化工基礎(chǔ)復(fù)習(xí)題

項(xiàng)目一流體流動(dòng)與輸送填空1．流體的輸送方式有高位槽送料、輸送機(jī)械送料、壓縮氣體送料、真空抽料。2．高位槽送料是利用容器、設(shè)備之間的位差，將處在高位設(shè)備內(nèi)的液體輸送到低位設(shè)備內(nèi)的操作。3．壓縮氣體送料一般采用壓縮空氣或惰性氣體代替輸送機(jī)械來(lái)輸送物料，是一種由低處向高處送料的情況。4．真空抽料是通過(guò)真空系統(tǒng)造成的負(fù)壓來(lái)實(shí)現(xiàn)流體輸送的操作。5．影響氣體密度的因素有溫度和壓力，氣體密度隨壓力的增大而增大，隨溫度的減小而減小。6．壓力的三種表示方法是絕對(duì)壓力、表壓和真空度。測(cè)量壓力的儀表通常有壓力表、真空表、壓力真空表。7．流體流量分為體積流量和質(zhì)量流量，常用來(lái)測(cè)量流體流量的儀表有轉(zhuǎn)子流量計(jì)、孔板流量計(jì)、文丘里流量計(jì)等。其中轉(zhuǎn)子流量計(jì)必須垂直安裝在管路上，而且流體必須下進(jìn)上出。8．通常情況下，用雷諾數(shù)來(lái)Re來(lái)判斷流體的流動(dòng)類型，當(dāng)Re＜2000時(shí)，流體總是做層流流動(dòng)；當(dāng)Re＞4000時(shí)，流體總是做湍流流動(dòng)；而當(dāng)2000＜Re＜4000時(shí)，流體可能是層流也可能是湍流。9．流體阻力的產(chǎn)生是因?yàn)榱黧w具有黏性（內(nèi)因）和流體的流動(dòng)形態(tài)（外因）。流體阻力分為直管阻力和局部阻力兩種。10．化工管路主要由管子、管件和閥件構(gòu)成，也包括一些附屬于管路的管架、管卡、管撐等附件。11．化工管路的連接方式主要有螺紋連接、法蘭連接、承插式連接和焊接四種。12．化工管路熱補(bǔ)償?shù)闹饕椒ㄓ袃煞N，即利用彎管進(jìn)行的自然補(bǔ)償和利用補(bǔ)償器進(jìn)行的熱補(bǔ)償。13．離心泵的調(diào)節(jié)方式有改變閥門開(kāi)度、改變?nèi)~輪的的轉(zhuǎn)速和改變?nèi)~輪的直徑三種，工業(yè)生產(chǎn)中最常用的是改變閥門開(kāi)度，原因是簡(jiǎn)單方便。14．離心泵在開(kāi)車前要灌泵，目的是為了防止發(fā)生氣縛現(xiàn)象。操作過(guò)程中，無(wú)論是開(kāi)車還是停車，出口閥門都要先關(guān)閉，但其原因不同，開(kāi)車時(shí)是為了保護(hù)電動(dòng)機(jī)，停車時(shí)是為了防止出口管路上的高壓液體倒流入泵內(nèi)打壞葉輪。二、名詞解釋高位槽送料、輸送機(jī)械送料、壓縮氣體送料、真空抽料三、簡(jiǎn)答題1．減小流體阻力的措施有哪些？2．請(qǐng)解釋氣蝕現(xiàn)象與氣縛現(xiàn)象，如何預(yù)防？3．離心泵操作過(guò)程中要注意什么，如何調(diào)節(jié)流量？4．什么是離心泵的工作點(diǎn)？項(xiàng)目三傳熱填空傳熱的方式隨熱交換的物質(zhì)及接觸狀況不同而不同，歸結(jié)起來(lái)有熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流、熱輻射三種。工業(yè)上常用的換熱器有直接接觸式、蓄熱式、間壁式、熱管式等。在穩(wěn)定傳熱過(guò)程中，通過(guò)平壁的每層導(dǎo)熱量都相等。若厚度相同，材料的熱導(dǎo)率越小，則在該層的溫度下降越大。二、名詞解釋熱傳導(dǎo)熱對(duì)流熱輻射三、簡(jiǎn)答題1．影響對(duì)流傳熱系數(shù)的因素有哪些？2．強(qiáng)化傳熱過(guò)程的途徑有哪些？項(xiàng)目4蒸發(fā)填空蒸發(fā)按操作壓力分，可分為常壓、加壓和減壓（真空）蒸發(fā)操作；按二次蒸汽是否利用分為單效蒸發(fā)和多效蒸發(fā)；按蒸發(fā)模式，可分為間歇蒸發(fā)與連續(xù)蒸發(fā)。根據(jù)原料液加入方式不同，多效蒸發(fā)操作流程可分為并流、逆流和平流三種。蒸發(fā)器由蒸發(fā)室、加熱室、輔助裝置組成，輔助裝置包括除沫器、冷凝器、真空裝置。按照溶液在加熱室中運(yùn)動(dòng)的情況，可將蒸發(fā)器分為循環(huán)型和單程型兩類。常用的循環(huán)型蒸發(fā)器有中央循環(huán)管式蒸發(fā)器、懸筐式蒸發(fā)器、外加熱式蒸發(fā)器、強(qiáng)制循環(huán)式蒸發(fā)器。常用的單程型蒸發(fā)器有升膜式蒸發(fā)器、降膜式蒸發(fā)器和回轉(zhuǎn)式薄膜蒸發(fā)器等。提高蒸發(fā)強(qiáng)度的主要途徑是提高總傳熱系數(shù)和傳熱溫度差。影響溶液沸點(diǎn)升高的因素有溶液濃度、液柱靜壓頭、管道阻力。降低熱能消耗的措施有利用二次蒸汽的潛熱、二次蒸汽的再壓縮、冷凝水熱量的利用。二、簡(jiǎn)答1．什么叫蒸發(fā)？蒸發(fā)操作的目的是什么？2．影響溶液沸點(diǎn)升高的因素有哪些？3．降低熱能消耗的措施有哪些？項(xiàng)目五氣體吸收填空1．利用氣體混合物中各組分在液體中溶解度的差異來(lái)分離氣體混合物的操作，稱為氣體吸收，其逆過(guò)程為脫吸或解吸。2．氣體的溶解度隨溫度的升高而減小，隨壓力的增大而增大。因此，提高壓力、降低溫度有利于吸收操作。3．在吸收過(guò)程中，混合氣體中溶解在吸收劑中的組分稱為溶質(zhì)或吸收質(zhì)，不能溶解的組分稱為惰性組分，吸收劑又稱為溶劑，吸收了溶質(zhì)后的溶液稱為吸收液。4．在用洗油吸收焦?fàn)t煤氣中粗苯的過(guò)程中，吸收質(zhì)為粗苯，吸收劑為洗油，惰性組分為脫苯煤氣，吸收液為富油。5．吸收過(guò)程按有無(wú)化學(xué)反應(yīng)分為物理吸收和化學(xué)吸收；按吸收組分?jǐn)?shù)分為單組分吸收和多組分吸收；按有無(wú)熱效應(yīng)分為非等溫吸收和等溫吸收。6．易溶氣體的亨利系數(shù)較小，難溶氣體的亨利系數(shù)較大；亨利系數(shù)隨溫度的升高而增大，隨壓力的增大而減小。7．影響吸收速率的主要因素有吸收系數(shù)、吸收推動(dòng)力、氣液接觸面積。二、名詞解釋氣體吸收三、簡(jiǎn)答1．吸收操作的理論依據(jù)及操作目的是什么？2．如何選擇吸收劑？3．影響吸收操作的因素有哪些？2011-2012學(xué)年二學(xué)期化工基礎(chǔ)練習(xí)1一、填空1．在體積流量相同的條件下，細(xì)管和粗管中流動(dòng)物性相同的流體，先到達(dá)湍流型態(tài)的是

管。2．流體在25mm×2.5mm、及57mm×3.5mm組成的套管換熱器環(huán)隙中流動(dòng)，其當(dāng)量直徑為

。3．當(dāng)離心泵的安裝高度超過(guò)允許安裝高度時(shí)，離心泵會(huì)發(fā)生

現(xiàn)象。4．在圓形直管中流動(dòng)的流體，流動(dòng)型態(tài)分為

和

。其中判斷流體流動(dòng)型態(tài)的特征數(shù)是

。5．下列各種不同壓力計(jì)測(cè)得的測(cè)定值，可按其壓強(qiáng)從小到大的順序排列如下：(

)<(

)<(

)<(

)。A、380mm汞柱（真空度）；

B、300mm水柱（表壓）；C、0.15MPa（表壓）；

D、2.0kPa（表壓）。6．流體在等徑的管道中作定態(tài)流動(dòng)時(shí)，因直管阻力所造成的能量損失與管長(zhǎng)成

；而流速沿管長(zhǎng)

。7伯努利方程gZ1+++We=gZ2+++適用的條件是在

流動(dòng)時(shí)的流體。8．在研究流體流動(dòng)規(guī)律時(shí)，要注意區(qū)分是定常（或稱定態(tài)）流動(dòng)和不定常（或稱不定態(tài)）流動(dòng)，穩(wěn)定態(tài)和不穩(wěn)定態(tài)。如果所考察的流體流動(dòng)過(guò)程或系統(tǒng)中任何一個(gè)部位或任何一個(gè)點(diǎn)上的流體性質(zhì)和過(guò)程參數(shù)都不隨時(shí)間而改變，則該過(guò)程為

過(guò)程，反之，則為

過(guò)程。當(dāng)流體流動(dòng)過(guò)程的雷諾數(shù)大于1×104時(shí)，可以認(rèn)為是

的湍流；當(dāng)雷諾數(shù)在2000~4000之間流體的流動(dòng)型態(tài)為

的過(guò)渡區(qū)域。9．密度為998kg·m-3、粘度為1.005×10-3Pa·s的水，以18m3·h-1體積流量流過(guò)76mm×3mm的鋼管，則該流體的流動(dòng)型態(tài)為

。10．流體在圓管內(nèi)做層流流動(dòng)時(shí)，其最大流速為平均流速的

倍；湍流時(shí)，其最大流速約為平均流速的

倍。11．在流體的流量或流速測(cè)量設(shè)備中，能用來(lái)測(cè)量管道截面中某一點(diǎn)的流速的設(shè)備通常用

；用來(lái)測(cè)量水平管道截面上的平均流速的設(shè)備通常有

。二、判斷題1．敞口容器內(nèi)靜止水面下1m處測(cè)得的表壓強(qiáng)9.81kPa?！?/p>

）2．離心泵的說(shuō)明書上所列出的泵的揚(yáng)程He是指泵的軸功率最大值時(shí)的揚(yáng)程值?！?/p>

）3．單級(jí)往復(fù)泵與單級(jí)離心泵相比，它的優(yōu)點(diǎn)是輸出壓頭高；缺點(diǎn)是流量小且不勻?！?/p>

）4．當(dāng)離心泵的安裝高度超過(guò)其允許值時(shí)，會(huì)發(fā)生氣縛現(xiàn)象?！?/p>

）5．流體流動(dòng)邊界層分為層流邊界層和湍流邊界層。一般說(shuō)的層流內(nèi)層即為層流邊界層?！?/p>

）6．流體在圓形管道內(nèi)湍流流動(dòng)時(shí)，管中心處的流速最大，約為流體在管道中的平均流速的1.15~1.27倍。……（

）7．流體在圓管內(nèi)流動(dòng)，若流量不變，而使管徑增大一倍（設(shè)流體的物性不變），則雷諾數(shù)的值為原來(lái)的2倍?！?/p>

）8．在測(cè)定流體流動(dòng)阻力的實(shí)驗(yàn)中，用水求得的摩擦系數(shù)—Re的曲線，對(duì)其它流體也能適用。（

）三、選擇1．現(xiàn)欲在實(shí)驗(yàn)室中安排一條通風(fēng)管道，風(fēng)量為1600m3·h-1，現(xiàn)有下列四種規(guī)格的管道，請(qǐng)?jiān)谄渲羞x擇一種合適的管道。管道的內(nèi)徑分別為…（

）A、250mm；

B、50mm；

C、100mm；

D、500mm。2．不可壓縮流體在圓管內(nèi)作定態(tài)流動(dòng)時(shí)，流速u與管道的截面積S和內(nèi)徑d的關(guān)系為…（

）A、u2/u1=S2/S1；

B、u2/u1=S1/S2；

C、u2/u1=d2/d1；

D、u2/u1=(d2/d1)2。3．如圖安裝的壓差計(jì)，當(dāng)旋塞慢慢打開(kāi)時(shí)，壓差計(jì)中的指示劑（汞）的液面將…（

）A、

左高右低；B、

左低右高；C、

維持高度不變；D、不能確定。4．多級(jí)（段）壓縮過(guò)程，隨著級(jí)數(shù)的增多，使整個(gè)壓縮過(guò)程更接近于…………（

）A、絕熱過(guò)程；

B、等溫過(guò)程；

C、等熵過(guò)程；D、等容過(guò)程。5．自來(lái)水通過(guò)一段橫截面積S不同的管路作定常流動(dòng)時(shí)，其流速u…………（

）A、不改變；

B、隨S改變，S越大，u越大；C、隨S改變，S越大，u越?。?/p>

D、無(wú)法判斷。6．雷諾數(shù)Re的數(shù)學(xué)表達(dá)式為…（

）A、；

B、；

C、；

D、。以上各式中u為流體流速，為流體密度，為流體粘度，d為管徑或定性尺寸。7．流量為0.01m3·s-1的流體從套管環(huán)隙（套管外管內(nèi)徑為50mm，內(nèi)管外徑為25mm，管壁為2.5mm）中流過(guò)，環(huán)形截面的當(dāng)量直徑為……………（

）A、30mm；

B、27.5mm；

C、25mm；

D、22.5mm。8．當(dāng)離心泵的出口閥門開(kāi)大時(shí)，離心泵的揚(yáng)程隨流量的增大而……………（

）A、減小；

B、增大；

C、不變；

D、無(wú)法確定。9．單級(jí)離心泵與其它液體輸送機(jī)械相比其特點(diǎn)是………（

）A、輸出的液體壓頭較小，流量較大；

B、輸出的液體壓頭較高，流量較大；C、輸出的液體壓頭較高，流量較小；

D、輸出的液體壓頭較小，流量也較小。10．離心泵在輸送過(guò)程中，調(diào)節(jié)流量通常采用…………（

）A、調(diào)節(jié)泵進(jìn)口閥的開(kāi)度；

B、調(diào)節(jié)泵出口閥的開(kāi)度；C、調(diào)節(jié)安裝在支路上的旁路閥；

D、調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。11．流體在水平圓形直管中作定態(tài)流動(dòng)時(shí)，一般在工業(yè)條件下，可形成湍流的臨界雷諾數(shù)為（

）A、Re>2000；

B、Re>2300；

C、2000<Re<4000；

D、Re>4000。12．流體流經(jīng)離心泵后，被增加的能量主要顯示在泵出口處的……………（

）A、靜壓能增高；B、位能增高；C、熱能增加；D、動(dòng)能增高。13．流體流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生摩擦阻力的根本原因是……（

）A、流動(dòng)速度較大；B、流過(guò)的距離較長(zhǎng)；C、流體具有粘性；D、管子直徑較小。14．水從高位槽中流出時(shí)，則………（

）A、水的靜壓能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能；B、水的位能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能；C、除水的靜壓能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能外，由于位能的減少，水的內(nèi)能略有下降；D、除水的位能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能外，由于靜壓能的減少，水的內(nèi)能略有下降；15．流體在一根水平直管中流動(dòng)，自A截面流至B截面后，流體因摩擦阻力而消耗的能量為50J·kg-1。這一摩擦損失主要表現(xiàn)為B截面處的單位質(zhì)量流體……………（

）A、動(dòng)能的減少；

B、熱能的減少；

C、壓強(qiáng)能的減少；

D、上述三者之和。16．當(dāng)流體在圓管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，使流體的流速在圓管內(nèi)分布不均勻的原因是由于……………（

）A、管壁存在摩擦力；

B、流體的靜壓力；C、流體存在粘滯力；

D、流體所受到的重力。四、計(jì)算問(wèn)答1．水槽液面至出水口垂直距離保持8.2m，導(dǎo)管管徑為119mm×4.5mm，阻力造成壓頭損失為7.5m（水柱），試求管中水的體積流量。2．輕柴油以4000kg·h-1的流量在48mm×3.5mm的鋼管內(nèi)流動(dòng)，試判斷柴油的流動(dòng)型態(tài)。輕柴油的密度為868kg·m-3，粘度為3.5×10-3Pa·s。3．用鋼管輸送質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98%的硫酸，要求輸送的體積流量為2.0m3·h-1,已查得98%硫酸的密度為1.84×103kg·m-3，粘度為2.5×10-2Pa·s，管道的內(nèi)徑為25mm。求流動(dòng)流體的雷諾數(shù)。若流量增大一倍時(shí)，而欲使流動(dòng)過(guò)程的雷諾數(shù)保持不變，則應(yīng)使用多大直徑的管道進(jìn)行硫酸的輸送？4．如圖，用泵將15℃的水從水池送至一敞口儲(chǔ)槽中。儲(chǔ)槽水面與水池液面相距10m，水面高度均保持不變。輸水管內(nèi)徑為68mm，管道阻力造成的總能量損失為20J·kg-1，試問(wèn)泵需給每千克的水提供多少能量？5．20℃的水以3.6m3·h-1的流量流經(jīng)一根長(zhǎng)10m，內(nèi)徑為20mm的圓管。求：所產(chǎn)生的壓降。（水的密度可取1000kg·m-3，粘度1.0×10-3Pa·s。當(dāng)Re>4000時(shí)，摩擦系數(shù)=0.184Re-0.2）6．如圖所示為A，B，C三個(gè)容器。容器上方分別裝有測(cè)壓管或壓力計(jì)，試由儀表讀數(shù)計(jì)算出三個(gè)容器中pA，pB，pC的絕對(duì)壓強(qiáng)（當(dāng)時(shí)大氣壓強(qiáng)為0.091MPa）。7．20℃的水（密度為1000kg·m-3，粘度為1.005×10-3Pa·s）流經(jīng)內(nèi)徑為20mm的管子，問(wèn)當(dāng)管中流型為層流時(shí)，水的最大流速為多少？若管中流過(guò)的是20℃的空氣（密度為1.205kg·m-3，粘度為18.1×10-6Pa·s），則空氣的最大流速為多少？化工基礎(chǔ)練習(xí)1答案一、填空1．細(xì)2．25mm3．汽蝕4．層流；湍流；雷諾數(shù)Re5．A、<B、<D、<C、。6．正比；不變7．定常（定態(tài)）；不可壓縮8．定常（定態(tài)）；不定常（不定態(tài)）；穩(wěn)定；不穩(wěn)定9．湍流（Re=9.04×104）10．2；1.25~1.2211．畢托管；孔板流量計(jì)和文丘里流量計(jì)二、判斷題1．對(duì)2．錯(cuò)3．對(duì)4．錯(cuò)5．錯(cuò)6．對(duì)7．錯(cuò)8．對(duì)

三、選擇1．A2．B3．C4．B5．C6．D7．C8．A9．A10．B11．D12．A13．C14．B15．C16．C四、計(jì)算問(wèn)答1．取水槽液面為1—1截面，出水口為2—2截面，并以2—2截面為基準(zhǔn)面,列伯努利方程:Z1++=Z2+++HfZ2=0，

Z1=8.2m，液面與出水口均與大氣相通

p1=p2

u1=0

8.2=+7.5u2===3.71m·s-1水的體積流量

qV=u2×0.785×()2×3600=3.71×0.785×(0.11)2×3600=126.7m3·h-12．鋼管的內(nèi)徑d=48-2×3.5=41mm=0.041m。u===0.970m·s-1Re===98649864>4000

輕柴油的流動(dòng)型態(tài)為湍流。3．u1===1.132m·s-1Re===2084如流量增加一倍，則qV,2=2qV,1Re數(shù)保持不變，則=由此可得：d1u1=d2u2即d1·=d2·d2=2d1=2×25=50mm。4．取水池液面為1—1截面，貯槽水面為2—2截面，并以截面1—1為基準(zhǔn)水平面。在截面1—1和2—2間列伯努利方程：gZ1+++e=gZ2+++式中：Z1=0，Z2=10mp1=p2=0(表壓)u1=u2≈0=20J·kg-1則泵所提供的能量為：e=gZ2+=9.81×10+20=98.1+20=1.2×102J·kg-15．u==3.18m·s-1Re==6.37×104流體流型為湍流==0.184×(6.37×104)-0.2××=51.1J·kg-1p=51.1×1000=51.1kPa6．P0=0.091MPa=9.1×104PapA=9.1×104+6.0×104=1.5×105Pa(絕壓)pB=9.1×104+×1.01×105=1.5×105Pa(絕壓)pC=9.1×104+0.600×1000×9.81=9.69×104Pa(絕壓)。7．(1)水：因?yàn)镽e=≤2000時(shí)水的流型為滯流所以u(píng)max===0.1m·s-1(2)空氣：umax==1.5m·s-1化工基礎(chǔ)練習(xí)3一、填空(16小題,共25分)1．流體流動(dòng)的連續(xù)性方程u1A1=u2A2是在

條件下得出。它僅適用于

的流體，它是

原理在化學(xué)工程中的應(yīng)用。2．某種油和清水在內(nèi)徑相同的管道中定態(tài)流動(dòng)。（假設(shè)油和水的密度很接近，但油的粘度比水大）。當(dāng)它們的雷諾數(shù)相等時(shí)，則油的流速應(yīng)比水的流速

。3．液體在圓管內(nèi)呈層流流動(dòng)，其流速為0.5m·s-1，則其動(dòng)壓頭為

m（液柱）。4．當(dāng)理想流體在水平變徑管路中作連續(xù)定常態(tài)流動(dòng)時(shí)，在管路直徑縮小處，其靜壓強(qiáng)將

，而流速將

。5．流體流動(dòng)邊界層對(duì)傳熱和傳質(zhì)過(guò)程有重要影響。流動(dòng)邊界層分為層流邊界層和湍流邊界層。在完全發(fā)展了的湍流邊界層中，除了湍流主體外，還在靠近壁面的一層極薄的流體中，仍然維持層流流動(dòng)，稱為

。6．離心泵在啟動(dòng)前必須先在吸入管和泵中

，否則會(huì)發(fā)生

現(xiàn)象。7．離心泵的特征曲線顯示，壓頭隨流量的增大而

，軸功率隨流量增大而

，而泵的效率隨流量增大

，存在一個(gè)

值。8．水由直管流向噴射泵，噴嘴內(nèi)徑為直管內(nèi)徑的1/4，則噴嘴處的流速為直管內(nèi)流速的倍。噴嘴處的動(dòng)能為直管內(nèi)動(dòng)能的

倍。噴嘴處增大的動(dòng)能由

能轉(zhuǎn)換而來(lái)，由此在噴嘴處可形成

壓。9．離心泵的主要特征曲線有

曲線，

曲線和

曲線。10．在體積流量相同的條件下，細(xì)管和粗管中流動(dòng)物性相同的流體，先到達(dá)湍流型態(tài)的是管。11．密度為998kg·m-3、粘度為1.005×10-3Pa·s的水，以18m3·h-1體積流量流過(guò)76mm×3mm的鋼管，則該流體的流動(dòng)型態(tài)為

。12．下列各種不同壓力計(jì)測(cè)得的測(cè)定值，可按其壓強(qiáng)從小到大的順序排列如下：(

)<(

)<(

)<(

)。A、380mm汞柱（真空度）；B、300mm水柱（表壓）；C、0.15MPa（表壓）；

D、2.0kPa（表壓）。13．流體在等徑的管道中作定態(tài)流動(dòng)時(shí)，因直管阻力所造成的能量損失與管長(zhǎng)成

；而流速沿管長(zhǎng)

。14．離心泵的軸功率在流量為

時(shí)最小；選擇或使用離心泵時(shí)，應(yīng)盡量使泵在

附近工作。15．雷諾數(shù)Re是流體流動(dòng)

的判據(jù)。流體在管道中流動(dòng)，當(dāng)Re

時(shí)為穩(wěn)定層流；當(dāng)Re

時(shí)，可以形成湍流；只有當(dāng)Re

時(shí)，方可達(dá)到穩(wěn)定的湍流。16．流體在25mm×2.5mm、及57mm×3.5mm組成的套管換熱器環(huán)隙中流動(dòng)，其當(dāng)量直徑為

。二、判斷題(9小題,共18分)1．當(dāng)離心泵的安裝高度超過(guò)其允許值時(shí)，會(huì)發(fā)生氣縛現(xiàn)象?！?/p>

）2．流體在一帶錐度的圓管內(nèi)流動(dòng)，當(dāng)流經(jīng)A—A和B—B兩個(gè)截面時(shí)，雖然平均流速uA≠uB，但uA與uB均不隨時(shí)間而變化。這一流動(dòng)過(guò)程仍是定態(tài)流動(dòng)?！?/p>

）3．離心泵標(biāo)牌上的揚(yáng)程、流量、功率等數(shù)值均為該泵在最高效率時(shí)的性能?！?/p>

）4．湍流時(shí)，流體流過(guò)圓管某一截面的平均流速，與管中心軸線上的最大流速比較，雷諾數(shù)愈大，平均流速愈接近管中心的最大流速，最后可達(dá)到完全一致。…（

）5．在流體流動(dòng)系統(tǒng)中，存在明顯速度梯度的區(qū)域稱為流體流動(dòng)邊界層。邊界層的厚度與雷諾數(shù)Re有關(guān)。Re越大，邊界層的厚度越大。………………（

）6．泵正在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，離心泵出口閥門是可以隨時(shí)關(guān)閉的，但往復(fù)泵則不允許?！?/p>

）7．在測(cè)定流體流動(dòng)阻力的實(shí)驗(yàn)中，用水求得的摩擦系數(shù)——Re的曲線，對(duì)其它流體也能適用。（

）8．有一套管換熱器，外管為玻璃管，其內(nèi)徑為17mm；內(nèi)管為紫銅管，其管徑為10mm×1.5mm，則環(huán)隙的當(dāng)量直徑de=10mm?！?/p>

）9．當(dāng)雷諾（Reynolds）數(shù)中的各物理量采用不同單位制時(shí)，雷諾數(shù)的值將發(fā)生變化?！?/p>

）三、選擇(16小題,共32分)1．某液體在內(nèi)徑為d1的管路中作定常流動(dòng)時(shí)，其平均流速為u1。當(dāng)它以相同的體積流量通過(guò)內(nèi)徑為d2（d2=d1/2）的管路時(shí)，則其平均流速u2為原來(lái)流速u1的……（

）A、2倍；

B、4倍；

C、8倍；

D、16倍。2．流量為0.01m3·h-1的流體從套管環(huán)隙（套管外管內(nèi)徑為50mm，內(nèi)管外徑為25mm，管壁為2.5mm）中流過(guò)，流體的流速為…………（

）A、20.5m·s-1；

B、14.2m·s-1；

C、6.8m·s-1；

D、31.8m·s-1。3．流體在水平圓形直管中作定態(tài)流動(dòng)時(shí)，一般在工業(yè)條件下，可形成湍流的臨界雷諾數(shù)為（

）A、Re>2000；

B、Re>2300；

C、2000<Re<4000；

D、Re>4000。4．流體在圓形直管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，判斷流體流型的特征數(shù)為………（

）A、Re；

B、Nu；

C、Pr；

D、Gr5．離心泵的軸功率N與流量qV的關(guān)系為……（

）A、qV增大，N增大；B、qV增大，N減?。籆、qV增大，N先增大后減小；D、qV增大，N先減小后增大。6．流體在管內(nèi)作連續(xù)定態(tài)流動(dòng)時(shí)，流速u與管徑d之間的關(guān)系可適用于…（

）A、不可壓縮流體的等溫過(guò)程；

B、可壓縮流體的等溫過(guò)程；C、不可壓縮流體的變溫過(guò)程；

D、可壓縮流體的變溫過(guò)程。7．流體在確定的系統(tǒng)內(nèi)作連續(xù)的定常流動(dòng)時(shí)，通過(guò)質(zhì)量衡算可得到：……………（

）A、流體靜力學(xué)基本方程；B、連續(xù)性方程；C、伯努利方程；D、泊謖葉方程。8．孔板流量計(jì)的主要缺點(diǎn)是……（

）A、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高；B、噪音較大；C、維修困難；D、能量損耗大。9．牛頓粘性定律適用于…（

）A、層流流動(dòng)時(shí)的牛頓型流體；B、湍流流動(dòng)時(shí)的牛頓型流體；C、過(guò)渡流流動(dòng)時(shí)的牛頓型流體；

D、靜止?fàn)顟B(tài)下的牛頓型或非牛頓型流體。10．實(shí)驗(yàn)中用U形管壓差計(jì)測(cè)得某設(shè)備內(nèi)的壓力讀數(shù)為零，說(shuō)明該設(shè)備的絕對(duì)壓為……（

）A、0Pa；

B、101.3kPa；

C、當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)；D、1MPa。11．水從高位槽中流出時(shí)，則…（

）A、水的靜壓能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能；B、水的位能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能；C、除水的靜壓能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能外，由于位能的減少，水的內(nèi)能略有下降；D、除水的位能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能外，由于靜壓能的減少，水的內(nèi)能略有下降；12．泵的揚(yáng)程是指……（

）A、泵的總壓頭；B、泵把流體升揚(yáng)的高度；C、泵的吸入高度；D、泵將被輸送液體的靜壓頭的提高量。13．離心泵的效率與流量qV的關(guān)系為（

）A、qV增大，增大；B、qV增大，減?。籆、qV增大，先減小后增大；D、qV增大，先增大后減小。14．若將轉(zhuǎn)子流量計(jì)中的塑料轉(zhuǎn)子，改用相同尺寸的不銹鋼轉(zhuǎn)子，則其測(cè)量流量的范圍應(yīng)………（

）A、變大；

B、變?。?/p>

C、不變；D、不能使用。15．流體的靜力學(xué)基本方程：p2=p1+g（Z1-Z2）適用于…（

）A、任何場(chǎng)合下的同一種流體；

B、同一種連續(xù)的靜止流體；C、連續(xù)流動(dòng)的流體；

D、不同種類連續(xù)的靜止流體。16．離心泵在輸送過(guò)程中，調(diào)節(jié)流量通常采用……………（

）A、調(diào)節(jié)泵進(jìn)口閥的開(kāi)度；B、調(diào)節(jié)泵出口閥的開(kāi)度；C、調(diào)節(jié)安裝在支路上的旁路閥；

D、調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。四、計(jì)算問(wèn)答(5小題,共25分)1．輕柴油以4000kg·h-1的流量在48mm×3.5mm的鋼管內(nèi)流動(dòng)，試判斷柴油的流動(dòng)型態(tài)。輕柴油的密度為868kg·m-3，粘度為3.5×10-3Pa·s。2．20℃的水（密度為1000kg·m-3，粘度為1.005×10-3Pa·s）流經(jīng)內(nèi)徑為20mm的管子，問(wèn)當(dāng)管中流型為層流時(shí)，水的最大流速為多少？若管中流過(guò)的是20℃的空氣（密度為1.205kg·m-3，粘度為18.1×10-6Pa·s），則空氣的最大流速為多少？3．欲用虹吸管從一敞口貯槽內(nèi)將密度為800kg·m-3的油品取出，虹吸管內(nèi)徑為5mm，虹吸管出口距貯槽液面的垂直距離為1m，如忽略貯槽內(nèi)液面的變化及虹吸管的阻力，問(wèn)虹吸30L油品所需多少時(shí)間。4．某油田用330mm×15mm的鋼管輸送原油至煉油廠。原油密度為890kg·m-3，粘度為0.187Pa·s，輸油量為300t·h-1。試計(jì)算在1000m長(zhǎng)的直管中的壓降。5．如圖所示為A，B，C三個(gè)容器。容器上方分別裝有測(cè)壓管或壓力計(jì)，試由儀表讀數(shù)計(jì)算出三個(gè)容器中pA，pB，pC的絕對(duì)壓強(qiáng)（當(dāng)時(shí)大氣壓強(qiáng)為0.091MPa）?；せA(chǔ)練習(xí)3答案一、填空(16小題,共25分)1．流體充滿導(dǎo)管作定態(tài)流動(dòng)；不可壓縮；質(zhì)量守恒2．大3．3.19×10-34．減??；增大。5．層流內(nèi)層。6．灌滿被輸送的液體；氣縛7．減??；增大；先增大后減??；最大8．16；256；壓強(qiáng)；負(fù)9．流量—揚(yáng)程；流量—效率；流量—軸功率10．細(xì)11．湍流（Re=9.04×104）12．A、<B、<D、<C、。13．正比；不變14．零；效率最高點(diǎn)15．型態(tài)；<2000；>4000；≥1×10416．25mm二、判斷題(1．錯(cuò)2．對(duì)3．對(duì)4．錯(cuò)5．錯(cuò)6．對(duì)7．對(duì)8．錯(cuò)9．錯(cuò)三、選擇(1．B2．C3．D4．A5．A6．A7．B8．D9．A10．C11．B12．A13．D14．A15．B16．B四、計(jì)算問(wèn)答(5小題,共25分)1．鋼管的內(nèi)徑d=48-2×3.5=41mm=0.041m。u===0.970m·s-1Re===98649864>4000

輕柴油的流動(dòng)型態(tài)為湍流。2．(1)水：因?yàn)镽e=≤2000時(shí)水的流型為滯流所以u(píng)max===0.1m·s-1(2)空氣：umax==1.5m·s-13．以貯槽內(nèi)液面1—1截面至虹吸管出口2—2截面間為衡算體系，并以2—2截面為基準(zhǔn)面。已知：Z1=1m

Z2=0

p1=p2=0(表壓)

u1≈0由伯努利方程：Z1++=Z2++可得:1=u===4.43m·s-1由V=·u·tV=30L=0.030m3t==345s=5.75min4．原油在管道內(nèi)的流速：u===1.33m·s-1Re===1900<2000為層流=hf===hfg==890=8.9×104Pa=89kPa。5．P0=0.091MPa=9.1×104PapA=9.1×104+6.0×104=1.5×105Pa(絕壓)pB=9.1×104+×1.01×105=1.5×105Pa(絕壓)pC=9.1×104+0.600×1000×9.81=9.69×104Pa(絕壓)?；せA(chǔ)練習(xí)6一、填空1．下列各種不同壓力計(jì)測(cè)得的測(cè)定值，可按其壓強(qiáng)從小到大的順序排列如下：(

)<(

)<(

)<(

)。A、380mm汞柱（真空度）；B、300mm水柱（表壓）；C、0.15MPa（表壓）；D、2.0kPa（表壓）。2．在體積流量相同的條件下，細(xì)管和粗管中流動(dòng)物性相同的流體，先到達(dá)湍流型態(tài)的是管。3．在研究流體流動(dòng)規(guī)律時(shí)，要注意區(qū)分是定常（或稱定態(tài)）流動(dòng)和不定常（或稱不定態(tài)）流動(dòng)，穩(wěn)定態(tài)和不穩(wěn)定態(tài)。如果所考察的流體流動(dòng)過(guò)程或系統(tǒng)中任何一個(gè)部位或任何一個(gè)點(diǎn)上的流體性質(zhì)和過(guò)程參數(shù)都不隨時(shí)間而改變，則該過(guò)程為

過(guò)程，反之，則為

過(guò)程。當(dāng)流體流動(dòng)過(guò)程的雷諾數(shù)大于1×104時(shí)，可以認(rèn)為是

的湍流；當(dāng)雷諾數(shù)在2000~4000之間流體的流動(dòng)型態(tài)為

的過(guò)渡區(qū)域。4．20℃時(shí)，濃硫酸的密度為1.813×103kg·m-3，粘度為2.54×10-2Pa·s，用48mm×3.5mm的無(wú)縫鋼管輸送時(shí)，達(dá)到湍流的最低流速為

m·s-1。5．流體在圓管內(nèi)做層流流動(dòng)時(shí)，其最大流速為平均流速的

倍；湍流時(shí)，其最大流速約為平均流速的

倍。6．與往復(fù)泵相比，一般說(shuō)來(lái)離心泵輸出液體的壓頭

，輸送量

。7．離心泵的特征曲線顯示，壓頭隨流量的增大而

，軸功率隨流量增大而

，而泵的效率隨流量增大

，存在一個(gè)

值。8．某種油和清水在內(nèi)徑相同的管道中定態(tài)流動(dòng)。（假設(shè)油和水的密度很接近，但油的粘度比水大）。當(dāng)它們的雷諾數(shù)相等時(shí)，則油的流速應(yīng)比水的流速

。9．以單位質(zhì)量為基準(zhǔn)，不可壓縮實(shí)際流體的伯努利方程式為

，各項(xiàng)單位為

。10．流體由管內(nèi)徑d1=20mm的細(xì)管流向管內(nèi)徑d2=40mm的粗管，細(xì)管中的流速u1=1.0m·s-1，則粗管內(nèi)的流速u2=

m·s-111．流體流動(dòng)的連續(xù)性方程u1A1=u2A2是在

條件下得出。它僅適用于

的流體，它是

原理在化學(xué)工程中的應(yīng)用。12．流體在圓形管道中流動(dòng)時(shí)，局部阻力的計(jì)算方法有

和

。13．流體在直管中流動(dòng)時(shí)，速度越大，則摩擦阻力

。14．流體在圓形管道內(nèi)呈層流流動(dòng)時(shí)，摩擦系數(shù)與雷諾數(shù)Re的關(guān)系是=

。15．雷諾數(shù)Re是流體流動(dòng)

的判據(jù)。流體在管道中流動(dòng)，當(dāng)Re

時(shí)為穩(wěn)定層流；當(dāng)Re

時(shí)，可以形成湍流；只有當(dāng)Re

時(shí)，方可達(dá)到穩(wěn)定的湍流。16．當(dāng)理想流體在水平變徑管路中作連續(xù)定常態(tài)流動(dòng)時(shí)，在管路直徑縮小處，其靜壓強(qiáng)將

，而流速將

。17．流體在等徑的管道中作定態(tài)流動(dòng)時(shí)，因直管阻力所造成的能量損失與管長(zhǎng)成

；而流速沿管長(zhǎng)

。二、判斷題1．敞口容器內(nèi)靜止水面下1m處測(cè)得的表壓強(qiáng)為9.81kPa。…（

）2．流體在導(dǎo)管中流動(dòng)時(shí)，即使在極度湍流的情況下，在鄰近管壁處仍存在著一層層流層。這一層流層的存在，不僅影響流動(dòng)過(guò)程，對(duì)傳熱及傳質(zhì)過(guò)程也有重要影響?！?/p>

）3．流體在圓管內(nèi)流動(dòng)，若流量不變，而使管徑增大一倍（設(shè)流體的物性不變），則雷諾數(shù)的值為原來(lái)的2倍。（

）4．在流體流動(dòng)系統(tǒng)中，存在明顯速度梯度的區(qū)域稱為流體流動(dòng)邊界層。邊界層的厚度與雷諾數(shù)Re有關(guān)。Re越大，邊界層的厚度越大?！?/p>

）5．流體在一帶錐度的圓管內(nèi)流動(dòng)，當(dāng)流經(jīng)A—A和B—B兩個(gè)截面時(shí)，雖然平均流速uA≠uB，但uA與uB均不隨時(shí)間而變化。這一流動(dòng)過(guò)程仍是定態(tài)流動(dòng)?！?/p>

）6．單級(jí)往復(fù)泵與單級(jí)離心泵相比，它的優(yōu)點(diǎn)是輸出壓頭高；缺點(diǎn)是流量小且不均勻。（

）三、選擇1．不可壓縮流體在圓管內(nèi)作定態(tài)流動(dòng)時(shí)，流速u與管道的截面積S和內(nèi)徑d的關(guān)系為（

）A、u2/u1=S2/S1；

B、u2/u1=S1/S2；

C、u2/u1=d2/d1；

D、u2/u1=(d2/d1)2。2．流體流動(dòng)的連續(xù)性方程可表示為……………………（

）A、u·S=C（常數(shù)）；

B、u·S·=C；C、u·=C；

D、u·S·≠C。以上各式中u為流體的流速；S為管道的橫截面積；為流體的密度。3．流體流經(jīng)直管的阻力也稱沿程阻力，因此所造成的損失壓頭計(jì)算式為…………（

）A、Hf=；B、Hf=；B、Hf=；D、Hf=。4．流體在一根水平直管中流動(dòng)，自A截面流至B截面后，流體因摩擦阻力而消耗的能量為50J·kg-1。這一摩擦損失主要表現(xiàn)為B截面處的單位質(zhì)量流體…（

）A、動(dòng)能的減少；

B、熱能的減少；

C、壓強(qiáng)能的減少；

D、上述三者之和。5．流量為0.01m3·h-1的流體從套管環(huán)隙（套管外管內(nèi)徑為50mm，內(nèi)管外徑為25mm，管壁為2.5mm）中流過(guò)，流體的流速為…（

）A、20.5m·s-1；B、14.2m·s-1；C、6.8m·s-1；D、31.8m·s-1。6．自來(lái)水通過(guò)一段橫截面積S不同的管路作定常流動(dòng)時(shí)，其流速u……（

）A、不改變；B、隨S改變，S越大，u越大；C、隨S改變，S越大，u越?。?/p>

D、無(wú)法判斷。7．泵的揚(yáng)程是指…（

）A、泵的總壓頭；B、泵把流體升揚(yáng)的高度；C、泵的吸入高度；D、泵將被輸送液體的靜壓頭的提高量。8．流體在確定的系統(tǒng)內(nèi)作連續(xù)的定常流動(dòng)時(shí)，通過(guò)質(zhì)量衡算可得到：……………（

）A、流體靜力學(xué)基本方程；

B、連續(xù)性方程；C、伯努利方程；

D、泊謖葉方程。9．牛頓粘性定律適用于…（

）A、層流流動(dòng)時(shí)的牛頓型流體；

B、湍流流動(dòng)時(shí)的牛頓型流體；C、過(guò)渡流流動(dòng)時(shí)的牛頓型流體；

D、靜止?fàn)顟B(tài)下的牛頓型或非牛頓型流體。10．離心泵內(nèi)進(jìn)入空氣時(shí)將會(huì)發(fā)生的現(xiàn)象是（

）A、汽蝕；

B、氣縛；

C、燒壞電機(jī)；

D、損壞泵。11．要求以較小的流量連續(xù)輸送一種粘稠的油類，應(yīng)選用……………（

）A、離心泵；B、齒輪泵；

C、真空噴射泵；D、水環(huán)泵。12．流體在水平圓形直管中作定態(tài)流動(dòng)時(shí)，一般在工業(yè)條件下，可形成湍流的臨界雷諾數(shù)為…（

）A、Re>2000；

B、Re>2300；

C、2000<Re<4000；

D、Re>4000。13．雷諾數(shù)Re的數(shù)學(xué)表達(dá)式為……（

）A、；

B、；

C、；

D、。以上各式中u為流體流速，為流體密度，為流體粘度，d為管徑或定性尺寸。四、計(jì)算問(wèn)答1．某合成氨廠有一個(gè)濕式圓筒氣柜（如圖所示），其內(nèi)徑為8m，用以貯存水煤氣。它的金屬鐘罩與附件的總質(zhì)量為6000kg。如果不計(jì)算罩浸沒(méi)在水中的浮力，試問(wèn)：（1）氣柜內(nèi)氣體的壓強(qiáng)（表壓）為多大時(shí)，可將鐘罩頂起？（2）當(dāng)氣柜中的貯氣量增加時(shí)，氣體的壓強(qiáng)是否有變化？2．如圖所示，盛有汞的兩根玻璃管與一個(gè)封閉的容器連接，器內(nèi)壓差為p0。若開(kāi)口玻璃管中的高度h1=0.2m，求上端封閉且保持真空的玻璃管中水銀柱高度h2。（已知：當(dāng)時(shí)大氣壓強(qiáng)為101.3kPa，汞的密度為13600kg·m-3）3．如圖所示為A，B，C三個(gè)容器。容器上方分別裝有測(cè)壓管或壓力計(jì)，試由儀表讀數(shù)計(jì)算出三個(gè)容器中pA，pB，pC的絕對(duì)壓強(qiáng)（當(dāng)時(shí)大氣壓強(qiáng)為0.091MPa）。4．某油田用330mm×15mm的鋼管輸送原油至煉油廠。原油密度為890kg·m-3，粘度為0.187Pa·s，輸油量為300t·h-1。試計(jì)算在1000m長(zhǎng)的直管中的壓降。5．如下圖所示的測(cè)壓裝置中被測(cè)流體的密度=1000kg·m-3，指示液的密度R=1590kg·m-3，圖中R1=100mm，R2=100mm，h1=159mm，h2=200mm。試計(jì)算E點(diǎn)的表壓強(qiáng)等于多少帕？6．如圖所示敞口容器中盛有不互溶的油和水。油和水的密度分別為800kg·m-3和1000kg·m-3。水層高度為0.40m，油層高度為0.50m。求細(xì)管中的液面與容器的液面哪一個(gè)高？高度差為多少？7．20℃的水（密度為1000kg·m-3，粘度為1.005×10-3Pa·s）流經(jīng)內(nèi)徑為20mm的管子，問(wèn)當(dāng)管中流型為層流時(shí)，水的最大流速為多少？若管中流過(guò)的是20℃的空氣（密度為1.205kg·m-3，粘度為18.1×10-6Pa·s），則空氣的最大流速為多少？化工基礎(chǔ)練習(xí)6答案一、填空1．A、<B、<D、<C、。2．細(xì)3．定常（定態(tài)）；不定常（不定態(tài)）；穩(wěn)定；不穩(wěn)定4．1.37,5．2；1.25~1.22,6．較低；較大7．減??；增大；先增大后減??；最大8．大9．gZ1+++We=gZ2+++，J·kg-1。10．0.2511．流體充滿導(dǎo)管作定態(tài)流動(dòng)；不可壓縮；質(zhì)量守恒12．局部阻力系數(shù)法；當(dāng)量長(zhǎng)度法13．越大14．15．型態(tài)；<2000；>4000；≥1×10416．減??；增大。17．正比；不變二、判斷題1．對(duì)2．對(duì)3．錯(cuò)4．錯(cuò)5．對(duì)6．對(duì)三、選擇1．B2．B3．D4．C5．C6．C7．A8．B9．A10．B11．B12．D13．D四、計(jì)算問(wèn)答1．（1）已知圓筒氣柜的內(nèi)徑d=8m，m=6000kg圓筒鐘罩的截面積

S==0.785×82=50.24m2氣柜內(nèi)的壓強(qiáng)

p====1.17×103Pa(表壓)(2)沒(méi)有改變2．1—1平面

p1=p=p0+(汞)gh12—2平面

p2=p0=(汞)gh23—3平面

p3=p1-(汞)gh1空氣密度小，可視為p2=p3，即p1-(汞)gh1=(汞)gh2又因?yàn)閜1=p，因此可得：h2=-h1=-0.2=0.56m。3．P0=0.091MPa=9.1×104PapA=9.1×104+6.0×104=1.5×105Pa(絕壓)pB=9.1×104+×1.01×105=1.5×105Pa(絕壓)pC=9.1×104+0.600×1000×9.81=9.69×104Pa(絕壓)。4．原油在管道內(nèi)的流速：u===1.33m·s-1Re===1900<2000為層流=hf===hfg==890=8.9×104Pa=89kPa。5．如圖列出pA，pB，pC壓強(qiáng)pA=p0+R1g=p0+1590×0.1×9.81=p0+1560PapB=pA-[h1-(h2-R1)]g=p0+981PapC=pB+R2g=p0+2541Pa則pE=pC-R2g=p0+1560PaE點(diǎn)表壓為1560Pa6．細(xì)管中的壓強(qiáng)與容器中液體的壓強(qiáng)處于平衡狀態(tài)g[(H2O)·H(H2O)+(油)·H(油)]=g·(H2O)·hh==0.80m0.50+0.40-0.80=0.10m容器中的液面比細(xì)管中的液面高0.10m。7．(1)水：因?yàn)镽e=≤2000時(shí)水的流型為滯流所以u(píng)max===0.1m·s-1(2)空氣：umax==1.5m·s-1化工基礎(chǔ)練習(xí)7一、填空(11小題,共24分)1．離心泵的工作點(diǎn)是

曲線與

曲線的交點(diǎn)。2．離心泵的流量由零開(kāi)始增大，其揚(yáng)程

，功率

，效率

。流量調(diào)節(jié)通常采用

。離心泵安裝時(shí)為避免

的發(fā)生，其安裝高度必須小于離心泵的允許吸上高度。3．離心泵樣本中標(biāo)明的允許吸上真空高度Hs值，是指大氣壓強(qiáng)為

MPa，溫度為

℃時(shí)輸送清水條件下的實(shí)測(cè)值。4．流體充滿粗糙導(dǎo)管作定態(tài)流動(dòng)過(guò)程中，其流型為層流時(shí)，摩擦阻力系數(shù)大小僅與

有關(guān)；湍流時(shí)，的大小通常與

和

有關(guān)；湍流程度加劇到完全湍流時(shí)，的大小則只與

有關(guān)。5．在運(yùn)轉(zhuǎn)的離心泵中能量的轉(zhuǎn)換過(guò)程是：葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)流體所做的功，大部分轉(zhuǎn)化為流體的

；而后在泵殼中再逐漸轉(zhuǎn)化為流體的

。6．液柱壓差計(jì)是基于

原理的測(cè)壓裝置。用U形管壓差計(jì)測(cè)某處的壓強(qiáng)，當(dāng)其一端與大氣相通時(shí)，其液柱高度差讀數(shù)R表示的是

或

。7．一根圓形管道的內(nèi)徑為50mm，流體的粘度為0.20Pa·s，管長(zhǎng)為20m，流體的密度為800kg·m-3，流體的流速為0.59m·s-1。則這段管子的壓頭損失為

m，壓強(qiáng)降為

Pa。8．流體在一根圓形水平直管中流動(dòng)，測(cè)得其平均流速為0.5m·s-1，雷諾數(shù)Re=1000，壓降Δp=10Pa，問(wèn)管中心處的最大流速為

m·s-1。若平均流速增大為1m·s-1，則壓降Δp為

Pa。9．苯（密度=880kg·m-3，粘度=0.65×10-3Pa·s）流經(jīng)25mm×2.5mm的鋼管時(shí)，其平均流速為0.05m·s-1，則其流動(dòng)型態(tài)應(yīng)為

，此鋼管的摩擦阻力系數(shù)值為

。10．如圖所示：油水混合液連續(xù)進(jìn)入油水分離器。利用兩者之間密度[(油)=780kg·m-3，(水)=1000kg·m-3]的不同，使之自動(dòng)分層。油由分離器左上部溢出，水通過(guò)U形溢流管溢出。為在視鏡中觀察到兩液體的分界面，當(dāng)z1=1m時(shí)，z2的高度應(yīng)為

m。（由于油、水流動(dòng)緩慢，可作為靜力學(xué)問(wèn)題處理）。11．離心泵的泵殼制成蝸殼狀其作用是

；

。二、判斷題(1小題,共2分)1．用兩個(gè)同樣的孔板流量計(jì)分別測(cè)量水平和垂直安裝的管徑相同的管道的流量時(shí)，如果兩管道的體積流量相同，則兩孔板流量計(jì)的液柱壓差計(jì)的讀數(shù)也相同?！?/p>

）三、選擇(2小題,共4分)1．流體在某一圓形直管中流動(dòng)時(shí)，若流動(dòng)狀況已進(jìn)入完全湍流區(qū)，則摩擦系數(shù)與雷諾數(shù)Re的關(guān)系為（

）A、Re增加，增大；B、Re增加，減??；C、Re增加，基本不變；D、Re增加，先增加后減小。2．伯努利（Bernoulli）方程表達(dá)了流體流動(dòng)過(guò)程中的…………（

）A、力的平衡關(guān)系；

B、物料衡算關(guān)系；C、動(dòng)量衡算關(guān)系；

D、機(jī)械能衡算關(guān)系。四、計(jì)算問(wèn)答(11小題,共70分)1．兩水平放置的直管（管徑相同）用一個(gè)90°彎頭相連（如圖所示），管內(nèi)流動(dòng)的是水。現(xiàn)測(cè)得管道上兩截面A、B處測(cè)壓管的水柱高度差為0.378m。AB間管長(zhǎng)l為5m，管內(nèi)徑為50mm。水在管內(nèi)的流速為1.5m·s-1，摩擦系數(shù)=0.03，求90°直角彎頭能量損失的當(dāng)量長(zhǎng)度le。2．用微差壓力計(jì)測(cè)管路內(nèi)氣體的表壓強(qiáng)。微差壓力計(jì)用油和水做指示液,其密度分別為(油)=920kg·m-3，(水)=980kg·m-3。測(cè)壓計(jì)擴(kuò)大室內(nèi)徑D=60mm，U形管內(nèi)徑d=6mm。若管路內(nèi)表壓強(qiáng)為260Pa，試求微差壓力計(jì)指示液的高度差R和h。3．在圖示管路中裝有離心泵。吸入管內(nèi)徑為60mm，管長(zhǎng)AB為2m，壓出管內(nèi)徑為60mm，管長(zhǎng)CH為15m。直管摩擦系數(shù)=0.03。在壓出管D處裝有閥門，局部阻力系數(shù)=6.4。三個(gè)直角彎頭的局部阻力系數(shù)===0.75，截面突然縮小和擴(kuò)大處的局部阻力系數(shù)分別為：=0.5，=1。管內(nèi)流體的體積流量為36m3·h-1。試求：（1）泵的進(jìn)出口處的壓強(qiáng)pB和pC（用表壓表示）；（2）離心泵的揚(yáng)程He。4．某石油化工廠擬用219mm×6mm的鋼管，將原油從輪船上輸送至10km以外的地下油庫(kù)。已知該油的密度為780kg·m-3，粘度為0.12Pa·s，油在管內(nèi)的平均流速為0.74m·s-1。若油庫(kù)和輪船在同一水平線上，泵的效率為70%，問(wèn)為克服沿程阻力，該泵所需的軸功率是多少？5．如圖所示，敞口高位槽底部連接內(nèi)徑100mm的輸水管路，當(dāng)閥門F全閉時(shí)，壓力表p的讀數(shù)為50kPa（表壓），當(dāng)閥門全開(kāi)時(shí)，壓力表的讀數(shù)變?yōu)?0kPa（表壓），試求閥門全開(kāi)時(shí)水的流量為多少？設(shè)液面高度保持不變，并忽略阻力損失。6．流量為1×10-3m3·s-1的水通過(guò)管徑相同的水平管，管線全程的壓降為2×105Pa，求單位時(shí)間所消耗的機(jī)械能。若管道與外界無(wú)熱交換，損耗的機(jī)械能全部轉(zhuǎn)換為熱能，問(wèn)水的溫度升高多少度？（已知水的密度為1000kg·m-3，熱容為4.18×103J·kg-1·K-1）7．某一精餾塔的加料裝置如圖所示。料液自敞口高位槽流入塔內(nèi)進(jìn)行精餾操作。若高位槽內(nèi)液面維持1.5m的液位高度不變，塔內(nèi)料液入口處操作壓強(qiáng)為39.2×103Pa（表壓），塔的進(jìn)料量為50m3·h-1，料液密度=900kg·m-3。進(jìn)料管路為108mm×4mm的鋼管，其長(zhǎng)度為[h-1.5+3]m，已知管路系統(tǒng)在該操作條件下的局部阻力損失的當(dāng)量長(zhǎng)度le=45m，摩擦系數(shù)=0.024，試求高位槽液面與精餾塔進(jìn)料口之間所需的垂直距離。8．流體在圓形直管內(nèi)作層流流動(dòng)。若管長(zhǎng)、管徑及流體物性均保持不變，而流體流量減少一半，問(wèn)因流動(dòng)阻力而產(chǎn)生的能量損失為原來(lái)的多少倍？9．套管式換熱器由內(nèi)管為25mm×2.5mm與外管為56mm×3.0mm的鋼管構(gòu)成，環(huán)隙內(nèi)液體的流量為3600kg·h-1，其密度為1200kg·m-3，粘度為1.25×10-3Pa·s，試判斷其流動(dòng)型態(tài)。10．有一水噴射泵，水入口管內(nèi)徑為20mm，水在入口處的流速為0.3m·s-1，進(jìn)口壓強(qiáng)為5.0×105Pa（絕壓），噴嘴內(nèi)徑為2.0mm。求在噴嘴處能產(chǎn)生多大的真空度。（水的密度為1000kg·m-3；當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)為100kPa；水入口管和噴嘴間的距離很短，位差可以忽略不計(jì)；水流經(jīng)噴嘴的阻力忽略不計(jì)。）11．如圖所示，用離心泵將水由地下水槽送至水洗塔頂，塔頂壓強(qiáng)為9.81×104Pa(表壓)，水槽液面恒定，其上方通大氣，水槽液面與輸水管出口端的垂直距離為20m。在某一送液量下，泵對(duì)單位質(zhì)量水做有效功317.7J·kg-1，管內(nèi)摩擦系數(shù)為0.018，吸入及壓出管路總長(zhǎng)為110m(包括管件及入口的當(dāng)量長(zhǎng)度，但不包括出口的當(dāng)量長(zhǎng)度)。輸水鋼管規(guī)格為108mm×4mm，水的密度為1000kg·m-3，泵效率為70%，試求：（1）輸水量，m3·h-1；（2）離心泵的軸功率，kw?；せA(chǔ)練習(xí)7答案一、填空(11小題,共70分)1．離心泵特性；管路特性2．降低；增大；先增大后減??；出口管路閥門；汽蝕現(xiàn)象3．0.1；20,4．雷諾數(shù)Re；Re；管壁相對(duì)粗糙度；管壁相對(duì)粗糙度5．動(dòng)能；靜壓能6．流體靜力學(xué)；表壓；真空度。7．3.85；3.02×1048．1；209．層流；0.0473;10．0.7811．能量轉(zhuǎn)換；減少能量損失二、判斷題(1小題,共70分)1．對(duì)三、選擇(2小題,共70分)1．C2．D四、計(jì)算問(wèn)答(11小題,共70分)1．AB間的總壓頭損失為：Hf=··則le=-l=-5=0.494m2．D2h=d2R，

=0.12=0.01h=0.01Rp0+h(油)g+R(水)g=p+g(油)(h+R-h)（p0為大氣壓強(qiáng)）即：p-p0=[(水)-(油)]gR+(油)g×0.01R260=(980-920)×9.81×R+920×9.81×0.01R=678.9RR==0.38m=380mmh=0.01R=3.8×10-3m=3.8mm3．u===3.54m·s-1(1)對(duì)1—1和B—B截面(如圖)：gZ1=(1++)+(表壓)則

pB=1000×[9.81×2-(1+0.5+0.03×)]=3.96×103Pa(表壓)(2)對(duì)C—C和2—2截面：+=(+3++)+gZ2則

pC=1000×[(6.4+3×0.75+1+0.03×-1)+9.81×2]=2.19×105Pa(表壓)(3)離心泵的揚(yáng)程He===21.9m(H2O)。4．Re===995.7層流，可用泊謖葉公式計(jì)算壓降p===6.63×105PaqV=d2u=0.785×0.2072×0.74=0.0249m3·s-1N===N===23.6kW。5．取高位槽液面為1—1液面，壓力表所在截面為2—2截面。當(dāng)閥門全關(guān)時(shí)，++Z1=++Z2當(dāng)閥門全開(kāi)時(shí)，++Z1=++Z2+=+已知p2=50kPa，

u2≈0，

p2ˊ=20kPa，則平均流速u2ˊ===7.75m3·s-1體積流量qVˊ===0.061m3·s-16．單位時(shí)間所消耗的能量N==2×105×1×10-3=2×102J·s-1水的溫升

T===0.048K。7．選取高位槽液面為1—1截面，塔進(jìn)料口截面為2—2截面，并以2—2截面為基準(zhǔn)面，列伯努利方程：Z1++=Z2+++(1~2)式中：Z1=h，Z2=0，p1=p(大氣壓強(qiáng))，p2=p+39.2×103Pa，u1≈0，u2=，qV=50m3·h-1，d=[108-4×2]×10-3=0.10m，u2==1.77m·s-1(1~0)=×=0.024××=1.78+0.04hm，代入上式，解得：h=6.63m。8．已知：l2=l1，d2=d1，2=1，2=1，qV,2=qV,1。可得：u2===u1Re2===Re1hf,2====hf,1。9．已知：qm=3600kg·h-1=1200kg·m-3=1.25×10-3Pa·s則流速

u==0.57m·s-1當(dāng)量直徑

de=4=0.050-0.025=0.025m雷諾數(shù)Re===1.37×104流動(dòng)型態(tài)為湍流10．以1—1至2—2截面（如圖所示）為衡算體系：已知：u1=0.3m·s-1由u2=u1則u2=30m·s-1由伯努利方程：+=+p2=p1=5.0×105=5.0×104Pa(絕壓)真空度=p-p2=1.0×105-5.0×104

=5.0×104Pa11．(1)輸水量取水槽液面為1—1截面，輸水管出口為2—2截面，并以1—1截面為基準(zhǔn)面，列出伯努利方程：gZ1+++He=gZ2+++已知：Z1=0，p1=0（表壓），u1=0，Z2=20m(水柱)，p2=9.81×104Pa(表壓），d=108-2×4=100mm=0.1m。設(shè)輸水量為qV，m3·s-1，u2=，則：He=gZ1+++317.7=9.81×20+qV=1.15×10-2m3·s-1(2)軸功率N===5.22×103W=5.22kW化工基礎(chǔ)練習(xí)8一、填空(5小題,共9分)1．從壓強(qiáng)恒定的粗水管A向一條管徑相同的水平支管供水，支管中有一閘閥F（如圖），考慮到直管BC，DE和閘閥的能量損失，當(dāng)閥門由全開(kāi)變?yōu)榘腴_(kāi)時(shí)，支管出口處的流量將

，直管DE的阻力損失將

，使閥門下游D處的壓強(qiáng)將

。2．流體在直管中流動(dòng)時(shí)，摩擦阻力系數(shù)大小和速度的關(guān)系在層流區(qū)是

，在完全湍流區(qū)是

；摩擦阻力造成的壓頭損失Hf的大小和速度的關(guān)系在層流區(qū)是

，在完全湍流區(qū)是

。3．某孔板流量計(jì)測(cè)得液體體積流量為qV,1時(shí)，U形壓差計(jì)讀數(shù)為R1。若流量為qV,2=1.42qV,1時(shí)，R2=

。4．流體在水平等徑的直管中流動(dòng)時(shí)，存在著摩擦阻力造成的能量損失Hf，所損失的能量由機(jī)械能中的

轉(zhuǎn)換而來(lái)，由此而產(chǎn)生流體的

下降。5．在運(yùn)轉(zhuǎn)的離心泵中能量的轉(zhuǎn)換過(guò)程是：葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)流體所做的功，大部分轉(zhuǎn)化為流體的

；而后在泵殼中再逐漸轉(zhuǎn)化為流體的

。二、判斷題(4小題,共8分)1．實(shí)際流體在導(dǎo)管內(nèi)作定常態(tài)流動(dòng)時(shí)，各種形式的能量（或壓頭）可以相互轉(zhuǎn)化。導(dǎo)管任一截面的位壓頭、動(dòng)壓頭和靜壓頭之和為一常數(shù)?！?/p>

）2．離心泵的揚(yáng)程和升揚(yáng)高度相同，都是指泵能將液體送到高處的距離?！?/p>

）3．流體在管道中流動(dòng)時(shí)的流動(dòng)型態(tài)可以用雷諾數(shù)（Re）來(lái)判斷，如Re<2000就必然是層流，如Re<4000就一定是湍流?！?/p>

）4．用標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)測(cè)量管內(nèi)流體流量時(shí)，若流量增大了1倍，則其壓差計(jì)的讀數(shù)也增大了1倍。（

）三、選擇(4小題,共8分)1．從流體在導(dǎo)管內(nèi)流動(dòng)的速度分布可知，管內(nèi)流動(dòng)的流體存在速度梯度。凡存在速度梯度的區(qū)域稱為…（

）A、層流內(nèi)層；

B、流動(dòng)邊界層；

C、緩沖層；

D、湍流主體。2．某套管換熱器由108mm×4mm和55mm×2.5mm鋼管組成，流體在環(huán)隙內(nèi)流動(dòng)，其當(dāng)量直徑為…（

）A、55mm；

B、50mm；

C、45mm；

D、60mm。3．伯努利方程gZ1++=gZ2++的物理意義為…………（

）A、每牛頓流體在定態(tài)流動(dòng)時(shí)所具有的各種能量之和相等；

B、每千克理想流體在定態(tài)流動(dòng)時(shí)各截面上所具有的機(jī)械能相等；C、每千克流體在流動(dòng)過(guò)程中所具有的總能量是守恒的；D、理想流體在水平管道中作定態(tài)流動(dòng)時(shí)機(jī)械能是守恒的。4．描述流體（指牛頓型流體）流動(dòng)規(guī)律的牛頓粘性定律只適用于…（

）A、滯流（或?qū)恿鳎?/p>

B、湍流；

C、過(guò)渡流；

D、所有的流動(dòng)狀態(tài)。四、計(jì)算問(wèn)答(12小題,共75分)1．儲(chǔ)油罐中盛有相對(duì)密度為0.98的重油，油面最高時(shí)離罐底10.4m，油面上方與大氣相通。罐側(cè)壁下部有一個(gè)直徑為600mm的人孔，用蓋壓緊。人孔的中心在罐底以上800mm。試求人孔蓋上所承受的壓力。2．用虹吸管將某液面恒定的敞口高位槽中的液體吸出（如圖所示）。液體的密度=1500kg·m-3。若虹吸管AB和BC段的全部能量損失（J·kg-1）可分別按0.5u2和2u2（u為液體在管中的平均流速）公式計(jì)算，試求：虹吸管最高點(diǎn)B處的真空度。^3．密度為1100kg·m-3的水溶液，由一個(gè)貯槽流入另一個(gè)貯槽。管路由長(zhǎng)度為100m，管徑為108mm×4mm的鋼管和1個(gè)全開(kāi)閘閥，2個(gè)90度標(biāo)準(zhǔn)彎頭所組成。溶液在管內(nèi)流速為1.0m·s-1，粘度為0.0010Pa·s。已知摩擦阻力系數(shù)為0.020，90度標(biāo)準(zhǔn)彎頭的當(dāng)量長(zhǎng)度le=40d；全開(kāi)閘閥的當(dāng)量長(zhǎng)度le=7d，試確定：（1）流體在管中流動(dòng)型態(tài)；（2）總的壓頭損失。4．某石油化工廠擬用219mm×6mm的鋼管，將原油從輪船上輸送至10km以外的地下油庫(kù)。已知該油的密度為780kg·m-3，粘度為0.12Pa·s，油在管內(nèi)的平均流速為0.74m·s-1。若油庫(kù)和輪船在同一水平線上，泵的效率為70%，問(wèn)為克服沿程阻力，該泵所需的軸功率是多少？5．在圖示管路中裝有離心泵。吸入管內(nèi)徑為60mm，管長(zhǎng)AB為2m，壓出管內(nèi)徑為60mm，管長(zhǎng)CH為15m。直管摩擦系數(shù)=0.03。在壓出管D處裝有閥門，局部阻力系數(shù)=6.4。三個(gè)直角彎頭的局部阻力系數(shù)===0.75，截面突然縮小和擴(kuò)大處的局部阻力系數(shù)分別為：=0.5，=1。管內(nèi)流體的體積流量為36m3·h-1。試求：（1）泵的進(jìn)出口處的壓強(qiáng)pB和pC（用表壓表示）；（2）離心泵的揚(yáng)程He。6．有A與B兩個(gè)儲(chǔ)水槽，槽中液面與導(dǎo)水管出口的垂直距離均為h，導(dǎo)水管管徑分別為d和2d，試證明：水由兩槽的導(dǎo)水管流出的流速和流量是否相同（阻力不計(jì)）7．在油水分層器（如圖所示）中，若使油水界面控制在液面以下0.6m處，試計(jì)算器底U形排水管出口與分層器內(nèi)液面距離h。已知分層器內(nèi)液面上方絕對(duì)壓強(qiáng)為1.45×105Pa，排水管出口絕