化工原理流体习题.doc

1、 当地大气压为750mmHg,测得一容器内得绝对压力为360mmHg,则真空度为_________mH2O。测得另一容器内得表压强为980mmHg,则其绝对压强为________KPa。 5、3mH2O;230、66KPa
2.液体在圆形管道中流动,如果只将流量增加一倍后仍为层流流动,则阻力
损失为原来得________倍;如果保持流量不变只将管径增加一倍,则阻力损失
为原来得__________倍。 2; 1/4
3.已知某油品在圆管中稳定流动,其雷诺数为1600。测得此时管中心处得点
速度为1m/s, 则此管截面上得平均速度为______m/s。 1/2(或0、5m/s)
4、 水在内径一定得圆形管中稳定流动,若质量流量一定,当温度降低时,Re
值将________。 减小
5、 如图所示,用离心泵将密封储槽中得20°C得水通过φ100×2mm得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0、7,所接U型水银压差计读数R为170mm。已知全部管路能量损失为36J/kg,试求:
（1） 泵得输水量(m3/h)。
（2） 泵出口处压力表p3得指示值(KPa)。(已知真空表与压力表相距0、2m)
（3） 包括全部局部阻力得当量长度在内得管路长度。(已知摩擦系数为0、01)

(1)

(2)

选低槽液面11与高液面44之间列伯努利方程:

选泵进出口为22与33截面列伯努利方程

(3)

1. 当地大气压强为750mmHg,测得一容器内得绝对压强为350mmHg,则真空度为 mmHg。测得另一容器内得表压强为1340 mmHg,则其绝压为
mmHg。
400; 2090
2. 某水平直管输水量为,今改为输送得有机物,且。
设两种输液下,流体均在层流下流动,则管路两端压差为水得________倍。 4
3.层流底层越薄,则以下结论正确得就是 。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
4、 如图所示,水流经一扩大管段d1=40mm, d2=80mm,已知d1中水得流速为2、4m/s,倒U形压差计中水位差R=150mm。
试求:1)水流经两测压点间得阻力损失hf (J/kg);
2)如将粗管端抬高,使管段倾斜放置,而流量不变,问此时R得读数如何变化？(定性说明,不必计算)

解:1)
在两测压点间列伯努利方程,以管子轴线为基准面,化简得,

由静力学方程,

即,
2)粗管端抬高后,管段倾斜, 设抬高,
由静力学方程得,
由伯努利方程有
在水得流量不变情况下,该管段得流动阻力损失不变, 因此R不变。
1、 流体在变径管中作稳定流动,在管径缩小得地方其静压能 。减小
2.气体得粘度随温度升高而 ,水得粘度随温度升高而 。
增加;降低
3.测流体流量时,随流量增加孔板流量计两侧压差值将 ,若改用转子流量计,随流量增加转子(稳定时)两侧压差值将 。增加;不变
4、 用泵将20℃水从敞口贮槽送至表压为1、5×105Pa得密闭容器,两槽液面均恒定不变,各部分相对位置如图所示。输送管路为f108×4mm得无缝钢管,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得当量长度)。当阀门为3/4开度时,真空表读数为42700Pa,两测压口得垂直距离为0、5m,忽略两测压口之间得阻力,摩擦系数可取为0、02。试求:
(1)阀门3/4开度时管路得流量(m3/h);
(2)压强表读数(Pa);
(3)外加压头(m);
(4)若泵得轴功率为10kW,求泵得效率;
(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开度时管路得流量(m3/h);
在贮槽液面00´与真空表所在截面11´间列柏努利方程。以00´截面为基准水平面

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(Pa);
在压力表所在截面22´与容器液面33´间列柏努利方程。仍以00´截面为基准水平面

解得, p2=3、23×105Pa(表压)
(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,

(4)泵效率

(5)若离心泵运行一年后发现有气缚现象,原因就是进口管有泄露。
1、流体在等径水平直管得流动系统中,层流区:压强降与速度得____次方成正比;完
全湍流区:压强降与速度得_____次方成正比。一次方,平方
2、当地大气压为745mmHg,测得一容器内得绝对压强为345mmHg,则真空度为______ mmHg。测得另一容器内得表压强为1355mmHg,则其绝对压强为_______ mmHg。 400mmHg,2100mmHg
3、水力半径得定义就是rH＝_________________________。流道面积／浸润周边
4、某流体在直管中作层流流动,在流速不变得情况下,管长、管径同时增加一倍,其
阻力损失为原来得______倍。0、5
5、转子流量计得主要特点就是( )。C
(A)恒截面、恒压差; (B)变截面、变压差;
(C)恒流速、恒压差 ; (D)变流速、恒压差。
6、层流与湍流得本质区别就是( )。D
(A)湍流流速>层流流速; (B)流道截面大得为湍流,截面小得为层流;
(C)层流得雷诺数<湍流得雷诺数; (D)层流无径向脉动,而湍流有径向脉动。
7、 用泵将密度为850kg/m3,粘度为190cP得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得钢管,总长为1000m(包括直管长度及所有局部阻力得当量长度)。管路上装有孔径为80mm得孔板以测定流量,其油水压差计得读数R=500mm。孔流系数Co=0、62,水得密度为1000/m3。孔板流量计得计算公式为:uo =Co[2gR(ρ′ρ)/ρ]0、5。试求:
(1)输油量就是多少m3/h?
(2)若泵得效率为0、55,计算泵得轴功率。
解:(1) uo =Co[2gR(ρ′ρ)/ρ]0、5=0、62[2×9、81×0、5×(1000850)/850] =0、816m/s
Vh =0、816×0、785×(0、08)2×3600=14、76m3/h
(2) 在贮油池与高位槽间列柏努利方程,化简得:
We=hg+Σhf
u=0、815×(80/100)2=0、522m/s
Re=0、1×0、522×850/(190×103)=234<2300
λ=64/Re=64/234=0、274
Σhf=0、274×(1000/0、1)×(0、5222/2)=373、3J/kg
We=20×9、81+373、3=569、5J/kg
Ne=We·WS/η=569、5×(14、76×850/3600)/(1000×0、55)=3、61kw
1、 测流体流量时,随着流体流量增加,孔板流量计两侧压差值将______,若改用转子流量计测量,当流量增大时,转子两端压差值将______。、增大;不变
2、 空气得黏度随温度升高而 (增大,减小,不变)。增大
3、 当不可压缩理想流体在水平放置得变径管路中作稳定得连续流动时,在管子直径缩小得地方,其静压力 。B
(A)变大 (B)变小 (C)不变 (D)不确定
4、 在完全湍流区(阻力平方区),粗糙管得摩擦系数值 C
(A)与光滑管一样 (B)只取决与Re
(C)只取决与相对粗糙度 (D)与粗糙度无关
5、 常压下,用水逆流吸收混合气中氨得流程如图所示,用泵将敞口水池中得水输送至吸收塔塔顶,并经喷嘴喷出,水流量35。泵得入口管为无缝钢管,出口管为 无缝钢管。池中水深为1、5m,池底至塔顶喷嘴入口处得垂直距离为20m。水流经所有管路得能量损失为(不包括喷嘴),泵出口管与喷嘴连接处得表压为。设初选泵得效率为60%,试求该初选泵得轴功率(水密度以计)。

解:如图,取水池液面为 11’ 截面,塔顶喷嘴入口处为22’ 截面,并以11’截面为基准水平面。在11’与22’截面间列伯努利方程

其中 (表压),
(表压)

喷头入口处水流速
将以上各值代入,可得输送水所需得外加功

又因水得质量流量为
所以泵得有效功率为
当泵效率为60%时,其轴功率为
1、某设备上方压力表示数为53kPa,当地大气压为102kPa,则该设备得绝压为 kPa。155
2、当Re=1600时,流体在圆形管内为层流时得摩擦系数λ=__________;若流体在管内为
完全湍流流动时,摩擦系数λ与__________无关,只就是__________得函数。
0、04,Re,管子相对粗糙度
3、某液体在内径为d0得水平管路中稳定流动,其平均流速为u0,当它以相同得体积流量通过等长得内径为d2(d2=d0/2)得管子时,若流体为层流,则压降Dp为原来得 倍。C
A、 4; B、 8; C、 16; D、 32、
4、 如下图所示,用泵将贮槽A内密度为880kg/m3,粘度为4cP得油用得管道送至设备B,设备B内液面上方压力表读数为29、4 kPa,管路总长度(包括孔板在内所有局部阻力得当量长度)为80 m,管路上装有孔板流量计,孔口直径为56 mm,孔流系数,U形管压差计指示液为水银,读数R=750 mm。已知,管内流动得摩擦系数可按下列式子计算:层流时,湍流时,求:
(1)流量,m3/h;
(2)当泵得效率时,求轴功率。
解:(1)

(6分)
(2)
湍流
所以
在贮槽液面与管路出口内侧截面间列柏努利方程得:

1、 当地大气压为1atm,现测得一容器内得绝对压力为350mmHg,则真空度为
mH2O。又测得另一容器内得表压强为980mmHg,则其绝对压强为________kPa。5、57mH2O; 231、99KPa
2、 某液体在内径为d得水平管路中稳定流动,当它以相同体积流量通过等长得内径为3d得管子时,则流速为原来得 倍;若改变前后均为层流流动,则摩擦系数为原来得
倍。 1/9; 3
3、 孔板流量计就是 。C
A、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,需水平安装 D、变截面流量计,需水平安装
4、 孔板流量计得孔流系数C0,当Re数增大时,其值 。 B
A、总在增大 B、减小到一定程度后保持为某定值
C、总就是减小 D、不定
5、 如图所示,用离心泵将常温得水从贮水池输送到敞口高位槽中,已知高位槽得水面
离贮水池得水面高度保持为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0、65,所接U形管中指示液为水银,其密度为13600kg/m3。管路为Φ54×2、0mm得钢管,直管长度与局部阻力当量长度之与(包括孔板局部阻力当量长度)为250m,其中贮水池至孔板前测压点A得直管长度与局部阻力当量长度之与为60m,水得粘度为1cP,摩擦系数λ可取为0、02。当水得流量为6、86m3/h时,试确定:
(1)水通过泵所获得得外加能量(J/kg)。
(2)孔板前测压点A处得表压强(Pa)。
(3)孔板流量计得U形管中指示液读数R(mm)。

解:
(1)
以低位槽液面11与高位槽液面22间列伯努利方程

(2) 以11与A点前33列伯努利方程
(3)
6、 每小时将2×104kg、45℃氯苯用泵从反应器A输送到高位槽B(如图所示),管出口处距反应器液面得垂直高度为15m,反应器液面上方维持26、7kPa得绝压,高位槽液面上方为大气压(1个标准大气压),管子为Φ76mm×4mm、长26、6m得不锈钢管,摩擦系数为0、0293。管线上有两个全开得闸阀、5个90°标准弯头。45℃氯苯得密度为1075 kg·m3,粘度为6、5×104 Pa·S。泵得效率为70%,求泵得轴功率。
附各局部阻力系数:全开闸阀 ζ 1 = 0、17,90℃标准弯头ζ 2 = 0、75。

解:如图,取11、22界面,以11 截面为基准面

p1 = 26、7kPa(绝压),z1 = 0,u1=0,P2 = 101、3kPa(绝压),z2 = 15m

1. 流体在管内作湍流流动时,流动类型从中心到壁依次为: 、 、 。湍流; 过渡区; 层流
2. 气体得粘度随温度得升高而 ,水得粘度随温度得升高而   。
3. 增加; 降低
4. 测流体流量时,随流量增加孔板流量计两侧压差值将 ,若改用转子流量计,随流量增加转子两侧压差值将 。增大; 不变
5. 水(r=1000 kg/m3)在1 atm 下由泵以0、012 m3/s 从低位槽送往高位槽,如图。泵前得吸入管长与管径分别为6 m与80 mm,管内得摩擦系数为0、02,泵前吸入管路(包括入口)得局部阻力系数之与为1、25。泵后得排出管长与管径分别为13 m与60 mm,管内得摩擦系数为0、03,泵后排出管路(包括出口)得局部阻力系数之与为8、15。两液面得高度差H＝10 m,泵得吸入口比低位槽得液面高2 m。 求:
(1) 泵得有效功We,J/kg;
(2) 泵得吸入口A与排出口B处得压强(绝对压强),Pa。
解:(1) 在断面11与22之间列机械能衡算式,并移项整理得

泵吸入管内得流速为
u1＝
泵压出管内得流速为
u2＝

(2)以断面11为基准,在断面11与A之间列机械能衡算式可得

在断面B与22之间列机械能衡算式可得