化工原理自測(cè)練習(xí)三

第三章 上冊(cè)期中考試模擬練習(xí)三一、填空題定態(tài)是指全部過程參數(shù)

不隨時(shí)間改變

。流體的連續(xù)性假定指

流體是有大量質(zhì)點(diǎn)組成的、彼此間沒有空隙、完全充滿所占空間的連續(xù)介質(zhì)

。層流與湍流的本質(zhì)區(qū)別在于

湍流有徑向脈動(dòng)

。直管阻力損失體現(xiàn)在

流體勢(shì)能的降低。3）液體的黏度隨溫度升高而

減小，氣體的黏度隨溫度降低而

減小

。常溫下水的黏度

10－3

Pa?s，空氣的黏度

1.8×10－5

Pa?s。水在管道中的常用經(jīng)濟(jì)流速范圍是

1～3

m/s，壓強(qiáng)較高的氣體在管道中的常用經(jīng)濟(jì)流速范圍是

15～25

m/s。離心泵采用后彎葉片是因?yàn)?/p>

能量利用率較高

，為防止氣縛現(xiàn)象

，離心泵在啟動(dòng)時(shí)必須先灌泵。（6）當(dāng)管徑相同、喉徑與孔徑相同時(shí)，文丘里流量計(jì)的孔流系數(shù)CV比孔板流量計(jì)的孔流系數(shù)CO

大，文丘里流量計(jì)的能量損失比孔板流量計(jì)的

小。（大、小）(7)如圖所示系統(tǒng)，其大管內(nèi)徑為

d1=45mm，液體在大管內(nèi)流速為

0.5m/s，小管內(nèi)徑為d2=19mm，從1-1到2-2截面的阻力損失為15J/kg,則2-2截面處的流速為

2.8

m/s，此值是根據(jù)

質(zhì)量守恒方程而得。d

2

·u

=

d

2

·u1

1

2

2（8）操作中的離心泵，若將泵的出口閥關(guān)小，則泵的揚(yáng)程

增大

，軸功率

減少

，泵入口處的真空度

減少

。（變大，不變，變小）軸功率為單調(diào)上升曲線qVqVMqVM1M1MH，

qv

fl,

pa

fl（9）離心泵的特性曲線通常包括He~qVPa~

qV曲線，h~

qV曲線和 曲線。這些曲線表示在一定

轉(zhuǎn)速

下，輸送某種特定的液體時(shí)泵的性能。選用離心泵時(shí)，先根據(jù)輸送液體的性質(zhì)和操作條件

確定泵的類型，然后根據(jù)具體管路對(duì)泵提出的

流量

和

揚(yáng)程

要求確定泵的型號(hào)。（10）旋槳式攪拌器的特點(diǎn)是

流量大、壓頭低

；渦輪式攪拌器的特點(diǎn)是

流量小、壓頭大

。（11）從混合機(jī)理看，大尺度的混合均勻主要來源于

總體流動(dòng)

，而小尺度的混合均勻主要來源

于

高度湍動(dòng)

。強(qiáng)化液流湍動(dòng)的措施有

提高攪拌器轉(zhuǎn)速

、阻止容器內(nèi)液體的圓周運(yùn)動(dòng)、和

安裝導(dǎo)流筒

。（12）邊界層是指流速降為來流速度99％以內(nèi)的區(qū)域

的區(qū)域。邊界層分離的后果是

造成機(jī)械能損失

。（13）非牛頓流體的黏度不再為一常數(shù)而與

剪切率

有關(guān)。根據(jù)表現(xiàn)出的不同力學(xué)特性，非牛頓流體可以分為

塑性

流體、

假塑性流體和

漲塑性

流體。二、選擇題(A)與光滑管一樣；（C）只取決于雷諾數(shù)；（B）只取決于相對(duì)粗糙度（D）與粗糙度無關(guān)；（1）在高度湍流（阻力平方）區(qū)時(shí)，粗糙管的摩擦系數(shù)λ值

B

。（2）如圖所示，管中的水處于

C

。(A)靜止；（C）向下流動(dòng)；（B）向上流動(dòng)；（D）不一定；（3）當(dāng)管路特性曲線表示為：H=A+BqV時(shí)

B

。A只包括單位重量流體需增加的位能；A包括單位重量流體需增加的位能與靜壓能；BqV2代表管路系統(tǒng)的局部阻力損失；BqV2代表單位重量流體需增加的動(dòng)能；（4）往復(fù)泵適用于

B

。

(A)大流量且流量要求特別均勻的場(chǎng)合；（B）流量較小，揚(yáng)程較高的場(chǎng)合；（C）介質(zhì)腐蝕性特別強(qiáng)的場(chǎng)合；（D）投資較小的場(chǎng)合；（5）如圖管路系統(tǒng)，管長(zhǎng)L（包括局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)

度），管徑為d時(shí)，流量為qv。今用兩根長(zhǎng)度均與原管長(zhǎng)L相同，而管徑為d/2的管子并聯(lián)取代原管后，總流量為qv’，則

C

.(A)

；

（B）（D）；。v

vq'

?qv

v21q'

?

qv

v3（C）

q'

?

1q

；v

v4q'

?

1

qp

2

d

58llq2u

2d

2l=

hf

=

l=

v

rD?原：8ll(q'2

/

2)ip

2

(d

)5r=D?新：各支管阻力相等，故=

25

/

2

?

6

/

2

=

3

di

d

5

v

=q

1q'v

2三、如圖所示，水通過傾斜變徑管段（A-B），已知DA=100mm，DB=240mm，水流量為2m3/min，在截面A與B處接一

U形壓差計(jì)，其讀數(shù)為R=20mm，指示劑為水銀，A、B兩點(diǎn)間的垂直距離為h=0.3m。試求：①A、B兩點(diǎn)的壓差為多少Pa？②A、B管段的阻力損失為多少J/kg？③若將管路水平放置，流向與流量不變，定性回答壓差計(jì)讀數(shù)及A、B兩點(diǎn)壓強(qiáng)差D?

=

DrgDh

=

2472.12

pa（1）D?

=

(pA

-

pB

)+(rghA

-

rghB

)pA

-

pB

=

2472.12

+

1000

·

9.81·

0.3

=

5415.12

pafBBAAu

2

+

hu=

+

gh

+p

A

+

gh

+21

p2

Br12r（2）hf

=

11.2J

/

kg（3）壓差計(jì)讀數(shù)不變；壓強(qiáng)差減小四、某混合式冷凝器內(nèi)的真空度為7.85×104Pa，所需冷卻水量為6×104kg/h，冷水進(jìn)冷凝器的入口比吸水水池的液面高15m，用φ114×7mm管道輸水，管長(zhǎng)80m，管路配有

2個(gè)球心閥和5個(gè)彎頭，已知閥門的阻力系數(shù)ζ=3，彎頭的阻力系數(shù)ζ=1.26，管入口阻力系數(shù)ζ=0.5，摩擦阻力系數(shù)λ=0.02，現(xiàn)倉庫中有四種規(guī)格的離心泵如下：試求：①為完成上述輸送任務(wù)需選用幾號(hào)泵？②所選用的泵安裝在上述管道上，若管路條件不作任何改變，實(shí)際流量能否達(dá)到上述規(guī)定值？如何調(diào)節(jié)泵出口閥才能達(dá)到規(guī)定值（用管路特性曲線，泵特性曲線和工作點(diǎn)定性描述）。編號(hào)1234流量L/min500100010002000揚(yáng)程m10101515（1）2vq8(l

l

+z

)H

=+D?

d

rg

p

2

d

4

g（2）所需流量下,泵的壓頭He>管路所需能量H，安裝后實(shí)際的流量大于所需流量。需關(guān)小閥門。=

13.84m(

H2O)選三號(hào)泵803.142

·

0.14

·

9.818(0.02

· +

3

·

2

+

5

·1.26

+

0.5

+

1)0.198107.85

·104H

=

15

-24

6

·10·

3600

·1000+qVqVMqVM1M1MH五、如圖所示，槽內(nèi)水位恒定。槽的底部與內(nèi)徑為100mm的水平管連接。當(dāng)A閥關(guān)閉時(shí)，測(cè)得R=600mm，h=1500mm。（1）當(dāng)A閥部分開啟時(shí)，測(cè)得R=400mm，h=1400mm，此時(shí)水管中的流量為多少m3/h?已知λ=0.02，管子入口處ζ=0.5。（2）當(dāng)A閥全部開啟時(shí)，A閥的當(dāng)量長(zhǎng)度le=15d，λ=0.02，則水管中流量為多少m3/h?B點(diǎn)壓強(qiáng)應(yīng)為多少Pa（表）？讀數(shù)R為多少？（U形管測(cè)壓計(jì)為等直徑玻璃管，指示劑為汞）1122設(shè)高位槽液面處為1截面，出口處為2截面pB

+r水gh

=Pa

+r汞gRA閥關(guān)閉時(shí)：p1

+

rgz1

=

p

B＝Pa＋13600

·

9.81

·

0.6－1000

·

9.81

·

1.5＝

Pa＋65334

.6（1）pB＝Pa＋13600

·

9.81

·

0.4－1000

·

9.81

·

1.4＝

Pa＋39632

.4從1－B列伯努利方程

u1

=

0,zB

=

0B1

1

B2p

+

rgz

=

p

+

r

u

2

+

rSh2B1

1

Bd

2lf

1-Br+

0.5

)

up

+

rgz

=

p

+

(

1

+

l2B0.1

2Pa

+

65334.6

=

Pa

+

39632.4

+

(

1.5

+

0.02

15

)·1000

uuB

=

3.38m

/

s流量為95.52m3

/h（2）

從1－2截面列伯努利方程：f1-222112+

rShp

+

rgz

=

Pa

+ur2p1

+

rgz1dr=

p

+

(

1

+

l

l

+

le

+

0.5

)

uB

2

B2B0.1

2Pa

+

65334.6

=

Pa

+

(

1.5

+

0.02

35

+

1.5

)

·

1000

uuB

=

3.85m

/

s流量為108.9m3

/h從1－B列伯努利方程：Bf

1-B1

1

B2p

+

rgz

=

p

+

r

u

2

+

rSh2drp

+

rgz

=

p

+

(

1

+

l

l

+

0.5

)

u1

1

B

2

BpB