化工原理期末考試答案

1、第一章 流體流動一名詞解釋（每小題2分）1.法定計量單位由國家以命令形式規(guī)定允許使用的計量單位。2.穩(wěn)定流動流動系統(tǒng)中各截面上的流速、壓強、密度等各有關物理量僅隨位置變化不隨時間變化。3.不穩(wěn)定流動流動系統(tǒng)中各截面上的流速、密度、壓強等隨位置及時間而變。4.流動邊界層流體流過壁面時，如果流體潤濕壁面，則必然形成速度梯度很大的流體層 ： 叫流動邊界層。5.邊界層分離流體在一定條件下脫離壁石的現(xiàn)象叫邊界層的分離。6.速度梯度7.牛頓粘度定律8.當量長度Le 把流體流過某一管件或閥門的局部阻力折算成相當于流過一段與它直徑相同，長度為 的直管阻力。所折算的直管長度稱為該管件或閥門的當量長度。9.因次分

2、析法用位數(shù)不多的無因次數(shù)群代替較多的變量，對一個復雜的物理現(xiàn)象可簡化實驗工作，該方法稱為因次分析法。10.相對粗糙度 /d - 相對粗糙度。11.粘性與粘度運動流體內部產(chǎn)生的阻礙流體向前運動的特性。12.點速度流通截面上某一點的速度，可直接測量m/S。13.絕壓以絕對零壓作起點計算的壓強，稱為絕對壓強。14.表壓表示被測流體的絕對壓強比大氣壓強高出的數(shù)值，稱為表壓強。 15.真空度真空度等于大氣壓強減去絕對壓強。 二單選擇題（每小題2分）1某物體的質量為1000kg，則其重量為_。B A 1000N B 9810N C 9810kgf D 1000/9.81kgf2 4水在SI制中密度為_；重

3、度為_；在工程單位制中密度為_；重度為_。 B D C AA1000kgf/m3 B1000kg/m3 C102kgf·s2/m4 D9810N/m33 如圖所示,若液面恒定,忽略流動阻力損失,則放水管的出口速度U與_有關 。 A AH BH、d Cd DPa EH、d 、Pa4 用標準孔板流量計測量管中的流量，采用如圖所示三種裝置，兩測壓孔距離h相等，d1d2d3，各管流速相等。其讀數(shù)分別為R1，R2，R3。則。（流體皆為水，指示液皆為汞）。D AR2R1R3 B R1R2R3 CR1R2R3 DR1R2R3 ER1R2R35圖示所表示的R值大小反映_。A A 、兩截面間壓差值 B

4、截面間流動壓降損失 C、兩截面間動壓頭變化 D突然擴大或縮小流動損失6 一敞口容器,底部有一出水管(如圖示)。容器內水面保持恒定,管內水流動 的速度頭為0.5m水柱。水由容器流入管內,則2點的表壓 p2=( )水柱。 CA1.5m B1.0m C0.75m D0.5m7 如圖所示,用U形壓差計與管道A、B兩點相連。已知各圖中管徑、A、B間的管長L及管道中流體流量均相同,管內流體均為20水,指示液均為汞,則_。 B AR1R2 , R1 = R2 = R4 BR1 = R2 = R3 = R4 CR1 = R2 < R3 < R4 DR1R2R3R48 如圖表明,管中的水處于_。C

5、A靜止 B向上流動 C向下流動 D不一定 9層流與湍流的本質區(qū)別是：_。D A湍流流速>層流流速； 流道截面大的為湍流，截面小的為層流； C流的雷諾數(shù)<湍流的雷諾數(shù)； D流無徑向脈動，而湍流有徑向脈動10如圖，若水槽液位不變，在閥門打開后，、點的流體總機械能的關系為_ 。B A= B=>C>= D能肯定11 一個工程大氣壓等于_Pa； _Kgf/cm2。 B G A.013×105 B.81×104 C60 D35.6 E0.33 F0 G12 如圖所示，連接A、B兩截面間的壓差計的讀數(shù)R表示了 的大小。C AA、B間的壓頭損失HFab BA、B間的

6、壓強差P CA、B間的壓頭損失及動壓頭差之和 DA、B間的動壓頭差(uA2uB2)/2g 13 轉子流量計的主要特點是_。（從流道截面與壓差改變考慮）。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14下圖中高位槽液面保持恒定,液體以一定流量流經(jīng)管路,ab與cd兩段長度相等, 管徑與管壁粗糙度相同,則:(1)U形壓差計讀數(shù) _。 B AR1>R2 BR1=R2CR1<R2D不定 (2)液體通過ab與cd段能量損失_。B Ahfab > hfcd B hfab = hfcd 15有一并聯(lián)管路，如圖所示，兩段管路的流量，流速、管徑、管長及流動阻力

7、損失分別為v1，u1，d1，L1，hf1及 v2，u2，d2，L2，hf2。若d12d2 ，L12L2，則：1. hf1/hf2（ ） E A2 B 4 C 1/2 D1/4 E1 2. 若兩段管路中流體均作滯流流時，u1/u2（ ） A A 2 B4 C1/2 D1/4 E1. 16 一敞口容器,底部有一進水管(如圖示)。容器內水面保持恒定,管內水流動 的速度頭為0.5m水柱。 水由水管進入容器,則2點的表壓 p2=( )水柱。 B A2.0m B1.5m C1.0m D0.75m 17孔板流量計的孔流系數(shù)Co，當Re數(shù)增大時，其值_。B A總在增大 B先減小，當Re數(shù)增大到一定值時，Co保

8、持為某定值 C總是減小 D不定18 在完全湍流(阻力平方區(qū))時，粗糙管的摩擦系數(shù)數(shù)值_。C A與光滑管一樣 B只取決于Re C只取決于相對粗糙度 D與粗糙度無關19如圖，U形壓差計測得：_。AAA、B間的阻力損失 BA、B間的壓強差 C A、B間的位頭差加阻力損失 D A、B間位頭差20下圖中高位槽液面保持恒定,液體以一定流量流經(jīng)管路,ab與cd兩段長度相等,管徑與管壁粗糙度相同,則:(1) ab與cd兩段靜壓差_。 C ADPab > DPcd B DPab = DPcd C DPab < DPcd D 不定(2) R1值表示_。 CAab段的壓差值 Bab段位能變化 Cab段流

9、動能量損失 Dab段壓差值及流動能量損失21氣體是（ ）的流體。 B A可移動B可壓縮C可流動D可測量 22在靜止的流體內，單位面積上所受的壓力稱為流體的（ ）。 C A絕對壓強B表壓強C靜壓強D真空度23以絕對零壓作起點計算的壓強，稱為（ ）。 A A絕對壓強B表壓強C靜壓強D真空度 24真空表上的讀數(shù)表示被測流體的絕對壓強（ ）大氣壓強的讀數(shù)。 A A低于；B等于；C高于；D近似于 25絕對壓強等于（ ）與表壓強之和。 A A大氣壓強B表壓強C相對壓強D絕對壓強 26單位時間內流過管道任意截面的流體量稱為（ ）。 C A流速B流線C流量D流函數(shù) 27（ ）內流體在流動方向上所流過的距離稱為

10、流速。 B A無限時間B單位時間C長時間D短時間 柏努利方程式中的（ ）項表示單位質量流體所具有的位能。 A A gzB CD we 28柏努利方程式中的 項表示單位質量流體因克服流動阻力而（ ）的能量。 D A增加B 擴大C需求D損失 29流體在直管中流動，當（ ）2000時，流體的流動類型屬于層流。 A A ReB PrC NuD Gr 30流體在管內作（ ）流動時，其質點作不規(guī)則的雜亂運動。 B A 層流B 湍流C 過渡流D漩渦流 31流體在圓管內（ ）流動時，最大速度是平均速度的二倍。 A A 層流B 湍流C 過渡流D 漩渦流 32對于（ ），當量直徑等于四倍的流通截面積除以潤濕周邊。

11、 B A圓形管B非圓形管C矩形管D直管 三填空題（每小題2分）1 當計算流體由粗管進入細管的流動局部阻力時，其公式中的流速應該用_管中的速度。流體在管內作湍流流動時(不是阻力平方區(qū))其摩擦系數(shù)隨Re和_而變。 細管 e/d 2 牛頓粘性定律的數(shù)學表達式為_，牛頓粘性定律適用于_型流體。=du/dy 牛頓3在畢托管中，測壓孔正對水流方向的測壓管液位代表_，流體流過測速管側壁小孔的測壓管液位代表_。 動靜壓頭之和 靜壓頭4 穩(wěn)定流動中，點流速只與_有關，而不穩(wěn)定流動中，點流速除與位置有關外，還與_有關。 位置 時間5 列伯努利方程時選取的截面，期中的兩個必須具備的條件是_，_。連續(xù)、垂直流動方向或

12、流體流線平行 6 流體在圓形管道中作層流流動，如果只將流速增加一倍，則阻力損失為原來的_倍；如果只將管徑增加一倍，流速不變，則阻力損失為原來的_倍。 2； 1/4 7下圖表示流體在圓形直管進口段內流動時邊界層發(fā)展的情況,圖中ab截面管中心a點的流速為us ,b點的流速為u,圖示中所表示的符號意義是d1為 ，d2為 _ d3為 , us 表示 。 滯流邊界層厚度 湍流邊界層厚度 滯流內層 主流區(qū)流速8 在SI制中壓強的因次為_；功率的因次為_速度梯度。MT-2L-1 MT-3L2 9實際流體在管道內流動時產(chǎn)生阻力的主要原因是:_。 流體具有粘性10 圖示并聯(lián)管路。流體由高位槽經(jīng)A、B兩路流出。當

13、開大閥門A后，管路A中流速UA ，O點壓強P0 。 增大 降低 11 流體流動的連續(xù)性方程是：_；適用于園形直管內不可壓縮流體流動的連續(xù)性方程是：_ u1A11 = u2A22= 常數(shù) u1d12 = u2d22= 常數(shù)12 流體在一段圓形水平直管中流動，測得平均流速為0.5m/s，壓強降為10Pa，Re為1000，問管中心處點速度為_m/s，若平均流速增加為1m/s，則壓強降為_Pa。1m/s 20Pa 13 LZB-40轉子流量計其轉子為不銹鋼（比重：7.92），刻度標值以水為基準，量程范圍為0.25 2.5m3/h，若用此轉子流量計來測量酒精（比重：0.8），則酒精的實際流量值要比刻度值

14、_，測量酒精時，此流量計的最大流量值為_。大 2.84m3/h 14如圖所示，液體在等徑傾斜管中穩(wěn)定流動，則閥的局部阻力系數(shù)與壓差計讀數(shù)R 的關系式為_。 15 如附圖所示,容器中盛有油(=800kg/m3)。油上界面a2以上是空氣。U形管中指示液為水(=1000kg/m3),a1 ,a2 ,a3在同一水平面上,b1 ,b2 ,b3 點也在同一高度上,h1=100mm,h2=200mm,則各點的表壓Pa1_,Pa2_,Pb1_,Pb3_。(表壓值以mm水柱表示) Pa10 Pa2 100mmH2O Pb1300mmH2OPb3_ pa2 + (h1+h2)油/水=340mmH2O 16流體動力

15、黏度(簡稱為黏度)的SI單位為_。運動黏度的SI單位為_。 Pa×s或N×s/m2、 m2/s17 邊長為0.4m的正方形通風管道，其潤濕周邊長為_，當量直徑為_。1.6m 當量直徑為 0.4m18 米糠油在管中作層流流動，若流量不變，、L不變，管徑增加一倍，則摩擦阻力損失_。 1/1619流體機械能衡算式如衡算基準以J/kg表示, 則該方程可表示為 ， 若用N/m2(N×m/m3)表示則可表示為 。（無外加機械能） 20如圖所示，液體在等徑管中穩(wěn)定流動，則閥的局部阻力系數(shù)與壓差計讀數(shù)R的關系式為 。 21 層流時,管內平均流速是最大流速的_；湍流時,管內平均流速

16、約是最大流速的_。 05 0822如圖所示系統(tǒng)，其大管內徑d1 = 45mm ，液體在管內流速為0.5m/s ，小管內徑d2 =19mm ，從1-1到2-2斷面的阻力損失為15J/kg ，則2-2斷面處的流速為_m/s，是根據(jù)方程而得。2.8m/s 連續(xù)性23 空氣在內徑一定的圓管中穩(wěn)定流動，若氣體質量流量一定，當氣體溫度升高時，Re值將_。下降24 _的流體稱為理想流體。無粘性25 某種油漆服從冪率方程=10（du/dy）-0.5，Pa。在剪切速率du/dy=1 1/s時的黏度為_ Pa.s；當du/dy=100 1/s時其黏度為 Pa.s。 10 126并聯(lián)管路的特點是：A)并聯(lián)各管段壓強

17、降_；B)主管流量等于并聯(lián)的各管段_。相等 流量之和27 LZB-40轉子流量計其轉子為不銹鋼（比重：7.92），刻度標值以水為基準，量程范圍為0.25 2.5m3/h，若上述轉子流量計改用形狀完全相同的鉛轉子（比重：10.67）代替原不銹鋼轉子，測量的流體仍為水，則實際流量值要比刻度值_， 實際量程范圍為_m3/h.。 大 0.2952.9528 測流體流量時，隨著流體流量增加，孔板流量計兩側壓差值將_，若改用轉子流量計測量，當流量增大時，轉子兩端壓差值將_。增加 不變29 已知攪拌器功率P是攪拌槳直徑D、轉速N、流體密度及黏度的函數(shù)，即P=f(D,N,)，利用因次分析法處理，最終所得準數(shù)關

18、系式中共有 個準數(shù)。230壓強表上的讀數(shù)表示被測流體的（ ）比大氣壓強高出的數(shù)值，稱為表壓強。 絕對壓強 四問答題 （每小題2分）1如何判斷一流體的流動類型? Re2000的流動稱為層流流動，Re4000的流動稱為湍流流動 2層流與湍流是如何定義的？ Re2000的流動稱為層流流動，Re4000的流動稱為湍流流動 3簡述層流與湍流的區(qū)別。 流體在管內作層流流動時，其質點沿管軸作有規(guī)則的平行運動，各質點互不碰撞，互不混合。流體在管內作湍流流動時，其質點作不規(guī)則的雜亂運動，并相互碰撞，產(chǎn)生大大小小的漩渦 4什么是“當量直徑”? 對非圓形截面的通道, 可以找到一個與圓形管直徑相當?shù)摹爸睆健眮泶?

19、此直徑即稱為“當量直徑” 5當量直徑是如何計算的? 當量直徑等于四倍的流通橫截面積除以潤濕周邊長 6某液體分別在本題附圖所示的三根管道中穩(wěn)定流過，各管絕對粗糙度、管徑均相同，上游截面1-1的壓強、流速也相等。問：在三種情況中，下游截面2-2的流速是否相等？ 三種情況中，下游截面2-2的流速相等7某液體分別在本題附圖所示的三根管道中穩(wěn)定流過，各管絕對粗糙度、管徑均相同，上游截面1-1的壓強、流速也相等。問：在三種情況中，下游截面2-2的壓強是否相等？如果不等，指出哪一種情況的數(shù)值最大，哪一種情況的數(shù)值最小？其理由何在？ 三種情況中，下游截面2-2的壓強不相等，其中（a）的壓強最大，（c）的壓強最

20、小。這是因為（c）管上不僅有一個閥門消耗能量，且管子末端垂直上升一段，又使得靜壓強降低 8活塞在汽缸中以0.2m/s速度移動，見附圖?；钊c汽缸之間的油膜厚度為0.1mm，求油膜的速度梯度是多少？ 9漆刷以0.8m/s速度在平板表面移動，漆膜厚度為0.2mm，見附圖。 問漆膜中形成的速度梯度為多少？10 如圖，有一敞口高位槽，由管線與密閉的低位水槽相連接，在什么條件下，水由高位槽向低位槽流動？為什么？ 時，水向低位槽流動 五判斷題 （每小題1分）1已知攪拌器功率P是攪拌槳直徑D、轉速N、流體密度及黏度的函數(shù)，即P=f(D,N,)，利用因次分析法處理，最終所得準數(shù)關系式中共有3個準數(shù)。 錯2某物

21、體的質量為1000kg，則其重量為9810N 。 對3一敞口容器,底部有一出水管(如圖示)。容器內水面保持恒定,管內水流動 的速度頭為0.5m水柱。水由容器流入管內,則2點的表壓 p2=0.75m 水柱。 對4 層流與湍流的本質區(qū)別是湍流流速>層流流速。 錯5一個工程大氣壓等于1.013×105Pa。 錯6孔板流量計的孔流系數(shù)Co，當Re數(shù)增大時，其值 先減小，當Re數(shù)增大到一定值時，Co保持為某定值 。 對7流體在圓形管道中作層流流動，如果只將流速增加一倍，則阻力損失為原來的2倍。對8流體在一段圓形水平直管中流動，測得平均流速為0.5m/s，Re為1000，問管中心處點速度為

22、1m/s。 對9邊長為0.4m的正方形通風管道，當量直徑為0.6。 錯10測流體流量時，隨著流體流量增加，孔板流量計兩側壓差值將增加。 對六計算題 1、 某牛頓型流體在圓、直、等徑管內流動，在管截面上的速度分布可表達為：v=20y-200y2，式中：y截面上任一點至管壁的徑向距離，m；v該點的點流速，m/s。試求：管半徑中點處的流速；管壁處的剪應力。該流體的黏度為0.05 Pa×s 。 5分(1)已知 v=20y200y2，則 令 ，解得y=0.05m，即管半徑R=0.05m當=0.05/2=0.025m， V =20y200y2=20´0.025200´(0.0

23、25)2=0.375 m/s 3分(2) =20(m/s)/m 則 tw=m=0.05×20=1.0N/m2 2分2、 水在水平管內流動，截面1處管內徑d1為0.2m，截面2處管內徑d2為0.1m?，F(xiàn)測得水在某流量下截面1、2處產(chǎn)生的水柱高度差為0.20m，若忽略水由1至2處的阻力損失，試求水的流量m3/h。 10分 4分 zi、pi均按管中心線取值，因z1=z2，u2=4u1 得 h= =0.20 u1=0.511m/s 4分 2分3、 水從噴嘴口1-1截面垂直向上噴射至大氣。設在大氣中流束截面保持圓形。已知噴嘴內直徑d1=25mm,現(xiàn)要求在高于噴嘴出口5m處水流的直徑d2為d1的

24、1.2倍，試計算出噴嘴口的水流速u1。忽略阻力。 5分 令高于噴嘴出口5m處水流截面為22截面 12 截面間：p1=p2 d2=1.2d1， u1d12= u2d22 u2= 3分 由 即 u1=13.76 m/s 2分4、 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槽B中, 輸液管規(guī)格為38×2.5mm,已知料液在管中的流速為u m/s,系統(tǒng)的hf=20.6u2/2 J/kg。因擴大生產(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)所設的高位槽的液面需要比原系統(tǒng)增高多少? 10分u10u2 p1=p2 于是gZ1=gZ2+h

25、f g(Z1-Z2)=hf =20.6 4分u= =2.39m/s 2分Z1=Z2+20.6=15.14m 2分 增高為：Z1-Z1=15.14-11=4.14m 2分 5、 用泵自貯油池向高位槽輸送礦物油，流量為 38.4T/h。池及槽皆敞口。高位槽中液面比池中液面高20m,管路總長(包括局部阻力)430m，進出口阻力不計。管徑為108´4mm，油的粘度為3430cP，密度為960kg/m3, 泵的效率為50%，求泵的實際功率。 10分 2分 層流 =1.62 2分列兩截面柏方 8 4分 2分6、 用離心泵經(jīng)57×3.5mm的鋼管,將敞口貯槽內的有機溶液(密度為800kg

26、/m3, 粘度為20cP)輸送到反應器中。設貯槽內的液面離反應器內的液面高度保持16m，見附圖。已知鋼管總長度(包括局部阻力當量長度)為25m，反應器內的壓力恒定為4kgf/cm2(表壓)，有機溶液輸送量為6m3/h，泵的效率為60%，試確定泵的軸功率。 10分層流 2分 2分列兩截面柏方 2分 4分 2分7、 40水由高位槽經(jīng)異徑收縮管向下流動，40水的密度為992kg/m3，飽和蒸汽壓pv=7.38kPa，當?shù)卮髿鈮簽?7kPa。現(xiàn)擬d0取135mm，試問：當不計阻力損失，水在流經(jīng)收縮管時會不會汽化？ 10分管子出口流速u= =14.0 m/s 2分 14.0´(0.15) 2

27、=u0´(0.135) 2 u0=17.28m/s 2分由水槽液面至收縮管處排伯努利方程： p0=17.0´103Pa 4分 p0>pv，故收縮管處不會發(fā)生水汽化。 2分8、如圖所示，水從槽底部沿內徑為100mm的管子流出，槽中水位穩(wěn)定。閥門關閉時測得R=50cm，h=1.8m。求：閥門全開時的流量 閥門全開時B處的表壓(閥全開時Le/d=15，入管口及出管口的阻力系數(shù)分別為0.5及1.0，設摩擦系數(shù)=0.018 15分閥關時：(ZA+1.8)×1000=0.5×13600 ZA=5m 2分閥全開：對A-A和C-C截面外側列伯努利方程： 取Zc=0

28、(基準面), 4分 解出：u=3.02m/s 3分對A-A到B-B截面列伯努利方程： 4分解出pB=1.76×104N/m2（表） 2分 9在圖示裝置中，水管直徑為57×3.5 mm。當閥門全閉時，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。設管路入口至壓力表處的壓頭損失為 0.5 mH2O，求水的流量為若干m3/h？ 10分解：閥門全閉時，由 P2 =gH， 即水槽液面距閥門中心線的高度為3.1 m。 2分 閥門開啟時，以水槽液面為上游截面1-1'，壓力表處為下游截面2-2'，管路中心線為基準水平面。在兩截面間列柏努利方程式 4

29、分 Z1 = H = 3.1 m，Z2 = 0，P1 = 0，P2 = 0.2×1.013×105 Pa，u10，hf/g = 0.5 mH2O 代入上式 3. 解得 u2 = 3.24 m/s 2分 2分10、 如圖示常溫水由高位槽以1.5m/s流速流向低位槽，管路中裝有孔板流量計和一個截止閥, 已知管道為57´3.5mm的鋼管，直管與局部阻力的當量長度(不包括截止閥)總和為 60m,截止閥在某一開度時的局部阻力系數(shù)為7.5。設系統(tǒng)為穩(wěn)定湍流,管路摩擦系數(shù)l為0.026。 求：管路中的質量流量及兩槽液面的位差Z； 閥門前后的壓強差及汞柱壓差計的讀數(shù)R2 。 若將

30、閥門關小，使流速減為原來的0.8倍，設系統(tǒng)仍為穩(wěn)定湍流，l近似不變。問: 截止閥的阻力系數(shù)變?yōu)槎嗌? 閥門前的壓強Pa如何變化?為什么? 20分 (1) 1-1.2-2截面列伯努利方程 5分(2)閥前后： Dp = (ri-r)gR 即 8.438´103= (13.6-1) ´103´9.81R2 R2 = 0.06826 m=6mm 5分(3) 1-1.2-2截面列伯努利方程 當u¢= 0.8u = 0.8 ´1.5 = 1.2 m/s 5分(4)因高位槽水位不變，流量減小，閥前管路阻力減小，必引起a點壓強pa增大。 5分11計算題 水塔供

31、水系統(tǒng)如附圖所示。管路總長50m(不包括局部阻力當量長度)，水塔內水位高9.8m，管內徑d=45mm，現(xiàn)測得流量V為12m3/h，摩擦系數(shù)可按0.02 計，試計算所有局部阻力當量管長Le之值。 10分1-1.2-2截面列伯努利方程 4分 2分 2分 2分12計算題 有一內徑d50mm的管子，用孔板流量計測量水的流量，孔板內孔直徑d0=25mm，U形壓差計的指示液為汞 ，孔流系數(shù)C0=0.62。當需測的最大水流量為18m3/h，問：U形壓差計最大讀數(shù)max為多少？ 5分 期中 3分m 2分13、計算題 密度為103kg/m3、粘度為1cP的水，以10m3/h的流量在51×3mm 的水平

32、光滑管內流過。在管內某處p1=1.5at(表壓)，若局部阻力不計，問距該處100m下游處p2為多少Pa?(Re=30001×105，l= 0.3164/Re0.25) 10分 2分 2分 1分 列兩面的柏方 3分(表) 2分14、內截面為1000mm×1200mm的矩形煙囪的高度為30m。平均摩爾質量為30kg/kmol，平均溫度為400的煙道氣自下而上流動。煙囪下端維持49pa的真空度。在煙囪高度范圍內大氣的密度可視為定值，大氣溫度為20，地面處的大氣壓強為101.33×103pa。流體流經(jīng)煙囪時的摩擦系數(shù)可取為0.05，試求煙道氣的流量為若干？ 20分 解:煙

33、囪底端為上游截面11、頂端內側為下游截面22，并以截面11為基準水平面。在兩截面間列柏式，即： 式中 Z1=0，Z2=30m，u1u2 4分 由于煙道氣壓強變化不大，煙道氣的密度可按1.033×105pa及400計算，即： 2分以表示大氣的密度，pa，1與pa，2分別表示煙囪底端與頂端大氣壓強，即： P1= pa，149Pa 因煙囪頂端內側壓強等于同高度處的大氣壓強，故p2= pa，2 = pa，1gZ2 2分標準狀況下空氣的密度為1.293kg/m3，所以1.0133×105Pa、20時的密度為 2分于是 p2= pa，11.2×9.81×30= pa

34、，1353 Pa 將以上各值代入 柏式，解得 2分 2分其中 2分煙道氣的流速為 2分煙道氣的流量為 2分15、已知輸水量為15m3/h，管徑53mm，總機械能損失為40J/kg，泵的效率0.6，求泵的軸功率。 15分20mP1=0(表壓)P2=500kN/m2取池內水面為截面1，作為基準面；輸水管出口為截面2，則有z1=0, z2=20m,p1=0, p2=500×103Pa u1=0, 2分 2分 3分代入數(shù)值，得We=738J/kg 2分質量流量: WS=(15/3600)(1000)=4.17kg/s 2分有效功率:Ne= 4.17×738=3080J/s=3.08

35、kw 2分泵的軸功率: 2分16某液體密度為800 kg/m3，粘度為73cP，在連接兩常壓容器間的光滑管中流動，管徑300mm，總長為50m（包括全部局部阻力當量長度），兩容器液面差為3.2m（如圖示）。求：(1)管內流量為多少？(2)若在連接管口裝一閥門，調節(jié)此閥的開度使流量減為原來的一半，閥的局部阻力系數(shù)是多少？按該管折算的當量長度又是多少？層流：=64/Re；湍流=0.316/Re 0.25 15分解：（1）在1-1，2-2兩截面間列柏努力方程，u1=u2=0，p1=p2=0，We=0 4分由 ，代入上式得u=3.513m/s 2分驗證Re=0.3×3.513×80

36、0/0.073=115504000假設正確，V=A·u=893.95m3/h 2分（2）流量減半，流速減半，即u=1.7565m/sRe=5775符合伯拉修斯式列1-1，2-2間柏努力方程則 3分 4分17.右圖，有一直徑為38×2.5mm，長為30m的水平直管段AB，在其中裝有孔徑為16.4mm的標準孔板流量計來測量流量，流量系數(shù)Co為0.63，流體流經(jīng)孔板的永久壓降(局部損失)為6×104Pa，AB段摩擦系數(shù)取為0.022，試計算：(1)流體流經(jīng)AB段的壓力差；(2)若泵的軸功率為800W，效率為62%，求AB管段消耗的功率為泵的有效功率的百分率，已知：操作條

37、件下液體密度為870kg/m3，U管指示液為汞，其密度為13600kg/m3。 15分3分（1）由A、B兩點列柏努力方程5分（2）AB段消耗的功率： 4分則 3分18一敞口高位水槽A中水流經(jīng)一喉徑為14mm的文丘里管，將濃堿液槽B中的堿液（密謀為1400 kg/）抽吸入管內混合成稀堿液送入C槽，各部分標高如附圖所示；輸水管規(guī)格為57×3mm，自A至文丘里喉部M處管路總長（包括所有局部阻力損失的當量長度在內）為20m，摩擦系數(shù)可取0.025。（1） 當水流量為8m3/h時，試計算文丘里喉部M處的真空度為多少mmHg；（2） 判斷槽的濃堿液能否被抽吸入文丘里內（說明判斷依據(jù)）。如果能被吸

38、入，吸入量的大小與哪些因素有關？ 15分ACB8m1.5m1mM主管道 (1)文丘里喉部M處 3分在高位水槽上面與M處界面間的列柏努利方程得：5分(2) h堿堿水h水 h水1.5×1400/10002.1m(<3.6m)故濃堿液能被吸入管內。 3分在B槽液面與M處水平截面間的列柏努利方程得： 可見吸入量的大小不僅與M處的真空度、B槽液面與M處的位差有關，而且與吸入管的管路情況（管徑、管長、粗糙度等）有關。 4分第二章 流體輸送機械一、名詞解釋（每題2分）1. 泵流量泵單位時間輸送液體體積量2. 壓頭流體輸送設備為單位重量流體所提供的能量3. 效率有效功率與軸功率的比值4. 軸功率電機為泵軸所提供的功率5. 理論壓頭具有無限多葉片的離心泵為單位重量理想流體所提供的能量6. 氣縛現(xiàn)象因為泵中存在氣體而導致吸不上液體的現(xiàn)象7. 離心泵特性曲線在一定