第一章流體流動知識題卡答案解析

**第一章流體流動第一章習(xí)題1：某設(shè)備的真空表讀數(shù)為500mmHg，設(shè)備外環(huán)境大氣壓強(qiáng)為640mmHg，則它的絕對壓強(qiáng)為_________Pa。感謝閱讀該設(shè)備的絕對壓強(qiáng)=640-500=140mmHg＝140×133.32＝1.866×104Pa。（2感謝閱讀分）第一章習(xí)題2：流體在圓形直管內(nèi)作滯流（層流）流動時，其速度分布呈_________形曲線，精品文檔放心下載中心最大速度為平均速度的____________倍。此時摩擦系數(shù)λ與__________無關(guān)，精品文檔放心下載只隨__________加大而_______________。感謝閱讀拋物線，2，ε/d，Re，減小。（每個空1分，共5分）。謝謝閱讀第一章習(xí)題3：牛頓粘性定律表達(dá)式為___________________________，它只適用于謝謝閱讀_____________型流體。τ＝μ或τ＝μd（2分）ydy牛頓（1分）（共3分）**第一章習(xí)題4：內(nèi)摩擦力是流體________________的表現(xiàn)，所以又稱為___________力或者謝謝閱讀__________________力。粘性， 粘滯，粘性摩擦（每空1分，共3分）第一章習(xí)題5：流體在圓形直管內(nèi)流動時，在湍流區(qū)則摩擦系數(shù)λ與________及________有感謝閱讀關(guān)。在完全湍流區(qū)則λ與雷諾系數(shù)的關(guān)系線趨近于___________線。精品文檔放心下載Re，ε/d，水平 （每空1分，共3分）第一章習(xí)題6：粘度的物理意義是____________________________________。感謝閱讀促使流體流動產(chǎn)生單位速度梯度的剪應(yīng)力。（2分）第一章習(xí)題7：邊長為a的正方形管道，其當(dāng)量直徑de為________________。謝謝閱讀d4r4a2（2分）aeH4a第一章習(xí)題8：在定態(tài)流動系統(tǒng)中，水連續(xù)地從粗圓管流入細(xì)圓管，粗管內(nèi)徑為細(xì)管的2精品文檔放心下載**倍。則細(xì)管內(nèi)水的流速為粗管內(nèi)流速的___________倍。謝謝閱讀據(jù)u1(d2)2＝（2d1）2＝(2)2=4(2分)ud1d21第一章習(xí)題9：流體在圓管內(nèi)流動時的摩擦阻力可分為__________________和_____________感謝閱讀兩種。局部阻力的計算方法有___________法和_________法。感謝閱讀直管阻力，局部阻力，阻力系數(shù)，當(dāng)量長度。（每個空1分，共4分）感謝閱讀第一章習(xí)題10：在靜止的同一種連續(xù)流體的內(nèi)部，各截面上___________能與__________能之和為感謝閱讀常數(shù)。位，靜壓。（每個空1分，共2分）第一章習(xí)題11：法定單位制中，粘度的單位為_________________,在cgs制中粘度的單位為精品文檔放心下載_______________________，他們之間的關(guān)系是________________。精品文檔放心下載Pa·S； p或cp； 1cp＝1×10－2p＝1×10－3Pa·S精品文檔放心下載（每空1分，共3分）第一章習(xí)題12：開口U型管壓差計是基于________________原理的測壓裝置，它可以測量管感謝閱讀**路中__________________上的_____________或_______________。精品文檔放心下載流體靜力學(xué) 任意截面 表壓強(qiáng) 真空度（每個空1分，共4分）第一章習(xí)題13：流體在管內(nèi)作湍流流動時，在管壁處速度為__________________,鄰近管壁處精品文檔放心下載存在_________________層，且Re值越大，則該層厚度越____________________。感謝閱讀零， 滯流（或?qū)恿鳎﹥?nèi) 薄（或?。┑谝徽铝?xí)題14：實際流體在直管內(nèi)流過時，各截面上的總機(jī)械能___________守恒。因?qū)嶋H流精品文檔放心下載體流動時有_______________________。謝謝閱讀不， 摩擦阻力。（每空1分，共2分）第一章習(xí)題15：流體在一段裝有若干個管件的直管l中流過的總能量損失的通式為感謝閱讀__________，它的單位為_________________。精品文檔放心下載hf＝lle.u2（2分）J/Kg(1分)共3分2d第一章習(xí)題16：定態(tài)流動時，不可壓縮理想流體在管道中流過時各截面上_________相等。它謝謝閱讀**們是____________________之和，每一種能量____________________，但可以精品文檔放心下載_________________________。謝謝閱讀總機(jī)械能（1分）； 位能、動能和靜壓能（2分）不一定相等（1分）； 互相轉(zhuǎn)換（1分）第一章習(xí)題17：柏努利方程是以1Kg不可壓縮流體為基準(zhǔn)推導(dǎo)出的，若用于可壓縮流體時必須符合_____________________________的條件。精品文檔放心下載pp×100％20%.要求式中分母p用絕壓。（2分）12p11第一章習(xí)題18：判斷流體流動類型的是（ ）（A） Eu準(zhǔn)數(shù)（B） Re準(zhǔn)數(shù)（C） ε/d（D） Pf（B）（1分）第一章習(xí)題19：流體在圓形直管內(nèi)作定態(tài)流動，雷諾準(zhǔn)數(shù)Re＝1500，則其摩擦系數(shù)應(yīng)為謝謝閱讀（ ）（A） 0.032 （B）0.0427 （C）0.0267 （D）無法確定感謝閱讀**由64640.0427Re1500應(yīng)選（B）（2分）第一章習(xí)題20：在法定單位制中，粘度的單位為（ ）（A）cp （B）p （C）g/(cm.s) （D）Pa.s感謝閱讀（D）(1分)第一章習(xí)題21：在靜止流體內(nèi)部各點的靜壓強(qiáng)相等的必要條件是（ ）（A）同一種流體內(nèi)部 （B） 連通著的兩種流體（C）同一種連續(xù)流體 （D） 同一水平面上，同一種連續(xù)的流體精品文檔放心下載（D） （2分）第一章習(xí)題22：在一水平變徑管道上，細(xì)管截面A及粗管截面B與U管壓差計相連，當(dāng)流體流過時，U管壓差計測量的是（）謝謝閱讀（A）A、B兩截面間的總能量損失 （B）A、B兩截面間的動能差謝謝閱讀（C）A、B兩截面間的壓強(qiáng)差 （D）A、B兩截面間的局部阻力謝謝閱讀（C）（2分）**第一章習(xí)題23：管路由直徑為Φ57×3.5mm的細(xì)管，逐漸擴(kuò)大到Φ108×4mm的粗管，若流謝謝閱讀體在細(xì)管內(nèi)的流速為4m/s。則在粗管內(nèi)的流速為（ ）謝謝閱讀（A）2m/s （B）1m/s （C）0.5m/s （D）0.25m/s精品文檔放心下載ud5011141m/s得u粗4u細(xì)4由u粗(d細(xì))2(100)24細(xì)粗應(yīng)選(B) （2分）第一章習(xí)題24：氣體在直徑不變的圓形管道內(nèi)作等溫定態(tài)流動，則各截面上的（ ）謝謝閱讀（A） 速度相等 （B）體積流量相等（C） 速度逐漸減小 （D）質(zhì)量流速相等（D） （2分）第一章習(xí)題25：湍流與滯流的本質(zhì)區(qū)別是（ ）（A）湍流的流速大于滯流的（B）湍流的Re值大于滯流的（C）滯流無徑向脈動，湍流有徑向脈動（D）湍流時邊界層較?。–）（2分）**第一章習(xí)題26：在阻力平方區(qū)內(nèi)，摩擦系數(shù)λ（ ）為常數(shù)，與Re，ε/d均無關(guān)隨Re值加大而減小與Re值無關(guān)，是ε/d的函數(shù)是Re值與ε/d的函數(shù)（C） （2分）第一章習(xí)題27：流體在圓形直管中作滯流流動時，其直管阻力損失與流速u的關(guān)系為（）（A）與u2成正比謝謝閱讀（B）與u成正比（C）與u1.75成正比（D）與u0.55成正比lu26464hfd.2，當(dāng)流體作滯流時，Redu代入可得:64lu264ul32ulhfdu.d.22d2d2應(yīng)選（B）（2分）第一章習(xí)題28：(判斷題)在計算突然擴(kuò)大及突然縮小的局部阻力時，公式中的流速應(yīng)該用小管感謝閱讀中的流速。（ ）**（√）（1分）第一章習(xí)題29：(判斷題)氣體在圓管內(nèi)作定態(tài)流動時，其流速與管內(nèi)徑的平方成反比。（ ）精品文檔放心下載×）（1分）第一章習(xí)題30：(判斷題)不可壓縮的理想流體在管道內(nèi)作定態(tài)流動，若無外功加入時，則流體在任一截面上的總壓頭為一常數(shù)。（）精品文檔放心下載√）（1分）第一章習(xí)題31：(判斷題)流體在管道任意截面徑向上各點的速度都是相同的，我們把它稱為平均流速。（）精品文檔放心下載×）（1分）第一章習(xí)題32：(判斷題)在同一種連續(xù)流體內(nèi)，處于同一水平面上各點的壓強(qiáng)都相等。（ ）謝謝閱讀（×）（1分）第一章習(xí)題33：(判斷題)某定態(tài)流動系統(tǒng)中，若管路上安裝有若干個管件、閥門和若干臺精品文檔放心下載**泵，則此管路就不能運(yùn)用連續(xù)性方程式進(jìn)行計算（ ）。（×）（1分）第一章習(xí)題34：用U管壓力計測量管路中兩點的壓強(qiáng)差，其壓差值只與讀數(shù)R和兩流體的密度精品文檔放心下載差有關(guān)，而與U管的粗細(xì)、長短無關(guān)（ ）。（√）（1分）第一章習(xí)題35：（簡答題）流體的絕對壓強(qiáng)（實際壓強(qiáng)）、表壓強(qiáng)、真空度三者之間有什么關(guān)系？用一個公式表示。精品文檔放心下載表壓強(qiáng)＝絕對壓強(qiáng)－當(dāng)?shù)赝饨绱髿鈮簭?qiáng)＝－真空度。（3分）感謝閱讀第一章習(xí)題36：（簡答題）如何判斷靜止流體內(nèi)部兩點的壓強(qiáng)相等？在靜止的同一種連續(xù)流體內(nèi)部，處于同一水平面上各點的壓強(qiáng)都相等。（3分）謝謝閱讀第一章習(xí)題37：（簡答題）質(zhì)量流量w、體積流量v與流速u三者之間的關(guān)系如何？精品文檔放心下載s s三者之間可以用一個公式表示為：**wuA（3分）ss第一章習(xí)題38：（簡答題）氣體在管道中流過時常采用質(zhì)量速度G來表達(dá)其流動情況。問：（1）其原因是什么？（2）G的表達(dá)式如何？謝謝閱讀（1）由于氣體的密度是溫度和壓強(qiáng)的函數(shù)，因此對氣體常采用質(zhì)量速度G來表達(dá)其流動情況。（3分）謝謝閱讀（2）GwsVsu.Kg/(m2s)(2分)AA共5分第一章習(xí)題39：（簡答題）何謂定態(tài)流動？在流動過程中，若系統(tǒng)的參變量不隨時間改變僅隨所在空間位置而變的流動稱為定態(tài)流動。（4分）精品文檔放心下載第一章習(xí)題40：（簡答題）（1）流體在管道中流動時，涉及哪些機(jī)械能？（2）何謂流體的總機(jī)械能？精品文檔放心下載（1）涉及的機(jī)械能有位能、動能和靜壓能。（3分）（2）以上三者之和稱為總機(jī)械能。(2分)（共5分）第一章習(xí)題41：（簡答題）（1）什么是理想流體？**（2）引入理想流體的概念有什么意義？（1）流動時沒有阻力的流體，即總能量損失為零，稱這種流體為理想氣體。（3分）精品文檔放心下載（2）自然界中不存在理想流體，但引入這個概念可使復(fù)雜的流體流動問題得以簡化。（3分）謝謝閱讀（共6分）第一章習(xí)題42：（簡答題）何謂（1）有效功（凈功）？（2）有效功率？（3）軸功率？（1）在流動過程中，輸送機(jī)械對1Kg流體所做的功稱為有效功（凈功）。以感謝閱讀We表示，單位為J/Kg。（2分）（2）單位時間內(nèi)輸送機(jī)械對流體所做的有效功稱為有效功率。以Ne表示，單感謝閱讀位為W。而NW.w（2分）e e s（3）有效功率Ne與輸送機(jī)械的效率η的比值稱為軸功率。以N表示，單位為感謝閱讀W。即NNe(2分)6分第一章習(xí)題43：（簡答題）何謂總能量損失∑h?？**1Kg流體在1-1/與2-2/兩截面之間流動過程中，因克服摩擦阻力而損失的能量精品文檔放心下載稱為總能量損失。（3分）第一章習(xí)題44：（簡答題）化工廠哪些計算要應(yīng)用流體靜力學(xué)基本方程式？主要應(yīng)用與以下三個方面：（1）壓強(qiáng)差與壓強(qiáng)的測量。精品文檔放心下載（2）測量容器內(nèi)的液面位置（3）計算液封高度。（每問1分，共3分）感謝閱讀第一章習(xí)題45：（簡答題）扼要說明柏努利方程式和流體靜力學(xué)基本方程式的關(guān)系。靜止流體u

u

0,We

0,

h

0。此時柏努利方程式即可化簡為靜力學(xué)基1

2

f12本方程式。所以，靜力學(xué)基本方程式是柏努利方程式的一個特例。（5分）精品文檔放心下載第一章習(xí)題46：（簡答題）應(yīng)用柏努利方程式時，衡算系統(tǒng)上、下游截面的選取原則？精品文檔放心下載答：選取原則為：1、兩截面一定要與流動方向相垂直。（1分）2、流體必須充滿兩個截面間的空間（1分）3、所選的截面上各物理量除待求的外，必須是已知或可以算出的。（2分）感謝閱讀4、計算輸送機(jī)械有效功時，兩個截面應(yīng)選在輸送機(jī)械的兩側(cè)范圍內(nèi)。（2分）感謝閱讀第一章習(xí)題47：（簡答題）在化工廠中，柏努利方程主要應(yīng)用于哪些方面？**1、確定管道中流體的流量2、確定設(shè)備間的相對位置3、確定輸送機(jī)械的功率4、確定管路中的壓強(qiáng)或壓強(qiáng)差5、簡單管路、分支管路、并聯(lián)管路的計算。（每個“方面”給1分，共5分）第一章習(xí)題48：（簡答題）液體及氣體的粘度隨溫度、壓強(qiáng)的變化情況如何？1、液體粘度隨溫度升高而減小，氣體則相反。（2分）感謝閱讀2、液體粘度基本上不隨壓強(qiáng)而變，除了極高及極低的壓強(qiáng)外，氣體粘度幾乎不精品文檔放心下載隨壓強(qiáng)而變。（2分）第一章習(xí)題49：（簡答題）滯流和湍流在內(nèi)部質(zhì)點運(yùn)動方式上有何本質(zhì)區(qū)別？（1）滯流時流體質(zhì)點作平行于管軸的直線運(yùn)動，各質(zhì)點互不干擾，（2分），謝謝閱讀（2）湍流時流體質(zhì)點作不規(guī)則的雜亂運(yùn)動、遷移和碰撞，沿管軸向前運(yùn)動的同精品文檔放心下載時還有附加的脈動運(yùn)動。（3分）第一章習(xí)題50：（簡答題）何謂滯流內(nèi)層？**答：由于在管壁附近流體速度很小，且湍流時管壁處速度也為零，故離管壁很近的一薄層流體運(yùn)動必然是滯流，這層流體稱為滯流內(nèi)層。（5分）第一章習(xí)題51：（簡答題）精品文檔放心下載何謂閥門或管件的當(dāng)量長度？答：將流體流經(jīng)閥門、管件等處的局部阻力折合為相當(dāng)于l長度的等徑的直管阻精品文檔放心下載e力，把l稱為閥門或管件的當(dāng)量長度。(4分)e第一章習(xí)題52：（計算題）空氣中各組分的摩爾分?jǐn)?shù)為：0.21O2、0.78N2、0.01Ar。精品文檔放心下載（1）求標(biāo)準(zhǔn)狀況下空氣的平均密度ρ0；（2）求絕對壓強(qiáng)為3.8×104Pa、溫度為20℃時空氣的平均密度ρ；比較兩者的結(jié)果。謝謝閱讀解：（1）求空氣的ρ0：已知MO2=32，MN2=28，MAr=40。單位均為kg/kmol。謝謝閱讀①先求出標(biāo)準(zhǔn)狀況下空氣的平均密度Mm：Mm=MO2?χO2+MN2?χN2+MAr?χAr=32×0.21+28×0.78+40×0.01精品文檔放心下載=28.96kg/kmol（2分）P0Mm101.3328.961.293kg/m3（2分）感謝閱讀RT8.31527300（2）求3.8×104Pa、20℃時空氣的平均密度ρ：謝謝閱讀**PT1.2933.81042733（2分）00.4520PT101.33103(27320)kg/m0由計算結(jié)果可看出：空氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度與其在3.8×104Pa、20℃狀態(tài)下的密度相差很多，故氣體的密度一定要標(biāo)明狀態(tài)。（1分）（共7分）試題：精品文檔放心下載苯和甲苯混合液中含苯0.4（摩爾分?jǐn)?shù)），試求該混合液在20℃時的平均密度ρm（從手冊中已查出時苯和甲苯的密度分別為ρ苯＝879kg/m3及ρ甲苯＝精品文檔放心下載867kg/m3）解：（1）先將已知的摩爾分?jǐn)?shù)換算成質(zhì)量分?jǐn)?shù)χ＝0.4可得χ＝1-0.4＝0.6（1分）苯甲苯兩組分的摩爾質(zhì)量分別為：M苯＝78kg/kmol，M甲苯＝92kg/kmol謝謝閱讀可得xM0.4780.361（2分）xM苯苯0.4780.692苯xM苯苯甲苯甲苯110.3610.639（1分）感謝閱讀甲苯 苯（2）求ρmm10.36110.639871.29kg/m3（2分）（共6分）苯甲苯879867苯甲苯第一章習(xí)題53：水在附圖所示的水平管內(nèi)流動，在管壁A處連接一U形管壓差計，指示液為汞，密度為13600kg/m3，U形管開口右支管的汞面上注入一小段水（此小段水的壓謝謝閱讀**強(qiáng)可忽略不計），當(dāng)?shù)卮髿鈮篜a為101.33Pa，水的密度取1000kg/m3，其它謝謝閱讀數(shù)據(jù)見附圖，求A處的絕對壓強(qiáng)為多少Pa？解：（1）取U形管中處于同一水平面上的B、C、D三點，根據(jù)等壓點的判定條件可得到PB=PC，PC=PD，于是可得PB=PC=PD（2分）感謝閱讀（2）根據(jù)靜力學(xué)基本方程式可得：P=Pa+Rρg=Pa+0.25ρg=PB（2分）DHgHgP=P+hρg=P+hρg=Pa+0.25ρg+0.20ρg（2分）ABH2ODH2OHgH2O于是A處的絕對壓強(qiáng)：PA=101330+0.25×13600×9.81+0.20×1000×9.81感謝閱讀=136646Pa=136.646kPa （2分） （共8分）精品文檔放心下載第一章習(xí)題54：在蘭州操作的苯乙烯精餾塔塔頂?shù)恼婵斩葹?.26×104Pa，問在天津操作時，感謝閱讀如果維持相同的絕對壓強(qiáng)，真空表的讀數(shù)應(yīng)為多少？已知蘭州地區(qū)的大氣壓強(qiáng)為精品文檔放心下載8.53×104Pa，天津地區(qū)的大氣壓強(qiáng)為101.33kPa。謝謝閱讀解：**（1）根據(jù)蘭州地區(qū)的條件，先求出操作時塔頂?shù)慕^對壓強(qiáng)精品文檔放心下載絕對壓強(qiáng)=當(dāng)?shù)卮髿鈮?真空度=8.53×104-8.26×104=0.27×104Pa （2分）謝謝閱讀（2）在天津操作時，要維持相同的絕壓，則真空度=當(dāng)?shù)卮髿鈮?絕對壓強(qiáng)=101.33×103-0.27×104=98.63×103Pa （2分） （共4分）謝謝閱讀第一章習(xí)題55：右圖所示的開口容器內(nèi)盛有油和水，油層高度h1=700mm，密度ρ精品文檔放心下載1=800kg/m3，油水交界面至底部測壓口中心的距離 h2=600mm，密度ρ精品文檔放心下載2=1000kg/m3，圖中B與B’、A與A’在同一水平面上。精品文檔放心下載（1）判斷下列兩關(guān)系是否成立：PA=PA’，PB=PB’，為什么？謝謝閱讀（2）求玻璃管內(nèi)水的高度h。解：（1）PA=PA’可以成立。因A與A’兩點在靜止的、連通的同一流體內(nèi)，并且感謝閱讀在同一水平面上。（2分）而P≠P，因B與B’兩點雖在靜止流體的同一水平面上，但不是連通的謝謝閱讀B B’**同一種流體中。（2分）（2）求h。在測壓口處平面找出C與C’兩點（見附圖），很明顯P=P（符合等壓點精品文檔放心下載C C’的四個條件）（1分）Pc=Pa+hρg+hρg（1分）1122PC’=Pa+hρ2g（1分）PC=PC’故可得：Pa+h1ρ1g+h2ρ2g=Pa+hρ2g精品文檔放心下載代入已知數(shù)據(jù)可得：0.7×800+0.6×1000=1000h h=1.16m （2分） （共9分）感謝閱讀第一章習(xí)題56：本題附圖所示，流動條件下平均密度為1.1kg/m3的某種氣體在水平管中流精品文檔放心下載過，1-1’截面處測壓口與右臂開口的U管壓差計相連，指示液為水，圖中，精品文檔放心下載R=0.17m，h=0.3m。求1-1’截面處絕對壓強(qiáng)P（當(dāng)?shù)卮髿鈮篜a為101.33kP）感謝閱讀1解：取圖中等壓面A-A’則有：PA=PA’（1分）**而P=P+（h+R）ρg（1分）A1氣P=P+Rρg（1分）A’a水聯(lián)立兩式并整理可得：P=P+R（ρ-ρ）g-hρg（1分）1a水氣氣因ρ氣<<ρ水，故上式可以簡化為：P1≈Pa+Rρ水g=101.33×103+0.17×1000×9.81感謝閱讀=102998Pa（絕對壓強(qiáng)）（2分）（共6分）精品文檔放心下載第一章習(xí)題57：如附圖所示，減壓下的水蒸氣送入冷凝器1中，與由上方進(jìn)入的冷水相遇而冷凝，因水處于減壓狀態(tài)，必須靠重力作用才能自動通過氣壓管3排出。氣壓管3應(yīng)插在水封槽4中，在排出冷凝水的同時，又可防止外界空氣漏入設(shè)備內(nèi)。已知真空表2上的讀數(shù)為7.8×104Pa，圖中P1為冷凝管內(nèi)的絕對壓強(qiáng)。求：氣壓謝謝閱讀管中水上升的高度h。**解：以水封槽4的水面作參考面。于其上取點2及點2’。點2取在水封槽水面上，點2’取在氣壓管內(nèi)與水封槽水面等高處。故P2=P2’（1分）感謝閱讀P2=Pa（1分）P2’=P1+hρ水g（1分）聯(lián)立可得：謝謝閱讀Pa=P1+hρ水g（1分）而P1=Pa-7.8×104（1分）代入后可得：謝謝閱讀Pa=Pa-7.8×104+hρ水g=Pa-7.8×104+h×1000×9.81感謝閱讀可求出h=7.8×104/1000/9.81=7.951m（2分）（共7分）感謝閱讀第一章習(xí)題58：某車間輸水管路為φ60×3.5mm的鋼管，流速為4m/s，因生產(chǎn)情況有變動，預(yù)使流速減至2.5m/s左右，而用水量不變。擬采用兩個改進(jìn)方案：（1）換一根粗管；（2）增加一根管子。求兩種方案各應(yīng)選用管子的型號。謝謝閱讀解：（1）換一根粗管。體積流量Vs不變，vuAuA（1分）s1122體積流量為：v(0.053)24d22.5（1分）s44粗所換一根粗管的直徑d4(0.053)20.067m?？蛇x用附錄23中（一）粗2.5無縫熱軋鋼管，規(guī)格為φ76×3.5mm （2分）（2）增加一根管子。Vs不變，總體積流量為兩根管子內(nèi)體積流量之和，用d增表示所增加管子謝謝閱讀的內(nèi)徑。（1分）v(0.053)24(0.053)22.5d22.5（2分）s444增**可解出d4(0.053)22.5(0.053)20.041m?？蛇x用附錄23中（一）增2.5無縫熱軋鋼管，規(guī)格為φ50×3.5mm。（2分） （共9分）精品文檔放心下載第一章習(xí)題59：溫度為27℃的氮?dú)饬鬟^內(nèi)徑為150mm的管道，入口處壓強(qiáng)為150kPa；出口處壓強(qiáng)為120kPa，其流速為20m/s。求質(zhì)量流速Gkg/（m2·s）和入口處流速u入。（氮?dú)庠诠艿纼?nèi)的流動可按等溫流動處理）精品文檔放心下載解：由于氣體的密度是溫度和壓強(qiáng)的函數(shù)，所以要分別求入口和出口的密度。（1）求質(zhì)量流速G。感謝閱讀①入口處N2：150kPa，PM150281.684kg/m3（2分）入入RT8.315300②出口處N2：150kPa，PM120281.348kg/m3（1分）出出RT8.315300③質(zhì)量流速G。Gu201.348＝26.96kg（/m2℃）（2分）出出（2）求uu＝G26.9616.01m/s（1分）（共6分）第一章習(xí)題60：實驗室為了控制流動為定態(tài)流動，采用帶溢流裝置的高位槽。（如本題附圖）精品文檔放心下載槽內(nèi)水經(jīng)φ89×3.5mm的管子送至密閉設(shè)備內(nèi)。在水平管路上裝有壓強(qiáng)表，讀精品文檔放心下載數(shù)為6×104Pa。已知由高位槽至壓強(qiáng)表安裝的截面間總能量損失105/kg。精品文檔放心下載**每小時需要水2.85×104kg。求高位槽液面至壓強(qiáng)表安裝處的垂直距離h。謝謝閱讀解：（1）取高位槽水液面為1-1’截面，壓強(qiáng)表安裝位置為2-2’截面，以水平謝謝閱讀管的中心線為基準(zhǔn)水平面，如圖中所示。（3分）（2）可列出柏努利方程：zgu2Pwzgu2Ph（2分）112212e22f12各量確定如下：z1=h（待求值），z2=0，P1=0（表壓），P2＝6×104Pa（表壓），u1≈0，感謝閱讀u2可求出，we＝0（2分）（3）求u：2?。?000kg/m3，而d8923.5＝82mm0.082m水22.85104u/360010001.5m/s（2分）ss2A(d)2(0.082)22424（4）將以上各值代入柏式，可求出z1：9.81z0000(1.5)26104?？傻脄7.250m（2分）101210001（共11分）第一章習(xí)題61：**某車間的輸水系統(tǒng)如右圖中（1）所示，已知出口處管徑為φ44×2mm，圖精品文檔放心下載中所示管段部分的壓頭損失為3.2×u出2/2g，其它尺寸見圖。（1）求水的體積精品文檔放心下載流量vh；（2）欲使水的體積流量增加20%，應(yīng)將高位槽水面升高多少米？（假精品文檔放心下載設(shè)管路總阻力仍不變）已知管出口處及液面上方均為大氣壓，且假設(shè)液面保持恒定。精品文檔放心下載解：（1）求vh①取高位槽水面為1-1’截面，水管出口為2-2’截面，以地面為基準(zhǔn)水平面。精品文檔放心下載（3分）②在兩截面間列1N流體為基準(zhǔn)的柏努利方程：zu2PHzu2PH（2分）112212gge22ggf各量確定如下：z1=8m，z2=3m，u1≈0，u2可求出（待求量）謝謝閱讀P1=P2=0（表壓），He=0，H3.2u22（2分）f2g③求u2及vh。將以上各值代入柏式可求出u2（即u出）感謝閱讀**80003u2u2可得：u2=23.36，203.2229.8129.812u=4.83m/s（2分）而v(0.04)24.83360021.84m3/h（1分）h4（2）當(dāng)總阻力不變時，要是水量增加20%，（管徑也不變），實際上是增大水的流速，即感謝閱讀u2’=1.2u2=1.2×4.83=5.8m/s。設(shè)a-a’截面與1-1’截面的高差為h。［圖中感謝閱讀（2）所示］在a-a’與2-2’截面間列出柏式：（2分）謝謝閱讀(z1h)z2(u)2Hf代入各值可得：22g8h3(13.2)(u)2(5.8)22解出h=2.20m（2分）(共14分)第一章習(xí)題62：附圖所示，密度與水相同的稀溶液在水平管中作定態(tài)流動，管子由φ38×2.5mm逐漸擴(kuò)至φ54×3.5mm。細(xì)管與粗管上各有一測壓口與U型管壓差計相連，已知兩測壓口間的能量損失為2J/kg。溶液在細(xì)管的流速為2.5m/s，壓差計指示液密度為1594kg/m3。求（1）U管兩側(cè)的指示液面哪側(cè)較高？（2）壓差計讀謝謝閱讀R。**解：（1）要判斷U管兩側(cè)的指示液面高低，實質(zhì)上是求（P1－P2）或（P2－P1）謝謝閱讀值。 （1分）①取兩測壓口截面分別為1-1’及2-2’截面，以管中心線為基準(zhǔn)水平面，如圖謝謝閱讀中所示。（3分）②在兩截面間列出柏式：u2Pzgu2P（2分）zg11w22h12e22f12各量確定如下：z1=z2=0，we＝0，u1＝2.5m/s，h＝2J/kg，u2可求出，f121000kg/m3，P1－P2待求。（1分）③求u2，可用連續(xù)性方程：uu(d1)22.5(0.033)21.23m/s（2分）21d20.047④將已知量代入柏式，可求出P1－P2。PPu2u2)1000((1.23)2(2.5)2(21h22)368.6Pa122f12P1－P2為負(fù)值，即P2>P1說明壓差計左側(cè)的指示液面高于右側(cè)（如圖所示）（2感謝閱讀**分）（2）求RPP()Rg（1分），代入已知值可得：21示368.6(15941000)9.81R謝謝閱讀求得R0.0633m63.3mm，即兩側(cè)的指示液面相差63.3mm（2分）感謝閱讀（共14分）第一章習(xí)題63：用泵將出水池中常溫的水送至吸收塔頂部，水面維持恒定，各部分相對位置如圖所示。輸水管為φ76×3mm鋼管，排水管出口與噴頭連接處的壓強(qiáng)為6.15×104Pa（表壓），送水量為34.5m3/h，水流經(jīng)全部管道（不包括噴頭）的能量損失為160J/kg。水的密度取1000kg/m3。謝謝閱讀求：（1）水在管內(nèi)的流速（2）泵的有效功率（kw）34.5解：（1）求u：uvs36002.49m/s（1分）d2(0.070)244（2）求Ne。**①取水池液面為1-1’截面，且定為基準(zhǔn)水平面，取排水管出口與噴頭連接處為謝謝閱讀2-2’截面，如圖所示。（3分）’②在兩截面間列出柏努利方程：zgu2Pwzgu2Ph（2分）112212e22f12各量確定如下：z1=0，z2=26m，u1≈0，u2=u=2.49m/s，P1表=0，P2表=6.15感謝閱讀×104Pa，Σhf1-2=160J/kg （1分）謝謝閱讀③將已知量代入柏式，可求出wewzgu2P269.81(2.49)26.15104J/kg22表h160479.66e22f1221000（2分）④求Ne。svs34.510009.583kg/s（1分）而Nw479.669.5834596.7w4.597kw（2分）（共12分）ees第一章習(xí)題64：質(zhì)量濃度為16200kg/h的25%氯化鈉（NaCl）水溶液在φ50×3mm的鋼管中流過。已知水溶液的密度為1186kg/m3，粘度為2.3×10-3Pa·s。求（1）感謝閱讀判斷該水溶液的流動類型。（2）計算在滯流時的最大流速u 。謝謝閱讀max滯解：（1）算出Re準(zhǔn)數(shù)后即可判斷流動類型16200①us36002.4972.5m/s（1分）A(0.044)211864**②Rdu0.0442.5118656722(2分)流型為滯流(1分)e2.3103（2）求umax滯滯流時，R準(zhǔn)數(shù)最大值為2000，相應(yīng)的流速即為u（1分）emax滯dumax滯（1分）代入已知值后e0.0441186u，解得u0.088m/s（1分）（共7分）max滯20002.3103max滯第一章習(xí)題65：粘度為0.075Pa·s，密度為900kg/m3的某種油品，以36000kg/h的流量在φ114×4.5mm的鋼管中作等穩(wěn)定態(tài)流動。求（1）該油品流過15m管長時因摩擦阻力而引起的壓強(qiáng)降Pf為多少？（2）若流量加大為原來的3倍，其它條件感謝閱讀不變，在求直管阻力hf，并與（1）的結(jié)果進(jìn)行比較。取鋼管壁面絕對粗糙度為感謝閱讀0.15mm。解：（1）求Pf。必須先求Re，確定流型后才能選用計算公式。謝謝閱讀①求u及Re。36000uvs36009001.284m/s（1分）A(0.105)24du0.1051.284900屬滯流（2分）Re0.0751617.82000②求，h及求P。ff64640.03956（1分）R1617.8e**hflu20.0395615(1.284)2d20.10524.659J/kg（2分）Pfhf9004.6594193.1Pa（1分）（2）題給流量為原來的3倍而其它條件不變，則u=3×1.284=3.852m/s（1謝謝閱讀分）Re=3×1617.8=4853.4>4000 屬湍流 （1分）謝謝閱讀應(yīng)據(jù)Re值及ε/d值查莫狄圖求λ（上冊P44圖1-24）精品文檔放心下載相對粗糙度ε/d=0.15×10-3/0.105=1.43×10-3及Re=4853.4感謝閱讀查出λ=0.0215 （1分）hflu20.021515(3.852)2J/kg（1分）d20.105222.79（2）題阻力與（1）的結(jié)果比值為：22.794.892說明對粘度大的流體，不應(yīng)感謝閱讀4.659選大的流速。（2分） （共13分）第一章習(xí)題66：用內(nèi)徑為200mm的管子輸送液體，其Re準(zhǔn)數(shù)為1750，流動類型屬滯流。若流體及其流量不變，改用內(nèi)徑為50mm的管子，求：（1）Re（2）判斷流動類型。謝謝閱讀解：求：（1）Re當(dāng)液體不變時，ρ、μ也不變；流量不變但內(nèi)徑變化，則此時有：精品文檔放心下載vd2常數(shù)，所以u1，引起u、Re均發(fā)生變化。（2分）若原來的s4d2量用下標(biāo)1，改變內(nèi)徑后的量用下標(biāo)2**duR11dudd2d501（4分）e1du1112d22004Rdudd2e22222211所以，Re2=4Re1=4×1750=7000 （1分）精品文檔放心下載（2）7000>4000，流型屬湍流。（1分） （8分）精品文檔放心下載第一章習(xí)題67：用離心泵將貯水池中的水送到高位槽中水池液面與高位槽液面間的垂直距離為35m，定態(tài)流動。輸水管直徑為φ165×4.5mm，管路中直管總長為1300m，所有局部阻力的當(dāng)量長度為50m。若泵的流量為100m3/h，泵的效率為65%，感謝閱讀摩擦系數(shù)λ可取為0.02，水的密度取1000kg/m3。求：泵的軸功率N（kw）。謝謝閱讀解：（1）取水池液面為1-1’截面，且定為基準(zhǔn)水平面。取高位槽液面為2-2’截面，如圖所示。（3分）謝謝閱讀（2）在兩截面間列出柏努利方程：zgu2Pwzgu2Ph（2分）112212e22f12各量確定：z1=0，z2=35m，u1≈0，u2≈0，P1=P2=0（表壓），we待求，必須先求出Σhf1-2及u。（2分）謝謝閱讀**（3）求u及Σhf1-2100v36001.453m/s（1分）suA(0.156)24hf12llu20.02130050(1.453)2de20.1562182.7J/kg（2分）（4）求we、ωs及N。把各有關(guān)量代入柏式可求出wewe=z2g+Σhf1-2=35×9.81+182.7=526.05J/kg（1分）ωs=vs·ρ=100/3600×1000=27.78kg/s（1分）謝謝閱讀NNws526.0527.782248322.5kw（1分）（共13分）ee第一章習(xí)題68：每小時將2×104kg的某種水溶液用泵從反應(yīng)器輸送到高位槽（見附圖）。在精品文檔放心下載操作條件下的水溶液的平均密度為1073kg/m3，粘度為0.63×10-3pa·s。反應(yīng)謝謝閱讀器液面上方保持2.67×104pa的真空度，高位槽液面上方為大氣壓。管道為φ76×4mm的鋼管，總長為50m，取管壁絕對粗糙度為0.3mm。管路上裝有全開閘閥2個，孔板流量計1個（局部阻力系數(shù)為4），標(biāo)準(zhǔn)彎頭5個，反應(yīng)器內(nèi)液面與管路出口的垂直距離為15m。今在庫房里有一臺備用的離心泵，其效率為66%，軸功率為3.71kw，試計算該泵的軸功率能否滿足要求。精品文檔放心下載**解：（1）要驗算（核算）泵的軸功率是否能夠滿足生產(chǎn)要求，應(yīng)根據(jù)輸送情況計算出we、N，然后再進(jìn)行比較。（1分）謝謝閱讀（2）取反應(yīng)器液面為1-1’截面，且定為基準(zhǔn)水平面，取管路出口內(nèi)側(cè)截面為2-2’，如圖示。（3分）感謝閱讀（3）在兩截面間列出柏努利方程：zgu2Pwzgu2Ph（2分）112212e22f12各量確定：z1=0，z2=15m，u1≈0，u2≈0，P1表=-2.67×104Pa，P2表=0，ρ精品文檔放心下載=1073kg/m3 （2分）2104求u：u36001.43m/s（1分）s22d2(0.068)2107344（4）求w、hef12先求h12hf12(lle)u2(1分)d2求λ：**Rdu0.0681.4310731.66105(1分)e0.631030.3(0.5分)d680.0044由教材P44圖1-24查出摩擦系數(shù)λ=0.03（1分）求各管件、閥門的當(dāng)量長度ΣLe：查教材上冊P49圖1-27閘閥（全開）2個：0.45×=0.9m標(biāo)準(zhǔn)彎頭5個：2.2×5=11m（1分）而Σξ=ξ進(jìn)+ξ孔板=0.5+4=4.5（0.5分）所以h(0.03500.9114.5)(1.43)232.52J/kg(1分)f120.0682把各量代入柏式，可求出wewu2PP159.81(1.43)22.67104zg221h107332.52e22f122205.6J/kg(2分)（5）求N及核算庫存的泵軸功率能否滿足要求205.62104wwN36001730.6w1.73kw3.71kw，故庫存的泵軸功率能es0.66滿足要求。 （2分）（共19分）第一章習(xí)題69：某工廠從水塔引水至車間，管路為φ114×4mm的鋼管，管路中直管總長度謝謝閱讀25m。水塔內(nèi)液面維持恒定，并高于排水管口12m，水塔液面及管子出口均通大氣，試求水溫為20℃時管路的輸水量為多少m3/h？20℃時水的密度為感謝閱讀998kg/m3，粘度為1.005×10-3Pa·s，關(guān)閉絕對粗糙度ε為0.1mm。感謝閱讀**解：（1）取水塔液面為1-1’截面，排水管出口內(nèi)側(cè)為2-2’截面，以水管出感謝閱讀口中心線所在平面為基準(zhǔn)水平面，如圖所示。（3分）（2）在兩截面間列出柏努利方程：zgu2Pwzgu2Ph（2分）112212e22f12各量確定：z1=12m，z2=0，u1≈0，u2=u，we=0，P1=P2=0（表壓），ρ=998kg/m3，Σhf1-2待求，代入柏式可得：（2分）精品文檔放心下載（3）u2及l(fā)lu2129.812hf12hf12e2即2d129.81u212525u2(1150u2可得：20.10620.106)21229.81235.44(A)式(3分)u150141510.1061（4）試差法①在上述（A）式中，有兩個未知數(shù)（u和λ），一般可用試差法求u。先設(shè)一個λ值（按一般規(guī)律），代入（A）式中，算出u值，再求出Re值，從λ-Re關(guān)系曲線精品文檔放心下載可查出λ值，若查出的λ值與所設(shè)的λ值相接近，則假設(shè)的λ值可用。否則應(yīng)重設(shè)感謝閱讀**一個λ值，重復(fù)上述計算。②管內(nèi)流體湍流時，內(nèi)λ值一般在0.02~0.03（輸送液體時）。先設(shè)λ=0.02，代謝謝閱讀入式（A）中，得：u235.442.83m/s(2分)14150.021求Rdu0.1062.839983105(1分)而0.10.00094(1分)e1.005103d106i查教材上冊P44圖1-24得λ=0.0207，與假設(shè)值相接近，也可不在重算。（1分）（若要進(jìn)行第二次試算，可再重設(shè)λ=0.0207，代入（A）式中，算出u=2.79m/s，算出Re=2.93×105，查圖1-24可得λ=0.0206，與假設(shè)λ值很接近）感謝閱讀（5）可按u=2.79m/s來計算輸水量vhv(0.106)22.79360088.59m3/hh4若按u=2.83m/s來計算vhv(0.106)22.83360089.86m3/h（2分）（共17分）h4第一章習(xí)題70：將密度為850kg/m3的油品，從貯槽A放至B槽，兩槽液面均與大氣相通。謝謝閱讀兩槽間聯(lián)接管長為1000m（包括直管長度和所有局部阻力的當(dāng)量長度），管子直徑為0.20m，兩貯槽液面位差為6m，油的粘度為0.1Pa·s。求此管路系統(tǒng)的輸油量為多少m3/h？假設(shè)為定態(tài)流動，流程見附圖。感謝閱讀**解：（1）取A槽液面為1-1’截面，B槽液面為2-2’截面，且定為基準(zhǔn)水平感謝閱讀面，如圖示。（3分）（2）在兩截面間列出柏努利方程：zgu2Pwzgu2Pllu2（2分）1122e212e22d各量確定：z1=6m，z2=0，u1≈0，u2≈0，P1=P2=0（表壓），we=0，ρ=998kg/m3，L+ΣLe=100m，d=0.20，ρ=850kg/m3感謝閱讀上式可見化為：69.811000u2①式（3分）0.22（3）以上①式中有兩個未知數(shù)，無法直接求解?？紤]油品的粘度很大，在管內(nèi)謝謝閱讀流速必然很小，流型很可能是滯流。先設(shè)油品為滯流，而后驗算。 （2分）精品文檔放心下載所以有：6464640.03765②式（1分）0.2u850duuRe0.1將②式代入①式中，可得：69.810.037651000u2解得：u0.625m/s（1分）2u0.2上述計算有效。（5）求vh：可按u=0.625m/s來計算vh。謝謝閱讀vd2u3600(0.2)20.625360070.7m3/h（1分）（共14分）h44第一章習(xí)題71：某車間丙烯精餾塔的回流系統(tǒng)如附圖所示，塔內(nèi)操作壓強(qiáng)為1304kPa（表壓），丙烯貯槽內(nèi)液面上方的壓強(qiáng)為2011kPa（表壓），塔內(nèi)丙烯出口管距貯槽的高度差為30m，管內(nèi)徑為145mm，送液量為40t/h。丙烯的密度為600kg/m3，設(shè)管路全部能量損失為150J/kg。問：將丙烯從貯槽送到塔內(nèi)是否需要用泵？計感謝閱讀**算后簡要說明。解：（1）將丙烯從貯槽送到塔內(nèi)是否用泵，必須用柏努利方程式求出we值后才謝謝閱讀能判斷。（1分）（2）取貯槽液面為1-1’截面，且定為基準(zhǔn)水平面，取塔內(nèi)丙烯出口管的管口精品文檔放心下載2-2’截面，如圖示。（3分）（3）在兩截面間列出柏努利方程：精品文檔放心下載zgu2Pwzgu2Ph(2分)112212e22f12各量確定：z1=0，z2=30m，u1≈0，u2可求出，P1=2011kPa，ρ=600kg/m3，感謝閱讀P2=1304kPa，h=150kJ/kg。（1分）f12（4）求u2及we。40103u36001.12m/s(1分)s2A(0.145)24600w(zz)gu2u2PPh309.81(1.12)22121e212f122(1.3042.011)106150733.4J/kg600謝謝閱讀(2分)（5）說明：we的涵義是外加功，計算結(jié)果we為負(fù)值，說明系統(tǒng)不需要用泵，謝謝閱讀**而依靠貯槽與塔兩個設(shè)備的壓強(qiáng)差即可滿足輸送丙烯的要求。（2分）精品文檔放心下載（共12分）第一章習(xí)題72：列管換熱器的管束由12根φ25×2.5mm的鋼管所組成。空氣以9m/s的速度在列管內(nèi)流動。空氣在管內(nèi)的平均溫度為50℃，操作壓強(qiáng)為295kPa。謝謝閱讀求：（1）空氣的質(zhì)量流量ωs；（2）操作條件下空氣的體積流量vs；（3）標(biāo)準(zhǔn)狀感謝閱讀況下空氣的體積流量v0..s。已查出在標(biāo)準(zhǔn)狀況下空氣的密度ρ0為1.293kg/m3。精品文檔放心下載解：（1）求空氣的ωs。①求操作條件下空氣的密度ρ；已知t=50℃，P=295kPa，謝謝閱讀0PT2951032733.182kg/m(2分)PT1.293300②uAkgss91214(0.02)23.1821.088/(2分)（2）操作條件下空氣的流量vs。vs1.0880.342m3/s(1分)s3.182（3）標(biāo)準(zhǔn)狀況下空氣的流量v0..s。vs1.0880.841m3/s(1分)（共6分）0.s1.2930第一章習(xí)題73：右附圖所示的側(cè)壓分別與三個設(shè)備A、B、C相連通。連通管下部是泵，上部都是水，三個設(shè)備內(nèi)液面在同一水平面上。謝謝閱讀問：（1）在同一水平面上的1、2、3三處壓強(qiáng)是否相同，為什么？感謝閱讀（2）在同一水平面上的4、5、6三處壓強(qiáng)是否相等，為什么？謝謝閱讀**（3）若h1=100mm，h2=200mm，且知設(shè)備A直接通大氣（大氣壓強(qiáng)Pa為精品文檔放心下載101.33KPa），求B、C兩設(shè)備內(nèi)水面上方的壓強(qiáng)，以表壓或真空度來表示。謝謝閱讀解：（1）1、2、3三處壓強(qiáng)不等，因為它們雖是靜止，且在同一水平面上，但這三處都不是連通著的同一種流體