化工原理練習(xí)題-流體流動(dòng)15

1、第1頁流體流動(dòng)一、填空題：1.牛頓粘性定律用內(nèi)摩擦力的表達(dá)式為_.用剪應(yīng)力的表達(dá)式為_.答案：F=Adu/dy;T=卩du/dy2.當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?50mmHg寸,測(cè)得某體系的表壓為50mmHg該體系的絕對(duì)壓強(qiáng)為_mmHg,真空度為_mmHg.答案：800; -503.計(jì)算流體局部阻力損失的方法有:_,_,其相應(yīng)的阻力損失計(jì)算公式為_,_。答案：當(dāng)量長(zhǎng)度法;阻力系數(shù)法;22hf=入(le/d)(u /2g); hf=Z (u /2g);4.理想流體是指_；而實(shí)際流體是指_。答案：沒有粘性、沒有摩擦阻力、液體不可壓縮；具有粘性、有摩擦力、液體可壓縮、受熱膨脹、消耗能量。5.牛頓粘性定律表達(dá)式為_，

2、其比例系數(shù)(粘度)的物理意義是_。答案：T=F/A=卩du/dy;在單位接觸面積上，速度梯度為1時(shí)，流體層間的內(nèi)摩擦力。6.流體流動(dòng)的型態(tài)用_來判斷， 當(dāng)_寸為湍流， 當(dāng)_寸為滯流， 當(dāng)_寸為過渡流。答案：雷諾準(zhǔn)數(shù)，Re4000,Rew 2000,Re在2000-4000之間。7.化工生產(chǎn)中， 物料衡算的理論依據(jù)是_，熱量衡算的理論基礎(chǔ)是_。答案：質(zhì)量守恒定律,能量守恒定律。8.當(dāng) 流體 的體積 流量一定時(shí),流動(dòng)截面擴(kuò)大,則 流速_,動(dòng)壓頭_,靜壓頭_。答案：減少, 減少, 增加。9.流體的粘度指_。粘度隨溫度變化而變化,液體的粘度隨溫度升高而_;氣體的粘度則隨溫度升高而_。答案：流體流動(dòng)時(shí),

3、相鄰流體層間,在單位接觸面上,速度梯度為1時(shí),所產(chǎn)生的內(nèi)摩擦力 減少 增大10.液柱壓力計(jì)量是基于_原理的測(cè)壓裝置，用U形管壓強(qiáng)計(jì)測(cè)壓時(shí)，當(dāng)壓強(qiáng)計(jì)一端與大氣相通時(shí)，讀數(shù)R表示的是_或_。答案：流體靜力學(xué)；表壓； 真空度11.應(yīng) 用 柏 努利方 程所 選 取的 截面 所必須 具備 的 條 件 是_，_, 答案：處于穩(wěn)定段, 連續(xù), 垂直于流體流動(dòng)方向, 流體平行流動(dòng)12.若Re值已知時(shí)，則流體在圓形管內(nèi)呈層流時(shí)的摩擦系數(shù)入=_,在管內(nèi)呈湍流時(shí)，摩擦系數(shù)入與_、_有關(guān)。答案：64/Re; Re;/d13.孔板流量計(jì)和轉(zhuǎn)子流量計(jì)的最主要區(qū)別在于：前者是恒_，變_；后者是恒_，變_。答案：截面；壓差；

4、壓差；截面14.液體的粘度隨溫度升高而_，氣體的粘度隨溫度的升高而_。答案：減??； 增大15.若流體在圓形直管中作滯流流動(dòng)，其速度分布呈_型曲線，其管中心最大流速是平均流速的_倍,摩擦系數(shù)入與Re的關(guān)系為_。答案：拋物線；2倍； 入=64/Re16.牛頓粘性定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式為_，牛頓粘性定律適用于_型流體。答案：T=卩du/dy； 牛頓17.流體做層流流動(dòng)時(shí)，管內(nèi)平均流速是最大流速的_倍，湍流時(shí)，管內(nèi)平均流速是最大流速的_倍。答案：0.5； 約0.818.流體在管路中作連續(xù)穩(wěn)態(tài)流動(dòng)時(shí), 任意兩截面流速與管徑的關(guān)系為_,所以，流速隨著管徑的減小而_。答案：u1/u2=d22/d12增大19.流體

5、流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生摩擦阻力的根本原因是_.答案：.流體具有粘性第2頁20.按照化工單元操作所遵循的基本規(guī)律的不同，可將單元操作分為_、_、_。答案.動(dòng)量傳遞、熱量傳遞、質(zhì)量傳遞第3頁21.流體沿壁面流動(dòng)時(shí),有顯著速度梯度的區(qū)域稱為_。答案：.流動(dòng)邊界層22.液體在等直徑的管中作穩(wěn)態(tài)流動(dòng),其流速沿管長(zhǎng)_,由于有摩擦阻力損失,靜壓強(qiáng)沿管長(zhǎng)_。答案：不變； 降低23.穩(wěn) 態(tài) 流 動(dòng) 是 指 流 動(dòng) 系 統(tǒng) 中,任 一 截 面 上 流 體 的 流 速 、 壓 強(qiáng) 、 密 度 等 物 理 量 僅 隨。 答案：.位置而變，而均不隨時(shí)間變。24.離心泵的主要構(gòu)件有以下三部分:_,_,_.答案：泵殼;葉輪;泵軸25.

6、離心泵的主要參數(shù)有:_,_,_流量;揚(yáng)程;功率;效率26.離心泵的特性曲線有：.：揚(yáng)程流量曲線；功率流量曲線；效率流量曲線27.離心泵的最大安裝高度不會(huì)大于_. 10m28.離心泵的工作點(diǎn)是_和_兩條曲線的交點(diǎn).答案：泵特性曲線H-Q；管路特性曲線H-Q29.泵起動(dòng)時(shí)應(yīng)先關(guān)閉出口開關(guān)， 原因是_。答案：.降低起動(dòng)功率，保護(hù)電機(jī)，防止超負(fù)荷而受到損傷;同時(shí)也避免出口管線水力沖擊。30.流體輸送設(shè)備按工作原理可分為四類：_，_，_，_。答案：離心式 ， 往復(fù)式 ， 旋轉(zhuǎn)式 ， 流體作用式31.當(dāng)離心泵的安裝高度超過允許安裝高度時(shí)，離心泵會(huì)發(fā)生_現(xiàn)象。答案：氣蝕32.離心泵的揚(yáng)程含義是_。答案：.離

7、心泵給單位重量的液體所提供的能量33.離心泵起動(dòng)時(shí)，若泵內(nèi)沒有完全充滿液體，離心泵就不能輸送液體，這種現(xiàn)象稱為_。答案：氣縛34.離心泵輸送的液體粘度越大，其揚(yáng)程_，流量_,軸功率_，效率_。答案：.越小； 越小； 越大； 越小35.往復(fù)壓縮機(jī)的實(shí)際工作循環(huán)，是由_、_、_、_四個(gè)階級(jí)組成。答案：吸氣、 壓縮、 排氣、 膨脹36.采用多級(jí)壓縮的優(yōu)點(diǎn)是：_。答案：降低排氣溫度；減少功耗；提高氣缸容積利用率；使壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)更為合理。37.離心泵葉輪的作用是_，使液體的_均得到提高。答案：將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能傳給液體， 靜壓能和動(dòng)能。38.往復(fù)式壓縮機(jī)的工作原理和_泵相似，是靠往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞使氣缸的工作

8、容積_，從而進(jìn)行_。答案：往復(fù)； 增大或減少； 吸氣和排氣，二、選擇題：1.流體在圓管內(nèi)流動(dòng)時(shí),若為湍流時(shí),平均流速與管中心的最大流速的關(guān)系為()A.Um=1/2Umax B. Um=0.8UmaxC. Um=3/2Umax答案：B2.從流體靜力學(xué)基本方程可得知，U型管壓力計(jì)測(cè)量的壓強(qiáng)差()A.與指示液密度、液面高度有關(guān)B.與指示液密度、液面高度無關(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),與U形管粗細(xì)有關(guān),與U形管粗細(xì)無關(guān)答案：A第4頁3.流體的層流底層越薄，則( )A.近壁面速度梯度越小B.C.流動(dòng)阻力越大D.流動(dòng)阻力越小流體湍動(dòng)程度越小答案：4.為提高微差壓強(qiáng)計(jì)的測(cè)量精度，要求指

9、示液的密度差()。A.大B.中等C.越小越好D.越大越好答案：C5.一個(gè)工程大氣壓等于( )Pa; ( )Kgf.cm-2。54A. 1.013 X10 B. 9.8 X 10 C. 1 D. 1.5答案：B CA.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。答案：C7.層流與湍流的本質(zhì)區(qū)別是：（）。A.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)答案：D8.圓管內(nèi)流動(dòng)流體湍流時(shí)的雷諾準(zhǔn)數(shù)值應(yīng)為（）A. Re4000 C. Re=20004000答案：B9.流體在管路中作穩(wěn)態(tài)流動(dòng)時(shí)，

10、具有（）的特點(diǎn)。A.呈平緩的滯流B.呈勻速運(yùn)動(dòng)C.在任何截面處流速、流量、壓強(qiáng)等物理參數(shù)都相等；D.任一截面處的流速、流量、壓強(qiáng)等物理參數(shù)不隨時(shí)間而變化答案：D10.表壓與大氣壓、絕對(duì)壓間的關(guān)系是（）。A.表壓=絕對(duì)壓-大氣壓B.表壓=大氣壓-絕對(duì)壓C.表壓=絕對(duì)壓+真空度答案：A11.流體流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生摩擦阻力的根本原因是（）。A.流動(dòng)速度大于零B.管邊不夠光滑C.流體具有粘性答案：C12.流體在管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，滯流內(nèi)層的厚度隨流速的增加而（）。A.變小B.變大C.不變答案：A13.圓管的摩擦系數(shù) 入=64/Re的適用流型是（）。A.滯流B.過渡流C.湍流答案：A14.為使U形壓差計(jì)的靈敏度較高，應(yīng)

11、使指示液和被測(cè)流體的密度差（）。A.偏大B.偏小C.越大越好答案：B15.設(shè)備內(nèi)的真空度愈高，即說明設(shè)備內(nèi)的絕對(duì)壓強(qiáng)（）。A.愈大B.愈小C.愈接近大氣壓、答案：B16.在靜止的、連續(xù)的、同一液體中，處于同一水平面上各點(diǎn)的壓強(qiáng)（）A.均相等B.不相等C.不一定相等答案：A17.流體在圓管內(nèi)作滯流流動(dòng)時(shí)，阻力與流速的（ ）成比例，作完全湍流時(shí)，則阻力與流速的（例。A.平方B.五次方C.一次方答案：C A18.流體在管內(nèi)作湍流流動(dòng)時(shí)，滯流內(nèi)層的厚度隨雷諾數(shù)Re的增大而（）。A.增厚B.減薄C.不變答案：B19.將管路上的閥門關(guān)小時(shí)，其阻力系數(shù)（）。A.變小B.變大C.不變答案：B20.u2/2的物

12、理意義是表示流動(dòng)系統(tǒng)某截面處（）流體具有的動(dòng)能。A. 1kg B. 1N C. 1m答案：A21.流體流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生阻力的根本原因是流體流動(dòng)（）。）成比A.遇到了障礙物；B.C.產(chǎn)生了內(nèi)摩擦切向力答案：22.轉(zhuǎn)子流量計(jì)的設(shè)計(jì)原理是依據(jù) （A.流動(dòng)的速度B.C.流動(dòng)時(shí)在轉(zhuǎn)子的上、下端產(chǎn)生了壓強(qiáng)差。答案：C23.公式入=64/Re僅適用于流體在（）管內(nèi)作（）時(shí)應(yīng)用。A.湍流B.滯流C.各種流動(dòng)型態(tài)D.圓形E.非圓形 答案：D B24.轉(zhuǎn)子流量計(jì)的主要特點(diǎn)是（）與管壁產(chǎn)生摩擦C）。液體對(duì)轉(zhuǎn)子的浮力第7頁A.恒截面、恒壓差B.變截面、變壓差C.變截面、恒壓差答案：CA.效率一定；B.功率一定；C.安置回流

13、支路，改變循環(huán)量的大小D.車削離心泵的葉輪 答案：B27.離心泵的揚(yáng)程是( )A.實(shí)際的升揚(yáng)高度B.泵的吸液高度C.液體出泵和進(jìn)泵的壓差換算成液柱高度D.單位重量液體出泵和進(jìn)泵的機(jī)械能差值答案：D28.用離心泵將液體由低處送到高處的垂直距離，稱為()A.揚(yáng)程B.升揚(yáng)高度C.吸液高度答案：B29.往復(fù)壓縮機(jī)每一工作循環(huán)所耗的功以(A.等溫B.絕熱C.30.往復(fù)泵在啟動(dòng)前( )液體。A.一定要充滿B.無須充滿31.離心泵并聯(lián)操作的目的是().A.增大位能B.增大揚(yáng)程三、判斷題：2.流體在園管內(nèi)的流動(dòng)阻力主要有沿程阻力和局部阻力。()23.化工單元操作是一種物理操作，只改變物質(zhì)的物理性質(zhì)而不改變其化

14、學(xué)性質(zhì)。()24.在穩(wěn)態(tài)流動(dòng)過程中，流體流經(jīng)各截面處的體積流量相等。()X5.當(dāng)輸送流體的管子的管徑一定時(shí)，增大流體的流量，則雷諾準(zhǔn)數(shù)減少。()X6.流體在等徑的管中作穩(wěn)態(tài)流動(dòng)時(shí)，由于有摩擦阻力損失，因此流體的流速沿管長(zhǎng)而逐漸變小。()X7.當(dāng)流體充滿圓管作穩(wěn)態(tài)流動(dòng)時(shí)，單位時(shí)間通過任一截面的體積流量相等。()X8.流體作層流流動(dòng)時(shí)，摩擦系數(shù)入只是Re的函數(shù)，而與管壁的粗糙度無關(guān)。()9.在相同的設(shè)備條件下，密度越大，粘度越小的流體越易形成湍流狀態(tài)。 ()210.牛頓粘性定律是：流體的粘度越大，其流動(dòng)性就越差。( ) X11.孔板流量計(jì)是文丘里流量計(jì)的改進(jìn)，其壓頭損失比文氏流量計(jì)小得多。 ()X

15、12.實(shí)際流體在導(dǎo)管內(nèi)作穩(wěn)態(tài)流動(dòng)時(shí)，各種形式的壓頭可以互相轉(zhuǎn)， 但導(dǎo)管任一截面上的位壓頭、 動(dòng)壓頭 與靜壓頭之和為一常數(shù)。 ()X13.為了提高壓強(qiáng)計(jì)的靈敏度以測(cè)量微小的壓強(qiáng)差，可采用微差壓強(qiáng)計(jì)。 當(dāng)其中的兩指示液密度相差越大 時(shí)，其靈敏度就越高。 ()X14.經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)得出，雷諾Re2000時(shí)，流型呈層流，這是采用國際單位制得出的值，采用其他單位制應(yīng)有另外數(shù)值。( ) X15.流體在管內(nèi)以湍流流動(dòng)時(shí)，在近管壁處存在層流內(nèi)層，其厚度隨Re的增大而變薄。()216.表壓強(qiáng)就是流體的真實(shí)壓強(qiáng)。 ()X25.離心泵的性能曲線中的H- Q線是在()情況下測(cè)定的。C.轉(zhuǎn)速一定；D.26.離心泵最常用的

16、調(diào)節(jié)方法是管路(1+刀1( )e)定答案：A.改變吸入管路中閥門開度B.改變壓出管路中閥門的開度)壓縮為最小多變答案：AC.充以適量的答案：BC.增大流量答案：C1.流體在園管內(nèi)作穩(wěn)定流動(dòng)時(shí),其流速與管徑的一次方成反比。)X第8頁17.設(shè)備內(nèi)的真空度愈高表明絕對(duì)壓強(qiáng)愈大。 ()X18.一般情況下氣體的粘度隨溫度的升高而增大；液體的粘度隨溫度的升高而減小。()219.用U形管液柱壓差計(jì)測(cè)量流體壓強(qiáng)差時(shí)，測(cè)壓管的管徑大小和長(zhǎng)短都會(huì)影響測(cè)量的準(zhǔn)確性。()X20.流體在圓管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，管的中心處速度最大，而管壁處速度為零。 ()221.穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)，流體的流速、壓強(qiáng)、密度等均不隨時(shí)間和位置而變。()X22

17、.流體在管內(nèi)作穩(wěn)定湍流時(shí)，當(dāng)Re一定時(shí)，摩擦系數(shù)入隨管子的相對(duì)粗糙度的增加而增大。()223.柏努利方程中的P/(p g)表示1N重的流體在某截面處具有的靜壓能,又為靜壓頭。()224.流體阻力產(chǎn)生的根本原因是由于流體與壁面之間的摩擦引起的。()X25.液體在圓形管中作滯流流動(dòng)時(shí),其它條件不變,僅流速增加一倍,則阻力損失增加一倍()226.穩(wěn)定流動(dòng)時(shí),液體流經(jīng)各截面的質(zhì)量流量相等；流經(jīng)各截面處的體積流量也相等()227.理想流體流動(dòng)時(shí),無流動(dòng)阻力產(chǎn)生。 ()228.流體在水平管內(nèi)作穩(wěn)定連續(xù)流動(dòng)時(shí)，直徑小處，流速增大；其靜壓強(qiáng)也會(huì)升高。()X29.滯流內(nèi)層的厚度隨雷諾數(shù)的增大而增厚。()X30.

18、在靜止的、處于同一水平面上的、各點(diǎn)液體的靜壓強(qiáng)都相等。()X31.實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)流體在管內(nèi)流動(dòng)達(dá)完全湍流時(shí)，入與雷諾數(shù)的大小無關(guān)。()232.離心泵啟動(dòng)時(shí),為減小啟動(dòng)功率，應(yīng)將出口閥門關(guān)閉，這是因?yàn)殡S流量的增加，功率增大。()233.離心泵揚(yáng)程隨著流體流量的增大而下降。 ()234.離心泵的揚(yáng)程隨其送液能力(流量)的改變而變化，當(dāng)流量達(dá)到最大時(shí)，其揚(yáng)程也最大；而流量為零時(shí)，其揚(yáng)程亦等于零。()X35.采用多級(jí)壓縮機(jī)可解決壓縮比過高的問題，但功耗增大了。()236.多級(jí)往復(fù)式壓縮機(jī)的壓縮級(jí)數(shù)越多，則功耗越少()37.離心泵的“氣縛”與“氣蝕”現(xiàn)象，在本質(zhì)是相同的。( )2四、問答題：1.什么是流體

19、連續(xù)穩(wěn)定流動(dòng)？答案： 流體連續(xù)穩(wěn)定流動(dòng)是指流體在流動(dòng)時(shí)， 流體質(zhì)點(diǎn)連續(xù)的充滿其所在空間， 流體在任一截面上的流 動(dòng)的流速、壓強(qiáng)和密度等物理量不隨時(shí)間而變化。2.流體粘度的意義是什么？流體粘度對(duì)流體流動(dòng)有什么影響？答案： 流體的粘度是衡量流體粘性大小的物理量， 它的意義是相鄰流體層在單位接觸面積上， 速度梯度 為1時(shí)，內(nèi)摩擦力大小。流體的粘度愈大，所產(chǎn)生粘性也愈大，液體阻力也愈大。3.何謂層流流動(dòng)？何謂湍流流動(dòng)？用什么量來區(qū)分它們？答案： 層流：流體質(zhì)點(diǎn)沿管軸作平行直線運(yùn)動(dòng)，無返混，在管中的流速分布為拋物線，平均流速是最 大流速的0.5倍。湍流：流體質(zhì)點(diǎn)有返混和徑向流動(dòng)，平均流速約為最大流速的0

20、.8倍。以Re來區(qū)分，Re4000為湍流。4.什么是連續(xù)性假定？答案： 假定流體是由許多質(zhì)點(diǎn)組成的，彼此間沒有間隙，完全充滿所占有空間的連續(xù)的介質(zhì)。，這一假定稱為連續(xù)性假定。5流體流動(dòng)的連續(xù)性方程的意義如何？答案：流體流動(dòng)的連續(xù)性方程是流體流動(dòng)過程的基本規(guī)律，它是根據(jù)質(zhì)量守恒定律建立起的，連續(xù)性 方程可以解決流體的流速、管徑的計(jì)算選擇，及其控制。6.流體靜力學(xué)基本方程的意義是什么？ 答案：靜止流體內(nèi)部任一水平面上的壓強(qiáng)與其位置及流體的密度有關(guān)，位置越低，壓強(qiáng)越大；靜止液體內(nèi)部壓強(qiáng)隨界面上的壓強(qiáng)而變，表明液面上所受的壓強(qiáng)能以同樣大小傳遞到液體內(nèi)部。7.流速與管路建設(shè)投資費(fèi)及運(yùn)行操作費(fèi)的關(guān)系。 答

21、案：當(dāng)流量一定時(shí)，流速大，管徑小，投資費(fèi)用?。坏魉俅?，管內(nèi)流第9頁體流動(dòng)阻力增大， 輸送流體所消耗的動(dòng)力增加，操作費(fèi)用則隨之增大。反之，在相同條件選擇小流速，動(dòng)力消耗固然可以 降低，但管徑增大后建設(shè)投資增加。8.離心泵的工作原理。答案：離心泵先灌泵后啟動(dòng)，當(dāng)葉輪高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，液體獲得了動(dòng)能并甩向葉輪外緣。由于葉 片間的流體通道截面和泵殼的蝸形流道截面都是逐漸擴(kuò)大的，使流體在泵內(nèi)的流速逐漸降低， 一部分動(dòng) 能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能，而使流體壓強(qiáng)逐漸增高，最后從壓出口壓出，與此同時(shí)，由于離心力作用，葉輪中心 的流體被甩向葉輪外緣，葉輪中心形成負(fù)壓，使得流體不斷被吸入。9.什么是氣縛現(xiàn)象？ 答案：如果離心泵啟

22、動(dòng)前未灌滿液體，泵內(nèi)有空氣，由于空氣的密度小，葉輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離 心力小，致使液體難以被吸入，此時(shí)葉輪雖在旋轉(zhuǎn)，卻不能輸送液體并產(chǎn)生噪聲。該現(xiàn)象為氣縛。10.什么是氣蝕現(xiàn)象？答案： 當(dāng)泵入口壓強(qiáng)低于被輸送液體的飽和蒸汽壓時(shí)， 被吸入的流體在泵的入口處汽化， 形成氣泡混雜 在液體中， 由泵中心的低壓區(qū)進(jìn)入泵外緣高壓區(qū)， 由于氣泡受壓而迅速凝結(jié)， 使流體內(nèi)部出現(xiàn)局部真空， 周圍的液體則以極大的速度填補(bǔ)氣泡凝結(jié)后出現(xiàn)的空間， 可產(chǎn)生很大的沖擊力， 損害泵殼和葉輪， 該現(xiàn) 象是氣蝕。11.離心泵的特性曲線有哪幾條？是在何條件下測(cè)定的？ 答案：離心泵的特性曲線有揚(yáng)程曲線，功率曲線，效率曲線。是在常溫，常壓

23、下用水作實(shí)驗(yàn)測(cè)定的，如 果用于輸送其他流體則需要換算。12.離心泵起動(dòng)時(shí)，為什么要把出口閥門關(guān)閉？ 答案：離心泵工作時(shí)，其軸功率Ne隨著流量增大而增大，所以泵起動(dòng)時(shí)，應(yīng)把出口閥關(guān)閉，以降低起 動(dòng)功率，保護(hù)電機(jī)，不致于超負(fù)荷而受到損失，同時(shí)也避免出口管線的水力沖擊。13.采用多級(jí)壓縮對(duì)生產(chǎn)工藝有何好處？ 答案：好處： (1)降低了排氣溫度；(2)減少了功耗；(3)提高氣缸容積利用率；(4)使壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)更為合理。14.為什么單缸往復(fù)壓縮機(jī)的壓縮比太大，將會(huì)使壓縮機(jī)不能正常工作？ 答案：當(dāng)余隙系數(shù)一定時(shí)、壓縮比愈高，余隙內(nèi)的殘余氣體膨脹所占?xì)飧椎娜莘e就愈多，使每次循環(huán)的 吸氣量減少，而當(dāng)壓縮比太大

24、時(shí)(即容積系數(shù)為零時(shí)) ，殘余氣體膨脹已占滿整個(gè)氣缸，使壓縮機(jī)根本 無法吸入新鮮氣體，也就無法正常正作了。15.離心泵的主要部件有哪些？各有什么作用？ 答案：離心泵的主要部件有葉輪、泵殼、軸封裝置。葉輪的作用是將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能傳給液體、 使液體的動(dòng)能和靜壓能均得到提高。泵殼具有匯集液體和將部分動(dòng)能轉(zhuǎn)為靜壓能的作用， 軸封裝置的作用是防止泵內(nèi)高壓液體外漏及外 界大氣漏入泵內(nèi)。16.離心泵的揚(yáng)程和升揚(yáng)高度有什么不同？ 答案：離心泵的揚(yáng)程是指泵給以單位重量液體的有效能量、液體獲得能量后，可將液體升揚(yáng)到一定高 度Z,而且還要用于靜壓頭的增量P/ P g和動(dòng)壓頭的增量厶u2/2g及克服輸送管路的損失壓頭

25、，而升揚(yáng)高度是指將液體從低處送到高處的垂直距離，可見，升揚(yáng)高度僅為揚(yáng)程的一部分，泵工作時(shí)，其揚(yáng)程 大于升揚(yáng)高度。五、計(jì)算題：-11.水在管內(nèi)流動(dòng)，截面1處管內(nèi)徑為0.2m，流速為0.5m.s，由于水的壓強(qiáng)產(chǎn)生水柱高1m;截面2處 管內(nèi)徑為0.1m。若忽略水由1至2處的阻力損失，試計(jì)算截面1、2處產(chǎn)生的水柱高度差h為多少m?【解】列1-1、2-2間列柏努利方程式：Z1+u12/2g+p1/ P g =Z2+u22/2g+p2/ P g+hf2 2 2 2p1-p2=P g(u2/2g-u1/2g)= P (u2/2-u1/2)2 2 2 -1u2/u1=d1/d2u2=0.5 x (0.2/0.

26、1)=2m.s若兩種油品在管內(nèi)均為層流流動(dòng)，且維持輸油管兩端由流動(dòng)阻力所引起的壓強(qiáng)降pf不變，流型為層流，則輸送的油量有何變化?22【解】64/Re1(l/d)(u12/2)=64/Re2(l/d)(u22/2)222 2 2u2代入p1-p2=p (2 -0.5 /2)=1876N/m/ p1-p2= p gh h=( p1-p2)/ p g =1875/(1000 x9.81)=0.191m332.一輸油管，原輸送p1=900kg/m,卩1=135cp的油品，現(xiàn)改輸送p2=880kg./m,卩2=125cp的另一油品。第10頁ui/(d piui)ui=U2/(d p2U2)u2U131/

27、 pi=U232/ p2u2/u1=31p2/ 32pi=1.35 X 880/ ( 1.25 X 900 )=1056輸油量比原來增加5.6%3.某流體在管內(nèi)作層流流動(dòng)， 若體積流量不變，而輸送管路的管徑增加一倍， 求因摩擦損失而引起的壓 力降有何變化？【解】根據(jù)伯氏方程：-p=32u3l/d2以及：22( n /4)d1U1=( n /4)d2U2=Vs已知：d2=2d12 2 2 2貝U: U1/U2=d2/d1=(2d1) /d1=4即：U2=ud42原工況：-p1=32u131l1/d122現(xiàn)工況：-p2=32u232l2/d2232= 31l2=l1u2=U/4 d2=2d1將上述

28、各項(xiàng)代入并比較：2現(xiàn)/原：p2/p1=32 X (1/4)u1X 32X 12/(2d1) /232Xu1X31Xl1/d1=1/16因摩擦而引起的壓降只有原來的1/164.用泵自敞口貯油池向敞口高位槽輸送礦物油， 流量為38.4T/h，高位槽中液面比油池中液面高20m，管路總長(zhǎng)(包括閥門及管件的當(dāng)量長(zhǎng)度)430m,進(jìn)出口阻力不計(jì)。管徑為$108 X 4mm若油在輸送溫度下的比重為0.96,粘度為3430cp,求泵所需的實(shí)際功率，設(shè)泵的效率n =50%【解】對(duì)貯油池液面至高位槽液面列柏努利方程：2He=A Z+入(1+工le )/d(u/2g)Z=20m l+工le =430md=108-2

29、X 4=100mm=0.1m2u=Vs/0.785d22=38400/3600 X0.785 X0.12X960=1.415m/s-3Re=du p / 3 =0.1 X 1.415 X 960/3430 X 10-3=39.62000入=64/Re=64/39.6=1.6162He=20+1.616X (430/0.1) X (1.415 /2 X 9.81)=729.2mN=Q He- p g/ n =38400X 729.2 X 9.81/(3600 X 0.5 X 1000)= 152.6kw5.某廠如圖所示的輸液系統(tǒng)將某種料液由敞口高位槽A輸送至一敞口攪拌反應(yīng)槽B中,輸液管為$38X

30、22.5mm的銅管，已知料液在管中的流速為u m/s,系統(tǒng)的工hf=20.6u /2 J/kg ,因擴(kuò)大生產(chǎn)，須再建一套同樣的系統(tǒng),所用輸液管直徑不變，而要求的輸液量須增加30%,問新系統(tǒng)所設(shè)的高位槽的液面需要 比原系統(tǒng)增高多少?【解】T u仟0u2p1=P2于是gZ1=gZ2+工hf2g(Z1-Z2)=工hf=20.6u /220.50.5u=2g(Z2-Z2)/20.60.5=(2 X9.81X6/20.6)0.5=2.39m/s第11頁2Z1=Z2+20.6u/2g=5+20.6(1.3 X2.39)2/(2 X9.81)=15.14m增高為：Z1-Z1=15.14-11=4.14m6.

31、用離心泵將水由水槽送至水洗塔中，水洗塔內(nèi)的表壓為9.807 X 104N/mf,水槽液面恒定,其上方通大氣水槽液面與輸送管出口端的垂直距離為20m,在某送液量下,泵對(duì)水作的功為317.7 J/kg，管內(nèi)摩擦系數(shù)為0.018，吸入和壓出管路總長(zhǎng)為110m(包括管件及入口的當(dāng)量長(zhǎng)度，但不包括出口的當(dāng)量長(zhǎng)度)輸送管33尺寸為 $108X4mm水的密度為1000kg/m。求輸水量為多少m/h。22【解】乙g+(p1/ p )+(u1/2)+W=Z2g+(p2/ p )+(u2/2)+工hf1-2已知數(shù)據(jù)：Z1=0;P12(表)=0;U10;W=317.7J/kg;423Z2=20m；p2=9.807

32、X 104N/m2(表)；p =1000kg/m3簡(jiǎn)化上式：2W=Zg+(p2/ p )+(u2/2)+工hf1-2又hf1-2=入lu22/2d=9.9u22422 317.7=9.81 X 20+9.807 X 10 /1000+u2/2+9.9u2210.4u2=23.43U2=1.5m/s223V=( n /4)D X uX 3600=0.785 X 0.1 X 1.5 X 3600=42.41m /h37.如圖所示，D=100mm, d=50mm,H=150mnp氣體=1.2kg/m。當(dāng)R=25mm時(shí)，將水從水池中吸入水平管中間，此時(shí)V氣體為多大？(阻力可忽略)【解】選1-1、2-2

33、截面與基準(zhǔn)面0-0，如圖所示。在兩截面之間列柏方程并簡(jiǎn)化得到：22(p1/p )+(u12/2)=(p2/p )+(u22/2)(1)由已知數(shù)據(jù)：2p1=0.025 X 13600X 9.81=3335N./m2pu2=-0.15 X 1000X 9.81=-1472N/m222=(100/50)2u1=4u12代入(1)可得：15u12=2(p1-p2)/ p =801223u1=23.11m./s Vs=( n /4)D U1=0.1814m /s或V=653m3/h8.用離心泵經(jīng)$57 X 3.5mm的鋼管，將敞口貯槽內(nèi)的有機(jī)溶劑(密度為800kg/m3,粘度為20cp)輸送到反應(yīng)器中。

34、設(shè)貯槽內(nèi)的液面離反應(yīng)器內(nèi)的液面高度保持16m見附圖。已知鋼管總長(zhǎng)度(包括局部阻力當(dāng)23量長(zhǎng)度)為25m,反應(yīng)器內(nèi)的壓力恒定為4kgf/cm (表壓)，有機(jī)溶液輸送量為6 m/h，試確定泵提供的壓頭。【解】取敞口貯槽液面為1-1截面，反應(yīng)器內(nèi)液面為2-2截面，在1-1與2-2截面間列柏努利方程，并 以1-1截面為基準(zhǔn)面：2第12頁gZ1+(u12/2) +(p1/p )+W2=gZ2+(u2/2)(p2/ p )+工hf1-222W=(Z2-Z1)g+(u2-u1)/2+(p2-p/ p +工hf1-2工hf1-2=入(l+le )/d(u2/2)2u=(6/3600)/( n /4) X 0.

35、05 =0.8488m/s u仟U2 0 Z1=0-3Re=dup /卩=0.05 X 0.8488 X 800/ (2 0 X 10-) =1697.62000則入=64/Re=64/1697.6=0.03772工hf1-2=0.0377 X (25/0.05) X (0.8488 /2)=6.7904J/kg故W=16X 9.81+4X 98100/800+6.79=654J/kg9.圖示為水泵進(jìn)水管的裝置。管子尺寸為$57X 3.5mm；管的下端位于儲(chǔ)水池水面下2m,并裝有底閥及濾網(wǎng)，該處之局部阻力壓頭損失為12 u2/(2 g);截面22處的真空度為4m水柱；由1-1至22截面的沿程壓

36、頭損失為9u2/(2g)。試求：(1)進(jìn)水管的流量為多少m?/h; (2)進(jìn)水口11處的表壓2為若干N/m2？【解】列水面與22截面列柏努利方程：(1)乙+u12/2 g+ Pl/ p g = Z2+U22/2 g+ P2/ p g+E Hf乙=0,u1= 0, Pi= 0, Z2= 3m P2/ p g = 4mH0_ - 2 2 2 2E Hf= 12u /2 g+ 9u /2 g = 21 u /2 g = 21 u2/2 g2 2 221 u2/2 g + u2/2 g = 22 u2/2 g = 4 3= 1m0 5u2=( 2X 9.81/22 ).= 0.94m/s V= 360

37、0X 0.785 (0.05 )2X 0.94 = 6.64m3/h(2)進(jìn)水口11處的表壓P33截面為大槽距水面2m深處的大槽截面，3-3及1-1截面間的柏努利方程式Z3=乙=0 p3/ p g=2 p1/ p g2U30 u1=0.94m/s Hf=12u/2g2=p1/1000g+0.942/2g+12 X 0.942/2g3p1=13.88 X 10Pa=13.88KPa=1.415m10. 15 C水在內(nèi)徑為10mm的鋼管內(nèi)流動(dòng)，流速為0.15 m/s，試問：(1)該流動(dòng)類型是層流還是湍流？(2)如上游壓強(qiáng)為7kgf/cm2,流經(jīng)多長(zhǎng)管子，流體的壓強(qiáng)降至3 kgf/cm2? (15C

38、水的密度為999.1kg/m3, 粘度為1.14cp.)【解】(1)Re=d u p /=0.010 X 0.15 X 999.1/(1.14 X 10-)=1314 v 2000該流體作層流流動(dòng)(2)根據(jù)泊謖葉方程式2 P= 32 i lu /d 1= Pd2/ (321 u)42-3=(7 3)X 9.81 X 10 X 0.01 / ( 32 X 1.14 X 10 X 0.15 )第13頁=7171m11.水從蓄水箱，經(jīng)過一水管流出，如附圖所示。假如，乙=12m, Z2=Z3=6.5m,d2=20 mm d3=10mm水流經(jīng)d2管段的阻力損失為2m HO,流經(jīng)d1mHO,求：(1)管嘴

39、出口處的流速u3; (2)接近管口22截面處的流速u2及壓強(qiáng)F2;【解】(1)列11與33截面柏努利方程式2乙+ Pi/ p g + u1/2 g2=Z3+ P3/ p g + u3/2 g + h f1-3u1=0,P1=P3=0(表壓) 12 6.5 =u32/2 g+( 2 + 1)解得u3= 2( 2.5 X 2X 9.81 )= 7 m/s22(2)u2=u3(d3/d2)= 7X( 10/20 )=1.75m/s由11與22截面列柏努利方程式可得2P2/ p g=( Z1 Z?)u2/2 g h f1-22=(12 6.5 ) 1.75 / (2 X 9.81 ) 2=3.344

40、m水柱(表壓)P2= 3.344 X 1000 X 9.81 = 3280412.噴水泉的噴嘴為一截頭圓錐體，其長(zhǎng)度1=0.5m，其兩端的直徑d1=40mn,d2=20mm豎直裝置。若把表壓為9.807kN/m2的水引入噴嘴，而噴嘴的阻力損失為1.5mHO,如不計(jì)空氣阻力，試求噴出的流量和射流的上升高度。【解】列1122我II以11H基能即榔2 2Z計(jì)P1/ p g + u1/2 g =乙+ P2/ p g + u2/2 g + h fZ1=0,P2=0由連續(xù)性方程：2 2(n /4 ) diui=( n /4 ) d2u222u1=(d2d1) u2=( 20/40 ) u2=u24P1/

41、p g= 10mZ2= 0.52210 + 1/2 gX(u2/4 ) = 0.5 + u2/2 g + 1.58 =u22/2 g- 1/16 Xu22/2 g=( 15/1 6 )u22/2 g05 u2=( 8X 9.81 X 2X 16/15 )1= 12.94 m/s上升高度H= u22/(2 X 9.81)=(12.94)2/(2 X 9.81)=8.53 m13.利用虹吸管將池A中的溶液引出。虹吸管出口B與A中液面垂直高度h=2m。操作條件下，溶液的飽和蒸汽壓Ps=1.23 X 104N/m2。試計(jì)算虹吸管頂部C的最大允許高度H為若干計(jì)算時(shí)可忽略管路系統(tǒng) 的流動(dòng)阻力。溶液的密度p

42、 =1000kg/m3,當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?60mmHg【解】該題的關(guān)鍵是C點(diǎn)的壓強(qiáng)Pc必須等于或大于Ps,以保證管內(nèi)液體不會(huì)汽化而保持流動(dòng)的連續(xù)性。 現(xiàn)取極限值Pc=Ps。取A池液面為1-1面(并作為基準(zhǔn)面)，B處為2-2面。在兩截面 間列柏努利方程并簡(jiǎn)化得到：u2/2=2g=19.62第14頁再在1-1面與C截面之間列柏方程：P1/ p =Hg+(u2/2) +Ps/ p H=(P1-Ps) /( p g) -(u2/2g)=(101300-12300) /(1000 X 9.81) -19.62/9.81=7.07m即C點(diǎn)的極限高度為7.07m。14.如圖所示，水以3.78升/秒的流量流經(jīng)一擴(kuò)

43、大管段，已知d1=40mm d2=80mm倒U形壓差計(jì)中水位差R=170mn,試求：水流經(jīng)擴(kuò)大管段的摩擦損失hf。【解】(1 )u1=3.78 X 10-3/(0.785 X 0.042)=3 m/su2=( 1/4 ) u1= 0.75 m/s在1-1、2-2截面是列柏式：2 2g乙+ P1/ p +u1/2 = g Z2+ P2/ p +u2/2 + hfZ1=Z2=0(以過管軸線的水平面為基準(zhǔn)面)22II_(Pa P1) / p =(u1u2) /2 hf,22、=(3 0.7 ) /2 hf= 4.22 hf由靜力學(xué)方程：P1只卩氣纟=P2Rp水g(P2 P1) / p水=R. g=

44、0.17 X 9.81 = 1.668即4.22 hf= 1.668hf= 2.552 J /kg5.用泵自貯油池向高位槽輸送礦物油，流量為38.4T/h,高位槽中液面比油池中液面高30m,管路總長(zhǎng)(包 括閥門及管件的當(dāng)量長(zhǎng)度)430m,進(jìn)出口阻力不計(jì)。管徑為$108X 4mm若油在輸送溫度下的比重為0.96,粘度為3430cp,求泵所需的實(shí)際功率，設(shè)泵的效率n =50%【解】對(duì)貯油池液面至高位槽液面列柏努利方程：2He=A Z+入(1+工le )/d(u/2g)Z=30m l+工le =430md=108-2 X 4=100mm=0.1mu=Vs/0.785d2第15頁2=38400/(36

45、00 X 0.785 X 0.1 X 960)=1.415m/s-3Re=dup /卩=0.1 X 1.415 X 960/3430 X 10-=39.62000入=64/Re=64/39.6=1.6162He=30+1.616X(430/0.1) X(1.4152/2X9.81)=739.13mN=Q- He - p g/ n=38400X739.13X9.81/(3600 X0.5X1000)=154.7kw16.用離心泵經(jīng)$57X 3.5mm的鋼管,將敞口貯槽內(nèi)的有機(jī)溶劑(密度為800kg/m粘度為20cp)輸送到反應(yīng)器中。設(shè)貯槽內(nèi)的液面離反應(yīng)器內(nèi)的液面高度Z保持20m見附圖。已知鋼管總

46、長(zhǎng)度(包括局部阻力當(dāng)量長(zhǎng)度)為25m反應(yīng)器內(nèi)的壓力恒定為4kgf/cm2(表壓)，有機(jī)溶液輸送量為6ni/h，泵的效率為60%試確定泵提供的軸功率?！窘狻咳〕谫A槽液面為1-1截面，反應(yīng)器內(nèi)液面為2-2截面，在1-1與2-2截面間列柏努利方程，并 以1-1截面為基準(zhǔn)面：22gZ1+(u1/2)+(p1/ p )+W=gZ+(u2/2)(p2/ p )+工hf1-222W=(Z2-Z1)g+(u2-u1)/2+(p2-p1)/ p +工hf1-2工hf1-2=入(l+le )/d(u2/2)2u=(6/3600)/( n /4) X 0.05 =0.8488m/sU1U20 Z1=0Re=dup

47、 /卩=0.05 X 0.8488 X 800/(20 X 10-3)=1697.6g+P2/ p +U22/2+刀W2u2=15/3600 ( n /4 ) 0.05 =2.12 m/s332We=20X 9.81 +(2250-300)X103)/103+(2.12)2/2+49=2197 J/kg/ Ne= p V.We=9154 w18.由山上的湖泊中引水至某貯水池，湖面地面高出45m,管道總長(zhǎng)4000m(包括直管長(zhǎng)度和局部阻力當(dāng)量長(zhǎng)度)，要求流量達(dá)到85 L/s。若使用新鑄鐵管，其摩擦阻力系數(shù)入=0.02，則鑄鐵內(nèi)徑需多大？經(jīng)長(zhǎng)期使用，鑄鐵管內(nèi)壁腐蝕，其摩擦阻力系數(shù)增大至入=0.03

48、，問此時(shí)水流量減至若干？.【解】Zo+Po/ p g+uo2/2g=Z1+R/ p g+U12/2g+入(l/d)(u2/2g)245=0.02X (4000/d)(u2/2g)-(1)23u=Vs/0.785d2第16頁因?yàn)閂=( n /4)du=0.085 m /s2u=0.085/(0.785d2)代入式(1)得:d=0.254當(dāng)入=0.03時(shí)，代入式(1)得u=1.367 m/sV=69.4 L/s第17頁19. 20C的水以2.5m/s的流速流經(jīng) 38 x 2.5mm的水平鋼管，此管以錐形管與另一 53 x 3mm的水平鋼管相連，如圖所示。在錐形管兩側(cè)A.B處各插入一垂直玻璃管，以觀

49、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1.5J/kg,求兩玻璃管的水面差。【解】按連續(xù)性方程：uB=uN(dA/dB)2=2.5(0.033/0.047)2=1.23m.s-122由柏式知：R=(PA-PB)/(Pg)=uB/2-UA/2+hfA-B=1.232/2-2.5 72+1.5=-0.087m=-87mm負(fù)號(hào)PB FA220.某輸水管路如圖所示，水箱液面保持恒定。當(dāng)閥門A全關(guān)閉時(shí)，壓力表讀數(shù)為177kN/m，閥門全開時(shí)，壓力表讀數(shù)為100 kN/m2。已知管路采用 108x 4mm鋼管，當(dāng)閥門全開后，測(cè)得由水箱至壓力表處332的阻力損失為7.5mH2Q問： 全開閥A時(shí)水的

50、流量為多少m/h? (p水=1000 kg/m,p大氣=98.1 kN/m)【解】 定水箱液面為1-1，壓力表處為2-2，列柏式：22Z1+F1/( p g)+u12/(2g)=Z2+F2/( p g)+u22/(2g)+Hf1-23/ Z1=F/( p g)=177 x 10/(1000 x 9.807)=18m32 18+0+0=0+100 x 10 /(1000 x 9.807)+u2/(2g)+7.5/ u2=2.43m/sV=3600 n 2.43 x (0.1)2/4=68.67m3/h21.將20C的水由水池打至一敞口高位槽中，槽內(nèi)的水面與水池內(nèi)的水面的垂直距離為31.6m。管路

51、總3能量損失為50J/kg，流量為20m3/h，試求理論功率為多少kw？22【解】g乙+u1/2+P1/ p +W e=g乙+u2/2+F2/ p +刀hfZ1= 0, Z2= 31.6m, P1= P2,u0, u2 0,刀hf=50 J /kgWe=g Z2+ Ehf= 9.81 x 31.6 + 50= 3 60 J /kgms= 20/3600 x 1000= 5.556kg/sN =W ems= 360 x 5.556 = 2000J /s = 2kw22.欲用離心泵將20C水以30吊巾 的流量由水池打到敝口高位槽，兩液面均保持不變，液面高差為18m泵的吸入口在水池液面上方2m處。泵

52、的吸入管路全部阻力為1mHO柱，壓出管路全部阻力為3mHO柱，泵的效率為0.6，求泵的軸功率。若已知泵的允許吸上真空高度為6m問上述安裝高度是否合適？(動(dòng)壓頭可忽略) ?！窘狻咳鐖D取11，22截面，并以11截面為基準(zhǔn)面，列柏努 里方程得：H = Z+E Hf1-2= 18+ 1+ 3= 22mN軸=QHp /(102 n)= (30/3600) x 22x 1000/(102 x 0.6) = 3kwHg允=Hs允U2/2 g Hf吸=61=5m2m Hg實(shí)v Hg允安裝高度合適。23.現(xiàn)有一臺(tái)離心泵，銘牌上標(biāo)出允許吸上真空度Hs=6m,用來輸送20 C的清水，已知吸入管路的全部阻力損失為1.

53、5 mH2O，當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?0mHO,若略去泵入口處的動(dòng)壓頭。試計(jì)算此泵的允許安裝高度Hg為多少米？2【解】Hg = Hs u12/2 gEh f0-1=61.5=4.5m3第18頁安裝高度為4.5m。實(shí)際安裝高度=4.5-0.5=4m24.密度為1200kg/m3的鹽水，以25nf/h的流量流過內(nèi)徑為75mm的無縫鋼管。兩液面間的垂直距離為30 m，鋼管總長(zhǎng)為120m管件、閥門等的局部阻力為鋼管阻力的25%。試求泵的軸功率。假設(shè)：(1) 摩擦系數(shù)入=0.03; (2)泵的效率n=0.6【解】Zi+ui/2 g+ Pi/ p g+He=乙+u2/2 g+P2pg+E HZi= 0, Z2= 30m u仟0,u2 0, Pi= F2 He= Z2+EHH= 30 + E H_ - 2EH=(入XI /d Xu /2 g)X 1.25u = V/A = 25/3600 X 0.785 X( 0.07 5 )2=1.573m/s2EH =( 0.