2023年化工原理題庫答案

化工原理題庫

第一章流體流動

一、名詞解釋（每小題2分）

31.法定計量單位：由國家以命令形式規(guī)定允許使用的

計量單位。

62.穩(wěn)定流動：流動系統(tǒng)中各截面上的流速、壓強、密

度等各有關物理量僅隨位置變化不隨時間變化。

63.不穩(wěn)定流動：流動系統(tǒng)中各截面上的流速、密度、

壓強等隨位置及時間而變。

64、流動邊界層：流體流過壁面時，假如流體潤濕壁

面，則必然形成速度梯度很大的流體層叫流動邊界

層。

35、邊界層分離：流體在一定條件下脫離壁面的現(xiàn)象

叫邊界層的分離。

66.速度梯度：速度梯度，即在與流動方向垂直的

方向上流體速度的變化率。

37、牛頓黏性定律：

68、當量長度：把流體流過某一管件或閥門的局部

阻力折算成相稱于流過一段與它直徑相同、長度為

的直管阻力。所折算的直管長度稱為該管件或閥門

的當量長度。

69、因次分析法：用維數(shù)不多的無因次數(shù)群代替較

多的變量，對一個復雜的物理現(xiàn)象可簡化實驗工作,

該方法稱為因次分析法。

310、相對粗糙度：￡/d一相對粗糙度。

611.黏性:運動流體內部產生的阻礙流體向前運動的

特性。

612.黏度:,一比例系數(shù)，流體的黏性愈大，其值愈

大,所以稱為粘滯系數(shù)或動力。黏度，簡稱黏度。

312、點速度：流通截面上某一點的速度，可直接測

量m/So

313、絕壓：以絕對零壓作起點計算的壓強，稱為絕對

壓強。

314.表壓：表達被測流體的絕對壓強比大氣壓強高出

的數(shù)值，稱為表壓強。

315、真空度：真空度等于大氣壓強減去絕對壓強。

二、單選擇題（每小題2分）

31.某物體的質量為1000kg,則其重量為oB

A1000NB9810N

C9810kgfD1000/9.81kgf

32.4℃水在SI制中密度為;重度為

;在工程單位制中密度為;重度為

oB；D；C；A

A1000kgf/m3B1000kg/m3

C102kgfs2/m4D9810N/m3

63.如圖所示，若液面恒定，忽略流動阻力損失，則

放水管的出口速度U與有關。A

AHBH.dCd

DPaEH、d、Pa

H'u

1<

附圖

34.用標準孔板流量計測量管中的流量，采用如圖所示

三種裝置，兩測壓孔距離h相等,dl=d2=d3,各管流

速相等。其讀數(shù)分別為RI,R2,R3。則o（流

體皆為水，指示液皆為汞）。D

AR2VR1VR3BRi<R2=R3

CR1VR2VR3DR1=R2=R3

ERi>R2=R3

>1-b

八

—dI.

V

5

Ri

R3

附圖

95.圖示所表達的R值大小反映一A

AA、B兩截面間壓差值

BA-B截面間流動壓降損失

CA、B兩截面間動壓頭變化

D忽然擴大或縮小流動損失

IB

Al

u

66.一敞口容器，底部有一出水管（如圖示）。容器

內水面保持恒定，管內水流動的速度頭為0.5m水

柱。水由容器流入管內，則2點的表壓p2=水

柱。C

A1.5mB1.0mC0.75mD0.5m

耳

37、如圖所示，用U形壓差計與管道A.B兩點相連。

已知各圖中管徑、A.B間的管長L及管道中流體流量

均相同，管內流體均為20℃水，指示液均為汞，則

AR1WR2,RI=R2=R4BRI=R2=R3=R4

68、如圖表白,管中的水處在oC

A靜止B向上流動C向下流動D不一定

39、層流與湍流的本質區(qū)別是:oD

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流的雷諾數(shù)〈湍流的雷諾數(shù)

D流無徑向脈動,而湍流有徑向脈動

310、如圖，若水槽液位不變,在閥門打開后，①、

②、③點的流體總機械能的關系為oB

A①二②二③B①二②,③

C①，②"③D不能肯定

2

=X1=—

311.一個工程大氣壓等于Pa；

Kgf/cm2oB；G

A1.013X105B9.81X104C760

D35.6E0.33F0G1

612.如圖所示，連接A.B兩截面間的壓差計的讀數(shù)R

表達了的大小。C

AA?B間的壓頭損失HFab

BA.B間的壓強差4P

CA.B間的壓頭損失及動壓頭差之和

DA.B間的動壓頭差(uA2—uB2)/2g

|A

B

j廿

313.轉子流量計的重要特點是_____o(從流道

截面與壓差改變考慮)。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

614.下圖中高位槽液面保持恒定，液體以一定流

量流經管路,ab與cd兩段長度相等，管徑與管壁粗糙

度相同，則：(DU形壓差計讀數(shù)oB

A7?I>R2BRI=R?CRI<R2D不定

(2)液體通過ab與cd段能量損失oB

615.有一并聯(lián)管路，如圖所示，兩段管路的流量，流

速、管徑、管長及流動阻力損失分別為vl,ul,dl,

LI,Shfl及v2,u2,d2,L2,Shf2o若dl=2d2,Ll=

2L2,則：

(1)2加1/2如=E；A

A2B4C1/2D1/4E1

(2)若兩段管路中流體均作滯流流時，ul/u2=

A2B4C1/2D1/4E1

vZUZdZ1Z

316.一敞口容器，底部有一進水管（如圖示）。容器

內水面保持恒定，管內水流動的速度頭為0.5m水

柱。水由水管進入容器，則2點的表壓p2=水

柱。B

A2.0mB1.5mC1.0mD0.75m

317、孔板流量計的孔流系數(shù)Co,當Re數(shù)增大時，其

值______oB

A總在增大B先減小，當Re數(shù)增大到一定值時,

Co保持為某定值

C總是減小D不能擬定

318、在完全湍流（阻力平方區(qū)）時，粗糙管的摩擦

系數(shù)X數(shù)值______。C

A與光滑管同樣B只取決于Ke

C只取決于相對粗糙度D與粗糙度無關

319、如圖,U形壓差計測得oA

AA.B間的阻力損失BA.B間的壓強差

CA.B間的位頭差加阻力損失DA.B間位頭差

A

B

620、下圖中高位槽液面保持恒定，液體以一定流量

流經管路,ab與cd兩段長度相等，管徑與管壁粗糙度

相同，則:

(1)必與cd兩段靜壓差_____oC

AAPab>APcdBAPab=APcd

CAPab<APcdD不定

(2)R值表達oC

A裙段的壓差值B而段位能變化

C而段流動能量損失D而段壓差值及流動

能量損失

321.氣體是的流體。B

A可移動B可壓C可流動D可測量

322.在靜止的流體內,單位面積上所受的壓力稱為流

體的oC

A絕對壓強B表壓強C靜壓強D真空度

323.以絕對零壓作起點計算的壓強,稱為o

A

A絕對壓強B表壓強C靜壓強D真空度

324.真空表上的讀數(shù)表達被測流體的絕對壓強

大氣壓強的讀數(shù)。A

A低于B等于C高于D近似于

325.絕對壓強等于與表壓強之和。A

A大氣壓強B表壓強C相對壓強D絕對壓強

326.單位時間內流過管道任意截面的流體量稱為

oC

A流速B流線C流量.D流函數(shù)

327、內流體在流動方向上所流過的距離稱為

流速。B

A無限時間B單位時間C長時間D短時間

328、柏努利方程式中的項表達單位質量流體

所具有的位能。A

AgzBC%DWe

329、柏努利方程式中的加項表達單位質量流體因克

服流動阻力而的能量。D

A增長B擴大C需求D損失

330、流體在直管中流動，當<2023時,流體

的流動類型屬于層流。A

AReBPrCNuDGr

331.流體在管內作流動時,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

332.流體在圓管內流動時,最大速度是平均速

度的二倍。A

A層流B湍流C過渡流D漩渦流

333.對于,當量直徑等于四倍的流通截面積除

以潤濕周邊。B

A園形管B非圓形管C矩形管D直管

三、填空題（每小題2分）

31.當計算流體由粗管進入細管的流動局部阻力時，其

公式中的流速應當用管中的速度。流體在管

內作湍流流動時（不是阻力平方區(qū)）其摩擦系數(shù)人

隨Re和而變。細管；e/d

32、牛頓黏性定律的數(shù)學表達式為

,牛頓黏性定律合用于型流體。

T=pdu/dy；牛頓

33.在畢托管中，測壓孔正對水流方向的測壓

管液位代表,流體流過測速

管側壁小孔的測壓管液位代表o

動靜壓頭之和；靜壓頭

34.穩(wěn)定流動中，點流速只與有關，而不穩(wěn)定

流動中，點流速除與位置有關外，還與

有關。位置；時間

65.列伯努利方程時選取的截面，期中的兩個必

須具

備的條件是,

連續(xù)；垂直流動方向或流體流線平行

36.流體在圓形管道中作層流流動，假如只將流

速增長一倍，則阻力損失為本來的倍；假如只

將管徑增長一倍，流速不變，則阻力損失為本來的

倍。2；1/4

67、下圖表達流體在圓形直管進口段內流動時

邊界層發(fā)展的情況,圖中ab截面管中心a點的流速為

US,b點的流速為U,圖示中所表達的符號意義是（1

為，（2為,（3為，US

表達。

滯流邊界層厚度；湍流邊界層厚度；滯流內

38、在SI制中壓強的因次為,功率的

因次為速度梯度。MT-2L-1；MT-3L2

39、實際流體在管道內流動時產生阻力的重要因素

是o流體具有黏性

310、如圖示并聯(lián)管路，流體由高位

槽經A.B兩路流出。當開大閥門A后，管路A中流速

UA,O點壓強P0o增大；減少

三二

o—>UA

->UB

611.流體流動的連續(xù)性方程是：

__________________________;合用于園形直管內

不可壓縮流體流動的連續(xù)性方程是：

2

W1A1/>1=*2=常數(shù)；Uldl=〃242=常數(shù)

312.流體在一段圓形水平直管中流動，測得平均流速

為0.5m/s,壓強降為lOPa,Re為1000,問管中心處點

速度為m/s,若平均流速增長為lm/s,則壓

強降為Paolm/s；20Pa

613、LZB-40轉子流量計其轉子為不銹

鋼（比重：7.92），刻度標值以水為基準，量程范圍為

0.25~2.5m3/h,若用此轉子流量計來測量酒精（比

重：0.8）,則酒精的實際流量值要比刻度值_____,

測量酒精時，此流量計的最大流量值為

大；2.84m3/h

614.如圖所示，液體在等徑傾斜管中穩(wěn)定流動，則閥的

局部阻力系數(shù)C與壓差計讀數(shù)R的關系式為

915.如附圖所示，容器中盛有油(P

=800kg/m3)o油上界面a2以上是空氣。U形管中

指示液為水(P=1000kg/m3),al,a2,a3在同一水平

面上，bl,b2,b3點也在同一^高度上，hl=100mm,

h2=200mm,則各點的表壓Pal=,Pa2

=,Pbl=,Pb3=

o(表壓值以mm水柱表達)

Pa\=0；Pai=XOOmmHiO；Pbi=

300mmH2O;P03=340mmH2。

316.流體動力黏度(簡稱為黏度)口的SI單位為

o運動黏度V的SI單位為

oPa(s或N(s/m2；m2/s

617、邊長為0.4m的正方形通風管道,

其潤濕周邊長為,當量直徑為0

1.6m；0.4m

618、米糠油在管中作層流流動，若流量不變，口、L

不變，管徑增長一倍，則摩擦阻力損失為本來的

o1/16

319、流體機械能衡算式如衡算基準以J/kg表達，則

該方程可表達為，若用N/m2(N(m/m3)

表達則可表達為。(無外加機械能)

620、如圖所示，液體在等徑管中穩(wěn)定流動，則閥的局

部阻力系數(shù)C與壓差計讀數(shù)R的關系式

為。

321.層流時,管內平均流速是最大

流速的;湍流時，管內平均流速約是最大流

速的O

0.5；0.8

622.如圖所示系統(tǒng)，其大管內徑dl=

45mm,液體在管內流速為0.5m/s,小管內徑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m/s,是根據方程

而得。

2.8m/s；連續(xù)性

323.空氣在內徑一定的圓管中穩(wěn)

定流動，若氣體質量流量一定，當氣體溫度升高時，Re

值將o

下降

324.的流體稱為抱負

流體。

無黏性

325.某種油漆服從嘉率方程T=10（du/dy）-0.5,Pa。

在剪切速率du/dy=l1/s時的黏度為

Pa.s；當du/dy=1001/s時其黏度為Pa.So

10；1

326.并聯(lián)管路的特點是：（1）并聯(lián)各管段壓強降

;（2）主管流量等于并聯(lián)的各管段

o相等；流量之和

627、LZB-40轉子流量計其轉子為不銹鋼（比重:

7.92）,刻度標值以水為基準，量程范圍為0.25~

2.5m3/h,若上述轉子流量計改用形狀完全相同的鉛轉

子（比重：10.67）代替原不銹鋼轉子，測量的流體仍

為水,則實際流量值要比刻度值_______,實際量程范

圍為m3/h.o大；0.295?2.95

628、測流體流量時，隨著流體流量增長，孔板流量計

兩側壓差值將,若改用轉子流量計測量，當

流量增大時,轉子兩端壓差值將。

增長；不變

629、已知攪拌器功率P是攪拌槳直徑D.轉速N、流

體密度P及黏度U的函數(shù)，即P=f(D,N,P,

U)，運用因次分析法解決,最終所得準數(shù)

關系式中共有個準數(shù)。2

330、壓強表上的讀數(shù)表達被測流體的比

大氣壓強高出的數(shù)值,稱為表壓強。絕對壓

強

四、問答題(每小題2分)

31.如何判斷一流體的流動類型？

答：ReW2023的流動稱為層流流動,Re>4000的流

動稱為湍流流動。

32.層流與湍流是如何定義的？

答：ReW2023的流動稱為層流流動,Re>4000的

流動稱為湍流流動。

63.簡述層流與湍流的區(qū)別。

答：流體在管內作層流流動時，其質點沿管軸作有

規(guī)則的平行運動，各質點互不碰撞，互不混合。流體

在管內作湍流流動時,其質點作不規(guī)則的雜亂運動,

并互相碰撞,產生大大小小的漩渦。

64.什么是“當量直徑”？

答：對非圓形截面的通道，可以找到一個與圓形管

直徑相稱的“直徑”來代替，此直徑即稱為“當量直

徑”。

35.當量直徑是如何計算的？

答：當量直徑等于四倍的流通橫截面積除以潤濕周

邊長。

36.某液體分別在本題附圖所示

的三根管道中穩(wěn)定流過,各管

絕對粗糙度、管徑均相同，上

游截面1-1'的壓強、流速也

相等。問：在三種情況中，下游

截面2.2,的流速是否相等？

答：三種情況中，下游截面2-

2,的流速相等。

67、某液體分別在本題附圖所示的三根管道中

穩(wěn)定流過，各管絕對粗糙度、管徑均相同，上游截面

1-1'的壓強、流速也相等。問：在三種情況中，下游

截面2-2,的壓強是否相等？假如不等,指出哪一種

情況的數(shù)值最大，哪一種情況的數(shù)值最小？其理由

何在？

答：三種情況中，下游截面2-2,的壓強不相等,

其中（a）的壓強最大，（c）的壓強最小。這是由于

（c）管上不僅有一個閥門消耗能量，且管子末端垂直

上升一段,又使得靜壓強減少。

68、活塞在汽缸中以0.2m/s速度移動，見附圖。

活塞與汽缸之間的油膜厚度為0.1mm,求油膜的速度

梯度是多少？

＞伙

du_u_0.2

=2000

答：dyyO.lxlO-3

6.漆刷以0.8m/s速度在平板表面移動，漆膜厚度為

0.2mm,見附圖。問漆膜中形成的速度梯度為多少？

duu_0.8

=4000

答：辦一5一0.2x10-39

910、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？為什么？

答：時，水向低位槽流動。

3五、判斷題（每小題1分）

1.已知攪拌器功率P是攪拌槳直徑D.轉速N、流體

密度P及黏度U的函數(shù)，即運用因次分析法解決,最

終所得準數(shù)關系式中共有3個準數(shù)。（）X

2.某物體的質量為1000kg,則其重量為9810No

（）V

3、一敞口容器，底部有一出水管（如圖示）。容器

內水面保持恒定，管內水流動的速度頭為0.5m水

柱。水由容器流入管內，則2點的表壓p2=0.75m水

柱。（）J

4.層流與湍流的本質區(qū)別是湍流流速,層流流速。

()X

5?一個工程大氣壓等于L013X105(Pao()X

6.孔板流量計的孔流系數(shù)Co,當Re數(shù)增大時，其值

7、流體在圓形管道中作層流流動，假如只將流速增

加一倍,則阻力損失為本來

的2倍。（）?

8、流體在一段圓形水平直管中流動，測得平均流速

為0.5m/s,Re為1000,問管中心處點速度為lm/s。

（）V

9、邊長為0.4m的正方形通風管道，當量直徑為

0.6o（）X

10、測流體流量時，隨著流體流量增長,孔板流量計兩

側壓差值將增長。（）V

六、計算題

61.某牛頓型流體在圓、直、等徑管內流動，在管截面

上的速度分布可表達為：v=20y-200y2,式中：y一截面

上任一點至管壁的徑向距離，m；v—該點的點流速,

m/so試求：（1）管半徑中點處的流速；（2）管壁

處的剪應力。該流體的黏度為0.05Pa（s。5分

解：（1）已知v=20y—200y2,

貝!I令，

解得y=0.05m,即管半徑R=0.05m

當=0.05/2=0.025m,

V=20y-200y2=20x0.025—200x（0.025）2=0.375m/s

3分

(2)〔辦人二0=20(m/s)/m

(dv\

2分

則j1蘇兀=0.05x20=1.0N/m2

62.水在水平管內流動，截面1處管內徑dl為0.2m,

截面2處管內徑d2為O.lmo現(xiàn)測得水在某流量下截

面1.2處產生的水柱高度差h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

水

1

解：4分

zi>pi均按管中心線取值，因zl=z2,u2=4ul

px-p2_15%

?…=下-=虧=0?20

：?wi=0.511m/s4分

33

v=工&2XIt.=-0.22X0.511=0.0161—=57.8—

4114ss

2分

63.水從噴嘴口1”截面垂直向上噴射至大氣。設在

大氣中流束截面保持圓形。已知噴嘴內直徑

dl=25mm,現(xiàn)規(guī)定在高于噴嘴出口5m處水流的直徑

d2為dl的1.2倍，試計算出噴嘴口的水流速ill。忽

略阻力。5分

解：令高于噴嘴出口5m處水流截面為2-2截面

1—2截面間：p1=p2Vd2=1.2d1,u1d12=u2d22(u2=3分

?2212

ll.Il、/?CC1u

由十二十+zg即萬==*3+9.81*5

WI=13.76m/s2分

64.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映槽B中，輸液管規(guī)格為。

38X2.5mm,已知料液在管中的流速為um/s,系統(tǒng)的

Shf=20.6u2/2J/kgo因擴大生產，須再建一套同樣的

系統(tǒng)，所用輸液管直徑不變，而規(guī)定的輸液量須增長

30%,問新系統(tǒng)所設的高位槽的液面需要比原系統(tǒng)增

高多少？1。分

解：:ul=0=u2pl=p2于是gZl=gZ2+2hf

g(Z

Z2)

2

hf

=20

.6

4

分

.2g(Z]_Z2)『_(2x9.81x6『

w=[206J―(206-J=2?39m/s

2

分

u220.6(13x2.39?

Z/=Z2+20.6源=5+—2x9.82=1514m

2

分

增高為：zr

-Zl=15.14-ll=4.14m2分

65、用泵自

貯油池向高位槽輸送礦物油，流量為38.4T/ho池及

槽皆敞口。高?位槽中液面比池中液面高20m,管路總

長(涉及局部也力)430m,進出口阻力不計。管徑為。

108(4mm,油的黏度為3430cP,密度為960kg/m3,泵

的效率為50%,求泵的實際功率。

10分

解：2分

dup0.1x1.415x960”「

----=---------------=39.0

6二

月3.43

層流R=1.622分

e

列兩截面柏方

we=Azg+工妙=Z"+20x9.81

AM=(),△〃=。8

j24301.4252

Yhf=A--1.62x----x--------=6957.2—

乙d20.12kg

J

.??叱二6957.2+20x9.81=7153

記4分

N二工型17153X38.4X10：］53KW

rf〃0.5x3600

2分

66.用離心泵經657X3.5mm的鋼管，將敞口貯槽內的

有機溶液（密度為800kg/m3,黏度為20cP）輸送到

反映器中。設貯槽內的液面離反映器內的液面高度

保持16m,見附圖。已知鋼管總長度（涉及局部阻力

當量長度）為25m,反映器內的壓力恒定為4kgf/cm2

（表壓），有機溶液輸送量為6m3/h,泵的效率為

60%,試擬定泵的軸功率。10分

dup0.05x800x0.849

=1698

解：&二20乂10一3

4

層流16982分

6m

u=----------------0.849—

2分

-0.052X3600s

4

=Z2g+^+￡hf

列兩截面柏

方P

U2

工比=大25

0.0522分

4x9.807x1()364250.8492

叱=16x9.81+---------1-----x--------=654.3—

80016980.052kg

4分

N二乂JM，654.3X6x80038.4xl。'=1454W

7〃0.6x3600

2分

67、40C水由高位槽經異徑收縮管向下流動，40℃水

的密度為992kg/m3,飽和蒸汽壓pv=7.38kPa,本地大

氣壓為97kPao現(xiàn)擬dO取135mm,試問：當不計阻力

損失,水在流經收縮管時會不會汽化？10分

V14.0x(0.15)2=w()x(0.135)2

:.wo=17.28m/s2分

由水槽液面至收縮管處排伯努利方程:

dr97xl()3p17.282

9.81x7+---------=」一+-----

9929922

A/?o=17.OxlO3Pa4分

???pO(pv,故收縮管處不會發(fā)生水汽化2分

68、如圖所示，水從槽底部沿內徑為100mm的管子

流出，槽中水位穩(wěn)定。閥門關閉時測得R=50cm,

h=L8nio

求：（1）閥門全開時的流量

（2）閥門全開時B處的表壓（閥全開時Le/d=15,

入管口及出管口的阻力系數(shù)分別為0.5及1.0,設摩

擦系數(shù)人=0.018）15分

解:閥關時:(ZA+L8)X1000=0.5><13600

ZA=5HI2分

（1）閥全開：對A-A和C-C截面外側列伯努利方

程：.

22

必+4+&=丘+/+乎+￡/

2Pp?

取Zc=0(基準面卜

22

紇=0,上=0々=生=0

22pp4分

/、2

9.81x5=0.0181—+1+0.5+151^-

lo.l)2

解出：u=3.02m/s

3

v=工X0./X3.02X3600=85.4—,人

4h3分

(2)對A-A至!JB-B截面列伯努利方程：

2

gZA=g+正+Z妙

?P

22

3.02PRf50>3.02

9n.o8i1x5c=------+-^+0n.0n1i8o—+0n.5c--------

21000I0.1)24分

/;B=1.76xlO4N/m2（表）2分

69、在圖示裝置中，水管直徑為①57X3.5mmo當閥

門全閉時,壓力表讀數(shù)為0.3大氣壓,而在閥門啟動后,

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0.5mH2O,求水的流量為若干m3/h?

10分

X

解：閥門全閉時，由P2=PgH,

〃0.3xl.013xl05-

H=------------=3.1m

1000x9.81

即水槽液面距閥門中心線的高度為3.1m。2分

閥門啟動時，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

小且+左=小9+區(qū)

2gPg2gpgg4分

Z1=H=3.1m,Z2=0,Pl=0,P2=0.2X1.013X

105Pa,ul=0,Shf/g=0.5mH2O

代入上...

解得U2=3.24m/s2分

3

V=-Ax3600=22.9—，埼

4〃2分

610、如圖示常溫水由高位槽以l.5m/s流速流向低位

槽，管路中裝有孔板流量計和一個截止閥，已知管道

為657（3.5mm的鋼管，直管與局部阻力的當量長度

（不涉及截止閥）總和為60m,截止閥在某一開度時

的局部阻力系數(shù)C為7.5o設系統(tǒng)為穩(wěn)定湍流，管路

摩擦系數(shù)（為0.026o

求：（1）管路中的質量流量及兩槽液面的位差4

Z；

(2)閥門前后的壓強差及汞柱壓差計的讀數(shù)出。

若將閥門關小,使流速減為本來的0?8倍,設系統(tǒng)仍

為穩(wěn)定湍流,(近似不變。問：

(3)截止閥的阻力系數(shù)7變?yōu)槎嗌伲?/p>

(4)閥門前的壓強Pa如何變化？為什么？

20分

1

2

解：(1)

%=工d2up=-x0.052xl.5xiooo=2.945卷=10.63

544Sh

1?122截面列伯努利方程

60

-0.026——+75蚌=4.438/n5分

0.05

(2)閥前后:

22

AP=7.5—p=7.5^1000=8.438xlO3P^

22

3

VNp=（pi-p）gR即8438x103=（13.6-I）xl0x9.81/?2

：?Ri=0.06826m=6mm5分

（3）1-122截面列伯努利方程

當u=0.8〃=0.8xl.5=1.2m/s

f/2/2gx4.438

△Zg=￡妙=幾產2+<=—~~z2——

7d-u

29.81^4.438_60,

0026=29.3

1.220.055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點壓強pa增大。5分

611、水塔供水系統(tǒng)如附圖所示。管路總長50m（不

涉及局部阻力當量長度），水塔內水位高9.8m,管內

徑d=45mm,現(xiàn)測得流量V為12m3/h,摩擦系數(shù)X可

按0.02計，試計算所有局部阻力當量管長Le之值。

10分

解：LL2?2截面列伯努利方程

2

Z|g=++?礦4分

12

u-

JT個

3600-0.04522分

4

l+lu2U~AI+IU

工忖=大e—+2——--

d22d2

50+/2I2I2

9.81x9.8^0.02g+—

0.045222分

2x9.81x9.8八竺竺一50=45.85根

0.022分

612.有一內徑d=50mm的管子,用孔板流量計測量水

的流量，孔板內孔直徑d0=25mm,U形壓差計的指示

液為汞，孔流系數(shù)C0=0.62o當需測的最大水流量為

18m3/h,問：U形壓差計最大讀數(shù)Rmax為多少？

解：K=4%=4co/㈣;—

」?。?一夕）

期中〃。一~3分

衛(wèi)口0252x0.62廬巫叵亙?

36004V1000

（10^4\2

-----------/---------------=2x9.81x12.67?

^TTXO.0252x0.62x3600J

R=1.092m2分

613.密度為103kg/m3.黏度為IcP的水，以10m3/h的

流量在651X3mm的水平光滑管內流過。在管內某

處pl=L5at(表壓)，若局部阻力不計，問距該處

100m下游處p2為多少Pa?

(Re=3000?1X105,(=0.3164/Re0.25)10

分

解：2分

dup0.045xl.75xl000

凡二=78750分

A2

0.3164

=0.019

187500251分

列兩面的柏方

P\P?丁[P)]I"

pp乙'pd23分

4

=P-/l--/9=1.5x9.807xl0-0.019-^-^-1000=8.3x10^6/

1d2"0.0452

俵)2分

914.內截面為1000mmX1200mm的矩形煙囪的高度

為30mo平均摩爾質量為30kg/kmol,平均溫度

為400C的煙道氣自下而上流動。煙囪下端維持

49pa的真空度。在煙囪高度范圍內大氣的密度

可視為定值，大氣溫度為20℃,地面處的大氣壓

強為101.33X103pa。流體流經煙囪時的摩擦系

數(shù)可取為0.05,試求煙道氣的流量為若干？

20分

解：煙囪底端為上游截面1—1'、頂端內側為下游

截面2-2",并以截面1一1'為基準水平面。

在兩截面間列柏式，即：

22

gZ7+f%+』P1必7+『〃2。P+▼￡與7

2p2p

式中：Zl=0,Z2=30m,ul^u24分

由于煙道氣壓強變化不大，煙道氣的密度可按1.033

X105pa及400℃計算，即：

_pM_1,033X105X30…皿/

p-----------------------r-0.543依/m39令

RT8.314xlO3（273+400）/力

以表達大氣的密度,pa,1與pa,2分別表達煙囪

因煙囪頂端內側壓強等于同高度處的大氣壓強,

p2=pa,2=pa,1—gZ22分

標準狀況下空氣的密度為l.293kg/m3,所以1.0133X

105Pa>20℃時的密度為2分

于是p2=pa,1—1.2X9.81X30=pa,1—353Pa

將以上

各值代入柏式，解得

2分

功=唱2分

741X1.21”

甘cfad=4x----1.09AT?）zv

其中e2（1+1,2）2分

煙道氣的流速為

/266x1.09x2i,

u=J----------------=19.7m/5czv

V0.05x302分

煙道氣的流量為

R=3600wAp=3600x19.7x1.2x1x0.543=46210^/h

2分

615.已知輸水量為15m3/h,管徑53mm，總機械能損

失為40J/kg,泵的效率0.6,求泵的軸功率。

15分

解：取池內水面為截面1,作為基準面；輸水管出口為

截面2,則有

zl=O,z2=20m,pl=O,p2=500X103Pa,ul=O,2分

□1QOm

u2=--------------------=1.89一

3600-0.0532$2分

4

Z\8+-T-+—+We=Z28+-i-+—+X1jhf3分

2p2p37T

代入數(shù)值，得We=738J/kg2分

質量流量：WS=(15/3600)(1000)=4.17kg/s2分

有效功率:Ne=4.17X738=3080J/s=3.08kw2分

泵的軸功率：

P=Pe/?7=3.08/0.6=5A3kW?分

916.某液體密度為800kg/m3,黏度為73cP,在連接兩

常壓容器間的光滑管中流動，管徑300mm,總長為

50m（涉及所有局部阻力當量長度），兩容器液面差

為3.2m（如圖示）。

求：（1）管內流量為多少？

（2）若在連接管口裝一閥門，調節(jié)此閥的開度使流

量減為本來的一半，閥的局部阻力系數(shù)是多少？按該

管折算的當量長度又是多少？層流：入=64/Re；湍

流入=0.316/Re0.2515分

2——

解：(1)在兩截面間列柏努力方程,

ul=u2=0,pl=p2=0,We=0

gZi=Z%-2=4冷4分

由，代入上式

得u=3.513m/s2分

驗證Re=0.3x3.513x800/0.073=11550>4000

假設對的,V=A?u=893.95m3/h2分

(2)流量減半,流速減半,即u=1.7565m/s

Re=5775符合伯拉修斯式

列1?1,2-2間柏努力方程

f0.316I八

gZ］二

2

則4=14.33分

u1。Iu20.316/

-------:zz?—?-------------------------?—

2-d2~Re0-25d2

/J.=-^-Re025=118.2m4分

0.316

917、右圖，有一直徑為①38X2.5mm,長為30m的水

平直管段AB,在其中裝有孔徑為16.4mm的標準孔

板流量計來測量流量，流量系數(shù)Co為0.63,流體流經

孔板的永久壓降（局部損失）為6X104Pa,AB段摩擦

系數(shù)人取為0.022,試計算：（1）流體流經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:

操作條件下液體密度為870kg/m3,U管指示液為汞,

其密度為13600kg/m3o15分

AB

解:

iY四產1

22x6x9813600870

=0.63x￡x(16.4xl0-9j°--^-)

=l.75xl()3加3/s3分

K.

u=-------;------=2.05/H/s

-xO.O332

4

(1)由A.B兩點列柏努力方程

Z+8+"+/2.z+&+更+〃

A個ef

Pg2gBPg2g

*.*Z卜=,uA—he=0

2-324

R-R=Z-^-+APf=0.022x—XI0X870X^-+6X10

ABd2j332

=9.66X104P

分

(2)Ne=N^r(=800x62%=496W

AB段消耗的功率：

V=msWe=匕夕包=1.75X10-3義9.66X1=169.05W4分

N'169.05…球…

niii=x100/o—34.1/o3

則N,4963分

618、一敞口高位水槽A中水流經一喉徑為14mm的

文丘里管，將濃堿液槽B中的堿液(密謀為1400

kg/)抽吸入管內混合成稀堿液送入C槽，各部分標

高如附圖所示；輸水管規(guī)格為657X3mm,自A至文

丘里喉部M處管路總長(涉及所有局部阻力損失的

當量長度在內)為20m,摩擦系數(shù)可取0.025。

(1)當水流量為8m3/h時，試計算文丘里喉部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(說明

判斷依據)。假如能被吸入，吸入量的大小與哪些因

素有關？15分

解:主管道

2

w=Vs7A=(8/3600)/[(^/4)x0.051]=1.09m/5

(1)文丘里喉部M處

2

u2=VS/A2=(8/3600)/[(TT/4)x0.014]=14.4m/53分

在高位水槽上面與M處界面間的列柏努利方程得:

Pjpg=(4-Z2)—(%2/2g)-2(1/d)(u2/2g)

=8-MT/2g-0.025(20/0.051)x(1.092/2^)

=-3A6mH2O=232nvnHg(真空度)

(2)h堿夕堿=夕水h水11木=1.5x1400/1000=

2.1mH2O(<3.6mH2O)

故濃堿液能被吸入管內。3分

在B槽液面與M處水平截面間的列柏努利方程得:

（Pa—P2）/（心）=斤+/2/恁）+hf吸

可見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，并且與吸入管的管路情況（管

徑、管長、粗糙度等）有關。4分

第二章流體輸送機械

3—、名詞解釋（每題2分）

1.泵流量：泵單位時間輸送液體體積量。

2.壓頭：流體輸送設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：電機為泵軸所提供的功率。

5.理論壓頭：具有無限多葉片的離心泵為單位重量抱

負流體所提供的能量。

6.氣縛現(xiàn)象：由于泵中存在氣體而導致吸不上液體的

現(xiàn)象。

7、離心泵特性曲線：在一定轉速下，離心泵重要性能

參數(shù)與流量關系的曲線。

8、最佳工作點:效率最高時所相應的工作點。

9、氣蝕現(xiàn)象：泵入口的壓力低于所輸送液體同溫度

的飽和蒸汽壓力，液體汽化，產生對泵損害或吸不上

液體。

10、安裝高度：泵正常工作時，泵入口到液面的垂直

距離。

11.允許吸上真空度:泵吸入口允許的最低真空度。

12.氣蝕余量：泵入口的動壓頭和靜壓頭高于液體飽和

蒸汽壓頭的數(shù)值。

13.泵的工作點：管路特性曲線與泵的特性曲線的交

點。

14、風壓:風機為單位體積的流體所提供的能量。

15、風量：風機單位時間所輸送的氣體量，并以進口

狀態(tài)計。

二、單選擇題（每題2分）

61.用離心泵將水池的水抽吸到水塔中，若離心泵在

正常操作范圍內工作，開大出口閥門將導致

_______。A

A送水量增長，整個管路阻力損失減少

B送水量增長，整個管路阻力損失增大

C送水量增長，泵的軸功率不變

D送水量增長，泵的軸功率下降

32.以下不是離心式通風機的性能參數(shù)oB

A風量B揚程C效率D靜風壓

63.往復泵合用于oC

A大流量且流量規(guī)定特別均勻的場合

B介質腐蝕性特別強的場合

C流量較小，揚程較高的場合

D投資較小的場合

64.離心通風機的全風壓等于oD

A靜風壓加通風機出口的動壓

B離心通風機出口與進口間的壓差

C離心通風機出口的壓力

D動風壓加靜風壓

65.以下型號的泵不是水泵oC

AB型BD型CF型Dsh型

36.離心泵的調節(jié)閥oB

A只能安在進口管路上

B只能安在出口管路上

C安裝在進口管路和出口管路上均可

D只能安在旁路上

37、離心泵的揚程，是指單位重量流體通過泵后以下

能量的增長值______。B

A涉及內能在內的總能量B機械能

C壓能D位能（即實際的升揚高度）

68、流體通過泵后，壓力增大（pWm2,則單位重量流

體壓能的增長為oC

AApBAp/pCMipgD212g

39、離心泵的下列部件是用來將動能轉變?yōu)閴耗?/p>

_______oC

A泵殼和葉輪B葉輪C泵殼D葉輪和導輪

310、離心泵停車時要oA

A先關出口閥后斷電

B先斷電后關出口閥

C先關出口閥先斷電均可

D單級式的先斷電,多級式的先關出口閥

611.離心通風機的銘牌上標明的全風壓為

100mmH20意思是。D

A輸任何條件的氣體介質全風壓都達100mmH20

B輸送空氣時不管流量多少，全風壓都可達

100mmH20

C輸送任何氣體介質當效率最高時，全風壓為

100mmH20

D輸送20℃,101325Pa空氣，在效率最高時，全風壓

為100mmH20

612.離心泵的允許吸上真空高度與以下因素無關

A本地大氣壓力B輸送液體的溫度

C流量D泵的吸入管路的長度

613.如以(h允表達汽蝕余量時，pl允表達泵入口處允

許的最低壓力，pv為操作溫度下液體的飽和蒸汽壓,

ul為泵進口處的液速,則oB

A21允=。丫十八人允

BpiNpg=p、/pg+Ni先—u網2g

CP'/pg=p、lpg+kh先

DpiHpg=Pv/pg+kh^+ui2/2g

614.以下種類的泵具有自吸能力oA

A往復泵B齒輪泵與漩渦泵

C離心泵D旋轉泵與漩渦泵

615.如圖示，列1-1與2-2截面的伯努利方程，為:

He=(z+(p/(g+((u2/2g)+(Hfl-2,則(hfl-2為

__________oD

A泵的容積損失,水力損失及機械損失之和

B泵的容積損失與水力損失之和

C泵的水力損失

D測壓點1至泵進口，以及泵出口至測壓點2間的阻

力損失

22

316.離心泵開動以前必須充滿液體是為了防止發(fā)生

_____________oA

A氣縛現(xiàn)象B汽蝕現(xiàn)象

C汽化現(xiàn)象D氣浮現(xiàn)象

617、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,

他對故障因素作出了對的判斷，排除了故障，你認為

以下也許的因素中，哪一個是真正的因素O

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

618、由閥門全開的條件算出在規(guī)定流量為V時所

需揚程為He/。在離心泵的性能曲線上查得與V相應

的揚程為He,He(He/,在流量為V時泵的效率為(，則

泵的軸功率N為oB

AVH^pg/lOOOTikwBVHepg/lOOOT]kw

919、用離心通風機將空氣輸入加熱器中，由20℃加

熱至140℃。該通風機安于加熱器前，或加熱器后，則

_______oD

A輸送的流量不變B需要的全風壓不變

C需要的全風壓不變，但流量要變

D輸送的流量和需要的全風壓都要變

320、離心泵最常用的調節(jié)方法是oB