第一章習(xí)題與作業(yè)

1、1、某流體在圓形直管中作滯流流動(dòng)時(shí)，其速度分布是 型曲線，其管中心最大流速為平均流速的 倍，摩擦系數(shù)與Re的關(guān)系為 。2、水由敞口恒液位的高位槽通過(guò)一管道流向壓力恒定的反應(yīng)器，當(dāng)管道上的閥門(mén)開(kāi)度減小后，水流量將 ，摩擦系數(shù) ，管道總阻力損失 。3277K的水粘度為1cP，在內(nèi)徑為20mm的管內(nèi)作穩(wěn)定連續(xù)層流時(shí)的最大流速為 m*s1。4. 產(chǎn)生流體阻力的根本原因是 。5由實(shí)驗(yàn)可確定直管摩擦系數(shù)與Re的關(guān)系。層流區(qū)，摩擦系數(shù)與管壁的 無(wú)關(guān)， 與Re的關(guān)系為 。而阻力平方區(qū)，摩擦系數(shù)與 無(wú)關(guān)，僅與 有關(guān)。6牛頓粘性定律的表達(dá)式為 ，動(dòng)力粘度（簡(jiǎn)稱為粘度）的SI單位為 ，運(yùn)動(dòng)粘度 的SI單位為 。7如

2、圖 U形管壓差計(jì)測(cè)得: 。 a. AB間的阻力損失 b. AB間的壓強(qiáng)差 c. AB間的位頭差加阻力損失 d. AB間位頭差8如右圖管中充滿水,U形差壓計(jì)的讀數(shù)為零,則_。 2 1 2 1 (A)管內(nèi)流體肯定處于靜止?fàn)顟B(tài); (B)管內(nèi)流體肯定從1流向2; (C)管內(nèi)流體肯定從2流向1; (D)以上三種答案都不對(duì)。9 如圖1所示，液體在等徑傾斜管中穩(wěn)定流動(dòng)，則閥的局部阻力系數(shù)與壓差計(jì)讀數(shù)的關(guān)系式為_(kāi)。10如圖三根等徑管(其內(nèi)徑d1=d2=d3)內(nèi)的流量相同,二測(cè)壓點(diǎn)間距離相同。 d u d d 1 2 3 4 5 6 (1)記P1=P1-P2,P2=P3-P4, P3=P5-P6,則_。 (2)

3、差壓計(jì)讀數(shù)R1、R2、R3間關(guān)系為_(kāi)。11、如圖所示，液體分別從兩容器中流出，液面保持不變，排出管徑相同。問(wèn)(1)圖a中1-1和22截面的ul>u2還是ul=u2？為什么？(2)圖a、b中Z3>Z4,其它條件不變，忽略阻力損失，則出口處的速度u3與u4哪個(gè)大？為什么？(3)圖a、b中Z2Z4，則截面22處的速度與u4哪個(gè)大？為什么？12. 在本題附圖所示的列管換熱器內(nèi)，冷溶液與熱苯溶液交換熱量。換熱器的外殼內(nèi)徑600mm，殼內(nèi)裝有269根25X2.5mm的熱交換列管束。215m3/h的熱苯在管束內(nèi)流過(guò)，從95 oC被冷卻到25oC，0.2mm.試求（1）苯在管束流過(guò)時(shí)因克服摩擦阻力

4、引起的壓降（2）管束外溶液5×104kg/h，810kg/m3，求管束外流動(dòng)的流型。13.用泵將密度1100kg/m3、粘度1.2X103Pa*s 的溶液從貯槽送至表壓0.2Xl05Pa的密閉高位槽。管子直徑為108*4mm、直管長(zhǎng)度70m、各管件的當(dāng)量長(zhǎng)度之和為100m(不包括進(jìn)口與出口阻力)。0.3mm，輸送量為50m3/h，兩槽液面恒定，其間垂直距離為20m，今用65、N軸7.5kW的庫(kù)存離心泵，問(wèn)該泵能否完成任務(wù)？14用泵將敞口貯槽中的溶液送往10m高的容器中去 ，容器表壓強(qiáng)為0.05MPa。泵的吸入管路為57mm×3.5mm的無(wú)縫鋼管，長(zhǎng)6m，管路中泵進(jìn)口處有一個(gè)

5、止逆底閥，一個(gè)90。彎頭。壓出管路為48mm×4mm無(wú)縫鋼管，管長(zhǎng) 25m，裝有閘閥(全開(kāi))一個(gè)，90。彎頭10個(gè)。操作溫度下溶液900kg/m3，1.5mPa*s。求流量為4.5×103m3/s時(shí)需向單位重量（每牛頓）液體補(bǔ)加的能量。（0.2mm）1包括所有局部阻力當(dāng)量長(zhǎng)度),當(dāng)閥a全關(guān),閥b打開(kāi)時(shí),壓力表PB的讀數(shù)為2.4×104Pa。假設(shè)阻力系數(shù)均為0.03,水的密度為1000kg/m3。(1)試計(jì)算B管道(CB段)的流速;(2)若維持閥b的開(kāi)度不變,逐漸打開(kāi)閥a,直到CB、CD兩管中流速相等,此時(shí)B管的流速又為多少?50, LOC=45,LCB=15, a

6、關(guān)b開(kāi)時(shí)PB=2.4×104Pa,=0.03,=1000kg/m3 求（）uCB;(2)a 打一至uCB=uCD, 此時(shí)的uCB？如下圖所示,用管路連接水槽A、B、C。已知管徑都為32×2.5,點(diǎn)O至槽A、B、C的管長(zhǎng)分別為6m、3m、5m(包括進(jìn)出口、彎頭及三通管件的局部當(dāng)量長(zhǎng)度),三槽水面維持恒定:支管OC上有一閘閥K,全開(kāi)時(shí)的阻力系數(shù)為0.17,管的摩擦因數(shù)估計(jì)為0.02,流體為常溫水。試求:(1)閘閥的局部阻力系數(shù)為多少時(shí)OB管段的流速為零? 當(dāng)閘閥全開(kāi)時(shí)各管段內(nèi)水的流向和流量。32×2.5, LOA=6, LOB=3, LOC=5,開(kāi)=0.17,=0.0

7、2,求：(1）=?, uOB=0;（2）全開(kāi)時(shí),流向及流量?習(xí) 題 1燃燒重油所得的燃燒氣，經(jīng)分析測(cè)知其中含8.5%CO2，7.5%O2，76%N2，8%H2O（體積%）。試求溫度為500、壓強(qiáng)為101.33×103Pa時(shí)，該混合氣體的密度。2在大氣壓為101.33×103Pa的地區(qū)，某真空蒸餾塔塔頂真空表讀數(shù)為9.84×104Pa。若在大氣壓為8.73×104Pa的地區(qū)使塔內(nèi)絕對(duì)壓強(qiáng)維持相同的數(shù)值，則真空表讀數(shù)應(yīng)為多少？3敞口容器底部有一層深0.52m的水，其上部為深3.46m的油。求器底的壓強(qiáng)，以Pa表示。此壓強(qiáng)是絕對(duì)壓強(qiáng)還是表壓強(qiáng)？水的密度為100

8、0kg/m3，油的密度為916 kg/m3。4為測(cè)量腐蝕性液體貯槽內(nèi)的存液量，采用圖1-7所示的裝置?？刂普{(diào)節(jié)閥使壓縮空氣緩慢地鼓泡通過(guò)觀察瓶進(jìn)入貯槽。今測(cè)得U型壓差計(jì)讀數(shù)R=130mmHg，通氣管距貯槽底部h=20cm，貯槽直徑為2m，液體密度為980 kg/m3。試求貯槽內(nèi)液體的儲(chǔ)存量為多少噸？5一敞口貯槽內(nèi)盛20的苯，苯的密度為880 kg/m3。液面距槽底9m，槽底側(cè)面有一直徑為500mm的人孔，其中心距槽底600mm，人孔覆以孔蓋，試求：（1） 人孔蓋共受多少液柱靜止力，以N表示；（2） 槽底面所受的壓強(qiáng)是多少？6為了放大所測(cè)氣體壓差的讀數(shù)，采用如圖所示的斜管式壓差計(jì)，一臂垂直，一臂

9、與水平成20°角。若U形管內(nèi)裝密度為804 kg/m3的95%乙醇溶液，求讀數(shù)R為29mm時(shí)的壓強(qiáng)差。7用雙液體U型壓差計(jì)測(cè)定兩點(diǎn)間空氣的壓差，測(cè)得R=320mm。由于兩側(cè)的小室不夠大，致使小室內(nèi)兩液面產(chǎn)生4mm的位差。試求實(shí)際的壓差為多少Pa。若計(jì)算時(shí)忽略兩小室內(nèi)的液面的位差，會(huì)產(chǎn)生多少的誤差？?jī)梢后w密度值見(jiàn)圖。8為了排除煤氣管中的少量積水，用如圖所示的水封設(shè)備，水由煤氣管路上的垂直支管排出，已知煤氣壓強(qiáng)為1×105Pa(絕對(duì)壓強(qiáng))。問(wèn)水封管插入液面下的深度h應(yīng)為若干？當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)pa=9.8×104Pa，水的密度=1000 kg/m3。9如圖示某精餾塔的回流裝

10、置中，由塔頂蒸出的蒸氣經(jīng)冷凝器冷凝，部分冷凝液將流回塔內(nèi)。已知冷凝器內(nèi)壓強(qiáng)p1=1.04×105Pa（絕壓），塔頂蒸氣壓強(qiáng)p2=1.08×105Pa（絕壓），為使冷凝器中液體能順利地流回塔內(nèi)，問(wèn)冷凝器液面至少要比回流液入塔處高出多少？冷凝液密度為810 kg/m3。習(xí)題6附圖 習(xí)題7附圖習(xí)題8附圖 習(xí)題9附圖 1精餾塔；2冷凝器 10為測(cè)量氣罐中的壓強(qiáng)pB，采用如圖所示的雙液杯式微差壓計(jì)。兩杯中放有密度為1的液體，U形管下部指示液密度為2。管與杯的直徑之比d/D。試證： 11列管換熱器的管束由121根25×2.5mm的鋼管組成，空氣以9m/s的速度在列管內(nèi)流動(dòng)?？?/p>

11、氣在管內(nèi)的平均溫度為50，壓強(qiáng)為196×103Pa（表壓），當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?8.7×103Pa。試求： （1）空氣的質(zhì)量流量； （2）操作條件下空氣的體積流量； （3）將（2）的計(jì)算結(jié)果換算為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下空氣的體積流量。注：25×2.5mm鋼管外徑為25mm，壁厚為2.5mm，內(nèi)徑為20mm。 習(xí)題10附圖 習(xí)題11附圖 1殼體；2頂蓋；3管束； 4花板；5空氣進(jìn)出口。12高位槽內(nèi)的水面高于地面8m，水從108×4mm的管路中流出，管路出口高于地面2m。在本題中，水流經(jīng)系統(tǒng)的能量損失可按hf=6.5u2計(jì)算，其中u為水在管內(nèi)的流速，試計(jì)算： （1）AA截面處

12、水的流速； （2）出口水的流量，以m3/h計(jì)。13在圖示裝置中，水管直徑為57×3.5mm。當(dāng)閥門(mén)全閉時(shí)，壓力表讀數(shù)為3.04×104Pa。當(dāng)閥門(mén)開(kāi)啟后，壓力表讀數(shù)降至2.03×104Pa，設(shè)總壓頭損失為0.5m。求水的流量為若干m3/h？水密度=1000kg/m3。習(xí)題12附圖 習(xí)題13附圖 17圖示一冷凍鹽水的循環(huán)系統(tǒng)。鹽水的循環(huán)量為45 m3/h，管徑相同。流體流經(jīng)管路的壓頭損失自A至B的一段為9m，自B至A的一段為12m。鹽水的密度為1100 kg/m3，試求： （1）泵的功率，設(shè)其效率為0.65； （2）若A的壓力表讀數(shù)為14.7×104Pa，

13、則B處的壓力表讀數(shù)應(yīng)為多少Pa？習(xí)題16附圖 習(xí)題17附圖 1換熱器 2泵 18在水平管路中，水的流量為2.5l/s，已知管內(nèi)徑d1=5cm，d2=2.5cm及h1=1m，若忽略能量損失，問(wèn)連接于該管收縮面上的水管，可將水自容器內(nèi)吸上高度h2為多少？水密度=1000 kg/m3。習(xí)題18附圖 習(xí)題19附圖20有一輸水系統(tǒng)如圖所示。輸水管徑為57×3.5mm。已知管內(nèi)的阻力損失按hf=45×u2/2計(jì)算，式中u為管內(nèi)流速。求水的流量為多少m3/s？欲使水量增加20%，應(yīng)將水槽的水面升高多少？習(xí)題20附圖 習(xí)題21附圖2390的水流入內(nèi)徑為20mm的管內(nèi)，欲使流動(dòng)呈層流狀態(tài)，水

14、的流速不可超過(guò)哪一數(shù)值？若管內(nèi)流動(dòng)的是90的空氣，則這一數(shù)值又為多少？ 25用168×9mm的鋼管輸送原油，管線總長(zhǎng)100km，油量為60000kg/h，油管最大抗壓能力為1.57×107Pa。已知50時(shí)油的密度為890kg/m3，油的粘度為0.181Pa·s。假定輸油管水平放置，其局部阻力忽略不計(jì)，試問(wèn)為完成上述輸送任務(wù)，中途需幾個(gè)加壓站？ 所謂油管最大抗壓能力系指管內(nèi)輸送的流體壓強(qiáng)不能大于此值，否則管子損壞。26每小時(shí)將2×104kg的溶液用泵從反應(yīng)器輸送到高位槽（見(jiàn)圖）。反應(yīng)器液面上方保持26.7×103Pa的真空度，高位槽液面上方為大氣

15、壓。管路為76×4mm鋼管，總長(zhǎng)50m，管線上有兩個(gè)全開(kāi)的閘閥，一個(gè)孔板流量計(jì)（=4）、五個(gè)標(biāo)準(zhǔn)彎頭。反應(yīng)器內(nèi)液面與管出口的距離為15m。若泵的效率為0.7，求泵的軸功率。溶液=1073 kg/m3，=6.3×104Pa·s，=0.3mm。習(xí)題26附圖 習(xí)題27附圖27用壓縮空氣將密閉容器（酸蛋）中的硫酸壓送到敞口高位槽。輸送流量為0.1m3/min，輸送管路為38×3mm無(wú)縫鋼管。酸蛋中的液面離壓出管口的位差為10m，在壓送過(guò)程中設(shè)位差不變。管路總長(zhǎng)20m，設(shè)有一個(gè)閘閥（全開(kāi)），8個(gè)標(biāo)準(zhǔn)90°彎頭。求壓縮空氣所需的壓強(qiáng)為多少（表壓）？硫酸為1

16、830kg/m3，為0.012Pa·s，鋼管的為0.3mm。 28粘度為0.03 Pa·s、密度為900 kg/m3的液體自容器A流過(guò)內(nèi)徑40mm的管路進(jìn)入容器B。兩容器均為敞口，液面視作不變。管路中有一閥門(mén)，閥前管長(zhǎng)50m，閥后管長(zhǎng)20m（均包括局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度）。當(dāng)閥全關(guān)時(shí)，閥前、后的壓力表讀數(shù)分別為8.82×104Pa和4.41×104Pa?，F(xiàn)將閥門(mén)打開(kāi)至1/4開(kāi)度，閥門(mén)阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度為30m。試求： （1）管路的流量； （2）閥前、閥后壓力表的讀數(shù)有何變化？ 習(xí)題28附圖 習(xí)題29附圖31.一酸貯槽通過(guò)管路向其下方的反應(yīng)器送酸，槽內(nèi)液面在管出口以上2.5m。管路由38×2.5mm無(wú)縫鋼管組成，全長(zhǎng)（包括管件的當(dāng)量長(zhǎng)度）為25m。由于使用已久，粗糙度應(yīng)取為0.15mm。貯槽及反應(yīng)器均為大氣壓。求每分鐘可送酸多少m3？酸的密度=1650 kg/m3，粘度=0.012Pa·s。（提示：用試差法時(shí)可先設(shè)=0.04）。32水位恒定的高位槽從C、D兩支管同時(shí)放水。AB段管長(zhǎng)6m，內(nèi)徑41mm。BC段長(zhǎng)15m，內(nèi)徑25mm。BD長(zhǎng)24m，內(nèi)徑25mm。上述管長(zhǎng)均包括閥門(mén)及其它局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度，但不包括出口動(dòng)能項(xiàng)，分支點(diǎn)B的能量損失可忽略。試求： （1）D、C兩支