化工原理第一章習(xí)題庫(kù)

第一章習(xí)題庫(kù)一、選擇題1、流體靜力學(xué)基本方程式①重力場(chǎng)中靜止流體②重力場(chǎng)中不可壓縮靜止流體

p p2

gz1

zp2

h用條件是 ④ 。③重力場(chǎng)中不可壓縮連續(xù)靜止流體④重力場(chǎng)中不可壓縮靜止、連通著的同一連續(xù)流體2如圖1-1所示的開(kāi)口容器內(nèi)盛有油高度（h1-h2水的高度為h2,B及B’點(diǎn)處于同一水平面B及之間壓強(qiáng)大小的關(guān)系為 ① 。①P>PP<PP=PB B B B B B3、下面不能減少U形壓差計(jì)測(cè)量誤差的方法有④。被測(cè)流體及指示液之間的密度差4均速度沿流動(dòng)方向的變化為③①增大②減小③不變 ④無(wú)法確定5、如圖所示，若甲管路總長(zhǎng)（包括閥門(mén)當(dāng)量長(zhǎng)度）42①倍①u(mài)=u甲 乙

②u=2u甲

③u=1/2u甲

④u=1/4u甲 乙6、如圖所示，已知流體在管道A、B中呈層流狀態(tài)，兩管長(zhǎng)度相等，可確定AB管道的流量之比q/q為 ③vA vB①2 ②4 ③8 ④167在一個(gè)大氣壓下的空氣流經(jīng)Ф159×6mm的鋼管用皮托測(cè)速計(jì)測(cè)定空氣的流量，測(cè)速計(jì)管壓強(qiáng)計(jì)的讀數(shù)為13mmH2O，則管道內(nèi)空氣的體積流量為 ③ m/h①130 ②620 ③733 ④6338、用Ф159×4.5mm的鋼管，輸送20℃的苯，在管路上裝有一個(gè)孔徑為78mm的孔板流量計(jì)，用來(lái)測(cè)量管中苯的流UR80mm為①m/h①51.2②47.5 ③82 ④180第1頁(yè)第第7頁(yè)9p=60.8103N/22（絕壓）若忽略文丘里管的阻力損失，則垂直直管中水流的流向?yàn)棰?。①向上②向下 ③不動(dòng) ④無(wú)法判斷10、如圖示供水管線。管長(zhǎng)L，流量V，今因檢修管子，用若干根直徑為1/2d，管長(zhǎng)相同于L的管子并聯(lián)代替原管保證輸水量V不變?cè)O(shè)λ為常數(shù)相同。局部阻力均忽略則并聯(lián)管數(shù)至少③ 根① 2根 ②4根 ③6根 ④8設(shè)用n根管子二、填空題1、流體在直管內(nèi)流動(dòng)造成的阻力損失的根本原因是 答：流體具有粘性2、屬于正位移泵型式，除往復(fù)泵外還有 ， ， 等型式答：計(jì)量泵、螺桿泵、齒輪泵3、產(chǎn)生離心泵氣縛現(xiàn)象的原因是 ，避免產(chǎn)生氣縛的方法有 。泵內(nèi)灌入空氣，液體密度降低；在泵密封嚴(yán)密的情況下，灌泵排出空氣4、造成離心泵氣蝕的原因是 ，增加離心泵允許安裝高度 Hg的措施和 。答：葉輪附近某處的最低壓強(qiáng)小于等于被輸送液體在輸送溫度下的飽和蒸汽壓增大的管徑，減少吸入管路不必要的管件和閥門(mén)。5

及ρ=1.2ρ的兩種液體已知兩者的體積V相等，則He He，1 2 1 2 1Ne Ne2 1He H

,Ne

1.2Ne答： 2

2 16、離心通風(fēng)機(jī)輸送=1.2kg/m36000m/h240mmHO，若用來(lái)輸送ρ=1.4kg/32的氣體，流量仍為6000m3/h，全風(fēng)壓為 mmHO。2 1.4解：HH a240 280mmHOt t1.2 1.2 27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(mén)后真空表讀數(shù) 壓力表讀數(shù) 解：出口，下降，上升。在貯槽液面1-1及泵的真空表所在截面2-2間列伯努利方程u2

pp1212

下降，即真空表讀數(shù)下降。同理，在壓力表所在截面3-3及貯槽液面1-1間列伯努利方程。關(guān)小出口閥門(mén)，λ增大，

p p3030

上升，即壓力表讀數(shù)上升。8、若離心泵入口處真空表讀數(shù)為700mmHg。當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?01.33kPa。則輸送42℃水時(shí)（飽和蒸汽壓為8.2kPa）泵內(nèi) 發(fā)生汽蝕現(xiàn)象答：會(huì)9用離心泵向高壓容器輸送液體現(xiàn)將高壓容器的壓強(qiáng)降低其它條件不變則該泵輸送液體的流量 軸功率 。答：加大，加大管路的特性方程為：He

KBQ2ZpBQ2gp下降，K用離心泵將水池中水送至常壓水塔若在離心泵正常操作范圍內(nèi)將出口閥開(kāi)大則流量qV 揚(yáng)程He ，管路總阻力損失Hf ，軸功率P （變大、變小、不變、不確定。答變大，變小，不變（變小，變大11、流體在圓形直管中滯流流動(dòng)時(shí)，平均流速增大1214倍。12（則阻力增加的倍數(shù)為3λ（λ=0.3164/Re0.2m）2.26倍；若流動(dòng)為層流，則阻力增加的倍數(shù)為1倍。13、一轉(zhuǎn)子流量計(jì)，當(dāng)流量為10m/h時(shí)，測(cè)定流量計(jì)進(jìn)出口壓差為150N/m2，現(xiàn)流量變?yōu)?2m3/h，問(wèn)出口壓差為 50N/m2。三、簡(jiǎn)答題下面兩種情況，可不可以用泊謖葉方程（pf

32lud2

）直接計(jì)算管路兩端的壓強(qiáng)差？（1）50m996kg/m0.894mPa.s,流速為２m/。（2）垂直管，管內(nèi)徑為100mm，流體的相對(duì)密度為0.85，粘度為20mPa.s,流速為0.4m/s。分析此題核心在于上述兩種情況下用泊謖葉方程算出的壓強(qiáng)降p 及管路兩截面的壓強(qiáng)差pf在數(shù)值上是否相同。

g

u2pW h2 e f得 pp p2 1

We

u2 h2 f其中 h 即為p 。f f上式說(shuō)明，在一般情況下，p及p 在數(shù)值上是不等的，只有流體在一段無(wú)外功加入f（W e

）,直徑相同（

u202

）的水平管（

內(nèi)流動(dòng)時(shí)，

p及pf

才在絕對(duì)數(shù)值上相等。還需注意：由于泊謖葉方程在推導(dǎo)過(guò)程中引入了牛頓粘性定居律，而只有在滯流時(shí)內(nèi)摩擦應(yīng)力才服從牛頓粘性定律，所以它僅適用于滯流時(shí)的流動(dòng)阻力計(jì)算。（１）Re

du

5010329960.894103 1.110.894103流體流動(dòng)類(lèi)型屬湍流，此時(shí)泊謖葉方程不適用，所以不能用其計(jì)算管路兩截面間的壓差。ab空氣ab空氣hwwHgR1325HgR214四、計(jì)算及推導(dǎo)題1.如圖所示，常溫的水在管道中流過(guò)，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

，測(cè)壓連接管內(nèi)充滿常溫的Hg水，密度為

，兩U形管的連通管內(nèi)充滿空氣。若測(cè)壓前兩Uw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RRa、bp

p。解： p1

1 2p a

gh，p1

a bp gh1 w 11而 h hR ，h hR211 2 5 2

R R 所以p pa

Hg

RR1 2

ghw

g 12

ghw

g 22212d1

d /2，l2

100m，Re1

1800。今10.64m20.064m2l2。解：由 d

d2，得

u d 22 12

12 14 4 1 22 2du2 2

u d 21 2dud2dud2u22Re2Re所以 Re2Re11111 1

u 241所以 Re2

12 Re21

900所以 1

64 64ReRe1800 0.0356， ReRe180021

64 64900 0.0719002又 ph

u

，pH

u2f d 2

d 2gu2l2 2u2f2f22 d 2g f2f2

l u2 d H2lu2所以 2lu2

，22 2 11 11 d 2g1

H f1 1

l u2 d H1 1 2 f1 u2 d H

1 0.0641所以 l12

l 11 u2 2

2 fd H1 f

10024220.64160m31000kg/m31cP10m/h45mm1.5105Pa100m為多少Pa(絕對(duì)壓力)?1043600解： u

d25

1.75m/sp u2 p u2由gz 由1

1 2

gz 2

2 2

fp

h

p l

u2得 2 1

f 1 d 24、用離心泵將蓄水池中20℃的水送到敞口高位槽中，流程如本題附圖所示。管路為φ57×3.5mm的光滑鋼管，直管長(zhǎng)度及所有局部阻力（包括孔板）當(dāng)量長(zhǎng)度之和為250mm。輸水量用孔板流量計(jì)測(cè)量，孔d=20mm，孔流系數(shù)為0.61。從池面到孔板前測(cè)壓點(diǎn)A（含所有局部阻力當(dāng)量長(zhǎng)度）為80mm。0U7.42m3/h

0.3164/Re0.25kgA截面UR1孔板流量計(jì)的UR2（R，解題的關(guān)鍵是合1理選取衡算范圍。至于R2有效功

的數(shù)值則由流量計(jì)的流量公式計(jì)算。在1-1截面及2-2截面間列伯努利方程式，以1-1截面為基準(zhǔn)水平面，得：u

u 0 p p1，2 1 1，

0（表壓）查得：20

1000kg/m3，粘度1.0103Pa.sAUR1由A截面及2-2截面之間列伯努利方程，得：2式中：u/s，z 2A(39.1719.811.052)10004.8104Pa2

（表壓）讀數(shù)R1

由UUR2將有關(guān)數(shù)據(jù)代入上式得討論：該題是比較典型的流體力學(xué)計(jì)算題，其包括了伯努利方程、流體靜力學(xué)基本方程、能量損失方程、連續(xù)性方程的綜合運(yùn)用。通過(guò)該題能加深對(duì)流體力學(xué)基本理論的理解。5900kg/m3A40mmB，兩容器內(nèi)的液面高度恒定，管路中有一調(diào)節(jié)閥，閥前管長(zhǎng)65m，閥后管長(zhǎng)力忽略不計(jì)80kPa40kPa30m，直管摩擦系數(shù)λ=0.0045。試求：管內(nèi)的流量為多少閥前后的壓強(qiáng)表的讀數(shù)為多少？解：當(dāng)閥門(mén)關(guān)閉時(shí)，以管道中心線作為基準(zhǔn)水平面，根據(jù)靜力學(xué)方程在A截面和B截面間列伯努利方程，得：式中：u u p p 0（表壓）A B A BAB6IS80-50-20010m9.81×10Pa16.710-m/s。試求管路特性曲線（假定管內(nèi)流動(dòng)已進(jìn)入阻力平方區(qū)）及輸送每千克水消耗的能量。若將閥門(mén)關(guān)小，使管內(nèi)流量減小25%，管路特性曲線（假定管內(nèi)流動(dòng)位于阻力平方區(qū)）此時(shí)輸送每千克水需消耗多少能量？及原管路相比，在此流量下輸送每千克水額外消耗的理論功為多少？（已知：當(dāng)Q=16.710-m/s，泵的壓頭為H=47m，泵的效率為71%：當(dāng)Q=12.5×10-m/s，泵的壓頭v e vH=51.4m；66.3%）eQ=16.710-33/s，泵的壓頭為H=47m；v e則管路的特性方程的系數(shù)B可求出。管路的特性方程為：He

209.68104Q2e在