(完整版)化工原理第一章題庫與解答

1、一、單選題1 單位體積流體所具有的（）稱為流體的密度。AA 質(zhì)量；B 粘度；C 位能；D 動(dòng)能。2單位體積流體所具有的質(zhì)量稱為流體的（）。 AA 密度；B 粘度；C 位能；D 動(dòng)能。3層流與湍流的本質(zhì)區(qū)別是（）。 DA湍流流速層流流速；B流道截面大的為湍流，截面小的為層流；C層流的雷諾數(shù)湍流的雷諾數(shù)；D層流無徑向脈動(dòng)，而湍流有徑向脈動(dòng)。4氣體是（）的流體。BA 可移動(dòng)；B 可壓縮；C 可流動(dòng)；D 可測(cè)量。5在靜止的流體內(nèi)，單位面積上所受的壓力稱為流體的（）。 CA 絕對(duì)壓力；B 表壓力；C 靜壓力；D 真空度。6以絕對(duì)零壓作起點(diǎn)計(jì)算的壓力，稱為（）。 AA 絕對(duì)壓力；B 表壓力；C 靜壓力；D

2、 真空度。7當(dāng)被測(cè)流體的（）大于外界大氣壓力時(shí)，所用的測(cè)壓儀表稱為壓力表。DA 真空度；B 表壓力；C 相對(duì)壓力；D 絕對(duì)壓力。8當(dāng)被測(cè)流體的絕對(duì)壓力（）外界大氣壓力時(shí)，所用的測(cè)壓儀表稱為壓力表。AA 大于； B 小于； C 等于； D 近似于。9（）上的讀數(shù)表示被測(cè)流體的絕對(duì)壓力比大氣壓力高出的數(shù)值，稱為表壓力。AA 壓力表；B 真空表；C 高度表；D 速度表。10被測(cè)流體的（）小于外界大氣壓力時(shí)，所用測(cè)壓儀表稱為真空表。DA 大氣壓；B 表壓力；C 相對(duì)壓力；D 絕對(duì)壓力。11 . 流體在園管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，管中心流速最大，若為湍流時(shí)，平均流速與管中心的最大流速的關(guān)系為（） 。 BA. Um=

3、1/2Umax; B. Um = 0.8Umax; C. Um = 3/2Umax。12 . 從流體靜力學(xué)基本方程了解到U 型管壓力計(jì)測(cè)量其壓強(qiáng)差是（ ） 。 AA.與指示液密度、液面高度有關(guān)，與U 形管粗細(xì)無關(guān)；B.與指示液密度、液面高度無關(guān)，與U形管粗細(xì)有關(guān)；C.與指示液密度、液面高度無關(guān)，與U 形管粗細(xì)無關(guān)。13 . 層流底層越薄（ ） 。 CA. 近壁面速度梯度越??；B. 流動(dòng)阻力越??；C. 流動(dòng)阻力越大；D. 流體湍動(dòng)程度越小。14 . 雙液體 U 形差壓計(jì)要求指示液的密度差（ ） CA. 大； B. 中等； C. ?。?D. 越大越好。15 . 轉(zhuǎn)子流量計(jì)的主要特點(diǎn)是（ ） 。 C

4、A. 恒截面、恒壓差；B. 變截面、變壓差；C. 恒流速、恒壓差；D. 變流速、恒壓差。16 . 層流與湍流的本質(zhì)區(qū)別是：（ ） 。 DA. 湍流流速層流流速；B. 流道截面大的為湍流，截面小的為層流；C. 層流的雷諾數(shù)湍流的雷諾數(shù)；D. 層流無徑向脈動(dòng)，而湍流有徑向脈動(dòng)。17 . 圓直管內(nèi)流動(dòng)流體，湍流時(shí)雷諾準(zhǔn)數(shù)是（） 。 BA. Re & 2000 ; B. Re 4000 ; C. Re = 2000 4000。18 . 某離心泵入口處真空表的讀數(shù)為200mmHg ， 當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?01kPa, 則泵入口處的絕對(duì)壓強(qiáng)為（） 。 AA. 74.3kPa ; B. 101kPa ;

5、C. 127.6kPa 。19 .在穩(wěn)定流動(dòng)系統(tǒng)中，水由粗管連續(xù)地流入細(xì)管，若粗管直徑是細(xì)管的2倍，則細(xì)管流速是粗管的（）倍。CA. 2 ; B. 8 ; C. 4。20 .流體流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生摩擦阻力的根本原因是（）。CA.流動(dòng)速度大于零；B.管邊不夠光滑；C.流體具有粘性。21 .在相同條件下，縮小管徑，雷諾數(shù)（）。AA.增大；B.減?。籆.不變。22 .水在園形直管中作滯流流動(dòng)， 流速不變，若管子直徑增大一倍，則阻力損失為原來的（）。AA. 1/4 ; B. 1/2 ; C. 2 倍。23 .單位時(shí)間內(nèi)流過管道任意截面的流體量稱為（）。CA流速；B流線；C流量；D流函數(shù)。24 .單位時(shí)間內(nèi)流體

6、在流動(dòng)方向上所流過的（）稱為流速。CA寬度；B高度；C距離；D直線。25 .柏努利方程式中的（）項(xiàng)表示單位質(zhì)量流體所具有的位能。AM pA gz ; B 2 ; C P ; D weo26 .柏努利方程式中的2項(xiàng)表示單位質(zhì)量流體所具有的（）。BA位能；B動(dòng)能；C靜壓能；D有效功。27 .柏努利方程式中的（）項(xiàng)表示單位質(zhì)量流體所具有的靜壓能。CM pA gz ; B 2 ; C P ; D weo28 .柏努利方程式中的（）項(xiàng)表示單位質(zhì)量流體通過泵（或其他輸送設(shè)備）所獲得的能量， 稱為有效功。DA gz ; B 工;C P ; D We。29 .柏努利方程式中的（）項(xiàng)表示單位質(zhì)量流體因克服流動(dòng)阻

7、力而損失的能量。DM pA gz ; B 2 ; C P ; D Ehf o30 .流體在直管中流動(dòng)，當(dāng)（ 2000時(shí)，流體的流動(dòng)類型屬于層流。AA Re； B Pr； C Nu; D Gr。31 .流體在直管中流動(dòng)，當(dāng) Re（ ） 4000時(shí)，流體的流動(dòng)類型屬于湍流。BA v； B > C w；D 豐。32 .流體在直管中流動(dòng)，當(dāng) 2000V （ ） <4000時(shí)，流體的流動(dòng)類型屬于不穩(wěn)定的過渡區(qū)。AA Re； B Pr； C Nu; D Gr。33 .流體在管內(nèi)作（）流動(dòng)時(shí)，其質(zhì)點(diǎn)沿管軸作有規(guī)則的平行運(yùn)動(dòng)。AA層流；B湍流；C過渡流；D漩渦流。34 .流體在管內(nèi)作（）流動(dòng)時(shí)，其

8、質(zhì)點(diǎn)作不規(guī)則的雜亂運(yùn)動(dòng)。BA層流；B湍流；C過渡流；D漩渦流。35 .流體在圓管內(nèi)（）流動(dòng)時(shí)，平均速度是最大速度的一半。AA層流；B湍流；C過渡流；D漩渦流。36 .對(duì)于（），當(dāng)量直徑等于四倍的流通截面積除以潤濕周邊。BA圓形管；B非圓形管；C矩形管；D直管。二、填空題1 .流體靜力學(xué)基本方程式P2Pig（Zi Z2）或 P P0 gh2 .定態(tài)流動(dòng)的柏努利方程式能量衡算式R u1P2 u2gZi 1 We gZ22 hf1kg 流體:22 J/kg3 .單位體積流體所具有的 質(zhì)量稱為流體的密度。4 .雷諾準(zhǔn)數(shù)的表達(dá)式為Re=d u p /中 。當(dāng)密度p= 1000kg.m",粘度科

9、=1厘泊的水，在內(nèi)彳仝為d=100mm以流速為1m.s酸在管中流動(dòng)時(shí)，其雷諾準(zhǔn)數(shù)等于 10 ,其流動(dòng) 類型為 湍流.。5 .當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?750mmHg日,測(cè)得某體系的表壓為100mmHg則該體系的絕對(duì)壓強(qiáng)為 850 mmHg,真空度為-100 mmHg6 .當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?50mmHg時(shí)，測(cè)得某體系的表壓為100mmHg則該體系的絕對(duì)壓強(qiáng)為113404 Pa,真空度為 -133402 Pa 。7 .某物的比重為 0.879, 其密度為_879kg/m 3,其比容為_0.00114 m 3/kg 。8 .圓管中有常溫下的水流動(dòng)，管內(nèi)徑d=100mm,測(cè)得其中的質(zhì)量流量為15.7kg./s, 其體

10、積流量為 0.0157m3/s ,平均流速為2.0m/s 。酸9 .當(dāng)20c的甘油（p =1261kg/m3,科=1499厘泊）在內(nèi)彳全為100mmB勺管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，若流速為 1.0m/s時(shí)，其雷諾準(zhǔn)數(shù) Re為 84.1,其摩擦阻力系數(shù)入為0.761 。10 .某長方形截面的通風(fēng)管道，其截面尺寸為30X 20mm其當(dāng)量直徑de為 24mm _11 .測(cè)量流體流量的流量計(jì)主要有如下四種：_轉(zhuǎn)子流量計(jì),孔板流量計(jì),_文丘里流量#,濕式氣體流量計(jì)，測(cè)量管內(nèi)流體點(diǎn)的速度，則用 皮托管 。12 .管出口的局部阻力系數(shù)等于1.0 ,管入口的局部阻力系數(shù)等于 0.5。13 .化工生產(chǎn)中，物料衡算的理論依據(jù)是質(zhì)

11、量守恒定律，熱量衡算的理論基礎(chǔ)是能量 守恒定律。14 .流體體積流量一定時(shí)，有效截面擴(kuò)大，則流速 減少動(dòng)壓頭 減少靜壓頭增加O15 .理想流體在變徑管路中作穩(wěn)定的連續(xù)流動(dòng)時(shí)，在管子直徑縮小的地方， 其靜壓力_減少216.套官由4 57x 2.5mm和（）25 x 2.5mm的鋼官組成，則環(huán)隙的流通截面積等于_1633mm,潤濕周邊等于_242mm ,當(dāng)量直徑等于_27mm _17 .流體在等徑管中作穩(wěn)定流動(dòng)，流體由于流動(dòng)而有摩擦阻力損失，流體的流速沿管長_不變。18 .液柱壓力計(jì)量是基于_流體靜力學(xué)原理的測(cè)壓裝置,用U形管壓差計(jì)測(cè)壓時(shí)，當(dāng)一端與 大氣相通時(shí)，讀數(shù) R表示的是表壓 或真空度 。1

12、9 .米糠油在管中作流動(dòng)，若流量不變，管徑不變，管長增加一倍，則摩擦阻力損失為原來的_2_倍。20 .米糠油在管中作層流流動(dòng)，若流量不變，管長不變，管徑增加一倍，則摩擦阻力損失為原來的_1/16_倍。21 .當(dāng)Re為已知時(shí)，流體在圓形管內(nèi)呈層流時(shí)的摩擦系數(shù)入=64/Re ,在管內(nèi)呈湍流時(shí)，摩擦系數(shù)入與 Re _、£ /d 有關(guān)。22 .液體的粘度隨溫度升高而減小，氣體的粘度隨溫度的升高而增大。23 .某流體在圓形直管中作滯流流動(dòng)時(shí)，其速度分布是 拋物線型曲線，其管中心最大流 速為平均流速的2倍 倍，摩擦系數(shù)入與 Re的關(guān)系為 入=64/Re 。24 .牛頓型流體與非牛頓型流體的主要的

13、區(qū)別是牛頓型流體符合牛頓粘性定律。25 .穩(wěn)定流動(dòng)白定義是流動(dòng)狀況不隨時(shí)間而變 三、計(jì)算題1 . 一套管換熱器的內(nèi)管外徑為80 mm,外管內(nèi)徑為150 mm,其環(huán)隙的當(dāng)量直徑為多少 ？-O2 -8C1）流通越面積，解：de = 4 X 湎濕閭邊=4 X 口 十卯）=150 - 80 = 70 mm2 .某液體在一管路中穩(wěn)定流過，若將管子直徑減小一半，而流量不變，則液體的流速為原 流速的多少倍？解：V = uA , u 1A1 = u 2A2, A =4 ,當(dāng) d i = 2d 2 時(shí)di ndjui = = u 2 4 ,有 網(wǎng)二%"； ,即刎,%（!；得 u 2 = 4u13 .

14、一定量的液體在圓形直管內(nèi)作滯流流動(dòng)。若管長及液體物性不變，而管徑減至原有的一 半，問因流動(dòng)阻力產(chǎn)生的能量損失為原來的多少倍？Ehf = 11111七=立解：流動(dòng)阻力42 ,設(shè)管徑改變后2 ,則根據(jù)uiAi = u 2A264 54口t54|x 1 u2 32p. 1兒= 2-111 = -1_1可得u2 = 4u 1,滯流時(shí) 以 亂叫d叩d 2 =沛4511fl =u-i Zhfa =u,. £*/£皿164 .某設(shè)備上真空表的讀數(shù)為13.3 x 103 Pa,計(jì)算設(shè)備內(nèi)的絕對(duì)壓強(qiáng)與表壓強(qiáng)。已知該地區(qū)大氣壓強(qiáng)為 98.7 X 103 Pa。解：絕對(duì)壓強(qiáng) = 大氣壓 一 真空

15、度=98.7 X 103 13.3 X 103 = 85.4 X 103 Pa表壓強(qiáng)= 真空度 = -13.3 X 103 Pa5 .甲乙兩地的平均大氣壓強(qiáng)分別為85.3 X 103 Pa和101.33 X 103 Pa,在甲地操作的真空精福塔塔頂?shù)恼婵毡碜x數(shù)為80X 103 Pa,在乙地操作時(shí)，若要求塔內(nèi)維持相同的絕對(duì)壓強(qiáng)，真空表讀數(shù)應(yīng)為多少？解：在甲地 絕對(duì)壓強(qiáng)=大氣壓 一真空度=85.3 X 103 80 X 103 = 5.3 X 103 Pa 在乙地 真空度=大氣壓 一絕對(duì)壓強(qiáng) =101.33 X 103 5.3 X 103 = 96.03 x 103 Pa6 .在蘭州操作的苯乙烯真

16、空精微塔頂?shù)恼婵毡碜x數(shù)為80X 103 Pa,在天津操作時(shí)，若要求塔內(nèi)維持相同的絕對(duì)壓強(qiáng)，真空表的讀數(shù)應(yīng)為多少？蘭州地區(qū)的平均大氣壓強(qiáng)為85.3 X103 Pa,天津地區(qū)的平土!大氣壓強(qiáng)為101.33 x 103 Pa。解：在蘭州 絕對(duì)壓強(qiáng)=大氣壓 一真空度=85.3 X 103 80 X 103 = 5.3 X 103 Pa在天津 真空度=大氣壓 一絕對(duì)壓強(qiáng) =101.33 X 103 5.3 X 103 = 96.03 x 103 Pa7.某設(shè)備的進(jìn)、出口壓強(qiáng)分別為1200 mmH）（真空度）和1.6 kgf/cm 2 （表壓）。若當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?60 mmHg,求此設(shè)備進(jìn)、出口的壓強(qiáng)差。（

17、用 SI制表示）解： 進(jìn)口 P1 （絕壓）=P （大氣壓）-P （真空度）出口 P2 （絕壓）=P （大氣壓）+ P （表壓）2P1 （真空度）=1200 mmH2O = 0.12 kgf/cmP1 （絕壓）-P 2 （絕壓）=-P 1 （真空度）+P2 （表壓） ,_ 一、一 一2=-（0.12+1.6 ） = -1.72 kgf/cm=-1.72 X 9.81 X 104 = -1.687 X 105 N/m211 .有一內(nèi)徑為 25 mm的水管，如管中水的流速為 1.0 m/s ,求：(1)管中水的流動(dòng)類型；(2)管中水保持層流狀態(tài)的最大流速(水的密度p=1000 kg/m 3,粘度科=

18、1 cp )。解：(1) Re = du p/ = 0.025 x 1X1000/0.001 = 25000>4000流動(dòng)類型為湍流。(2)層流時(shí)，Re & 2000 ,流速最大時(shí)，Re = 2000 ,即du p /科=2000u = 2000 /dp= 2000 X 0.001/ (0.025 X 1000)= 0.08 m/s12 .密度為850 kg/m3、粘度為8X 10-3 Pa s的液體在內(nèi)徑為14 mmB勺鋼管內(nèi)流動(dòng)，液體的 流速為1 m/s。計(jì)算：(1)雷諾準(zhǔn)數(shù)，并指出屬于何種流型；(2)若要使該流動(dòng)達(dá)到湍流，液體的流速至少應(yīng)為多少？解：(1) Re = du

19、p / 科=0.014 X 1 X850/8 X 10-3 = 1487.5& 2000流動(dòng)類型為層流(2)湍流時(shí)，Re > 4000 ,流速最小時(shí)，Re = 4000 ,即 du p /= 4000.u = 4000 科/d p= 4000 X 0.008/ (0.014 X 850) = 2.69 m/s13 .用中108X4 mm的鋼管從水塔將水引至車間，管路長度150 m(包括管件的當(dāng)量長度)。若此管路的全部能量損失為118 J/kg ,此管路輸水量為若干 m/h?(管路摩擦系數(shù)可取3為0.02 ,水的密度取為 1000 kg/m )1 u?Shf = 1=解：能量損失-

20、118 J/kg2 118 x2x0.1U = = Z-SO/0.02x150u = 2.8 m/s-xO.lJO0 =.流量 V = uA = 2.8 X 479.13 m 3/h14 .用168X9 mm的鋼管輸送原油。管線總長100 km,油量為60000 kg/h ,油管最大抗壓能力為1.57 X 107 Pa。已知50 C時(shí)油的密度為 890 kg/m 3,粘度為181 cp。假定輸 油管水平放置，其局部阻力忽略不計(jì)。問：為完成上述輸油任務(wù)，中途需設(shè)幾個(gè)加壓站？竺J更解：Ui = u 2, Z1 = Z 2,Pd 2u = V/A = (60000/890)/(3600 X 0.78

21、5 X 0.152) = 1.06 m/sRe = du p/ = 0.15 x 1.06 x 890/(181 X 10-3) = 782層流 入=64/Re = 64/782 = 0.08182/2) X 890 = 2.72 X 107 PaAP =入(l/d)(u 2/2) p = 0.0818 X (10 5/0.15) X (1.06n = 2.72 X 107/(1.57 X 107) = 1.73中途應(yīng)設(shè)一個(gè)加壓站15 .在附圖所示的儲(chǔ)油罐中盛有密度為960 kg/m3的油品。油面高于罐底 9.6 m ,油面上方為常壓。 在罐側(cè)壁的下部有一直徑為760 mm圓孔，其中心距罐底8

22、00 mm,孔蓋用14 mm的鋼制螺釘緊 固。若螺釘材料的工作應(yīng)力取為39.23 x 106 Pa,問：至少需要幾個(gè)螺釘？解：設(shè)通過孔蓋中心的水平面上液體的靜壓強(qiáng)為p,則p就是管內(nèi)液體作用與孔蓋上的平均壓強(qiáng)。由流體靜力學(xué)基本方程式知p-P1 + pgh作用在孔蓋外側(cè)的是大氣壓強(qiáng)P a ,故孔蓋內(nèi)外兩側(cè)所受壓強(qiáng)差為Ap = 50x9.81(9.6-0,3)=0' N/m'作用在孔蓋上的靜壓力為nd1P = Apx= = 8.29 xlO' x-xOJS1 =376 jdtTH 44每個(gè)螺釘能承受的力為400 x3.Sl>elO + x-yi.014J = 6 04&

23、#171;105 N4螺釘?shù)膫€(gè)數(shù) =3.76 X 104/6.04即至少需要7個(gè)螺釘。X 103 = 6.23 個(gè)16.某流化床反應(yīng)器上裝有兩個(gè)U管壓差計(jì)，如本題附圖所示。測(cè)得 Ri = 400 mm, R2 = 50 mm,指示液為水銀。為防止水銀蒸氣向空間擴(kuò)散，在右側(cè) 的U管與大氣連通的玻璃管內(nèi)灌入一段水，其高度R=50 mm,求A、B兩處的表壓強(qiáng)。解：U管壓差計(jì)連接管中是氣體，其密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于水銀及水的密度，由氣柱高度所產(chǎn)生的壓強(qiáng)差可以忽略。設(shè)R2下端為C點(diǎn)，R下端為D點(diǎn)，因此可認(rèn)為 PA=PC,PB PDPa" P C = p H2CgR + p HggR2=1000 X 9.

24、81 X 0.05 + 13600 X 9.81 X 0.05=7161 N/m 2 （表壓）Pb= Pd = p a +p HggR=7161 + 13600 X 9.81 X0.4=6.05 X 104 N/m2 （表壓）17.根據(jù)本題附圖所示的微差壓差計(jì)的讀數(shù)，計(jì)算管路中氣體的表壓強(qiáng) p。壓差計(jì)中以油和水為指示液，其密度分別為 920 kg/m 3及998 kg/m 3, U管中油、水交界面高度差R = 300mm。兩擴(kuò)大室的內(nèi)徑D均為60 mm, U管內(nèi)徑d為6 mm,（當(dāng)管路 內(nèi)氣體壓強(qiáng)等于大氣壓強(qiáng)時(shí)，兩擴(kuò)大室液面平齊。）則兩擴(kuò)大室*解：當(dāng)管路內(nèi)的氣體壓強(qiáng)等于大氣壓強(qiáng)時(shí)，兩擴(kuò)大室的液

25、面平齊,A h與微差壓差計(jì)讀數(shù) R的關(guān)系為-D2Ah=-d2R44當(dāng)壓差計(jì)讀數(shù) R = 300 mm時(shí)，兩擴(kuò)大室液面差為Ah= R0.M3 m則管路中氣體的表壓強(qiáng)為（表壓）,2 hf = 20 J/kg以水池液面為毛堆水平面,在兩截面2p = （998 - 920 ） X 9.81 X 0.3 + 920 X 9.81 X 0.003 = 257 N/m（表壓）18.用泵將水從水池送至高位槽。高位槽液面高于水 池液面50m,管路全部能量損失為 20 J/kg ,流量 為36 m/h ,高位槽與水池均為敞口。若泵的效率 為60%求泵的軸功率。（水的密度取為1000kg/m3）解：設(shè)水池液面為 1

26、-1 7截面，高位槽液面為2-2 /間列柏努利方程式。22 U1P1- U2 P2.gZ1We gZ2 一 二hf22Zi = 0 , Z2 = 50 m , ui = 0, U2=0, Pi = P2 = 0we = 9.81 x 50 + 20 = 510.5 J/kg水的質(zhì)量流率 ws = 36 x 1000/3600 = 10 kg/s有效功率 Ne = we ws = 510.5 x 10 = 5105 W軸功率 N = 5105/0.6 = 8508.3 W 19.水以2.5m/s的流速流經(jīng) 中38X2.5 mm的水平管,此管以錐形管與另一38 X 3 mm的水平管相連。如附圖所示

27、，在錐形管兩側(cè)A、B處各插入一垂直玻璃管以觀察兩截面的壓強(qiáng)。若水流經(jīng)A、B兩截面間的能量損失為1.5 J/kg ,求兩玻璃管的水面 差（以mm己），并在本題附圖中畫出兩玻璃管中水面的相對(duì)位置。（水的密度取為1000 kg/m 3）解：上游截面 A-A/ ,下游截面B-B/ ,通過管子中心線作基準(zhǔn)水平面。在兩截面間列柏努利方程式。國h=熙a.工11fW金 p Pa _d； = Ug 一端根據(jù)連續(xù)性方程式，對(duì)于不可壓縮流體兩截面的壓強(qiáng)差為式中 ZA = ZB = 0 , uA = 2.5 m/s , 2 hfA,B = 1.5 J/kgxlOOO=868.55 N/m即二一一匚 丁mm2O由于 P

28、e =品 6+Ra .,. pB > pA20.如圖所示，常溫的水在管道中流過，兩個(gè)串聯(lián)的U形管壓差計(jì)中的指示液均為水銀，密度為Hg,測(cè)壓連接管內(nèi)充滿常溫的水，密度為 w,兩U形管的連 通管內(nèi)充滿空氣。若測(cè)壓前兩U形管壓差計(jì)內(nèi)的水銀液面均為同一高度，測(cè)壓后兩U形管壓差計(jì)的讀數(shù)分另為R、R,試求a、b兩點(diǎn)間的壓力差 Pa Pb。解：Pl Pawghl, Pa PlwghlPl P2 P2 P3 Hg gR1 P3 P4 P4P5 Pbwgh5PbP5wgh5P4HggR2wgh5PaPbP3HggRwg%P4HggR2wgh5Hg g R1R2wgh1wgh5h1h而Rih5hPaPb所以

29、HggRR2wghwgwghwgR22Hg g RiR2wg RiR221.在如圖所示的測(cè)壓差裝置中，U形管壓差計(jì)中的指示液為水銀，其密度為 Hg,其他管內(nèi)均充滿水，其 密度為 w, U形管壓差計(jì)的讀數(shù)為 R,兩測(cè)壓點(diǎn)間 的位差為 h,試求 a、b兩測(cè)壓點(diǎn)間的壓力差Pa Pb。解：由 PaP1wgh1Hg - wRiR2 gPlP2 P3P3P4Hg gRP4P5Pb P5wgRwgh2所以 Pa P3wghlP4HggR wghlP5Hg gRwghl所以 PaPbHggRwghlwgRwgh2HggR wgR wg hl h2HggR wgR wghHg gR wg R hHg w gR

30、wgh22.用離心泵將水從儲(chǔ)槽送至水洗塔的頂部，槽內(nèi)水位維持恒定，各部分相對(duì)位置如本題附圖所片面4g J”取標(biāo)面1-1 /為基準(zhǔn)水示。管路的直徑均為 76X2.5 mm在操作條 件下，泵入口處真空表的讀數(shù)為 24.66 X 103 Pa； 水流經(jīng)吸入管與排出管（不包括噴頭）的能量損失可分別按工嗚="與坨門=1爐計(jì)算。由于管徑不變，故式中 u為吸入或排出管 的流速m/s。排水管與噴頭處的壓強(qiáng)為 98.07 X 103 Pa （表壓）。求泵的有效功率。（水的密度 一、，3.取為 1000 kg/m ）解：（1）水在管內(nèi)的流速與流量設(shè)儲(chǔ)槽水面為上游截面 1-1 / ,真空表連接處為下游福平

31、面。在兩截面間列柏努利方程。品電口解#苗+曳短嗚2 P2 p式中 Z1 = 0 , Z2 = 1.5 m , P1 = 0 （表壓），P2 = -24.66 X 103 Pa （表壓）U1 0,將上列數(shù)值代入柏努利方程式，解得水在管內(nèi)的流速U2，一口.2x-x0O7L 1000 = 7.02 .水的流重 ws = uA p =4kg/s（2）泵的有效功率設(shè)儲(chǔ)槽水面為上游截面 i-i / ,排水管與噴頭連接處為下游截面2-2/ ,仍以截面i-i /為基準(zhǔn)水平面。在兩截面間列柏努利方程。gZl2UiPic一 We gZ22U2 P2hfihf2式中Zi = 0 ,Z2 = 14 m , ui =0

32、, U2 = 2 m/s , pi = 0 （表壓）p2 =98.07 x 103 Pa（表壓）Zhf； 4 Dif3 =2ua 4 10u2 = 13u將上列數(shù)值代入柏努利方程式，解得95070 +12.5x2J =/41J/kg泵的有效功率 Ne = we - ws = 285.4i X 7.92 = 2260 W 23.在本題附圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置中，于異徑水平管段兩截面間連一倒置U管壓差計(jì)，以測(cè)量兩截面之間的壓強(qiáng)差。當(dāng)水的流量為i0800 kg/h時(shí)，U管壓差計(jì)讀數(shù) R為i00 mm粗、細(xì)管的直徑分別 為 60X3.5 mmW 42 X 3 mm 計(jì)算：（i） ikg 水流經(jīng)兩截面間的能量

33、損失；（2）與該能量損 失相當(dāng)?shù)膲簭?qiáng)降為多少 Pa?（水的密度取為i000 kg/m3）解：（i） ikg水流經(jīng)兩截面間的能量損失 設(shè)導(dǎo)管在上游的連接處為截面i-i / ,下游的連接處為截面2-2/ ,并通過管軸作基準(zhǔn)水平面。 在兩截面間列柏努利方程式中 Z i = Z 2 = 0 , u = Ws/Ap10800=2 95Tt33£00 x-xO.036 1 xlOOO4m/s=136360CI x-xO.0531 xlOOO 4m/spl -pj = 9.31 !<0,1= 0.981J/kg將以上各數(shù)值代入柏努利方程式，解得2.93 7-136zShf =O,9E1 十=

34、 4.41J/kg（2）與該能量損失相當(dāng)?shù)膲簭?qiáng)降一：1 1 -1 1 N/m224. 在圖示裝置中，水管直徑為57X3.5 mm當(dāng)閥門全閉時(shí)，壓力表讀數(shù)為0.3大氣壓，而在閥門開啟后，壓力表讀數(shù)降至0.2大氣壓。設(shè)管路入口至壓力表處的壓頭損失為0.5 mH 2O,求水的流量為若干 m/h ?解：閥門全閉時(shí)，由 P2 = pgH, H = 0.3 X 1.013 X 105/ (1000X9.81 ) = 3.1 m即水槽液面距閥門中心線的高度為3.1 m。閥門開啟時(shí)，以水槽液面為上游截面1-1 / ,壓力表處為下游截面2-2,，管路中心線為基準(zhǔn)水平面。在兩截面間列柏努利方程式r置r談 由 1

35、r c+ 4-= Za + -H + -Ehf2gpg2g pg gZ1 = H = 3m ,Z2 =0 ,P1 = 0 , P2 = 0.2 x1.013X105Pa, U1=0, 2 hf/g = 0.5 mH 2O代入上式3.1 = 0.2 X 1.013 X 105/ (1000X 9.81 ) +“：/ (2X9.81)+ 0.5解得 u 2 = 3.24 m/sVh =(兀 /4 ) d2ux 3600 = 22.9 m 3/h25 .如圖所示，密度為 850 kg/m3的料液從高位槽送 入塔中，高位槽內(nèi)的液面維持恒定。塔內(nèi)表壓強(qiáng) 為9.81 x 103 Pa ,進(jìn)料量為5 m3/

36、h。連接管直徑 為中38X2.5 mm,料液在連接管內(nèi)流動(dòng)時(shí)的能 量損失為30J/kg (不包括出口的能量損失)。求： 高位槽內(nèi)的液面應(yīng)比塔的進(jìn)料口高出多少？并以截面1-1解：以高位槽液面為上游截面1-1/ ,連接管出口內(nèi)側(cè)為下游截面為基準(zhǔn)水平面。在兩截面間列柏努利方程式。式中Z1 = 0 ,P1 = 0 （表壓）0, P2 = 9.81將上述數(shù)值代入柏努利方程,75=1 琥3600 x-xO.033 24m/sX103 Pa （表壓）,2 hf = 30 J/kg解得高位槽內(nèi)的液面應(yīng)比塔的進(jìn)料口高4.37 m。26 .如圖所示，用泵將儲(chǔ)槽中密度為1200 kg/m3的溶液送到蒸發(fā)器內(nèi)。儲(chǔ)槽內(nèi)

37、液面維持恒定， 其上方 與大氣相同。蒸發(fā)器內(nèi)的操作壓強(qiáng)為 200mmHg真 空度)，蒸發(fā)器進(jìn)料口高于儲(chǔ)槽內(nèi)的液面15 m,輸送管道的直徑為 168X4 mm送料量為20m3/h，溶液流徑全部管道的能量損失為120 J/kg ,求泵的有效功率。解：以儲(chǔ)槽的液面為上游截面1-1/ ,管路出口內(nèi)側(cè)為下游截面2-2/ ,并以截面1-1 /為基準(zhǔn)水平面。在兩截面間列柏努利方程式。2U1P1gZ1 -we gZ22U2P22hfP = -251x101300 = 一?餐 70式中 Z1 = 0 , Z2 = 15 m , p 1 = 0 （表壓），760Pa （表壓）20U1 0,u, = 1.57300 x-xO.Oa4m/s, 2 hf = 120 J/kg將以上各項(xiàng)數(shù)值代入柏努利方程中- I - we-1-J/kg- I ws -，二二kg/sNe = we - ws =24