化工原理題庫練習與解答

1、一、單選題 1單位體積流體所具有的（ ）稱為流體的密度。 A A 質量；B 粘度；C 位能；D 動能。 2單位體積流體所具有的質量稱為流體的（ ）。 A A 密度；B 粘度；C 位能；D 動能。 3層流與湍流的本質區(qū)別是（ ）。 D 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，而湍流有徑向脈動。4氣體是（ ）的流體。 B A 可移動；B 可壓縮；C 可流動；D 可測量。 5在靜止的流體內，單位面積上所受的壓力稱為流體的（ ）。 C A 絕對壓力；B 表壓力；C 靜壓力；D 真空度。 6以絕對零壓作起點計算的壓力，稱為（ ）

2、。 A A 絕對壓力；B 表壓力；C 靜壓力；D 真空度。 7當被測流體的（ ）大于外界大氣壓力時，所用的測壓儀表稱為壓力表。 D A 真空度；B 表壓力；C 相對壓力；D 絕對壓力。 8當被測流體的絕對壓力（ ）外界大氣壓力時，所用的測壓儀表稱為壓力表。 A A 大于；B 小于；C 等于；D 近似于。 9（ ）上的讀數(shù)表示被測流體的絕對壓力比大氣壓力高出的數(shù)值，稱為表壓力。 A A 壓力表；B 真空表；C 高度表；D 速度表。 10被測流體的（ ）小于外界大氣壓力時，所用測壓儀表稱為真空表。 D A 大氣壓；B 表壓力；C 相對壓力；D 絕對壓力。 11. 流體在園管內流動時，管中心流速最大

3、，若為湍流時，平均流速與管中心的最大流速的關系為（ ）。 B A. Um1/2Umax； B. Um0.8Umax； C. Um3/2Umax。12. 從流體靜力學基本方程了解到U型管壓力計測量其壓強差是( )。 A A. 與指示液密度、液面高度有關，與U形管粗細無關； B. 與指示液密度、液面高度無關，與U形管粗細有關； C. 與指示液密度、液面高度無關，與U形管粗細無關。13.層流底層越薄( )。 C A. 近壁面速度梯度越??； B. 流動阻力越小； C. 流動阻力越大； D. 流體湍動程度越小。14.雙液體U形差壓計要求指示液的密度差( ) C A. 大； B. 中等； C. ??； D.

4、 越大越好。15.轉子流量計的主要特點是( )。 C A. 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。16.層流與湍流的本質區(qū)別是：( )。 D 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，而湍流有徑向脈動。17.圓直管內流動流體，湍流時雷諾準數(shù)是（ ）。 B A. 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?shù)卮髿鈮簽?01kPa, 則泵入口處的絕對壓強為（ ）。

5、 A A. 74.3kPa； B. 101kPa； C. 127.6kPa。19.在穩(wěn)定流動系統(tǒng)中，水由粗管連續(xù)地流入細管，若粗管直徑是細管的2倍，則細管流速是粗管的（ ）倍。 CA. 2； B. 8； C. 4。20.流體流動時產生摩擦阻力的根本原因是（ ）。 C A. 流動速度大于零； 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)（ ）。 A A. 增大； B. 減??； C. 不變。22.水在園形直管中作滯流流動，流速不變，若管子直徑增大一倍，則阻力損失為原來的（ ）。 A A. 1/4； B. 1/2； C. 2倍。 23單位時間內流過管道任意截面的流體

6、量稱為（ ）。 C A 流速；B 流線；C 流量；D 流函數(shù)。 24單位時間內流體在流動方向上所流過的（ ）稱為流速。 C A 寬度；B 高度；C 距離；D 直線。 25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 gz；B ；C ；D we。 26柏努利方程式中的 項表示單位質量流體所具有的（ ）。 B A 位能；B 動能；C 靜壓能；D 有效功。 27柏努利方程式中的（ ）項表示單位質量流體所具有的靜壓能。 C A gz；B ；C ；D we。 28柏努利方程式中的（ ）項表示單位質量流體通過泵（或其他輸送設備）所獲得的能量，稱為有效功。 D A gz；B ；C ；D w

7、e。 29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損失的能量。 D A gz；B ；C ；D 。 30流體在直管中流動，當（ ）2000時，流體的流動類型屬于層流。 A A Re；B Pr；C Nu；D Gr。 31流體在直管中流動，當Re（ ）4000時，流體的流動類型屬于湍流。 B A ；B ；C ；D 。 32流體在直管中流動，當2000（ ）4000時，流體的流動類型屬于不穩(wěn)定的過渡區(qū)。 A A Re；B Pr；C Nu；D Gr。 33流體在管內作（ ）流動時，其質點沿管軸作有規(guī)則的平行運動。 A A 層流；B 湍流；C 過渡流；D 漩渦流。 34流體在管內作（ ）流

8、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。 35流體在圓管內（ ）流動時，平均速度是最大速度的一半。 A A 層流；B 湍流；C 過渡流；D 漩渦流。 36對于（ ），當量直徑等于四倍的流通截面積除以潤濕周邊。 B A 圓形管；B 非圓形管；C 矩形管；D 直管。 二、填空題1.流體靜力學基本方程式或 2.定態(tài)流動的柏努利方程式能量衡算式1kg流體： J/kg3單位體積流體所具有的 質量 稱為流體的密度。 4. 雷諾準數(shù)的表達式為_ Re=d/_。當密度1000kg.m,粘度=1厘泊的水,在內徑為d=100mm,以流速為1m.s在管中流動時,其雷諾準數(shù)等

9、于_10_,其流動類型為_湍流_。5. 當?shù)卮髿鈮簽?50mmHg時, 測得某體系的表壓為100mmHg,則該體系的絕對壓強為_ 850_mmHg, 真空度為_-100_mmHg。6. 當?shù)卮髿鈮簽?50mmHg時, 測得某體系的表壓為100mmHg,則該體系的絕對壓強為_113404_Pa, 真空度為_ -133402_Pa。7. 某物的比重為0.879, 其密度為_879kg/m 3_, 其比容為_0.00114 m3/kg _。8. 圓管中有常溫下的水流動, 管內徑d=100mm, 測得其中的質量流量為15.7kg./s, 其體積流量為_0.0157m3/s ，平均流速為_ 2.0m/s

10、。 9. 當20的甘油(=1261kg/m3, =1499厘泊)在內徑為100mm的管內流動時, 若流速為1.0m/s時, 其雷諾準數(shù)Re為_84.1_, 其摩擦阻力系數(shù)為_0.761_。10.某長方形截面的通風管道, 其截面尺寸為30×20mm,其當量直徑de為_24mm_。11.測量流體流量的流量計主要有如下四種:_ 轉子流量計, 孔板流量計, _文丘里流量計,_ 濕式氣體流量計_, 測量管內流體點的速度, 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.化工生產中，物料衡算的理論依據(jù)是質量守恒定律，熱量衡算的理論基礎是能量守

11、恒定律。14.流體體積流量一定時，有效截面擴大，則流速 減少，動壓頭減少，靜壓頭增加。15.理想流體在變徑管路中作穩(wěn)定的連續(xù)流動時，在管子直徑縮小的地方，其靜壓力 _減少_。16.套管由57×2.5mm和25×2.5mm的鋼管組成，則環(huán)隙的流通截面積等于_1633mm2 _，潤濕周邊等于_242mm _，當量直徑等于_27mm _。17.流體在等徑管中作穩(wěn)定流動，流體由于流動而有摩擦阻力損失，流體的流速沿管長 _不變_。 18.液柱壓力計量是基于_流體靜力學_原理的測壓裝置，用U形管壓差計測壓時，當一端與大氣相通時，讀數(shù)R表示的是_表壓_或_真空度_。 19.米糠油在管中作

12、流動，若流量不變, 管徑不變，管長增加一倍，則摩擦阻力損失為原來的_2_倍。20.米糠油在管中作層流流動，若流量不變，管長不變, 管徑增加一倍，則摩擦阻力損失為原來的_1/16_倍。21.當Re 為已知時，流體在圓形管內呈層流時的摩擦系數(shù)=_64/Re _，在管內呈湍流時，摩擦系數(shù)與_ Re _、_/d_有關。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時，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)與Re的關系為_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

13、性定律_。25.穩(wěn)定流動的定義是_流動狀況不隨時間而變_。三、計算題 1一套管換熱器的內管外徑為80 mm, 外管內徑為150 mm, 其環(huán)隙的當量直徑為多少? 解：de = 4× = 4× = 150 80 = 70 mm 2某液體在一管路中穩(wěn)定流過，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? 解：V = uA， u1A1 = u2A2， A = ， 當 d1 = 2d2 時 u1 = u2 ， 有 ， ， 即 得 u2 = 4u1 3一定量的液體在圓形直管內作滯流流動。若管長及液體物性不變，而管徑減至原有的一半，問因流動阻力產生的能量損失為原來的多

14、少倍？ 解： 流動阻力 ，設管徑改變后 ，則根據(jù)u1A1 = u2A2 可得u2 = 4u1，滯流時 ， = ， ， 4某設備上真空表的讀數(shù)為13.3×103 Pa，計算設備內的絕對壓強與表壓強。已知該地區(qū)大氣壓強為98.7×103 Pa。 解：絕對壓強 = 大氣壓 真空度 = 98.7×103 13.3×103 = 85.4×103 Pa 表壓強 = 真空度 = 13.3×103 Pa 5甲乙兩地的平均大氣壓強分別為85.3×103 Pa和101.33×103 Pa，在甲地操作的真空精餾塔塔頂?shù)恼婵毡碜x數(shù)為80&

15、#215;103 Pa，在乙地操作時，若要求塔內維持相同的絕對壓強，真空表讀數(shù)應為多少? 解：在甲地 絕對壓強 = 大氣壓 真空度 = 85.3×103 80×103 = 5.3×103 Pa 在乙地 真空度 = 大氣壓 絕對壓強 = 101.33×103 5.3×103 = 96.03×103 Pa 6在蘭州操作的苯乙烯真空精餾塔頂?shù)恼婵毡碜x數(shù)為80×103 Pa，在天津操作時，若要求塔內維持相同的絕對壓強，真空表的讀數(shù)應為多少？蘭州地區(qū)的平均大氣壓強為85.3×103 Pa，天津地區(qū)的平均大氣壓強為101.33

16、×103 Pa。 解：在蘭州 絕對壓強 = 大氣壓 真空度 = 85.3×103 80×103 = 5.3×103 Pa 在天津 真空度 = 大氣壓 絕對壓強 = 101.33×103 5.3×103 = 96.03×103 Pa 7某設備的進、出口壓強分別為1200 mmH2O（真空度）和1.6 kgf/cm2（表壓）。若當?shù)卮髿鈮簽?60 mmHg, 求此設備進、出口的壓強差。（用SI制表示） 解： 進口 P1（絕壓）= P（大氣壓）- P（真空度） 出口 P2（絕壓）= P（大氣壓）+ P（表壓） P1（真空度）= 1

17、200 mmH2O = 0.12 kgf/cm2 P1（絕壓）- P2（絕壓）= - P1（真空度）+P2（表壓） = -（0.12+1.6）= -1.72 kgf/cm2 = -1.72×9.81×104 = -1.687×105 N/m2 11有一內徑為25 mm的水管，如管中水的流速為1.0 m/s，求： （1）管中水的流動類型； （2）管中水保持層流狀態(tài)的最大流速（水的密度=1000 kg/m3, 粘度= 1 cp）。 解：（1）Re = du/= 0.025×1×1000/0.001 = 250004000 流動類型為湍流。 （2）層

18、流時，Re 2000，流速最大時，Re = 2000，即du/= 2000 u = 2000/d= 2000×0.001/（0.025×1000）= 0.08 m/s 12密度為850 kg/m3、粘度為8×10-3 Pa·s的液體在內徑為14 mm的鋼管內流動，液體的流速為1 m/s。計算：（1）雷諾準數(shù)，并指出屬于何種流型；（2）若要使該流動達到湍流，液體的流速至少應為多少？ 解：（1）Re = du/= 0.014×1×850/8×10-3 = 1487.5 2000 流動類型為層流 （2）湍流時，Re 4000，流速

19、最小時，Re = 4000，即du/= 4000 u = 4000/d= 4000×0.008/（0.014×850）= 2.69 m/s 13用 108×4 mm 的鋼管從水塔將水引至車間，管路長度150 m（包括管件的當量長度）。若此管路的全部能量損失為118 J/kg，此管路輸水量為若干m3/h？（管路摩擦系數(shù)可取為0.02，水的密度取為1000 kg/m3） 解：能量損失 118 J/kg u = 2.8 m/s 流量 V = uA = 2.8× 79.13 m3/h 14用168×9 mm的鋼管輸送原油。管線總長100 km, 油量為

20、60000 kg/h，油管最大抗壓能力為1.57×107 Pa。已知50 時油的密度為890 kg/m3, 粘度為181 cp。假定輸油管水平放置，其局部阻力忽略不計。問：為完成上述輸油任務, 中途需設幾個加壓站? 解：u1 = u2，Z1 = Z2， u = V/A = (60000/890)/(3600×0.785×0.152) = 1.06 m/s Re = du/= 0.15×1.06×890/(181×10-3) = 782 層流 = 64/Re = 64/782 = 0.0818 P =(l/d)(u2/2)= 0.081

21、8×(105/0.15)×(1.062/2)×890 = 2.72×107 Pa n = 2.72×107/(1.57×107) = 1.73 中途應設一個加壓站 15在附圖所示的儲油罐中盛有密度為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力取為39.23×106 Pa，問：至少需要幾個螺釘？ 解：設通過孔蓋中心的水平面上液體的靜壓強為 p，則p就是管內液體作用與孔蓋上的平均 壓強

22、。由流體靜力學基本方程式知 作用在孔蓋外側的是大氣壓強 pa，故孔蓋內外兩側所受壓強差為 作用在孔蓋上的靜壓力為 每個螺釘能承受的力為 螺釘?shù)膫€數(shù) = 3.76×104/6.04×103 = 6.23 個 即至少需要7個螺釘。 16某流化床反應器上裝有兩個U管壓差計，如本題附圖所示。測得R1 = 400 mm，R2 = 50 mm，指示液為水銀。為防止水銀蒸氣向空間擴散，在右側的U管與大氣連通的玻璃管內灌入一段水，其高度R3 =50 mm。求A、B兩處的表壓強。 解：U管壓差計連接管中是氣體，其密度遠遠小于水銀及水的密度，由氣柱高度所產生的壓強差可以忽略。設R2下端為C點，

23、R1下端為D點，因此可認為 PAPC,PBPD。 PAPC =H2OgR3 +HggR2 = 1000×9.81×0.05 + 13600×9.81×0.05 = 7161 N/m2（表壓） PBPD = PA +HggR1 = 7161 + 13600×9.81×0.4 = 6.05×104 N/m2（表壓）17根據(jù)本題附圖所示的微差壓差計的讀數(shù)，計算管路中氣體的表壓強p。壓差計中以油和水為指示液，其密度分別為920 kg/m3 及998 kg/m3，U管中油、水交界面高度差R = 300mm。兩擴大室的內徑D均為60 m

24、m，U管內徑d為6 mm。(當管路內氣體壓強等于大氣壓強時，兩擴大室液面平齊。） 解：當管路內的氣體壓強等于大氣壓強時，兩擴大室的液面平齊，則兩擴大室液面差 h與微差壓差計讀數(shù)R的關系為 當壓差計讀數(shù)R = 300 mm時，兩擴大室液面差為 m 則管路中氣體的表壓強為 p =（998 - 920）×9.81×0.3 + 920×9.81×0.003 = 257 N/m2（表壓）18用泵將水從水池送至高位槽。高位槽液面高于水池液面50m，管路全部能量損失為20 J/kg，流量為36 m3/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

25、度取為1000 kg/m3） 解：設水池液面為1-1截面，高位槽液面為2-2，以水池液面為基準水平面，在兩截面間列柏努利方程式。 Z1 = 0，Z2 = 50 m，u10，u20，P1 = P2 = 0（表壓），hf = 20 J/kg we = 9.81×50 + 20 = 510.5 J/kg 水的質量流率 ws = 36×1000/3600 = 10 kg/s 有效功率 Ne = we·ws = 510.5×10 = 5105 W 軸功率 N = 5105/0.6 = 8508.3 W 19水以2.5m/s的流速流經 38×2.5 mm的

26、水平管，此管以錐形管與另一 38×3 mm的水平管相連。如附圖所示，在錐形管兩側A、B處各插入一垂直玻璃管以觀察兩截面的壓強。若水流經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記），并在本題附圖中畫出兩玻璃管中水面的相對位置。（水的密度取為1000 kg/m3） 解：上游截面A-A，下游截面B-B，通過管子中心線作基準水平面。在兩截面間列柏努利方程式。 式中 ZA = ZB = 0，uA = 2.5 m/s，hfA,B = 1.5 J/kg 根據(jù)連續(xù)性方程式，對于不可壓縮流體 有 m/s 兩截面的壓強差為 = = 868.55 N/m2 即 mmH2O 由

27、于 pB pA20. 如圖所示，常溫的水在管道中流過，兩個串聯(lián)的U形管壓差計中的指示液均為水銀，密度為rHg，測壓連接管內充滿常溫的水，密度為rw，兩U形管的連通管內充滿空氣。若測壓前兩U形管壓差計內的水銀液面均為同一高度，測壓后兩U形管壓差計的讀數(shù)分別為R1、R2，試求a、b兩點間的壓力差。解： ， 而 ，所以 21.在如圖所示的測壓差裝置中，U形管壓差計中的指示液為水銀，其密度為rHg，其他管內均充滿水，其密度為rw，U形管壓差計的讀數(shù)為R，兩測壓點間的位差為h，試求a、b兩測壓點間的壓力差。解：由 所以 所以 22用離心泵將水從儲槽送至水洗塔的頂部，槽內水位維持恒定，各部分相對位置如本題

28、附圖所示。管路的直徑均為 76×2.5 mm。在操作條件下，泵入口處真空表的讀數(shù)為24.66×103 Pa；水流經吸入管與排出管（不包括噴頭）的能量損失可分別按 與 計算。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為98.07×103 Pa（表壓）。求泵的有效功率。（水的密度取為1000 kg/m3） 解：（1）水在管內的流速與流量 設儲槽水面為上游截面1-1，真空表連接處為下游截面2-2，并以截面1-1為基準水平面。在兩截面間列柏努利方程。 式中 Z1 = 0，Z2 = 1.5 m，p1 = 0（表壓），p2 = -24.66

29、5;103 Pa（表壓） u1 0， 將上列數(shù)值代入柏努利方程式，解得水在管內的流速u2 m/s 水的流量 ws = uA= kg/s （2）泵的有效功率 設儲槽水面為上游截面1-1，排水管與噴頭連接處為下游截面2-2，仍以截面1-1為基準水平面。在兩截面間列柏努利方程。 式中 Z1 = 0，Z2 = 14 m，u1 0，u2 = 2 m/s，p1 = 0（表壓） p2 =98.07×103 Pa（表壓）， 將上列數(shù)值代入柏努利方程式，解得 we J/kg 泵的有效功率 Ne = we·ws = 285.41×7.92 = 2260 W 23在本題附圖所示的實驗裝

30、置中，于異徑水平管段兩截面間連一倒置U管壓差計，以測量兩截面之間的壓強差。當水的流量為10800 kg/h 時，U管壓差計讀數(shù)R為100 mm。粗、細管的直徑分別為60×3.5 mm與42×3 mm。計算：（1）1kg水流經兩截面間的能量損失；（2）與該能量損失相當?shù)膲簭娊禐槎嗌貾a？（水的密度取為1000 kg/m3） 解：（1）1kg水流經兩截面間的能量損失 設導管在上游的連接處為截面1-1，下游的連接處為截面2-2，并通過管軸作基準水平面。在兩截面間列柏努利方程 式中 Z1 = Z2 = 0，u = ws/A m/s m/s ， J/kg 將以上各數(shù)值代入柏努利方程式

31、，解得 J/kg （2）與該能量損失相當?shù)膲簭娊?N/m2 24 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？ 解：閥門全閉時，由 P2 =gH，H = 0.3×1.013×105/（1000×9.81）= 3.1 m 即水槽液面距閥門中心線的高度為3.1 m。 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 Z1 = H =

32、 3 m，Z2 = 0，P1 = 0，P2 = 0.2×1.013×105 Pa，u10，hf/g = 0.5 mH2O 代入上式 3.1 = 0.2×1.013×105/（1000×9.81）+ /（2×9.81）+ 0.5 解得 u2 = 3.24 m/s Vh =（/4）d2u×3600 = 22.9 m3/h 25如圖所示，密度為850 kg/m3的料液從高位槽送入塔中，高位槽內的液面維持恒定。塔內表壓強為9.81×103 Pa，進料量為5 m3/h。連接管直徑為 38×2.5 mm，料液在連接管

33、內流動時的能量損失為30J/kg（不包括出口的能量損失）。求：高位槽內的液面應比塔的進料口高出多少？ 解：以高位槽液面為上游截面1-1，連接管出口內側為下游截面2-2，并以截面1-1為基準水平面。在兩截面間列柏努利方程式。 式中 Z1 = 0，u10， m/s p1 = 0（表壓），p2 = 9.81×103 Pa（表壓），hf = 30 J/kg 將上述數(shù)值代入柏努利方程，解得 m 高位槽內的液面應比塔的進料口高4.37 m。26如圖所示，用泵將儲槽中密度為1200 kg/m3的溶液送到蒸發(fā)器內。儲槽內液面維持恒定，其上方與大氣相同。蒸發(fā)器內的操作壓強為200mmHg（真空度），蒸

34、發(fā)器進料口高于儲槽內的液面15 m，輸送管道的直徑為 68×4 mm，送料量為20 m3/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：以儲槽的液面為上游截面1-1，管路出口內側為下游截面2-2，并以截面1-1為基準水平面。在兩截面間列柏努利方程式。 式中 Z1 = 0，Z2 = 15 m， p1 = 0（表壓）， Pa（表壓） u1 0， m/s，hf = 120 J/kg 將以上各項數(shù)值代入柏努利方程中 we J/kg ws kg/s Ne = we·ws =246.9×6.67 = 1647 W 27附圖中所示的高位槽液面維持恒定，

35、管路中ab和cd兩段的長度、直徑及粗糙度均相同。某液體以一定流量流過管路，液體在流動中溫度可視為不變。問：（1）液體通過ab和cd兩管段的能量損失是否相等？（2）此兩管段的壓強差是否相等？寫出它們的表達式。 解：（1）直管的能量損失                               

36、60;     管段ab與cd中，長度、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）兩管段的壓強差不相等。 在兩管段上分別列柏努利方程式 ab管段 式中 ua = ub，則 cd管段 式中 uc = ud，Zc = Zd，則 28.有兩個液面高度相差6m的貯槽，其底部彼此用管道連接（本題附圖所示）。A槽底面出口連接一根直徑為600mm、長為3000m的管道BC,在接點C管路分為兩支管分別與下槽相通，支路CD和CE的長度皆為2500m、直徑均為250mm，若

37、已知摩擦系數(shù)值均為0.04，試求A槽向下槽的流量為多少？（忽略所有的局部阻力）解：在分支點C所在截面與F水槽液面之間分別列支路CD和CE的機械能衡算式可確定：由于dCD=dCE,故可判斷出uCD=uCE VBC=2VCD即在兩水槽液面之間列機械能衡算方程： （a）式中：pA=pF=0(表壓)，uA=uF0,zA-zF=6m, 將以上數(shù)據(jù)代入（a）式中，并整理解得. 29.如本題附圖所示用泵將20水經總管分別打人容器A、B內，總管流量為176m3/h，總管直徑為168x5mm,C點處壓力為1. 97kgf/cm2 (表) ,求泵供給的壓頭及支管CA、CB的阻力（忽略總管內的阻力）。解：（1）總管

38、流速 在圖示的O-O與C-C截面之間列機械能衡算方程： 式中： （2）求支路阻力在C-C和A-A截面之間列機械能衡算方程： 式中：，故支路CA的阻力為 液柱同理 液柱流體輸送設備一章習題及答案一、選擇題1、離心泵開動以前必須充滿液體是為了防止發(fā)生( )。A A. 氣縛現(xiàn)象； B. 汽蝕現(xiàn)象； C. 汽化現(xiàn)象； D. 氣浮現(xiàn)象。2、離心泵最常用的調節(jié)方法是 ( )。B 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；C. 安置回流支路，改變循環(huán)量的大??；D. 車削離心泵的葉輪。3、離心泵的揚程，是指單位重量流體經過泵后獲得的( )。BA. 包括內能在內的總能量；B. 機械能；C.

39、壓能；D. 位能（即實際的升揚高度）。4、離心泵的揚程是 ( )。D A. 實際的升揚高度；B. 泵的吸液高度；C. 液體出泵和進泵的壓差換算成液柱高度D. 單位重量液體出泵和進泵的機械能差值。5、某同學進行離心泵特性曲線測定實驗，啟動泵后，出水管不出水，泵進口處真空計指示真空度很高，他對故障原因作出了正確判斷，排除了故障，你認為以下可能的原因中，哪一個是真正的原因( )。C A. 水溫太高；B. 真空計壞了；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，應使離心泵內的最低壓力（ A ）輸送溫度下液體的飽和蒸汽壓。 A. 大于；B. 小于；C. 等于。7、流量調節(jié)，離心泵常用

40、（ ），往復泵常用（ ）。A；CA. 出口閥 B. 進口閥 C. 旁路閥8、欲送潤滑油到高壓壓縮機的氣缸中，應采用（ ）。輸送大流量，低粘度的液體應采用（ ）。C；AA. 離心泵；B. 往復泵；C. 齒輪泵。9、1m3 氣體經風機所獲得能量，稱為（ ）。AA. 全風壓；B. 靜風壓；C. 揚程。10、往復泵在啟動之前，必須將出口閥（ ）。AA. 打開；B. 關閉；C. 半開。 11、用離心泵從河中抽水，當河面水位下降時，泵提供的流量減少了，其原因是（ ）。C A. 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、離心泵啟動前_，是為了防止氣縛現(xiàn)象發(fā)生。D A 灌水；B 放氣

41、；C 灌油；D 灌泵。13、離心泵裝置中_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。A A. 吸入管路；B. 排出管路；C. 調節(jié)管路；D. 分支管路。14、為提高離心泵的經濟指標，宜采用 _ 葉片。B A 前彎；B 后彎；C 垂直；D 水平。15、離心泵最常用的調節(jié)方法是（）。B A. 改變吸入管路中閥門開度；B. 改變排出管路中閥門開度； C. 安置回流支路，改變循環(huán)量的大??；D. 車削離心泵的葉輪。16、往復泵的 _ 調節(jié)是采用回路調節(jié)裝置。C A. 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),經管路計算得,需泵提供的壓頭為H = 19m水柱,

42、輸水量為20kg·s-1,則泵的有效功率為_。3728w2、離心泵的主要部件有如下三部分:_,_,_。泵殼；葉輪；泵軸3、調節(jié)泵流量的方法有：_,_,_。改變閥門的開度；改變泵的轉速；車削葉輪外徑4、泵起動時，先關閉泵的出口開關的原因是_。降低起動功率，保護電機，防止超負荷而受到損傷；同時也避免出口管線水力沖擊5、離心泵的流量調節(jié)閥安裝在離心泵_管路上，關小出口閥門后，真空表的讀數(shù)_，壓力表的讀數(shù)_。出口；減??；增大6、離心泵的工作點是_曲線與_曲線的交點。離心泵特性；管路特性7、泵的揚程的單位是_，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，其揚程_

43、，流量_,軸功率_，效率_。越??；越??；越大；越小9、離心泵輸送的液體密度變大，則其揚程_，流量_，效率_，軸功率_。不變；不變；不變；變大10、通風機的全風壓是指_的氣體通過風機所獲得的能量，單位常用_；習慣上以_單位表示。單位體積；Pa；mmH2O11、水環(huán)真空泵可以造成的最大真空度為85%，即真空泵能達到的最低壓力（絕壓）是_mmHg。11412、啟動往復泵時 灌泵。不需要13、齒輪泵的流量 _ 而揚程 _。 較?。惠^高14、石油化工廠常用的壓縮機主要有_和_兩大類。 往復式；離心式15、往復泵常用 _ 的方法來調節(jié)流量?；芈氛{節(jié)16、往復泵適用于 。流量較小，揚程較高的場合 三、計算題

44、1、如圖2-1用離心泵將20的水由敞口水池送到一壓力為2.5atm的塔內，管徑為108×4mm管路全長100m(包括局部阻力的當量長度，管的進、出口當量長度也包括在內)。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，計算并回答： (1)水在管內流動時的流動形態(tài)；(2) 管路所需要的壓頭和功率； 圖2-1 解：已知：d = 108-2×4 = 100mm = 0.1mA=(/4)d2 = 3.14×(1/4)×0.12 = 0.785×10-2 ml+le

45、=100m qv = 56.5m3/h u = q/A = 56.5/(3600×0.785×10-2) = 2m/s = 1cp = 10-3 Pa·S =1000 kg.m-3, = 0.024 Re = du/=0.1×2×1000/10-3 = 2×105 > 4000 水在管內流動呈湍流 以1-1面為水平基準面,在1-1與2-2面間列柏努利方程： Z1 +(u12/2g)+(p1/g)+H=Z2+(u22/2g)+(p2/g)+HfZ1=0, u1=0, p = 0 (表壓), Z2=18m, u2=0 p2/g=2.

46、5×9.81×104/(1000×9.81)=25m Hf =(l+le )/d(u2/2g) =0.024×(100/0.1)×22/(2×9.81) = 4.9mH = 18+25+4.9 = 47.9m Ne = Hqvg = 47.9×1000×9.81×56.5/3600 = 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（表壓）為0.06 Mpa.全部輸送管均為 f57mm´3.5mm 無縫鋼管。管長50m （包括局部阻力的當量長度）。堿液的密度 r = 1

47、200kg/m3，粘度為 m = 2mPa·s。管路粗糙度為 0.3mm。試求：（1）流動處于阻力平方區(qū)時的管路特性曲線；（2）流量為30 m3/h 時的 He 和Pe。解：（1）在阻力平方區(qū)，l = f（e/d）e/d = 0.006，查圖得：l = 0.033管路特性方程：（2）qv = 30 m3/h 時,3、采用IS80-65-125水泵從一敞口水槽輸送60熱水。最后槽內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，60水的飽和蒸汽壓Pv為19.92kpa、為983.2kg/m3，泵吸入管路的阻力損失為3.0m，問該泵能否正常工作

48、。解：該泵不能正常工作。說明安裝高度偏高。4、擬用一臺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使用，溶液罐上方連通大氣。已知吸入管內徑為50 mm，送液量為20 m3/h，估計此時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時溶液的飽和蒸汽壓為5.87 kPa，密度為800 kg/m3。 解： 其中Z2為為負值，表明在高原安裝該泵時要使其入口位于液面以下，才能保證正常操作。同時考慮實際操作的波動一般還應給予適當?shù)脑Ａ浚热?/p>

49、安裝高度再降低0.5m，變成-1m。5、今選用IS型水泵將水從低位水池向高位槽送水，要求送水量為40 t/h，槽內壓強（表壓）為0.03 Mpa，槽內水面離低位水池水面16 m，管路總阻力為4.1 J/N。試確定選用哪一種類型為宜？解：在槽內水面和低位水池水面之間列柏努利方程： 即管路所需壓頭為23.2 m。 查課本附錄9 ，選IS-80-65-160型合適。6、用泵將5的水從水池吸上，經換熱器預熱后打入某容器。已知泵的流量為1000kg/h, 加熱器的傳熱速率為11.6W，管路的散熱率為2.09kw,泵的有效功率為1.2kw。設池面與容器的高度不變，求水進入容器時的溫度。10m2200114

50、m圖 2-2分析：本系統(tǒng)對水提供能量的來源有二：泵和加熱器。泵所提供的能量除使水的機械能增加外，其余部分則因克服流動阻力而轉化為熱能。這部分熱能和加熱器加入的熱能，一部分散失到環(huán)境中，一部分被水吸收轉化為內能使水溫升高。如果設法求出水的內能增加值，該問題就迎刃而解。解： (1)水的內能增加值 如圖2-2，以0-0'面為基準面，列1-1.2-2截面間的柏努利方程式，以表壓計。式中截面，水的內能，J/Kg ；Q加熱器加入的熱量，J/Kg。已知 將其代入上式， 整理得 傳熱速率：可寫成泵對水加入的能量： 水的內能增加值：（）水溫 取水的比熱容為，則水進入容器時的溫度為沉降與過濾一章習題及答案

51、一、選擇題1、 一密度為7800 kg/m3 的小鋼球在相對密度為1.2的某液體中的自由沉降速度為在20水中沉降速度的1/4000，則此溶液的粘度為 （設沉降區(qū)為層流）。D 4000 mPa·s； 40 mPa·s； 33.82 Pa·s； 3382 mPa·s 2、含塵氣體在降塵室內按斯托克斯定律進行沉降。理論上能完全除去30m的粒子，現(xiàn)氣體處理量增大1倍，則該降塵室理論上能完全除去的最小粒徑為 。D A； B。；C。； D。3、降塵室的生產能力取決于 。 BA沉降面積和降塵室高度；B沉降面積和能100%除去的最小顆粒的沉降速度；C降塵室長度和能100%除去的最小顆粒的沉降速度；D降塵室的寬度和高度。4、降塵室的特點是 。DA 結構簡單，流體阻力小，分離效率高，但體積龐大；B 結構簡單，分離效率高，但流體阻力大，體積龐大；C