化工原理題庫(kù)練習(xí)與解答.doc

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(wú)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。稱為表壓力。A9 （） 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，A 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）。 BA. Um= 1/2Uma

3、x;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(wú)關(guān)；B. 與指示液密度、液面高度無(wú)關(guān)，與U形管粗細(xì)有關(guān)；C. 與指示液密度、液面高度無(wú)關(guān)，與U 形管粗細(xì)無(wú)關(guān)。13. 層流底層越?。?）A. 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. 小； D. 越大越好。15. 轉(zhuǎn)子流量計(jì)的主要特點(diǎn)是（）。CA.恒截面、恒壓差；B.變截面、變

4、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(wú)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 = 20004000。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 ； C. 127.6kPa。19. 在穩(wěn)定流動(dòng)系統(tǒng)中，水由粗管連

5、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. 減小；C. 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(lái)的（）。 AA. 1/4； B. 1/2； C. 2 倍。）。23單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)管道任意截面的流體量稱為（A 流速； B 流線； C 流量； D 流函數(shù)。24 .單位時(shí)間內(nèi)流體在流動(dòng)方向上所流過(guò)的（）稱為流速。CA

6、 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。A/ PA gz ; B 了 ； C R ; D weo26 .柏努利方程式中的 T 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。C. P28.柏努利方程式中的（能量，稱為有效功。DA gz ;B 衛(wèi)；C P;D We。）項(xiàng)表示單位質(zhì)量流體通過(guò)泵（或其他輸送設(shè)備）所獲得的A gz ;B N；C P;D Weo29 .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)阻力而損失的能量。A gz ； B30 .流體在直

7、管中流動(dòng)，當(dāng)（）w 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 < B > C w ； D w。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(guò)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(guò)渡流；D漩渦流。34 .流體在管內(nèi)作（）流動(dòng)時(shí)，其質(zhì)點(diǎn)作不規(guī)則的雜亂運(yùn)動(dòng)。 BA 層流；B 湍流；C過(guò)渡流；D 漩渦

8、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(guò)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(rùn)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（4Z2）或P Po gh2 .定態(tài)流動(dòng)的柏努利方程式能量衡算式_Rui_P2U2gZi1We gZ22hf1kg 流體:22J/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=du p /冬。當(dāng)密度0= 1000kg.m ，粘度科二1厘泊 的水，在內(nèi)彳仝為d=100mm以流速為1m.s 在管中流動(dòng)時(shí)，其雷諾準(zhǔn)

9、數(shù)等于 小 ,其流動(dòng) 類型為湍流 。5 .當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?50mmHg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_(kāi)113404_Pa,真空度為 -133402_Pa 。7 .某物的比重為 0.879, 其密度為_(kāi)879kg/m 3,其比容為_(kāi)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, 其體積流量為 0.0157m3/s ,平均流速為2.0m/s 。9 .當(dāng)20c的甘

10、油（p =1261kg/m3,科二1499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(zhǎng)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),_文丘里流量注, 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)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

11、截面擴(kuò)大，則流速 減少一動(dòng)壓頭減少靜壓頭增 _ 加。15 .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(rùn)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(zhǎng)_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 。19 .米糠油在管中作流動(dòng)，若流量不變，管徑不變，管長(zhǎng)增加一倍，則摩擦阻

12、力損失為原來(lái)的_2_倍。20 .米糠油在管中作層流流動(dòng)，若流量不變，管長(zhǎng)不變，管徑增加一倍，則摩擦阻力損失為原來(lái)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

13、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 ？工同。-80 ?）流通獻(xiàn)面積，解：de = 4 X 湎濕周邊=4 X 十汨）=150 - 80 = 70 mm2 .某液體在一管路中穩(wěn)定流過(guò)，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？nd2解：V = uA , u 1A1 = u 2A2, A =4 ,當(dāng) d i = 2d 2 時(shí)u i 4 = U2 4 ,有, %（犯:,u1t即 U4d；uM得 u 2 = 4u 13 . 一定量的液體在圓形直管內(nèi)作滯流流動(dòng)。若管長(zhǎng)及液體物性不變，而管徑減至原有的一 半，問(wèn)因流

14、動(dòng)阻力產(chǎn)生的能量損失為原來(lái)的多少倍？解：流動(dòng)阻力U T 1 UEhf = X日工,設(shè)管徑改變后3包2 ,則根據(jù) uiAi = u 2A24 .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

15、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 10

16、3 = 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?760 mmHg, 求此設(shè)備進(jìn)、出口的壓強(qiáng)差。（用SI 制表示） 解： 進(jìn)口 P1 （絕壓）=P （大氣壓）-P （真空度）出口P 2（絕壓）= P （大氣壓）+ P （表壓）P1（真空度）= 1200 mmH2O = 0.12 kgf/cm 2P 1 （絕壓）-P 2 （絕壓）=- P 1 （真空度）+P2 （表壓）2= -（ 0.12+

17、1.6 ） = -1.72 kgf/cm 2=-1.72 X 9.81 X 104 = -1.687 X 105 N/m 211 .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/m3,粘度科=1 cp ）。解：（1） Re = du p/ = 0.025 x 1 x 1000/0.001 = 25000>4000流動(dòng)類型湍流。= 2000（2）層流時(shí)，Re < 2000 ,流速最大時(shí)， Re = 2000 ,即du p /科u = 2000 p/dp= 2000 X 0

18、.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 mm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 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 /科=4000.u = 4000 科/d p= 4000 X 0.008/ （0.014

19、X 850） = 2.69 m/s13 .用小108X4 mm的鋼管從水塔將水引至車間，管路長(zhǎng)度150 m（包括管件的當(dāng)量長(zhǎng)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)可取為0.02 ,水的密度取為 1000 kg/m 3）1 /Shf = 1=解：能量損失-118 J/kgu1 =口2 k150. u = 2.8 m/s-xOl2 x3fiDO =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(zhǎng)100 km,油量為60000 kg/h ,油管最大抗壓能力為1.57 X 107 Pa。已

20、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(wèn)：為完成上述輸油任務(wù)，中途需設(shè)幾個(gè)加壓站？解：u1 = u 2, Z1 = Z 2,P4 ,u = V/A = (60000/890)/(3600X 0.785 X 0.152) = 1.06 m/sRe = du 0 / ” 0.15 x 1.06 x 890/(181 x 10-3) = 782層流 入=64/Re = 64/782 = 0.0818AP = X (l/d)(u 2/2) p= 0.081 8 X (105/0.15) X (1.06 2/2) X 890 = 2.

21、72 X 107 Pan = 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800 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(wèn)：至少需要幾個(gè)螺釘？解：設(shè)通過(guò)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-pa4 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P = -P

22、1 = Pi+PSh-p1L= pghAp = 360x9.81(9.6-0.8)士 8.29x101 N/m7作用在孔蓋上的靜壓力為nd1i 力,lF=ApK-S.29 A10+=3 76 xlO*N44每個(gè)螺釘能承受的力為4no x9.Sl xio + x-xC.0141 = ,04x101 14 4螺釘?shù)膫€(gè)數(shù) =3.76 X 104/6.04 X 103 = 6.23 個(gè)即至少需要7個(gè)螺釘。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, R = 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

23、度R3 =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=Pc = pH2OgR3 + pHggR2=1000 X 9.81 X 0.05 + 13600 X 9.81 X 0.05=7161 N/m 2 （表壓）Pb=ID = Pa + pHggR1=7161 + 13600 X 9.81 X 0.4=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

24、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。）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)大室的液面平齊，則兩擴(kuò)大室液面差A(yù) h與微差壓差計(jì)讀數(shù) R的關(guān)系為44當(dāng)壓差計(jì)讀數(shù) R = 300 mm時(shí)，兩擴(kuò)大室液面差為Ah=R=0W m則管路中氣體的表壓強(qiáng)為p = （998 - 920 ） X 9.81 X 0.3 + 920 X 9.81 X 0.003 = 257 N/m 2 （表壓）18.用泵將水從水池送至高位槽。高位槽液面高

25、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1-1 /截面，高位槽液面為2-2，以水池液面為基準(zhǔn)水平面，在兩截面間列柏努利方程式。2UiPigZ1- We gZ222U2P2hf1 = 0 , Z2 = 50 m , U1=0, U2=0, P1 = P2 = 0 （表壓）,2 hf = 20 J/kgwe = 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

26、ws= 510.5 x 10 = 5105 W軸功率 N = 5105/0.6 = 8508.3 W19 .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小38 X 3 mm的水平管相連。如附圖所示，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(huà)出兩玻璃管中3水面的相對(duì)位置。（水的密度取為1000 kg/m ） 解：上游截面 A-A/ ,下游截面B-B/ ,通過(guò)管子中心線作基準(zhǔn)水平面。在兩截面間列柏努利方程式。式中 ZA = ZB = 0 , uA =

27、 2.5 m/s , 2 hfA,B = 1.5 J/kg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332.5 用13m/sX1000=868.55 N/m日口 pt - 86S,55>0.102 -S8.6 皿 mmHO由于小歌"取 .pB > pA20 .如圖所示，常溫的水在管道中流過(guò)，兩個(gè)串聯(lián)的形管壓差計(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)分別為 Ri、R2,試求a、b兩點(diǎn)間的壓力差Pa Pb。解：Pi Pawghi, Pa

28、 PiwghiHg gR2R P2, P2P3HggRiP3P4P4P5PbP5wgh5P4HggR2wgh5所以PbhiPaP3 HggRiHgg RiR2Rih5PbHg g RiHgg RiwghiwghiR2R2R2P4HggR2wgh5wgh5wghwg RiRiwg萬(wàn)R2wghR2wg萬(wàn)iHg 2RiR2P5 Pbwgh521 .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Pa Pi wghiPi P2 P3P3P4 Hg

29、gRP4 P5Pb P5wgR wgh2所以PaP3wghlP4HggR wghiP5HggR wghl所以PaPbHggRwghlwgR wgh2HggR wgR wg hih2HggRwgRwghHg gR wg R hHg w gR 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 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 103Pa；水流經(jīng)吸入管與排出管（不包括噴頭）的能量 損失可分別按二期=31r與1城計(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

30、98.07 X103Pa （表壓）。求泵的有效功率。（水的密度取為 1000 kg/m 3)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。包=凡.邑4曳心嗚2 P2 p式中 Z 1 = 0 , Z2 = 1.5 m , p1 = 0 （表壓），p2 = -24.66 x 103 Pa （表壓）i =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/ 2.5 = 2m/s-2x-.071jx1000 = 7. .水的流重 ws = uA p =4kg/s（2）泵的有效功率設(shè)儲(chǔ)槽水

31、面為上游截面1-1 / ,排水管與噴頭連接處為下游截面2-2/ ,仍以截面1-1為基準(zhǔn)水平面。在兩截面間列柏努利方程。 U1 P1cU2P2gZ1We gZ2 一匚hf 1hf22212式中 Z 1 = 0 , Z2 = 14 m , U1 =0, U2 = 2 m/s , p1 = 0 （表壓）2 =98.07 X 103 Pa （表壓），E叫+四弓.如+1加=1加將上列數(shù)值代入柏努利方程式，解得0511711we ：-I -：，.-J/kg泵的有效功率 Ne = we - ws = 285.41 X 7.92 = 2260 W23.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

32、 U管壓差計(jì)，以測(cè)量?jī)山孛嬷g的壓強(qiáng)差。當(dāng)水的流量為 10800 kg/h時(shí)，U管壓差計(jì)讀數(shù) R為100 mm粗、細(xì)管的直徑分別為 60X3.5 mmW 42 X 3 mm 計(jì)算：（1） 1kg水流經(jīng)兩截面間的能量損失；（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1000解:24.kg/m3)(1) 1kg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1-1 / ,下游的連接處為截面2-2/ ,并通過(guò)管軸作基準(zhǔn)水平面。在兩截面間列柏努利方程2 P£ p式中 Z 1 = Z2 = 0 , u = ws/Ap%13600 x-xO.0362 xlOOOm/s1Q如“=

33、1.36光叩 x-xOX532 kIOOO4m/s劭一門工0=。一兆1. P比陋"PJ/kg將以上各數(shù)值代入柏努利方程式，解得-J/kg(2)與該能量損失相當(dāng)?shù)膲簭?qiáng)降r N/m2可一”中方，"士上r 如在圖本裝置中，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，而在早1 <1=閥門開(kāi)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

34、高度為3.1 m。閥門開(kāi)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Z+互力+9+且+ bhf2g pg 2g pg gZ 1 = H = 3 m , Z2 = 0 , P1 = 0 , P2 = 0.2 X1.013X105 Pa, U1=0, 2 hf/g = 0.5 mH 2O 代入上式3.1 = 0.2 X 1.013 X 105/ (1000X9.81 ) +“：/ (2X9.81) + 0.5解得 u 2 = 3.24 m/sVh =(兀 /4 ) d2u X 3600 = 22.9 m 3/h25.如圖所

35、示，密度為 850 kg/m3的料液從高位槽送 1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/h。連接管直徑為中38X 2.5 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？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。式中 Z i = 0 , ui=0,吟 3 =A力36W x-xO.033m/sp i = 0 （表壓），p2 = 9.81 x 103 Pa （表壓），2 hf =

36、 30 J/kg將上述數(shù)值代入柏努利方程，解得1 62 + 981J+30 凸燈=,4,372350高位槽內(nèi)的液面應(yīng)比塔的進(jìn)料口高4.37 m 。3 .26.如圖所不，用泵將儲(chǔ)槽中密度為1200 kg/m的溶液送到蒸發(fā)器內(nèi)。儲(chǔ)槽內(nèi)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20 m/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

37、。22UiPi-u2P2.gzWe gZ2 hf22Pi = -222x101300 = -2370式中 Z 1 = 0 , Z2 = 15 m , p 1 = 0 （表壓），屈Pa （表壓）20m%=1 37m/s , 2 hf = 120 J/kg沏口 x x口時(shí)u 1 =0,4將以上各項(xiàng)數(shù)值代入柏努利方程中we-1 97=1JX9,S1 +-2(56701200M20 = 口函,9J/kgws 一 .,一20 xl2OO -c=D ./3600kg/sNe = we - ws =246.9 X 6.67 = 1647 W27.附圖中所示的高位槽液面維持恒定，管路中 ab和cd兩段的長(zhǎng)度、

38、直徑及粗糙度均相同。 某液體以一定流量流過(guò)管路，液體在流動(dòng)中溫度可視為不變。問(wèn)：（1）液體通過(guò)ab和cd兩管段的能量損失是否相等？ （ 2）此兩管段的壓強(qiáng)差是否相等？寫(xiě)出它們的表達(dá)式。解：（1）直管的能量損失管段ab與cd中，長(zhǎng)度、直徑均相同；流量不變則流速相同； 溫度不變，密度相同,粘度相同，則雷諾數(shù)相同；又由于粗糙度相同，則摩擦系數(shù)相同，所以兩管段的能量損失相等。（2）兩管段的壓強(qiáng)差不相等。在兩管段上分別列柏努利方程式* 山 口工 u工五，6卒% += %十工心ab 管段 P 2 P式中ua = ub ,則“ 口 J P， q M Pa ,中田“ 亞d 4丁+=% + + 一+ShfUcd

39、 官段 2 P2 P式中 uc = ud , Zc = Zd ,則 Pi" J一聲明*A槽底28.有兩個(gè)液面高度相差 6m的貯槽，其底部彼此用管道連接（本題附圖所示）。面出口連接一根直徑為 600mm長(zhǎng)為3000m的管道BC,在接點(diǎn)C管路分為兩支管分 別與下槽相通，支路 CD和CE的長(zhǎng)度皆為2500nl直徑均為250mm若已知摩擦系 數(shù)值土勻?yàn)?.04 ,試求A槽向下槽的流量為多少？（忽略所有的局部阻力）Ucd2.88Ubc在兩水槽液面之間列機(jī)械能衡算方程:Pag22UaPfUf.ZaZfhfA f2gg 2g(a)式中:pA=pF=0(表壓)，uA=uF= 0,zA-zF=6m,2

40、Ibc UbchfA fg-dBC 2g2lCD UcddCD2g30000.04 -0.62UBC2g0.042500(2.88Ubc)20.25 g2g 2179.3ubc將以上數(shù)據(jù)代入（a）式中，并整理解得ubc 0.183m/sVBC 0.62 0.183 0.0517m3/s 186m3/h429.如本題附圖所示用泵將 20c水經(jīng)總管分別打人容器A B內(nèi)，總管流量為176m3/h,總管直徑為168x5mm,C點(diǎn)處壓力為1. 97kgf/cm2 （ 表），求泵供給的壓頭及支管 CA CB的 阻力（忽略總管內(nèi)的阻力）。VUc d（2解：（1）總管流速4176 2 2.49 m/ s 36

41、00 0.785 0.158在圖示的O-O與C-C截面之間列機(jī)械能衡算方程:22ho CPcPo uc UO .、He - (Zc Zo)g 2g式中.pC pO 1.97 98100 193257 Pa,uO 0,uC 2.49m/s,ZCZo2m, hfo c 0（2）求支路阻力在C-C和A-A截面之間列機(jī)械能衡算方程:Pcg2 Uc2gzCPa2 uAg 2gZAh fCA式中:pC PA193257 Pa,uc 2.49m/s,uA0,zc zA16m,故支路ca的阻力為hfCA1932571000 9.81 2 9.812.492 16 4.0m液柱同理hfCBPcPbg2 2Uc

42、Ub2g(Zc Zb)(1.97 1)981001000 9.81一 ，2.490 °82 9.812.0m液柱流體輸送設(shè)備一章習(xí)題及答案一、選擇題1、離心泵開(kāi)動(dòng)以前必須充滿液體是為了防止發(fā)生（）。AA.氣縛現(xiàn)象；B.汽蝕現(xiàn)象；C. 汽化現(xiàn)象；D. 氣浮現(xiàn)象。2、離心泵最常用的調(diào)節(jié)方法是（ ）。 BA. 改變吸入管路中閥門開(kāi)度；B. 改變壓出管路中閥門的開(kāi)度；C. 安置回流支路，改變循環(huán)量的大小；D. 車削離心泵的葉輪。3、離心泵的揚(yáng)程，是指單位重量流體經(jīng)過(guò)泵后獲得的（ ）。 BA. 包括內(nèi)能在內(nèi)的總能量；B. 機(jī)械能；C. 壓能； D. 位能（即實(shí)際的升揚(yáng)高度）。4、離心泵的揚(yáng)程是

43、（ ）。 DA. 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。5、某同學(xué)進(jìn)行離心泵特性曲線測(cè)定實(shí)驗(yàn)，啟動(dòng)泵后，出水管不出水，泵進(jìn)口處真空計(jì)指示真空度很高，他對(duì)故障原因作出了正確判斷，排除了故障，你認(rèn)為以下可能的原因中，哪一個(gè)是真正的原因（ ）。 CA. 水溫太高；B. 真空計(jì)壞了；C. 吸入管路堵塞；D. 排出管路堵塞。6、 為避免發(fā)生氣蝕現(xiàn)象，應(yīng)使離心泵內(nèi)的最低壓力（ A ） 輸送溫度下液體的飽和蒸汽壓。A. 大于； B. 小于； C. 等于。7、流量調(diào)節(jié)，離心泵常用（） ，往復(fù)泵常用（） 。 A； CA. 出口閥B.

44、 進(jìn)口閥C. 旁路閥8、欲送潤(rùn)滑油到高壓壓縮機(jī)的氣缸中，應(yīng)采用（） 。輸送大流量，低粘度的液體應(yīng)采用（） 。 C； AA. 離心泵；B. 往復(fù)泵；C. 齒輪泵。9、 1m3 氣體經(jīng)風(fēng)機(jī)所獲得能量，稱為（） 。 AA. 全風(fēng)壓；B. 靜風(fēng)壓；C. 揚(yáng)程。10、往復(fù)泵在啟動(dòng)之前，必須將出口閥（） 。 AA. 打開(kāi)； B. 關(guān)閉； C. 半開(kāi)。11、用離心泵從河中抽水，當(dāng)河面水位下降時(shí)，泵提供的流量減少了，其原因是（） 。 CA. 發(fā)生了氣縛現(xiàn)象；B. 泵特性曲線變了；C. 管路特性曲線變了。12、離心泵啟動(dòng)前，是為了防止氣縛現(xiàn)象發(fā)生。 DA 灌水； B 放氣； C 灌油； D 灌泵。13、離心泵裝

45、置中的濾網(wǎng)可以阻攔液體中的固體顆粒被吸入而堵塞管道和泵殼。 AA. 吸入管路；B. 排出管路；C. 調(diào)節(jié)管路；D. 分支管路。14、為提高離心泵的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，宜采用 葉片。 BA 前彎； B 后彎； C 垂直； D 水平。15、離心泵最常用的調(diào)節(jié)方法是（） 。 BA. 改變吸入管路中閥門開(kāi)度；B. 改變排出管路中閥門開(kāi)度；C. 安置回流支路，改 變循環(huán)量的大?。籇.車削離心泵的葉輪。16、往復(fù)泵的 調(diào)節(jié)是采用回路調(diào)節(jié)裝置。CA. 容積；B.體積；C.流量；D.流速。二、填空題1、某輸水的水泵系統(tǒng)，經(jīng)管路計(jì)算得，需泵提供的壓頭為 H = 19m水柱，輸水量為20kg - s-1,則泵的有效功率為。

46、 3728w2、離心泵的主要部件有如下三部分：, 。泵殼；葉輪；泵軸3、調(diào)節(jié)泵流量的方法有： , 。改變閥門的開(kāi)度；改變泵的轉(zhuǎn)速；車削葉輪外徑4、泵起動(dòng)時(shí)，先關(guān)閉泵的出口開(kāi)關(guān)的原因是 。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5、離心泵的流量調(diào)節(jié)閥安裝在離心泵 管路上，關(guān)小出口閥門后，真空表的讀數(shù) , 壓力表的讀數(shù)。出口；減??；增大6、離心泵的工作點(diǎn)是 曲線與 曲線的交點(diǎn)。離心泵特性；管路特性7、泵的揚(yáng)程的單位是 ,其物理意義是 。 M;泵提供給單位重量流體的能量8、離心泵輸送的液體粘度越大， 其揚(yáng)程,流量，軸功率,效率。越?。辉叫?；越大；越小9、離心泵輸送的液

47、體密度變大，則其揚(yáng)程 ,流量,效率,軸功率。不變；不變；不變；變大10、通風(fēng)機(jī)的全風(fēng)壓是指 的氣體通過(guò)風(fēng)機(jī)所獲得的能量，單位常用 ;習(xí)慣上以 單位表示。單位體積；Pa; mm2O11、水環(huán)真空泵可以造成的最大真空度為85%,即真空泵能達(dá)到的最低壓力（絕壓）是mmHg 11412、啟動(dòng)往復(fù)泵時(shí) 灌泵。不需要13、齒輪泵的流量 而揚(yáng)程 。較?。惠^高14、石油化工廠常用的壓縮機(jī)主要有 和 兩大類。 往復(fù)式；離心式15、往復(fù)泵常用 的方法來(lái)調(diào)節(jié)流量。回路調(diào)節(jié)16、往復(fù)泵適用于 。流量較小，揚(yáng)程較高的場(chǎng)合三、計(jì)算題1、如圖2-1用離心泵將20c的水由敞口水池送到一壓力為 2.5atm的塔內(nèi)，管徑為。10

48、8X 4mm管路全長(zhǎng)100m（包括局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度， 管的進(jìn)、出口當(dāng)量長(zhǎng)度也包括在內(nèi)）。已知： 水的流量為56.5m3 h-1,水的粘度為1厘泊，密度為1000kg -m-3,管路摩擦系數(shù)可取為 0.024, 計(jì)算并回答：（1）水在管內(nèi)流動(dòng)時(shí)的流動(dòng)形態(tài)；（2）管路所需要的壓頭和功率；圖2-1解：已知：d = 108-2 X4 = 100mm = 0.1mA=(兀 /4)d2 = 3.14 X (1/4) X 0.12= 0.785 X 10-2 ml+Nle=100mqv = 56.5m3/hu = q/A = 56.5/(3600 X 0.785X 10-2) = 2m/s科=1cp =

49、10-3 Pa S p =1000 kg.m-3,入=0.024Re = dup / =0.1 X 2X 1000/10-3 = 2X 105 > 4000，水在管內(nèi)流動(dòng)呈湍流 以1-1面為水平基準(zhǔn)面，在1-1與2-2面間列柏努利方程：Z1+(u12/2g)+(p 1/ p g)+H=Z2+(U22/2g)+(p2/p g)+NHf- Zi=0, ui=0,p = 0 (表壓)，Z2=18m, u2=0p2/p g=2.5X 9.81 X 104/(1000 X 9.81)=25m-Hf =入(l+ E le )/d(u 2/2g)=0.024 X (100/0.1) X 22/(2 X

50、 9.81) = 4.9m.H = 18+25+4.9 = 47.9mNe = Hq v p g = 47.9 X 1000 X 9.81 X 56.5/3600 = 7.4kw2、擬用泵將堿液由敞口堿液槽大入位差為10m高的塔中，塔頂壓強(qiáng)(表壓)為 0.06 Mpa.全部輸送管均為57mm3.5mm無(wú)縫鋼管。管長(zhǎng) 50m (包括局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度)。堿液的密度 =1200kg/m 3,粘度為 =2mPa s。管路粗糙度為 0.3mm。試求：(1)流動(dòng)處于阻力平方區(qū)時(shí)的管路特性曲線；(2)流量為30 m3/h時(shí)的He和Peo解：(1)在阻力平方區(qū)，=f ( /d )/d = 0.006 ,查圖

51、得:管路特性方程：=0.033H f1015P£(表)8 l 2丁5'60.061080.033502/C 22q12009.819.813.140.05524.4 105 q ?'(2) qv = 30 m 3/h 時(shí),H p 154.4P H出g525302105q/154.4 105 ()245.6 J/N360030345.612009.814.5 10 3W36003、采用IS80-65-125水泵從一敞口水槽輸送60c熱水。最后槽內(nèi)液面將降到泵人口以下2.4m。已知該泵在額定流量60m3/h下的（NPSH）r為3.98m, 60c水的飽和蒸汽壓 Pv為19

52、.92kpa p為983.2kg/m3,泵吸入管路的阻力損力為3.0m,問(wèn)該泵能否正常工作。解：，該泵不能正常工作。Hgf-四 NPSH r Hfoi g 一5 1.013 105983.2 9.81說(shuō)明安裝高度偏高。19.92 103983.2 9.813.98 3.0 1.46m 2.4m4、擬用一臺(tái)IS65-50-160A型離心泵將20oC的某溶液由溶液罐送往高位槽中供生產(chǎn)使用，溶液罐上方連通大氣。已知吸入管內(nèi)徑為50 mm,送液量為20 m3/h,估計(jì)此時(shí)吸入管的阻力損失為3m液柱，求大氣壓分別為101.3 kPa的平原和51.4kPa的高原地帶泵的允許安裝高 度，查得上述流量下泵的允許汽蝕余量為3.3 m, 20oC時(shí)溶液的飽和蒸汽壓為5.87 kPa,密度為 800 kg/m3。解：Z2101.3 5.87 103800 9.813 3.3 5.86m一 一351.4 5.87 103800 9.813 3.30.5m其中Z2為為負(fù)值，表明在高原安裝該泵時(shí)要使其入口位于液面以下，才能保證正常操作。同時(shí)考慮實(shí)際操作的波動(dòng)一般還應(yīng)給予適當(dāng)?shù)脑Ａ?，比如安裝高度再降低0.5m,