定性温度:
定性尺寸:
管内径
5.总传热速率方程
1)总传热系数K:
2)传热面积A:
套管换热器:
列管换热器:
3)传热平均温度差(对数平均温度差):
6.热平衡方程:
无相变化时:
有相变时:
化工原理第一章复习题
一、填空题:
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;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()。
(*答案*A)
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。
()(*答案*×)
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。
()(*答案*×;√)
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?
***答案***
pa/ρ+Zg=p2/ρ+Σhf;
当(pa/ρ+Zg)>p2/ρ时,由1流向2,
当(pa/ρ+Zg)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
12
皮托管测压孔高度mm
72
72
72
21
关闭阀A,玻管水柱高度mm
472
472
472
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
全开阀A皮托管测压孔
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?
***答案***
(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
“化工原理”第二章流体输送机械复习题
一、填空题:
1.(3分)某输水的水泵系统,经管路计算得,需泵提供的压头为He=19m水柱,输水量为0.0079m3/s,则泵的有效功率为________.***答案***1472w
2.(2分)离心泵的主要部件有如下三部分:
______,_____,_______.
***答案***泵壳;叶轮;泵轴
3.(2分)离心泵的主要参数有:
______,______,______,________.
***答案***流量;扬程;功率;效率
4.(3分)离心泵的特性曲线有:
_____________,_________________,___________________.
***答案***压头H~流量Q曲线;功率N~流量Q曲线;效率η~流量Q曲线
5.(2分)离心泵的最大安装高度不会大于_______________.***答案***10m
6.(2分)离心泵的工作点是如下两条曲线的交点:
______________,________________.
***答案***泵特性曲线H--Q;管路特性曲线H--Q
7.(3分)调节泵流量的方法有:
_____________,__________________,____________________.
***答案***改变阀门的开度;改变泵的转速;车削叶轮外径
8.(3分)液体输送设备有:
_____,_________,__________,__________,_______
***答案***离心泵;往复泵;齿轮泵;螺杆泵;旋涡泵
9.(3分)气体输送设备有:
________,_________,___________.
***答案***通风机;鼓风机;压缩机
10.(3分)泵起动时,先关闭泵的出口开关的原因是________
**答案**降低起动功率,保护电机,防止超负荷而受到损伤;同时也避免出口管线水力冲击。
11.(3分)若被输送的流体粘度增高,则离心泵的压头___,流量___,效率___,轴功率____。
***答案***减小减小下降增大
12.离心泵的流量调节阀安装在离心泵___管路上,关小出口阀门后,真空表的读数___,压力表的读数____。
***答案***出口减小增大
13.(2分)流体输送设备按工作原理大致可分为四类即___,__,___,____。
***答案***离心式,往复式,旋转式,流体动力作用式
14.(2分)离心泵的安装高度超过允许安装高度时,离心泵会发生____现象。
***答案***气蚀
15.(2分)离心泵的扬程含义是______________
***答案***离心泵给单位重量的液体所提供的能量。
16.(2分)离心泵叶轮按有无盖板可分为____,_____,______。
***答案***敞式半敞式闭式(或开式,半开式,闭式)
17.(2分)离心泵铭牌上标明的流量和扬程指的是_______时的流量和扬程。
***答案***效率最高
18.(3分)用离心泵在两敞口容器间输液,在同一管路中,若用离心泵输送ρ=1200kg/m3的某液体(该溶液的其它性质与水相同),与输送水相比,离心泵的流量_______,扬程_____,泵出口压力____,轴功率___。
(变大,变小,不变,不确定)
***答案***不变不变变大变大
19.(5分)离心泵用来输送常温的水,已知泵的性能为:
Q=0.05m3/s时H=20m;管路特性为Q=0.05m3/s时,He=18m,则在该流量下,消耗在调节阀门上的压头增值ΔH=___m;有效功率ΔN=___kw。
***答案***2;0.981
20.(2分)离心泵起动时,如果泵内没有充满液体而存在气体时,离心泵就