化工原理第一章流体流动.docx

1、化工原理第一章流体流动第一章流体流动一、基本知识2.3.4.5.6.7.8.9.化工原理中的“三传”是指 动能传递、势能传递、化学能传递 动量传递、能量传递、热量传递 下列单元操作中属于动量传递的有 流体输送 蒸发下列单元操作中属于质量传递的有 搅拌 液体精馏下列单元操作中属于质量传递的有 固体流态化 加热冷却下列单元操作中属于热、质同时传递 过滤 萃取下列各力中属于体积力的是 压力 摩擦力下列各力中属于表面力的是 压力 离心力研究化工流体时所取的最小考察对象为 分子 离子化工原理中的流体质点是指 。1 与分子自由程相当尺寸的流体分子2 比分子自由程尺寸小的流体粒子3 与设备尺寸相当的流体微团

2、动能传递、内能传递、物质传递动量传递、热量传递、质量传递。气体吸收。结晶萃取。沉降搅拌 有 。膜分离搅拌干燥重力离心力剪力。重力流体质点流体介质00尺寸远小于设备尺寸，但比分子自由程大得多的含大量分子的流体微团10. 化工原理中的连续流体是指 1 流体的物理性质是连续分布的2 流体的化学性质是连续分布的3 流体的运动参数在空间上连续分布4 流体的物理性质及运动参数在空间上作连续分布，可用连续函数来描述11. 对于流体的流动，通常采用的两种不同的考察方法是 。1 牛顿法和质量守恒法 机械能守恒法和动量守恒法3 质量守恒法和动量守恒法 欧拉法和拉格朗日法12. 拉格朗日法的具体内容为 ；而欧拉法则

3、为 。1 选定运动空间各点进行考察2 选定几何意义上的点进行考察3 选定固定位置观察流体质点的运动情况，直接描述各有关运动参数如速 度、压强、密度等在指定空间和时间上的变化4 选定一个流体质点，对其跟踪观察，描述其运动参数 （如位移、速度等）与时问的关系13 .轨线和流线在 是一致的。1 连续流动时 非稳态脉动流动时 稳态（定态）流动时 喷射流动时14. 黏性的物理本质是 。1 促进流体流动产生单位速度的剪应力2 流体的物性之一，是造成流体内摩擦的原因3 影响速度梯度的根由4 分子间的引力和分子的运动与碰撞，是分子微观运动的一种宏观表现15. 据牛顿黏性定律，黏度的定义可用数学式表示如下：A色

4、dUdy dy下列关于该式的四种论述中正确的是 。1 倘若流体不受力，其黏度为零2 牛顿型流体的黏度与流体内部的速度梯度成反比3 对于牛顿型流体，运动流体所受的切应力与其速度梯度成正比4 流体运动时所受的切应力与其速度梯度之比即是黏度16. 根据牛顿黏性定律，下列论断中错误的是 。1 单位面积上所受的剪力就是剪应力2 黏度越大，同样的剪应力造成的速度梯度就越小3 不同的流速层之间具有不同的动量，层间分子的交换也同时构成了动量的 交换与传递，剪应力代表了此项动量传递的速率4 剪应力与法向速度梯度成反比，与法向压力无关17. 速度分布均匀，无黏性（黏度为零）的流体称为 。1 牛顿型流体 非牛顿型流

5、体 理想流体 实际流体18. 随着温度的升高，贝U 。1 气体、液体黏度均减小 气体、液体黏度均增大气体黏度增大，液体黏度减小 气体黏度减小，液体黏度增大19. 黏度的倒数称作流度，即n =卩-1。下列四组关于温度、压强对液体流度影响的判断式中符合实际情况的是 o1 ：/ 汀-0; =0 :/:T 0; r / R - 0:：/ 汀-0; / ；:p 04 / 订 0; /：p=020. 下列流体中服从牛顿黏性定律的有 o1 气体、水、溶剂、甘油 蛋黄浆、油漆纸浆、牙膏、肥皂 面粉团、凝固汽油和沥青等21 .流体静力学基本方程式：P2=R+Pg（Z1-Z2）=Pi + p gh的适用条件是 1

6、 重力场中静止流体2 重力场中不可压缩静止流体3 重力场中不可压缩连续静止流体4 重力场中不可压缩静止、连通着的同一连续流体22. 改善测量精度，减少U形压差计测量误差的方法有 o1 减少被测流体与指示液之间的密度差2 采用倾斜式微压计（将细管倾斜放置的单杯压强计）3 双液体U形压差计4 加大被测流体与指示液之问的密度差23. 如图1-1所示的开口容器内盛有油高度为 hi和水高度为h2及h,则B与B 点之间压强大小之间的关系为 （B 与B点处于同一水平面）。Pb Pb Pb Pb8 Pb = Pb 无法比较24 如图1-2所示，A、B两断面分别位于直管段内，并在两断面装上 U形管和复式U形管压

7、强计。两压差计内指示液相同，复式U形压强计的中间流体和管内 流体相同。则读数Ri、R、F3之间的关系为 。1 R=F2+R R=R+R R2=R+R Ri、艮、F3间无定量关系存在图1-125. 如图1 3所示，在断面A和B处接 一空气压差计，其读数为R,两测压点间 垂直距离为a，指示液、空气密度分别为 p。和p空。贝U A、B两点间压差为 1 Pa - Pb 二Rg2 Pa_Pb （ ”0八一空）Rg3 Pa - Pb = （ 一空）Rg ga4 Pa - Pb 二空（R a）g26. 如图1 4所示，两容器内盛同一密度液体。 当U形管接于A B两点时，读数各为R和R。现 将测压点A和压强计

8、一起下移h，则变化后R和R 的变化为 。1 R增大，R不变Ri不变，R增大图1 4R、R均不变 Ri、R均增大27. 如图1-5所示，在盛有密度为p o某气体的容器壁两侧分别接一个 U形管压 强计和双杯式微压计，U形管压强计内指示液密度为p 1,微压计使用p 1和p 2( p1P 2)两种指示液。微压计液杯直径为 D, U形管直径为d,则考虑杯内液面变化时，R、R的表示式为 ；不考虑杯内液面变化时,P 一 Pag( - 2 -2d2RiP - Pag(d - 6)P - Pag(- 2)RiP - Pag ( : o )R、R的表示式为图1-5P - Pag(H)RiP 一 Pag( - 5)

9、28. 今有两种黏度较大相互不混溶的流体甲、乙，被装入如图1-6所示的连通器,自由液面等高且通大气。若图示的 A、B截面位于同一水平面，下列四组判断中 合理的是 o1 Pa Pb ；甲 乙 Pa Pb；甲 乙 Pa = Pb； 甲 乙 Pa二Pb； 甲二乙29. 如图1 7所示的U形管中，1、U、川为蜜度不同的三种液体。 A-A/、B-B/为等高液位面。位于同一水平面上的点I、点2处的P与P2小为 o1 PR PiP2 Pi=P2 无法比较A A图1 6 图1 730. 流体流动时遵循的守恒定律有 o1 质量守恒 能量守恒 动量守恒31. 不可压缩流体在均匀直管内作定态流动时，平均速度沿流动方

10、向的变化 为1 增大 减小 不变 无法确定32. 若不可压缩连续理想流体在重力场中作定态流动且流动微元在流动过程中与其他微元之间未发生机械能交换， 则gz+(p/ p )+(u 2/2)=常数，可用于 1 沿轨线的机械能衡算2 沿流线的机械能衡算3 沿管流任意流段处的机械能衡算4 沿管流均匀流段处(流线均为平行的直线且与截面垂直)的机械能衡算33 将伯努利方程推广应用到实际黏性流体在管道中的流动时， 需要考虑 1 不做任何改变2 用截面上的平均动能代替伯努利方程中的动能项3 必须计入黏性流体流动时因摩擦而导致机械能耗损 （阻力损失）4 同时考虑、中所列因素34.对动能校正系数a做出正确论断的有

11、 。1 平均动能与按平均速度计算的动能之间的校正系数2 校正系数a与速度分布形状有关3 流体在圆管内作层流流动时，以平均速度计算平均动能时，校正系数a值 等于2.04 校正系数a与速度分布形状无关36. 流体流动的流型包括 。1 层流 湍流 过渡流， 扰动流37. 根据雷诺数船的大小可将流体的流动区域划分为 。1 层流区 过渡区 湍流区 层流内层区38. 对湍流概念描述不正确的是 。1 湍流时流体质点在沿管轴流动的同时还做着随机的脉动2 湍流的基本特征是出现了速度的脉动。它可用频率和平均振幅两个物理量 来粗略描述，而且脉动加速了径向的动量、热量和质量的传递3 湍流时，动量的传递不仅起因于分子运

12、动，而且来源于流体质点的脉动速 度，故动量的传递不再服从牛顿黏性定律4 湍流时，若仍用牛顿黏性定律形式来表示动量的传递， 则黏度和湍流黏度均为流体的物理性质39. 流体在圆形直管中流动时，判断流体流型的准数为 。1 Re Nu Pr Gr40. 在高度湍流条件下，流体的流动区域由 构成。湍流核心 层流内层 湍流边缘 过渡层41. 定态流体在圆管内作层流流动时，下列各式中不正确的是 。 u = Umax1 -（二） u = 0.5Umax u = 0.8Umaxdy R42下面一段话中，AC代表不同的意义有I种5种答案，答案正确的为 。“圆形导管内流体流动的摩擦损失，层流时与流速的A成正比，湍流

13、时与流速的B成正比，其比例系数是雷诺准数和管内壁的粗糙程度的函数。对于光滑管道,雷诺数越大，摩擦系数越C。”A一次方二次方小一次方二次方大二次方一次方小二次方一次方大二次方二分之一次方大43有一串联管道，分别由管径为di与d2的两管段串接而成，diApcd pef pcdApef pab pef pabA pcd pab=A pcd = pef66. 要将某液体从A输送到B（如图I 12），可以采取用真空泵接管2抽吸的办 法，也可用压缩空气通入管1压送的办法，对于同样的输送任务，流体在管路中的摩擦损失与这二种输送方式的选择关系为 。抽吸输送摩擦损失大 压送的摩擦损失大要具体计算才能比较 这两种

14、方式摩擦损失一样图 111图 1 1267 .管路中流动流体的压强降管道等径，滞流流动平直管路，滞流流动68.要将流体从某设备输入图 p与对应沿程阻力 p hf数值相等的条件2 管路平直，管道等径4 管道等径，管路平直，滞流流动I 13所示设备中，进设备的管路按 安装输液能耗较低？(a)种方式安装 (b)种方式安装3 (a)、(b)方式效果一样 要根据给设备的压强而定闾69. 对于分支或汇合管路，在交点处都会产生动量交换，从而造成局部能量损失 和各流股间能量转移，为将能量衡算式用于分流与合流，可供采用的方法有 。1 各流股流向明确时，可将单位质量流体跨越交点的能量变化看作为流过管 件(三通)的

15、局部阻力损失。实验测定不同情况下三通的局部阻力系数2 若三通阻力(单位质量流体流过交点的能量变化)在总阻力中所占比例甚 小而可忽略(t/d1000时)，可不计三通阻力而直接跨越交点列机械能衡算式3 在任何情况下均可直接跨越交点列机械能衡算式70. 对图1 14所示管路，流体由槽1流至槽2与槽3,若三通阻力可略，则可列出跨越交点的机械能衡算式和质量守恒式为 。图 1 1471. 对图1 15所示并联管路，若分流点和合流点的局部阻力可略，单位质量 流体从A流至B，可列出机械能衡算式和质量守恒式为 。2 2P x W A Ph # .p *厶+ 1二 + y+A. d 2- + gZA + T =

16、- + gZB+ 2 + P % T Ma /b r,，述专然叫=号乐i十芳盅出+专爲商222图 11572 对于等长的并联管路，下列两条分析：甲：并联管路中，管径愈大流速愈大。 乙：并联管路中，管径愈大的雷诺数愈大。其中成立的是 。甲成立 乙成立 甲、乙均成立 甲、乙均不能成立73. 下列论断中正确的有 。1 毕托管用于测量沿截面的速度分布， 再经积分可得流量，对圆管而言，只 需测量管中心处的最大流速，就可求出流量2 孔板流量计的测量原理同毕托管相同3 文丘里流量计将测量管段制成渐缩渐扩管是为了避免因突然的缩小和突 然的扩大造成的阻力损失4 转子流量计的显著特点为恒流速、恒压差74. 下列两

17、种提高孔板流量计测量精度的办法： 甲：换一块孔径较小的孔板。乙: 换一种密度较小的指示液。其中可行的为 。甲法可行 乙法可行 甲、乙法都行 甲、乙法都不行75. 经过标定的孔板流量计，使用较长一段时间后，孔板的孔径通常会有所增大。对此，甲认为：该孔板流量计测得的流量值将比实际流量值低。乙认为：孔板流 量计使用长时间后量程将扩大。甲、乙看法有道理的是 。甲、乙均有理 甲、乙均无理 甲有理 乙有理76请判断下列关于转子流量计测量原理的两种论述： 甲：无论转子悬浮在什么位置（量程范围以内），转子上下的流体压差是不变的。乙：无论转子悬浮在什么 位置，流体经过转子时的能量转换值是大致相等的。其中正确的是

18、 。甲、乙都正确 甲、乙均不正确 甲正确 乙正确77. 为扩大转子流量计的测量范围（量程）。甲采取稍稍切削转子直径的办法， 乙 采取换一个密度较大的转子的办法。他们的做法可行的是 。甲、乙都可以 甲、乙都不行 甲法可以 乙法可行78. 可利用动量守恒定律有效地解决问题的情况为 。1 控制体内流体所受作用力能正确地确定2 控制体内主要的外力可以确定而次要的外力可以忽略3 需要得到流体对壁面的作用力大小4 任何情况79. 下列四种论述中错误的是 。1 非稳态过程可能出现在连续作业中2 稳态过程通常出现在连续作业中3 间歇作业必定是非稳态过程4 稳态过程可能出现在间歇作业中80. 如图1 16所示装

19、置，Pa为大气压，K阀关闭，装图 1 16图示中错误的为置内液面上的压强为P,体系平衡。当打开装置右侧放 水阀后，水不断放出，空气则自动由 C管充入装置（如 图I 16所示气泡）。如果此时打开K阀，装置左侧A、 B管内液面情况为 。1 K阀开启后，A B管液面将与装置内液面等高2 A管液面将稳定在与C管下端等高处，B管液面 与装置内液面等高3 K阀一打开，空气将从A管充人装置，A、B内无 液体4 将出现不属于上述、的其他情况81. 图I 17是对图1 16装置放液过程的四种定性描述。图1 17坐标说明:Vshtp装置内液面上的瞬时气压（绝对压）;放液阀处液体流出的瞬时体积流量；装置内液面至容器

20、底的瞬时高度；从放水阀开启后计的时刻。fi图 l 1782. 液体在不等径管道中稳定流动时，管道的体积流量 V质量流量ms、管道平均流速u平均质量流速G四个流动参数中，不发生变化的数值为 。1 G u V、G ms、u V、ms83. 水从水平管中流过，以U形管压差计测量两点间的压强差（如图I 18）。 U 形管下部为指示液。I 2、34、56 7& 9 10均为水平线。试判断：p 与P2之间的关系为 。pip2 p2pi PI=P2 pi与P2之间关系无法确定84. 用管子从液面维持恒定的高位槽中放水，水管有两个出口 （如1 19），各段 管的直径相同，两支管的出口与贮槽液面之间的垂直距离相等。 设两管中的摩擦 系数相等，即入A=X B。则两阀全开时，A、B两管中的流量之间的关系为 。2 V=Vb WVB 两者之间关系无法确定1. 根据流体流动的连续性假定，流体是由 组成的 介质。2 牛顿黏性定律的表达式为 。3牛顿黏性定律适用于牛顿型流体，且流体应呈 流动。4气体的黏度随温度的升高而 ，水的黏度随温度的升高而 。5. 根据雷诺数的大小可将流体的流动所