化工原理流体流动题库.docx

1、化工原理流体流动题库流体流动一填空(1）流体在圆形管道中作层流流动，如果只将流速增加一倍，则阻力损失为原来的 2 倍；如果只将管径增加一倍而流速不变，则阻力损失为原来的 1/4 倍。(2）离心泵的特性曲线通常包括 H-Q 曲线、 -Q 和 N-Q 曲线，这些曲线表示在一定 转速 下，输送某种特定的液体时泵的性能。(3) 处于同一水平面的液体，维持等压面的条件必须是 静止的 、 连通着的 、 同一种连续的液体 。流体在管内流动时，如要测取管截面上的流速分布，应选用 皮托 流量计测量。(4) 如果流体为理想流体且无外加功的情况下，写出：单位质量流体的机械能衡算式为 ；单位重量流体的机械能衡算式为

2、；单位体积流体的机械能衡算式为 ；(5) 有外加能量时以单位体积流体为基准的实际流体柏努利方程为 z1g+（u12/2）+p1+Ws= z2g+（u22/2）+p2 +hf ，各项单位为 Pa（N/m2） 。(6）气体的粘度随温度升高而 增加 ，水的粘度随温度升高而 降低 。(7) 流体在变径管中作稳定流动，在管径缩小的地方其静压能 减小 。(8) 流体流动的连续性方程是 u1A1= u2A2= u A ；适用于圆形直管的不可压缩流体流动的连续性方程为 u1d12 = u2d22 = = u d2 。(9) 当地大气压为745mmHg测得一容器内的绝对压强为350mmHg，则真空度为 395m

3、mHg 。测得另一容器内的表压强为1360 mmHg，则其绝对压强为2105mmHg。(10) 并联管路中各管段压强降 相等 ；管子长、直径小的管段通过的流量 小 。(11) 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 。(12) 离心泵的轴封装置主要有两种： 填料密封 和 机械密封 。(13) 离心通风机的全风压是指 静风压 与 动风压 之和，其单位为 Pa 。(14) 若被输送的流体粘度增高，则离心泵的压头 降低，流量减小，效率降低，轴功率增加。降尘室的生产能力只与 沉降面积 和 颗粒沉降速度 有关，而与 高度 无关。(15)

4、 分离因素的定义式为 ut2/gR 。(16) 已知旋风分离器的平均旋转半径为0. 5m，气体的切向进口速度为20m/s，则该分离器的分离因数为 800/9.8 。(17) 板框过滤机的洗涤速率为最终过滤速率的 1/4 。(18) 在滞流区，颗粒的沉降速度与颗粒直径的 2 次方成正比，在湍流区颗粒的沉降速度与颗粒直径的 0.5 次方成正比。二选择1 流体在管内流动时，如要测取管截面上的流速分布，应选用 A 流量计测量。A 皮托管 B 孔板流量计 C 文丘里流量计 D 转子流量计2 离心泵开动以前必须充满液体是为了防止发生 A 。A 气缚现象 B汽蚀现象 C 汽化现象 D 气浮现象3 离心泵的调

5、节阀开大时， B A 吸入管路阻力损失不变 B 泵出口的压力减小C 泵入口的真空度减小 D 泵工作点的扬程升高4 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，管道总阻力损失 C 。A 增大 B 减小 C 不变 D 不能判断5 流体流动时的摩擦阻力损失hf所损失的是机械能中的 C 项。A 动能 B 位能 C 静压能 D 总机械能6 在完全湍流时（阻力平方区），粗糙管的摩擦系数 数值 C A 与光滑管一样 B 只取决于Re C 取决于相对粗糙度 D 与粗糙度无关7 孔板流量计的孔流系数C0当Re增大时，其值 B 。A 总在增大 B 先减小，后保持为定值 C 总

6、在减小 D 不定8 已知列管换热器外壳内径为600mm，壳内装有269根 252.5mm的换热管，每小时有5104kg的溶液在管束外侧流过，溶液密度为810kg/m3，粘度为1.91103Pas，则溶液在管束外流过时的流型为 A 。A 层流 B 湍流 C 过渡流 D 无法确定9 某离心泵运行一年后发现有气缚现象，应 C 。A 停泵，向泵内灌液 B 降低泵的安装高度C 检查进口管路是否有泄漏现象 D 检查出口管路阻力是否过大10 某液体在内径为d0的水平管路中稳定流动，其平均流速为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为原来的 C 倍。

7、A 4 B 8 C 16 D 32三计算1 为测量腐蚀性液体贮槽中的存液量，采用图示的装置。测量时通入压缩空气，控制调节阀使空气缓慢地鼓泡通过观察瓶。今测得U形压差计读数为R=130mm，通气管距贮槽底面h=20cm，贮槽直径为2m，液体密度为980kg/m3。试求贮槽内液体的贮存量为多少吨？ 解：由题意得：R=130mm，h=20cm，D=2m，980kg/，。（1）管道内空气缓慢鼓泡u=0，可用静力学原理求解。（2）空气的很小，忽略空气柱的影响。 2 测量气体的微小压强差，可用附图所示的双液杯式微差压计。两杯中放有密度为的液体，U形管下部指示液密度为，管与杯的直径之比d/D。试证气罐中的压

8、强可用下式计算： 证明： 作1-1等压面，由静力学方程得： （1） 代入（1）式得： 即3 利用流体平衡的一般表达式推导大气压p与海拔高度h之间的关系。设海平面处的大气压强为，大气可视作等温的理想气体。解： 大气层仅考虑重力，所以： X=0， Y=0， Z=-g， dz=dh 又理想气体 其中M为气体平均分子量，R为气体通用常数。 积分整理得4 如图所示，用泵将水从贮槽送至敞口高位槽，两槽液面均恒定不变，输送管路尺寸为 833.5mm，泵的进出口管道上分别安装有真空表和压力表，真空表安装位置离贮槽的水面高度H1为4.8m，压力表安装位置离贮槽的水面高度H2为5m。当输水量为36m3/h时，进水

9、管道全部阻力损失为1.96J/kg，出水管道全部阻力损失为4.9J/kg，压力表读数为2.452105Pa，泵的效率为70%，水的密度 为1000kg/m3，试求：（1）两槽液面的高度差H为多少？（2）泵所需的实际功率为多少kW？（3）真空表的读数为多少kgf/cm2？解：（1）两槽液面的高度差H 在压力表所在截面2-2与高位槽液面3-3间列柏努利方程，以贮槽液面为基准水平面，得： 其中， , u3=0, p3=0, p2=2.452105Pa, H2=5m, u2=Vs/A=2.205m/s代入上式得： （2）泵所需的实际功率在贮槽液面0-0与高位槽液面3-3间列柏努利方程，以贮槽液面为基准

10、水平面，有： 其中， , u2= u3=0, p2= p3=0, H0=0， H=29.4m代入方程求得： We=298.64J/kg， 故 ， =70%， （3）真空表的读数在贮槽液面0-0与真空表截面1-1间列柏努利方程，有： 其中， , H0=0， u0=0, p0=0, H1=4.8m, u1=2.205m/s代入上式得， 5 两敞口贮槽的底部在同一水平面上,其间由一内径75mm长200m的水平管和局部阻力系数为0.17的全开闸阀彼此相连，一贮槽直径为7m，盛水深7m，另一贮槽直径为5m，盛水深3m，若将闸阀全开，问大罐内水平将到6m时，需多长时间？设管道的流体摩擦系数。解：在任一时间

11、t内，大罐水深为H，小罐水深为h 大罐截面积=， 小罐截面积=， 当大罐水面下降到H时所排出的体积为： ， 这时小罐水面上升高度为x；所以 而 在大贮槽液面1-1与小贮槽液面2-2间列柏努利方程，并以底面为基准水平面，有： 其中 大气压， u为管中流速， ， 代入方程得： 若在dt时间内水面从H下降H-dH，这时体积将变化为-38.465dH，则： 故 6 用泵将20水从敞口贮槽送至表压为1.5105Pa的密闭容器，两槽液面均恒定不变，各部分相对位置如图所示。输送管路尺寸为 1084mm的无缝钢管，吸入管长为20m，排出管长为100m（各段管长均包括所有局部阻力的当量长度）。当阀门为3/4开度

12、时，真空表读数为42700Pa，两测压口的垂直距离为0.5m，忽略两测压口之间的阻力，摩擦系数可取为0.02。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)泵的压头（m）；(4)若泵的轴功率为10kW，求泵的效率；(5)若离心泵运行一年后发现有气缚现象，试分析其原因。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，有： 其中， , z0=0， u0=0, p0=0（表压）, z1=3m, p1=-42700Pa（表压）代入上式，得： u1=2.3m/s， Q=(2)压强表读数

13、（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，有： 解得， p2=3.23105Pa（表压）（3）泵的压头（m）；在真空表与压力表所在截面间列柏努利方程，可得，（4）泵的有效功率 （5）若离心泵运行一年后发现有气缚现象，原因是进口管有泄露。7 如图所示输水系统，已知管路总长度（包括所有当量长度，下同）为100m，压力表之后管路长度为80m，管路摩擦系数为0.03，管路内径为0.05m，水的密度为1000kg/m3，泵的效率为0.8，输水量为15m3/h。求：（1）整个管路的阻力损失，J/kg；（2）泵轴功率，kw；（3）压力表的读数，Pa。解：（1

14、）整个管路的阻力损失，J/kg；由题意知，则 （2）泵轴功率，kw；在贮槽液面0-0与高位槽液面1-1间列柏努利方程，以贮槽液面为基准水平面，有： 其中， , u0= u1=0， p1= p0=0（表压）, H0=0， H=20m代入方程得： 又 故 ， =80%， B R A H R R t s8 用泵将水从贮槽送至敞口高位槽，两槽液面均恒定不变，输送管路尺寸为 573.5mm，泵出口垂直管段A、B截面上的测压口有软管与两支液柱压差计相连，其上指示剂水银柱的读数分别为R=40mm及R=1200mm。右边压差计的左侧指示剂液面与截面A的垂直距离H=1000mm， 右侧开口支管的水银面上灌有一段R=20mm的清水。A、B两截面间的管长（即垂直距离）为hAB =6m。管路中的摩擦系数为0.02。当地大气压强为1.0133105Pa，取水的密度为1000kg/m3，水银的密度为13600kg/m3。试求：（1）截面A、B间的管路摩擦阻力损失hf,AB, J/kg；（2）水在管路中的流速u, m/s；（3）截面B上的压强pB, Pa；（4）截面A上的压强pA, Pa。解：（1）截面A、B间的管路摩擦阻力损失