化工基础练习2.docx
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化工基础练习2
化工基础练习2
一、填空
1.
孔板流量计需 计配合来测量管路中流体的体积流量或平均流速;
转子流量计是根据 的位置测得流体的体积流量。
2.
下列各种不同压力计测得的测定值,可按其压强从小到大的顺序排列如下:
( )<( )<( )<( )。
A、380mm汞柱(真空度); B、300mm水柱(表压);
C、0.15MPa(表压); D、2.0kPa(表压)。
3.
流体充满导管作定态流动,当其雷诺数小于 时,流体在管中的流动型态属于 ;当其雷诺数大于 时,流体在管中的流动型态属于 。
4.
流体在圆形粗糙直管内作湍流流动时(但不在阻力平方区),其摩擦系数
的大小随 和
而变。
5.
液体在圆管内呈层流流动,其流速为0.5m·s-1,则其动压头为 m(液柱)。
6.
离心泵的主要性能参数有:
; ; ; ; 和 。
7.
离心泵的主要特征曲线有 曲线, 曲线和 曲线。
8.
流体在等径的管道中作定态流动时,因直管阻力所造成的能量损失与管长成 ;而流速沿管长 。
9.
离心泵输送水时,流量qV=30m3·h-1,扬程He=24m水柱。
若用来输送密度
1200kg·m-3的液体,流量仍为30m3·h-1时,扬程He= m液柱。
10.
20℃时,浓硫酸的密度为1.813×103kg·m-3,粘度为2.54×10-2Pa·s,用
48mm×3.5mm的无缝钢管输送时,达到湍流的最低流速为 m·s-1。
11.
流体在圆形管道中流动时,局部阻力的计算方法有 和 。
12.
水由直管流向喷射泵,喷嘴内径为直管内径的1/4,则喷嘴处的流速为直管内流速的
倍。
喷嘴处的动能为直管内动能的 倍。
喷嘴处增大的动能由 能转换而来,由此在喷嘴处可形成 压。
13.
精馏塔塔釜液面高度为2.0m,液面上方压强为8.0×104Pa(表压),釜液的密度为1100kg·m-3,则塔底的绝对压强为 Pa。
14.
在流体的流量或流速测量设备中,能用来测量管道截面中某一点的流速的设备通常用 ;用来测量水平管道截面上的平均流速的设备通常有 。
15.
流体在
25mm×2.5mm、及
57mm×3.5mm组成的套管换热器环隙中流动,其当量直径为 。
16.
单位质量流体的能量单位是 ;单位体积流体的能量单位是 ;单位重量流体的能量单位是 。
以液柱高度表示的能量,在工程上的术语是 。
17.
离心泵的轴功率在流量为 时最小;选择或使用离心泵时,应尽量使泵在 附近工作。
18.
流体在等直径直管中作定常态流动,由于流体流动中存在摩擦阻力造成能量损失,因此,流体的压强沿管长 ,而流体的流速沿管长 。
二、判断题
1.
流体在导管中流动时,即使在极度湍流的情况下,在邻近管壁处仍存在着一层层流层。
这一层流层的存在,不仅影响流动过程,对传热及传质过程也有重要影响。
…………( )
2.
在流体流动系统中,存在明显速度梯度的区域称为流体流动边界层。
边界层的厚度与雷诺数Re有关。
Re越大,边界层的厚度越大。
……………………………………………( )
3.
流体在圆管内流动,若流量不变,而使管径增大一倍(设流体的物性不变),则雷诺数的值为原来的2倍。
………………………………………………………………………( )
4.
当雷诺(Reynolds)数中的各物理量采用不同单位制时,雷诺数的值将发生变化。
…………………………………………………………………………………………( )
5.
在测定流体流动阻力的实验中,用水求得的摩擦系数
——Re的曲线,对其它流体也能适用。
……………………………………………………………………………………( )
6.
实际流体在定态流动过程中,存在着三种不同的流型:
层流、湍流和过渡流。
…………………………………………………………………………………………( )
7.
流体在管道中流动,当流速增大时,摩擦阻力系数也随着增大。
………………( )
8.
流体流动边界层分为层流边界层和湍流边界层。
一般说的层流内层即为层流边界层。
……………………………………………………………………( )
三、选择
1.
当需要测量一个80kPa左右的气体表压强时,下列规格的水银真空计中宜选用……………………………………………………………………………………………( )
A、300mm; B、500mm; C、600mm; D、800mm。
2.
流体在圆形直管内流动时,判断流体流型的特征数为……………………………( )
A、Re; B、Nu; C、Pr; D、Gr
3.
圆管内径为100mm,一般情况下输水能力约为……………………………………( )
A、3m3·h-1; B、30m3·h-1;
C、200m3·h-1; D、400m3·h-1。
4.
离心泵内进入空气时将会发生的现象是……………………………………………( )
A、汽蚀; B、气缚; C、烧坏电机; D、损坏泵。
5.
水从高位槽中流出时,则……………………………………………………………( )
A、水的静压能转变为动能;
B、水的位能转变为动能;
C、除水的静压能转变为动能外,由于位能的减少,水的内能略有下降;
D、除水的位能转变为动能外,由于静压能的减少,水的内能略有下降;
6.
当离心泵的出口阀门开大时,离心泵的扬程随流量的增大而……………………( )
A、减小; B、增大; C、不变; D、无法确定。
7.
流体在圆管内呈层流流动时,速度分布曲线的形状及平均速度u和最大速度umax的关系分别为……………………………………………………………………………………( )
A、抛物线形,u=
umax; B、非严格的抛物线形,u=0.82umax;
C、非严格的抛物线形,u=
umax; D、抛物线形,u=0.82umax。
8.
水连续地从内径为90mm的粗管流入30mm的细管内,则细管内水的流速是粗管的……………………………………………………………………………………………( )
A、3倍; B、1/9倍; C、9倍; D、1/3倍。
9.
实验中用U形管压差计测得某设备内的压力读数为零,说明该设备的绝对压为
…………………………………………………………………………( )
A、0Pa; B、101.3kPa; C、当时当地大气压强;D、1MPa。
10.
往复泵的流量不能采用的调节方法是………………………………………………( )
A、改变活塞的行程; B、改变电机的转速;
C、在泵的出口处安装一个调节阀;D、出口液体用旁路阀门,使其液体部分循环。
11.
要求以较小的流量连续输送一种粘稠的油类,应选用……………………………( )
A、离心泵;B、齿轮泵; C、真空喷射泵;D、水环泵。
12.
雷诺数Re的数学表达式为………………………………………………………( )
A、
; B、
; C、
; D、
。
以上各式中u为流体流速,
为流体密度,
为流体粘度,d为管径或定性尺寸。
四、计算问答
1.
一个测量水流量的转子流量计,转子的密度为1500kg·m-3。
当读数为100时,20℃水的流量为6.00L·h-1。
(1)如果该转子流量计用来测量20℃丙酮的流量(密度为790kg·m-3),求在读数为100时的体积流量。
(2)如果该转子流量计用来测量硫酸(密度为1300kg·m-3)的流量,求在读数为100时的体积流量。
2.
密度为1050kg·m-3的醋酸由
57mm×3.5mm的细管流向
76mm×4mm的粗管,体积流量为10m3·h-1,试求醋酸在细管和粗管中的质量流量和平均流速。
3.
20℃的水(密度为1000kg·m-3,粘度为1.005×10-3Pa·s)流经内径为20mm的管子,问当管中流型为层流时,水的最大流速为多少?
若管中流过的是20℃的空气(密度为1.205kg·m-3,粘度为18.1×10-6Pa·s),则空气的最大流速为多少?
4.
某合成氨厂有一个湿式圆筒气柜(如图所示),其内径为8m,用以贮存水煤气。
它的金属钟罩与附件的总质量为6000kg。
如果不计算罩浸没在水中的浮力,试问:
(1)气柜内气体的压强(表压)为多大时,可将钟罩顶起?
(2)当气柜中的贮气量增加时,气体的压强是否有变化?
5.
水槽液面至出水口垂直距离保持8.2m,导管管径为
119mm×4.5mm,阻力造成压头损失为7.5m(水柱),试求管中水的体积流量。
6.
如图所示,盛有汞的两根玻璃管与一个封闭的容器连接,器内压差为p0。
若开口玻璃管中的高度h1=0.2m,求上端封闭且保持真空的玻璃管中水银柱高度h2。
(已知:
当时大气压强为101.3kPa,汞的密度为13600kg·m-3)
化工基础练习2答案
一、填空
1.U形压差;转子
2.A、
3.2000;滞流(或湍流);4000;湍流。
4.Re;
5.3.19×10-3
6.流量qV;扬程He;有效功率Ne或轴功率N;转速n;泵效率
。
(至少要答出3项)
7.流量—扬程;流量—效率;流量—轴功率
8.正比;不变
9.24
10.1.37
11.局部阻力系数法;当量长度法
12.16;256;压强;负
13.2.03×105
14.毕托管;孔板流量计和文丘里流量计
15.25mm
16.J·kg-1;N·m-2;m(流体柱);压头
17.零;效率最高点
18.降低;不变
二、判断题
1.对
2.错
3.错
4.错
5.对
6.错
7.错
8.错
三、选择题
1.D
2.A
3.B
4.B
5.B
6.A
7.A
8.C
9.C
10.C
11.B
12.D
四、计算问答
1.
(1)转子流量计在流速较大时,丙酮与水的体积流量之比为:
对20℃的丙酮
(丙酮)=790kg·m-3
,qV(丙酮)==8.04L·h-1
(2)对于
(硫酸)=1300kg·m-3的硫酸
,qV(硫酸)==3.33L·h-1
2.
(1)设下标1为细管,下标2为粗管。
qm,1=qm,2=
qV
=1050×10=1.05×104kg·h-1
=2.92kg·s-1
(2)u1=
=
=1.42m·s-1
u2=
=
=0.77m·s-1
3.
(1)水:
因为Re=
≤2000时水的流型为滞流
所以umax=
=
=0.1m·s-1
(2)空气:
umax=
=1.5m·s-1
4.
(1)已知圆筒气柜的内径d=8m,m=6000kg
圆筒钟罩的截面积 S=
=0.785×82=50.24m2
气柜内的压强 p=
=
=
=1.17×103Pa(表压)
(2)没有改变
5.取水槽液面为1—1截面,出水口为2—2截面,并以2—2截面为基准面,列伯努利方程:
Z1+
+
=Z2+
+
+Hf
Z2=0, Z1=8.2m,液面与出水口均与大气相通
p1=p2 u1=0 8.2=
+7.5
u2=
=
=3.71m·s-1
水的体积流量 qV=u2×0.785×(
)2×3600=3.71×0.785×(0.11)2×3600
=126.7m3·h-1
6.1—1平面 p1=p=p0+
(汞)gh1
2—2平面 p2=p0=
(汞)gh2
3—3平面 p3=p1-
(汞)gh1
空气密度小,可视为p2=p3,即
p1-
(汞)gh1=
(汞)gh2
又因为p1=p,因此可得:
h2=
-h1
=
-0.2=0.56m。