化工原理流体习题.docx
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化工原理流体习题
（当地大气压为750mmHg，测得一容器内的绝对压力为360mmHg，则真空度为_________mH2O。
测得另一容器内的表压强为980mmHg，则其绝对压强为________KPa。
2O；2．液体在圆形管道中流动，假如只将流量增添一倍后仍为层流流动，则阻力损失为本来的________倍；假如保持流量不变只将管径增添一倍，则阻力损失为本来的__________倍。
2；1/43．已知某油品在圆管中稳固流动，其雷诺数为1600。
测得此时管中心处的点速度为1m/s，则此管截面上的均匀速度为______m/s。
1/2（或）4.水在内径必定的圆形管中稳固流动，若质量流量必定，当温度降低时，Re值将________。
减小以以下图，用离心泵将密封储槽中的20°C的水经过φ100×2mm的管道送往敞口高位储槽。
两储槽液面高度差为16m，密封槽液面上真空表p1读数为500mmHg（真空度），泵进口处真空表p2读数为290mmHg（真空度）。
泵排出管路上装有一个孔板流量计，其孔口直径为70mm，流量系数为，所接U型水银压差计读数R为170mm。
已知所有管路能量损失为36J/kg，试求：
1）泵的输水量（m3/h）。
2）泵出口处压力表p3的指示值（KPa）。
（已知真空表与压力表相距0.2m）3）包含所有局部阻力的当量长度在内的管路长度。
（已知摩擦系数为）
1）
Vs
2gR（
0
）
COAO
2
2
（13600
1000）
4
1000
2
3/s3/h
（2）
u
V
/s
2
2
d
4
选低槽液面1-1和高液面4-4之间列伯努利方程：
Z1
p1
u12
H
Z4
p2
u42
Hf
g
2g
g
2g
14
p1
500
760
p2
290
760
H
（Z4
Z1）
p1
Hf14
103
36
2O
g
16
10
3
选泵进出口为2-2和3-3截面列伯努利方程
Z2
p2
u22
H
Z
p3
u22
Hf23
g
2g
3
g
2g
p3
（Z2
Z3）
p2
H
Hf23
g
g
（0
0.2）
103
2O
103
p3
103
（3）
hf14
l
le
u2
d
2
l
le
hf142
d
36
2
u
2
2
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
qV
，今改为输送
2qV
的有机物，且
2水,
水。
设两种输液下，流体均在层流下贱动，则管路两端压差为水的
________倍。
4
3．层流基层越薄，则以下结论正确的选项是。
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
以以下图，水流经一扩大管段d1=40mm，d2=80mm，已知d1中水的流速为，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，使管段倾斜搁置，而流量不变，问此时
R的读数如
何变化？
（定性说明，不用计算）
解：
1）u2
（d1
）2u1
1
/s
d2
4
在两测压点间列伯努利方程，以管子轴线为基准面，化简得，
p1
u12
p2
u22
2
hf
2
p2
p1
u12
u22
2
2
2
hf
hfhf
2
由静力学方程，p2
p1
水
气gR
水gR
p2
p1
gR
水
即，
hf
hf
J/kg
2）粗管端抬高后，管段倾斜，设抬高
Z，
由静力学方程得，p2
p1
Zg
gR
水
由伯努利方程有p2
p1
Zg
u12
u22
hfhf
2
在水的流量不变状况下，该管段的流动阻力损失不变，所以
R不变。
1.流体在变径管中作稳固流动，在管径减小的地方其静压能。
减小2．气体的粘度随温度高升而，水的粘度随温度高升而。
增添；降低
（3．测流体流量时，随流量增添孔板流量计双侧压差值将，若改用转子流量计，随流量增添转子（稳准时）双侧压差值将。
增添；不变4.用泵将20℃水从敞口贮槽送至表压为×105Pa的密闭容器，两槽液面均恒定不变，各部分相对地点以以下图。
输送管路为108×4mm的无缝钢管，吸入管长为20m，排出管长为100m（各段管长均包含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，忽视两测压口之间的阻力，摩擦系数可取为。
试求：
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）若离心泵运转一年后发现有气缚现象，试解析其原由。
解：
（1）阀门3/4开度时管路的流量（m3/h）；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
u02
p0
z1
u12
p1
hf,0
z0
g
2g
g
1
2g
此中，
hf,01
l
lu12
20
u12
2
d
2g
2
1
z0=0，u0=0，p0=0（表压），
z1=3m，
p1=-42700Pa（表压）
代入上式，得：
u1
，
Q=
d
2
u
65m
3
/h
4
（2）压强表读数（Pa）；
在压力表所在截面
2-2′与容器液面3-3′间列柏努利方程。
仍以0-0′截面为基准水
平面
u22
p2
z3
u32
p3
hf,2
z2
g
2g
g
3
2g
2
p2
16
105
100
2
1000g
0
2
2g
1000g
解得，p2
×5
表压
）
10Pa（
（3）外加压头（m）；在真空表与压力表所在截面间列柏努利方程，可得，
H（z2z1）
p2
p1
Hf
105
10
5
g
0
1000
（4）泵效率
Ne
HQ
65
1000
102
3600
102
故
Ne/N
66.87%
（5）若离心泵运转一年后发现有气缚现象，原由是进口管有泄漏。
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，2100mmHg3、水力半径的定义是rH＝_________________________。
流道面积／浸润周边、某流体在直管中作层流流动，在流速不变的状况下，管长、管径同时增添一倍，其阻力损失为本来的______倍。
5、转子流量计的主要特色是（）。
C
（A）恒截面、恒压差；（B）变截面、变压差；恒流速、恒压差；（D）变流速、恒压差。
6、层流与湍流的实质差别是（）。
D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；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。
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（包含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，水的密度为1000/m3。
孔板流
量计的计算公式为：
uo=Co[2gR（ρ′-）/ρ]。
试求：
（1）输油量是多少m3/h?
（2）若泵的效率为，计算泵的轴功率。
解：
（1）uo=Co[2gR（ρ′-）/ρ]=0.62[2×××（1000-850）/850]Vh0×.785×（0.08）2×3/h2）在贮油池和高位槽间列柏努利方程，化简得:
We=hg+Σhf×（80/100）2××850/（19010×-3）=234<23002
Σ×（1000/0.1）×We=20×Ne=We·WS/η××850/3600）/（1000×
1.测流体流量时，跟着流体流量增添，孔板流量计双侧压差值将
______，若改用转子流量
计丈量，当流量增大时，转子两端压差值将
______。
、增大；不变
空气的黏度随温度高升而（增大，减小，不变）。
增大
当不行压缩理想流体在水平搁置的变径管路中作稳固的连续流动时，在管子直径减小的地方，其静压力。
B（A）变大（B）变小（C）不变（D）不确立在完整湍流区（阻力平方区），粗糙管的摩擦系数值C（A）与圆滑管相同（B）只取决与Re（C）只取决与相对粗糙度（D）与粗糙度没关
常压下，用水逆流汲取混杂气中氨的流程以以下图，用泵将敞口水池中的水输送至汲取
塔塔顶，并经喷嘴喷出，水流量
35m3/h。
泵的进口管为108mm
4mm无缝钢管，出口
管为76mm3mm无缝钢管。
池中水深为，池底至塔顶喷嘴进口处的垂直距离为
20m。
水流经所有管路的能量损失为
46J/kg（不包含喷嘴），泵出口管与喷嘴连接处的表压为
34kPa。
设初选泵的效率为
60%，试求该初选泵的轴功率（水密度以
1000kg/m3
计）。
解：
如图，取水池液面为1-1’截面，塔顶喷嘴进口处为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
z1g
1u12p1
We
z2g
1u22
p2
Wf
2
2
We
（z2
z1）g
1（u22
u12）
p2
p1
Wf
2
此中
z1
0,p1
0
（表压），u1
0
p234
103Pa
（表压）
z2
20
1000kg/m3,
Wf
42J/kg
u2
qV
35/3600
/s
喷头进口处水流速
22
2
将以上各值代入，可得输送水所需的外加功
We
1
2
34
103
42J/kg
2
1000
又因水的质量流量为qm
qV
35/3600
1000
kg/s
所以泵的有效功率为
Ne
Weqm
2534W
当泵效率为60%时，其轴功率为N
Ne
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
完整湍流流动时，摩擦系数
λ与__________没关，不过__________的函数。
，Re，管子相对粗糙度
某液体在内径为d0的水平管路中稳固流动，其均匀流速为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为本来的倍。
C
；
B.8；
C.16；
D.32、
4.以以下图所示，用泵将贮槽A内密度为880kg/m3，粘度为4cP的油用
159mm4mm的管
道送至设备B，设备B内液面上方压力表读数为
kPa，管路总长度（包含孔板在内所有
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
C0，U形管压差计指示液为水银，读数
R=750mm。
已知汞
13600kg/m3，管
内流动的摩擦系数可按以下式子计算：
层流时
64/Re，湍流时
Re，求：
（1）流量，m3/h；
（2）当泵的效率
70%时，求轴功率。
解：
（1）VsC0A02s
gR
3600
2
2
13600
880
880
3/h（6分）
（2）u
Vs
2
3600
2
du
880
湍流
Re
4
103
所以
Re
0.25
40528.4
在贮槽液面1
1和管路出口内侧截面2
2间列柏努利方程得：
He
z
P
l
u2
20
29400
802
g
d2g
880
2
Vs
He
880
N
3600
102
102
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
。
2O；
2.某液体在内径为
d的水平管路中稳固流动，当它以相同体积流量经过等长的内径为
3d的
管子时，则流速为本来的倍；若改变前后均为层流流动，则摩擦系数为本来的倍。
1/9；3孔板流量计是。
CA.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，需水安全装D.变截面流量计，需水安全装孔板流量计的孔流系数C0，当Re数增大时，其值。
BA.总在增大B.减小到必定程度后保持为某定值C.老是减小D.不定以以下图，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，所接U形管中指示液为水银，其密度为13600kg/m3。
管路为Φ54×
的钢管，直管长度和局部阻力当量长度之和
（包含孔板局部阻力当量长
度）为
250m，此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
。
当水的流量为
3/h时，试确立：
1）水经过泵所获取的外加能量（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）。
解：
u
V
/s
2
3600
2
d
4
（1）
hf12
l
leu2
250
2
d2
/kg
2
以低位槽液面1-1和高位槽液面2-2间列伯努利方程
p1
u12
gZ2
p2
u22
hf12
gZ1
We
2
2
此中：
Z1
（0基准）,
P1
P2
0（表压）,u10.u20.
WegZ2
hf12
10
/kg
以1-1和A点前3-3列伯努利方程
We
p3
u32
hf13
hf13
60
2
gZ3
2
/kg
2
p3
（WegZ
u32
hf13）
9
2
1000（表）
3
2
11.3）
2
Vu0A0
2gR（
0
）
C0A0
（3）
V
2
2
1000
C0A0
3600
2
R
）
2
（136001000）
2g（0
6.每小时将2×104kg、45℃氯苯用泵从反应器A输送到高位槽B（以以下图），管
出口处距反应器液面的垂直高度为15m，反应器液面上方保持的绝压，高位槽液面上方为大气压（1个标准大气压），管子为Φ76mm×4mm、长的不锈钢管，摩擦系数为。
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×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=，90℃标准弯头ζ2=。
解：
如图，取1-1、2-2界面，以1-1截面为基准面
u12
p1
He
Z2
u22
p2
Hf
Z1
g
2g
g
2g
p1=（绝压），z1=0，u1=0，P2=（绝压），z2=15m
u2
W
W
m/s
d24
l
u2
u2
Hf
2g
2g
d
2
2
2
2
（
50.75）
2
26.7）
103
2
He
15
NWgHe/
1075
2
流体在管内作湍流流动时，流动种类从中心到壁挨次为：
、、。
湍流;过渡区;层流2.气体的粘度随温度的高升而，水的粘度随温度的高升而。
3.增添;降低测流体流量时，随流量增添孔板流量计双侧压差值将，若改用转子流量计，随流量增添转子双侧压差值将。
增大;不变水（=1000kg/m3）在1atm下由泵以m3/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，泵前吸入管路（包含进口）的局部阻力系数之和为。
泵后的排出管长和管径分别为13m和60mm，管内的摩擦系数为，泵后排出管路（包含出口）的局部阻力系数之和为。
两液面的高度差H＝10m，泵的吸进口比低位槽的液面高2m。
求:
1）泵的有效功We，J/kg；2）泵的吸进口A和排出口B处的压强（绝对压强），Pa。
解：
（1）在断面1-1和2-2之间列机械能衡算式，并移项整理得
W
gH
P2
P1u2
2
u1
2
2
hf12
P2
P1
0,gH
10
/Kg,
2
2
u2
u1
0,
2泵吸入管内的流速为
u1＝4V
4
12103
/s,
d1
2
2
泵压出管内的流速为
2
2
u2＝d1
u1
/s
2
2
d2
hf12
（1
l1
）u12
（
升级会员 