化工原理期末考試答案

1、第一章 流體流動(dòng)一名詞解釋（每小題2分）1.法定計(jì)量單位由國(guó)家以命令形式規(guī)定允許使用的計(jì)量單位。2.穩(wěn)定流動(dòng)流動(dòng)系統(tǒng)中各截面上的流速、壓強(qiáng)、密度等各有關(guān)物理量?jī)H隨位置變化不隨時(shí)間變化。3.不穩(wěn)定流動(dòng)流動(dòng)系統(tǒng)中各截面上的流速、密度、壓強(qiáng)等隨位置及時(shí)間而變。4.流動(dòng)邊界層流體流過(guò)壁面時(shí)，如果流體潤(rùn)濕壁面，則必然形成速度梯度很大的流體層 ： 叫流動(dòng)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(dāng)量長(zhǎng)度Le 把流體流過(guò)某一管件或閥門(mén)的局部阻力折算成相當(dāng)于流過(guò)一段與它直徑相同，長(zhǎng)度為 的直管阻力。所折算的直管長(zhǎng)度稱為該管件或閥門(mén)的當(dāng)量長(zhǎng)度。9.因次分

2、析法用位數(shù)不多的無(wú)因次數(shù)群代替較多的變量，對(duì)一個(gè)復(fù)雜的物理現(xiàn)象可簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)工作，該方法稱為因次分析法。10.相對(duì)粗糙度 /d - 相對(duì)粗糙度。11.粘性與粘度運(yùn)動(dòng)流體內(nèi)部產(chǎn)生的阻礙流體向前運(yùn)動(dòng)的特性。12.點(diǎn)速度流通截面上某一點(diǎn)的速度，可直接測(cè)量m/S。13.絕壓以絕對(duì)零壓作起點(diǎn)計(jì)算的壓強(qiáng)，稱為絕對(duì)壓強(qiáng)。14.表壓表示被測(cè)流體的絕對(duì)壓強(qiáng)比大氣壓強(qiáng)高出的數(shù)值，稱為表壓強(qiáng)。 15.真空度真空度等于大氣壓強(qiáng)減去絕對(duì)壓強(qiáng)。 二單選擇題（每小題2分）1某物體的質(zhì)量為1000kg，則其重量為_(kāi)。B A 1000N B 9810N C 9810kgf D 1000/9.81kgf2 4水在SI制中密度為_(kāi)；重

3、度為_(kāi)；在工程單位制中密度為_(kāi)；重度為_(kāi)。 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(dòng)阻力損失,則放水管的出口速度U與_有關(guān) 。 A AH BH、d Cd DPa EH、d 、Pa4 用標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)測(cè)量管中的流量，采用如圖所示三種裝置，兩測(cè)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(dòng)壓降損失 C、兩截面間動(dòng)壓頭變化 D突然擴(kuò)大或縮小流動(dòng)損失6 一敞口容器,底部有一出水管(如圖示)。容器內(nèi)水面保持恒定,管內(nèi)水流動(dòng) 的速度頭為0.5m水柱。水由容器流入管內(nèi),則2點(diǎn)的表壓 p2=( )水柱。 CA1.5m B1.0m C0.75m D0.5m7 如圖所示,用U形壓差計(jì)與管道A、B兩點(diǎn)相連。已知各圖中管徑、A、B間的管長(zhǎng)L及管道中流體流量均相同,管內(nèi)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(dòng) C向下流動(dòng) D不一定 9層流與湍流的本質(zhì)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(wú)徑向脈動(dòng)，而湍流有徑向脈動(dòng)10如圖，若水槽液位不變，在閥門(mén)打開(kāi)后，、點(diǎn)的流體總機(jī)械能的關(guān)系為_(kāi) 。B A= B=>C>= D能肯定11 一個(gè)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(jì)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(qiáng)差P CA、B間的壓頭損失及動(dòng)壓頭差之和 DA、B間的動(dòng)壓頭差(uA2uB2)/2g 13 轉(zhuǎn)子流量計(jì)的主要特點(diǎn)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(zhǎng)度相等, 管徑與管壁粗糙度相同,則:(1)U形壓差計(jì)讀數(shù) _。 B AR1>R2 BR1=R2CR1<R2D不定 (2)液體通過(guò)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(zhǎng)及流動(dòng)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(shí)，u1/u2（ ） A A 2 B4 C1/2 D1/4 E1. 16 一敞口容器,底部有一進(jìn)水管(如圖示)。容器內(nèi)水面保持恒定,管內(nèi)水流動(dòng) 的速度頭為0.5m水柱。 水由水管進(jìn)入容器,則2點(diǎn)的表壓 p2=( )水柱。 B A2.0m B1.5m C1.0m D0.75m 17孔板流量計(jì)的孔流系數(shù)Co，當(dāng)Re數(shù)增大時(shí)，其值_。B A總在增大 B先減小，當(dāng)Re數(shù)增大到一定值時(shí)，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(shí)，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(duì)粗糙度 D與粗糙度無(wú)關(guān)19如圖，U形壓差計(jì)測(cè)得：_。AAA、B間的阻力損失 BA、B間的壓強(qiáng)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(zhǎng)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(dòng)能量損失 Dab段壓差值及流動(dòng)能量損失21氣體是（ ）的流體。 B A可移動(dòng)B可壓縮C可流動(dòng)D可測(cè)量 22在靜止的流體內(nèi)，單位面積上所受的壓力稱為流體的（ ）。 C A絕對(duì)壓強(qiáng)B表壓強(qiáng)C靜壓強(qiáng)D真空度23以絕對(duì)零壓作起點(diǎn)計(jì)算的壓強(qiáng)，稱為（ ）。 A A絕對(duì)壓強(qiáng)B表壓強(qiáng)C靜壓強(qiáng)D真空度 24真空表上的讀數(shù)表示被測(cè)流體的絕對(duì)壓強(qiáng)（ ）大氣壓強(qiáng)的讀數(shù)。 A A低于；B等于；C高于；D近似于 25絕對(duì)壓強(qiáng)等于（ ）與表壓強(qiáng)之和。 A A大氣壓強(qiáng)B表壓強(qiáng)C相對(duì)壓強(qiáng)D絕對(duì)壓強(qiáng) 26單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)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(nèi)流體在流動(dòng)方向上所流過(guò)的距離稱為

10、流速。 B A無(wú)限時(shí)間B單位時(shí)間C長(zhǎng)時(shí)間D短時(shí)間 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 A gzB CD we 28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（ ）的能量。 D A增加B 擴(kuò)大C需求D損失 29流體在直管中流動(dòng)，當(dāng)（ ）2000時(shí)，流體的流動(dòng)類型屬于層流。 A A ReB PrC NuD Gr 30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)。 B A 層流B 湍流C 過(guò)渡流D漩渦流 31流體在圓管內(nèi)（ ）流動(dòng)時(shí)，最大速度是平均速度的二倍。 A A 層流B 湍流C 過(guò)渡流D 漩渦流 32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。

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(dāng)計(jì)算流體由粗管進(jìn)入細(xì)管的流動(dòng)局部阻力時(shí)，其公式中的流速應(yīng)該用_管中的速度。流體在管內(nèi)作湍流流動(dòng)時(shí)(不是阻力平方區(qū))其摩擦系數(shù)隨Re和_而變。 細(xì)管 e/d 2 牛頓粘性定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式為_(kāi)，牛頓粘性定律適用于_型流體。=du/dy 牛頓3在畢托管中，測(cè)壓孔正對(duì)水流方向的測(cè)壓管液位代表_，流體流過(guò)測(cè)速管側(cè)壁小孔的測(cè)壓管液位代表_。 動(dòng)靜壓頭之和 靜壓頭4 穩(wěn)定流動(dòng)中，點(diǎn)流速只與_有關(guān)，而不穩(wěn)定流動(dòng)中，點(diǎn)流速除與位置有關(guān)外，還與_有關(guān)。 位置 時(shí)間5 列伯努利方程時(shí)選取的截面，期中的兩個(gè)必須具備的條件是_，_。連續(xù)、垂直流動(dòng)方向或

12、流體流線平行 6 流體在圓形管道中作層流流動(dòng)，如果只將流速增加一倍，則阻力損失為原來(lái)的_倍；如果只將管徑增加一倍，流速不變，則阻力損失為原來(lái)的_倍。 2； 1/4 7下圖表示流體在圓形直管進(jìn)口段內(nèi)流動(dòng)時(shí)邊界層發(fā)展的情況,圖中ab截面管中心a點(diǎn)的流速為us ,b點(diǎn)的流速為u,圖示中所表示的符號(hào)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(nèi)層 主流區(qū)流速8 在SI制中壓強(qiáng)的因次為_(kāi)；功率的因次為_(kāi)速度梯度。MT-2L-1 MT-3L2 9實(shí)際流體在管道內(nèi)流動(dòng)時(shí)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(dāng)

13、開(kāi)大閥門(mén)A后，管路A中流速UA ，O點(diǎn)壓強(qiáng)P0 。 增大 降低 11 流體流動(dòng)的連續(xù)性方程是：_；適用于園形直管內(nèi)不可壓縮流體流動(dòng)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(dòng)，測(cè)得平均流速為0.5m/s，壓強(qiáng)降為10Pa，Re為1000，問(wèn)管中心處點(diǎn)速度為_(kāi)m/s，若平均流速增加為1m/s，則壓強(qiáng)降為_(kāi)Pa。1m/s 20Pa 13 LZB-40轉(zhuǎn)子流量計(jì)其轉(zhuǎn)子為不銹鋼（比重：7.92），刻度標(biāo)值以水為基準(zhǔn)，量程范圍為0.25 2.5m3/h，若用此轉(zhuǎn)子流量計(jì)來(lái)測(cè)量酒精（比重：0.8），則酒精的實(shí)際流量值要比刻度值

14、_，測(cè)量酒精時(shí)，此流量計(jì)的最大流量值為_(kāi)。大 2.84m3/h 14如圖所示，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)R 的關(guān)系式為_(kāi)。 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(diǎn)也在同一高度上,h1=100mm,h2=200mm,則各點(diǎn)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(dòng)力

15、黏度(簡(jiǎn)稱為黏度)的SI單位為_(kāi)。運(yùn)動(dòng)黏度的SI單位為_(kāi)。 Pa×s或N×s/m2、 m2/s17 邊長(zhǎng)為0.4m的正方形通風(fēng)管道，其潤(rùn)濕周邊長(zhǎng)為_(kāi)，當(dāng)量直徑為_(kāi)。1.6m 當(dāng)量直徑為 0.4m18 米糠油在管中作層流流動(dòng)，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(jī)械能衡算式如衡算基準(zhǔn)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(wú)外加機(jī)械能） 20如圖所示，液體在等徑管中穩(wěn)定流動(dòng)，則閥的局部阻力系數(shù)與壓差計(jì)讀數(shù)R的關(guān)系式為 。 21 層流時(shí),管內(nèi)平均流速是最大流速的_；湍流時(shí),管內(nèi)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(nèi)徑d1 = 45mm ，液體在管內(nèi)流速為0.5m/s ，小管內(nèi)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_(kāi)m/s，是根據(jù)方程而得。2.8m/s 連續(xù)性23 空氣在內(nèi)徑一定的圓管中穩(wěn)定流動(dòng)，若氣體質(zhì)量流量一定，當(dāng)氣體溫度升高時(shí)，Re值將_。下降24 _的流體稱為理想流體。無(wú)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(shí)的黏度為_(kāi) Pa.s；當(dāng)du/dy=100 1/s時(shí)其黏度為 Pa.s。 10 126并聯(lián)管路的特點(diǎn)是：A)并聯(lián)各管段壓強(qiáng)

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(zhuǎn)子流量計(jì)其轉(zhuǎn)子為不銹鋼（比重：7.92），刻度標(biāo)值以水為基準(zhǔn)，量程范圍為0.25 2.5m3/h，若上述轉(zhuǎn)子流量計(jì)改用形狀完全相同的鉛轉(zhuǎn)子（比重：10.67）代替原不銹鋼轉(zhuǎn)子，測(cè)量的流體仍為水，則實(shí)際流量值要比刻度值_， 實(shí)際量程范圍為_(kāi)m3/h.。 大 0.2952.9528 測(cè)流體流量時(shí)，隨著流體流量增加，孔板流量計(jì)兩側(cè)壓差值將_，若改用轉(zhuǎn)子流量計(jì)測(cè)量，當(dāng)流量增大時(shí)，轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhǔn)數(shù)關(guān)

18、系式中共有 個(gè)準(zhǔn)數(shù)。230壓強(qiáng)表上的讀數(shù)表示被測(cè)流體的（ ）比大氣壓強(qiáng)高出的數(shù)值，稱為表壓強(qiáng)。 絕對(duì)壓強(qiáng) 四問(wèn)答題 （每小題2分）1如何判斷一流體的流動(dòng)類型? Re2000的流動(dòng)稱為層流流動(dòng)，Re4000的流動(dòng)稱為湍流流動(dòng) 2層流與湍流是如何定義的？ Re2000的流動(dòng)稱為層流流動(dòng)，Re4000的流動(dòng)稱為湍流流動(dòng) 3簡(jiǎn)述層流與湍流的區(qū)別。 流體在管內(nèi)作層流流動(dòng)時(shí)，其質(zhì)點(diǎn)沿管軸作有規(guī)則的平行運(yùn)動(dòng)，各質(zhì)點(diǎn)互不碰撞，互不混合。流體在管內(nèi)作湍流流動(dòng)時(shí)，其質(zhì)點(diǎn)作不規(guī)則的雜亂運(yùn)動(dòng)，并相互碰撞，產(chǎn)生大大小小的漩渦 4什么是“當(dāng)量直徑”? 對(duì)非圓形截面的通道, 可以找到一個(gè)與圓形管直徑相當(dāng)?shù)摹爸睆健眮?lái)代替,

19、此直徑即稱為“當(dāng)量直徑” 5當(dāng)量直徑是如何計(jì)算的? 當(dāng)量直徑等于四倍的流通橫截面積除以潤(rùn)濕周邊長(zhǎng) 6某液體分別在本題附圖所示的三根管道中穩(wěn)定流過(guò)，各管絕對(duì)粗糙度、管徑均相同，上游截面1-1的壓強(qiáng)、流速也相等。問(wèn)：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(guò)，各管絕對(duì)粗糙度、管徑均相同，上游截面1-1的壓強(qiáng)、流速也相等。問(wèn)：在三種情況中，下游截面2-2的壓強(qiáng)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?。科淅碛珊卧?？ 三種情況中，下游截面2-2的壓強(qiáng)不相等，其中（a）的壓強(qiáng)最大，（c）的壓強(qiáng)最

20、小。這是因?yàn)椋╟）管上不僅有一個(gè)閥門(mén)消耗能量，且管子末端垂直上升一段，又使得靜壓強(qiáng)降低 8活塞在汽缸中以0.2m/s速度移動(dòng)，見(jiàn)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(dòng)，漆膜厚度為0.2mm，見(jiàn)附圖。 問(wèn)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(dòng)？為什么？ 時(shí)，水向低位槽流動(dòng) 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(zhuǎn)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(zhǔn)數(shù)關(guān)系式中共有3個(gè)準(zhǔn)數(shù)。 錯(cuò)2某物

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

22、1m/s。 對(duì)9邊長(zhǎng)為0.4m的正方形通風(fēng)管道，當(dāng)量直徑為0.6。 錯(cuò)10測(cè)流體流量時(shí)，隨著流體流量增加，孔板流量計(jì)兩側(cè)壓差值將增加。 對(duì)六計(jì)算題 1、 某牛頓型流體在圓、直、等徑管內(nèi)流動(dòng)，在管截面上的速度分布可表達(dá)為：v=20y-200y2，式中：y截面上任一點(diǎn)至管壁的徑向距離，m；v該點(diǎn)的點(diǎn)流速，m/s。試求：管半徑中點(diǎn)處的流速；管壁處的剪應(yīng)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(dāng)=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(nèi)流動(dòng)，截面1處管內(nèi)徑d1為0.2m，截面2處管內(nèi)徑d2為0.1m。現(xiàn)測(cè)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(shè)在大氣中流束截面保持圓形。已知噴嘴內(nèi)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(jì)算出噴嘴口的水流速u(mài)1。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(yīng)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(kuò)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(wèn)新系統(tǒng)所設(shè)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(zhǎng)(包括局部阻力)430m，進(jìn)出口阻力不計(jì)。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(shí)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(nèi)的有機(jī)溶液(密度為800kg

26、/m3, 粘度為20cP)輸送到反應(yīng)器中。設(shè)貯槽內(nèi)的液面離反應(yīng)器內(nèi)的液面高度保持16m，見(jiàn)附圖。已知鋼管總長(zhǎng)度(包括局部阻力當(dāng)量長(zhǎng)度)為25m，反應(yīng)器內(nèi)的壓力恒定為4kgf/cm2(表壓)，有機(jī)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(dòng)，40水的密度為992kg/m3，飽和蒸汽壓pv=7.38kPa，當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?7kPa?，F(xiàn)擬d0取135mm，試問(wèn)：當(dāng)不計(jì)阻力損失，水在流經(jīng)收縮管時(shí)會(huì)不會(huì)汽化？ 10分管子出口流速u(mài)= =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(huì)發(fā)生水汽化。 2分8、如圖所示，水從槽底部沿內(nèi)徑為100mm的管子流出，槽中水位穩(wěn)定。閥門(mén)關(guān)閉時(shí)測(cè)得R=50cm，h=1.8m。求：閥門(mén)全開(kāi)時(shí)的流量 閥門(mén)全開(kāi)時(shí)B處的表壓(閥全開(kāi)時(shí)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(shè)摩擦系數(shù)=0.018 15分閥關(guān)時(shí)：(ZA+1.8)×1000=0.5×13600 ZA=5m 2分閥全開(kāi)：對(duì)A-A和C-C截面外側(cè)列伯努利方程： 取Zc=0

28、(基準(zhǔn)面), 4分 解出：u=3.02m/s 3分對(duì)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(dāng)閥門(mén)全閉時(shí)，壓力表讀數(shù)為0.3大氣壓, 而在閥門(mén)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 mH2O，求水的流量為若干m3/h？ 10分解：閥門(mén)全閉時(shí)，由 P2 =gH， 即水槽液面距閥門(mén)中心線的高度為3.1 m。 2分 閥門(mén)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 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(jì)和一個(gè)截止閥, 已知管道為57´3.5mm的鋼管，直管與局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度(不包括截止閥)總和為 60m,截止閥在某一開(kāi)度時(shí)的局部阻力系數(shù)為7.5。設(shè)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(zhì)量流量及兩槽液面的位差Z； 閥門(mén)前后的壓強(qiáng)差及汞柱壓差計(jì)的讀數(shù)R2 。 若將

30、閥門(mén)關(guān)小，使流速減為原來(lái)的0.8倍，設(shè)系統(tǒng)仍為穩(wěn)定湍流，l近似不變。問(wèn): 截止閥的阻力系數(shù)變?yōu)槎嗌? 閥門(mén)前的壓強(qiáng)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(dāng)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(diǎn)壓強(qiáng)pa增大。 5分11計(jì)算題 水塔供

31、水系統(tǒng)如附圖所示。管路總長(zhǎng)50m(不包括局部阻力當(dāng)量長(zhǎng)度)，水塔內(nèi)水位高9.8m，管內(nèi)徑d=45mm，現(xiàn)測(cè)得流量V為12m3/h，摩擦系數(shù)可按0.02 計(jì)，試計(jì)算所有局部阻力當(dāng)量管長(zhǎng)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(jì)算題 有一內(nèi)徑d50mm的管子，用孔板流量計(jì)測(cè)量水的流量，孔板內(nèi)孔直徑d0=25mm，U形壓差計(jì)的指示液為汞 ，孔流系數(shù)C0=0.62。當(dāng)需測(cè)的最大水流量為18m3/h，問(wèn)：U形壓差計(jì)最大讀數(shù)max為多少？ 5分 期中 3分m 2分13、計(jì)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(nèi)流過(guò)。在管內(nèi)某處p1=1.5at(表壓)，若局部阻力不計(jì)，問(wèn)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(nèi)截面為1000mm×1200mm的矩形煙囪的高度為30m。平均摩爾質(zhì)量為30kg/kmol，平均溫度為400的煙道氣自下而上流動(dòng)。煙囪下端維持49pa的真空度。在煙囪高度范圍內(nèi)大氣的密度可視為定值，大氣溫度為20，地面處的大氣壓強(qiáng)為101.33×103pa。流體流經(jīng)煙囪時(shí)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(nèi)側(cè)為下游截面22，并以截面11為基準(zhǔn)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(qiáng)變化不大，煙道氣的密度可按1.033×105pa及400計(jì)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(qiáng)，即： P1= pa，149Pa 因煙囪頂端內(nèi)側(cè)壓強(qiáng)等于同高度處的大氣壓強(qiáng)，故p2= pa，2 = pa，1gZ2 2分標(biāo)準(zhǔn)狀況下空氣的密度為1.293kg/m3，所以1.0133×105Pa、20時(shí)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(jī)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(nèi)水面為截面1，作為基準(zhǔn)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(zhì)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(dòng)，管徑300mm，總長(zhǎng)為50m（包括全部局部阻力當(dāng)量長(zhǎng)度），兩容器液面差為3.2m（如圖示）。求：(1)管內(nèi)流量為多少？(2)若在連接管口裝一閥門(mén)，調(diào)節(jié)此閥的開(kāi)度使流量減為原來(lái)的一半，閥的局部阻力系數(shù)是多少？按該管折算的當(dāng)量長(zhǎng)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(yàn)證Re=0.3×3.513×80

36、0/0.073=115504000假設(shè)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(zhǎng)為30m的水平直管段AB，在其中裝有孔徑為16.4mm的標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)來(lái)測(cè)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(jì)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(diǎn)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(nèi)混合成稀堿液送入C槽，各部分標(biāo)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(zhǎng)（包括所有局部阻力損失的當(dāng)量長(zhǎng)度在內(nèi)）為20m，摩擦系數(shù)可取0.025。（1） 當(dāng)水流量為8m3/h時(shí)，試計(jì)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(nèi)（說(shuō)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(guān)？ 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(nèi)。 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(jiàn)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(guān)，而且與吸入管的管路情況（管徑、管長(zhǎng)、粗糙度等）有關(guān)。 4分第二章 流體輸送機(jī)械一、名詞解釋（每題2分）1. 泵流量泵單位時(shí)間輸送液體體積量2. 壓頭流體輸送設(shè)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(jī)為泵軸所提供的功率5. 理論壓頭具有無(wú)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?yàn)楸弥写嬖跉怏w而導(dǎo)致吸不上液體的現(xiàn)象7. 離心泵特性曲線在一定