流向压力恒定的反应器,当管道上的阀门开度减小后,水流量将_____,摩擦系数________,管道总阻力损失________。
（减小;
增大;
不变）
25.（2分）流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是流体具有_________。
（粘性）
26.（2分）液体在等直径的管中作稳态流动,其流速沿管长_______,由于有摩擦阻力损失,静压强沿管长_________。
（不变;
降低）
27.（4分）流体在圆形直管中作层流流动,如果流量等不变,只是将管径增大一倍,则阻力损失为原来的________。
（1/16）
28（4分）液体在园管内作稳定连续滞流流动时,其摩擦阻力损失与管内径的______次方成反比。
（2）
29.（2分）水塔内的水能通过管路引至各车间使用,这是因为水塔内的水具有______。
（高位压头）
30.（4分）流体在园管内流动时,由于流体具有粘性,使得___________处速度为零,管的________处速度最大。
（管壁；
中心）
31.（4分）测量流体的流量一般可采用________________________等流量计。
测量管内流体点速度,则用_____________。
（孔板；
文丘里；
转子；
皮托管。
32..（3分）在输送液体的管路中,要使P1-P2=△Pf的条件_________________。
（管径相等，处于同一水平面，无外加能量。
33.（2分）圆管中有常温下的水流动,管内径d=100mm,测得中的体积流量为0.022mm3/s,质量流量为_________,平均流速为_______。
（22kg/s;
2.8m/s）
二、选择题
1.（2分）一个被测量体系外柱按上一个U型压差计,出现如图情况,说明体系与大气压是（）关系（答案A）
A.体系＞大气压B.体系＜大气压C.体系＝大气压
2.（3分）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（）（答案A）
A.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
3.（2分）层流与湍流的本质区别是：
（）。
（*答案*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。
4.（2分）在稳定流动系统中,水由粗管连续地流入细管,若粗管直径是细管的2倍，则细管流速是粗管的（）倍。
***答案***（*答案*C）
A.2B.8C.4
5.（2分）柏努利方程的物理意义可以从题图中得到说明,若忽略A,B间的阻力损失，试判断B玻璃管水面所处的刻度。
（）
（*答案*A）
A.a位置B.c位置C.b位置
6.（2分）流体在管路中作稳态流动时,具有（）特点.（D）
A.呈平缓的滞流B.呈匀速运动
C.在任何截面处流速、流量、压强等物理参数都相等；
D.任一截面处的流速、流量、压强等物理参数不随时间而变化
7.（2分）园管的摩擦系数λ=64/Re公式的适用范围是（）。
（*答案*A）
A.滞流B.过渡流C.湍流
8.（4分）流体在园管内作滞流流动时,阻力与流速的（）成比例,作完全湍流时,则呈（）成比例。
（*答案*C；
A）
A.平方B.五次方C.一次方
9.（2分）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.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
10.（4分）如图所示,当阀门关闭时,E、F、G的压强关系为：
PE（）PG（）PF.当阀门打开后：
PE（）PG（）PF（***答案***A;
A;
C;
C）
A.等于B.小于C.大于
三、判断题：
1.（2分）流体在园管内作稳定流动时，其流速与管径的一次方成反比。
（）（*答案*×
2.（2分）当输送流体的管径一定时，增大流体的流量，雷诺准数减少。
（）（*答案*×
3.（2分）牛顿粘性定律是：
流体的粘度越大,其流动性就越差。
（）（*答案*×
4.（2分）流体在管内以湍流流动时，在近管壁处存在层流内层，其厚度随Re的增大而变薄。
（）（*答案*√）
5.（2分）当量直径即可用来计算非园形管的雷诺数（）；
也可用来计算流体在非园形管内的流速。
（）（*答案*√;
×
6.（2分）流体在园管内流动时，管的中心处速度最大，而管壁处速度为零。
（）（*答案*√）
7.（2分）流体在园形管道中流动时，管壁处的流速为中心处流速的0.5倍。
8.（2分）液体在园形管中作滞流流动时，其它条件不变，而流速增加一倍，则阻力损失增加一倍（）（*答案*√）
9（2分）转子流量计可用来测量高压蒸汽（）和腐蚀性流体（）的流量。
;
√）
10．（2分）在静止的处于同一水平面上的各点的液体的静压强都相等。
（）实验证明,当流体在管内流动达完全湍流时，λ与雷诺数的大小无关。
四、问答题
1.（8分）什么是流体连续稳定流动？
流体流动的连续性方程的意义如何？
***答案***流体连续稳定流动是指流体在流动时，流体质点连续的充满其所在空间，流体在任一截面上的流动的流速、压强和密度等物理量不随时间而变化。
流体流动的连续性方程是流体流动过程的基本规律，它是根据质量守恒定律建立起的，连续性方程可以解决流体的流速、管径的计算选择，及其控制。
2.（8分）Z1＋p1/ρｇ＝Z2＋p2/ρｇ
（1），ｐ＝ｐa＋ρｇh
（2）；
这两个静力学方程式说明些什么？
***答案***
（1）说明静止的连续的同一流体,同一水平面上的各点，深度相同，它的压强亦相等；
（2）说明液体内部任一点的压强是液面深度的函数，距离液面越深，则压强越大，当液面压强变化，必将引起液体内部各点发生同样大小的变化。
3.（6分）如图,有一敞口高位槽,由管线与密闭的低位水槽相连接,
在什么条件下,水由高位槽向低位槽流动？
为什么？
pa/ρ+Zg=p2/ρ+Σhf；
当（pa/ρ+Zg）>
p2/ρ时,由1流向2,
当（pa/ρ+Zg）<
p2/ρ时,由2流向1。
4.（10分）用如图所示的实验装置得实验记录如下表所示：
皮托管编号
1
2
3
4
管内直径mm
12.7
21
12
皮托管测压孔高度mm
72
关闭阀A，玻管水柱高度mm
472
全开阀A皮托管测压孔
柱高度mm（平行水流方向）
435.5
407.5
405.1
376.5
柱高度mm（正对水流方向）
389.5
401.8
347.6
322
根据以上实验数据，回答下列问题：
（1）、第4点的位压头，静压头和动压头各为多少mmH2O？
（2）、水由第2点处流到3点处的阻力损失压头为多少mmH2O？
（3）、第1点的速度为多少m/s?
（1）Z4=21（mmH2O）,P4/（ρg）=H4-Z4=322-21=301（mmH2O）；
h动4=u42/（2g）=376.5-322=54.5（H2O）
（2）hf（2-3）=407.5-405.1=2.4（mmH2O）
（3）∵u12/（2g）=435.5-389.5=46（mmH2O）；
∴u1=0.95m/s
第二章知识点
一、工作原理
基本部件：
叶轮（6~12片后弯叶片）；
泵壳（蜗壳）（集液和能量转换装置）；
轴封装置（填料函、机械端面密封）。
原理：
借助高速旋转的叶轮不断吸入、排出液体。
离心泵无自吸能力，因此在启动前必须先灌泵，且吸入管路必须有底阀，否则将发生“气缚”现象。
某离心泵运行一年后如发现有气缚现象，则应检查进口管路是否有泄漏现象。
1、压头H，又称扬程
2、有效功率
3、离心泵的特性曲线通常包括H-Q，N-Q，η-Q曲线，这些曲线表示在一定转速下输送某种定的液体时泵的性能。
由N-Q线上可看出：
Q=0时，N=Nmin所以启动泵和停泵都应关闭泵的出口阀。
离心泵特性曲线测定实验，泵启动后出水管不出水，而泵进口处真空表指示真空度很高，可能出现的故障原因是吸入管路堵塞。
若被输送的流体粘度增高，则离心泵的压头减少，流量减少，效率减少，轴功率增大。
三、离心泵的工作点
1、泵在管路中的工作点为离心泵特性曲线（H-Q）与管路特性曲线（He-Qe）的交点。
管路特性曲线为：
He=K+BQe2
2、工作点的调节：
既可改变He-Qe来实现，又可通过改变H-Q来实现。
具体措施有改变阀门的开度，改变泵的转速，叶轮的直径及泵的串、并联操作。
两台同样的离心泵并联压头不变而流量加倍，串联则流量不变压头加倍。
四、离心泵的安装高度Hg
为避免气蚀现象的发生，离心泵的安装高度小于等于Hg，注意气蚀现象产生的原因。
离心泵的安装高度超过允许安装高度时会发生气蚀现象。
1、离心泵的主要部件有叶轮、泵壳和轴封装置。
2、离心泵的泵壳制成蜗壳形，其作用有二：
A、汇集液体；
B、转能装置，即是使部分动能转换为静压能。
3、离心泵的主要性能参数有流量、轴功率、压头、效率、气蚀余量等。
4、离心泵特性曲线包括H-Q、N-Q、和η-Q三条曲线。
它们是在一定转速下，用常温清水为介质，通过实验测得的。
5、离心泵的压头（又称扬程）指是泵对单位重量（1N）液体所提供的有效能量，它的单位是m。
6、离心泵安装在一定管路上，其工作点是泵的特性曲线和管路特性曲线的交点。
7、若被输送的粘度大于常温下清水的粘度时，则离心泵的压头减少，流量减少，效率下降，轴功率增大。
8、离心泵将低位敝口水池的水送到高位敝口水槽中，若改送密度为1200Kg/m3，而其他性质与水相同的液体，则泵的流量不变，压头不变，轴功率增大。
9、管路特性曲线的形状由管路布置和操作条件来确定，与离心泵的性能无关。
10、离心泵通常采用出口阀门调节流量：
往复泵与齿轮泵采用旁路调节流量。
11、离心泵汽蚀余量的定义为。
12、单动往复压缩机的理想压缩循环分为吸气、压缩及排气三个阶段。
13、离心通风机的全风压是指单位体积（1m3）的气体流过风机时所获得的能量，他的单位是Pa。
14、当液体的密度改变时，离心泵的压头H和轴功率N的变化为（B）
A、H、N均不变B、H不变，N改变C、H改变，N不变D、H、N均改变
15、离心泵的轴功率是（C）
A、在流量为零时最大B、
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