化工原理练习题流体流动.docx

流体流淌一、填空题：1 .牛顿粘性定律用内摩擦力的表达式为.用剪应力的表达式为答案：F=AdWdy;=dudy2 .当地大气压为750mmHg时,测得某体系的表压为5OmmHg,则该体系的肯定压强为mmHg,真空度为mmHg.答案：800;-503 .计算流体局部阻力损失的方法有:其相应的阻力损失计算公式为.o答案：当量长度法；阻力系数法；hf=(1.ed)(u22g);h=(u22g);4 .志向流体是指:而实际流体是指答案：没有粘性、没有摩擦阻力、液体不行压缩；具有粘性、有摩擦力、液体可压缩、受热膨胀、消耗能量。5 .牛顿粘性定律表达式为,其比例系数(粘度)的物理意义是答案：=FA=dudy;在单位接触面积上，速度梯度为1时，流体层间的内摩擦力。6 .流体流淌的型态用来推断，当时为湍流，当时为滞流，当时为过渡流。13 .孔板流量计和转子流量计的最主要区分在于：前者是恒变:后者是恒,变o答案：截面；压差；压差；截面14 .液体的粘度随温度上升而气体的粘度随温度的上升而°答案：减小；增大6若流体在圆形宜管中作滞流流淌,其速度分布呈型曲线,其管中心最大流速是平均流速的一倍,摩擦系数N及Re的关系为o答案：抛物线：2倍；=64Re16 .牛顿粘性定律的数学表达式为牛顿粘性定律适用于型流体。答案：T=UdWdy:牛顿17 .流体做层流流淌时,管内平均流速是最大流速的一倍,湍流时,管内平均流速是最大流速的倍。答案：0.5：约0.818 .流体在管路中作连续稳态流淌时，随意两截面流速及管径的关系为，所以,流速随着管径的减小而。答案：UU2=d22d12增大19 .流体流淌时产生摩擦阻力的根本母由是.答案：.流体具有粘性20 .依据化工单元操作所遵循的基本规律的不同，可将单元操作分为答案.动量传递、热量传递、质量传递答案：.降低起动功率，爱护电机，防止超负荷而受到损伤;同时也避开出口管线水力冲击。30 .流体输送设备按工作原理可分为四类：.，答案：离心式，往复式，旋转式，流体作用式31 .当离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵会发生现象。答案：气蚀32 .离心泵的扬程含义是答案：.离心泵给单位重量的液体所供应的能量33 .离心泵起动时，若泵内没有完全充溢液体，离心泵就不能输送液体，这种现象称为O答案：气缚34 .离心泵输送的液体粘度越大，其扬程,流量轴功率.效率。答案：.越小；越小；越大；越小35 .往复压缩机的实际工作循环，是由、四个阶级组成。答案：吸气、压缩、排气、膨胀3 .流体的层流底层越薄，则（）oA.近壁面速度梯度越小B.流淌阻力越小C.流淌阻力越大D.流体湍动程度越小答案：B4 .为提高微差压强计的测量精度，要求指示液的密度差（）oA.大B.中等C.越小越好D.越大越好答案：C5 .一个工程大气压等于（）Pa;（）Kgf-2»A.1.OI3×1O,B.9.8×0iC.1D.1.5答案：BC6,转子流量计的主要特点是（）。A.恒截面、恒压差：B.变截面、变压差：C.恒流速、恒压差；D.变流速、恒压差。答案：C7 .层流及湍流的本质区分是：（）。A.湍流流速>层流流速；B.流道截面大的为湍流，截面小的为层流：C.层流的雷诺数<湍流的雷诺数；D.层流无径向脉动，而湍流有径向脉动答案：D8 .圆管内流淌流体湍流时的雷诺准数值应为（）A.Re<2000B.Re>4000C.Re=20004000答案：B9 .流体在管路中作稳态流淌时,具有（）的特点。.U2=2.43ms.,.V=3600112.43×(0.1)24=68.67m½21 .将20°C的水由水池打至一敞口高位槽中，槽内的水面及水池内的水面的垂直距离为31.6m,管路总能量损失为50Jkg,流量为20mVh,试求理论功率为多少kw?【解】gZ1+u22+PP+We=gZ2+u222+P2p+hfZi=O,Zz=31.6m,P=P2,U产0,u2s0,hf=50JkgWe=gZ2+hr=9.81.×31.6+50=360Jkgms=20/3600×K)OO=5.556kgsN=Wen=360X5.556=2000Js=2kw22 .欲用离心泵将20水以30n?小的流量山水池打到敝口高位槽，两液面均保持不变，液面高差为18m,泵的吸入口在水池液面上方2m处。泵的吸入管路全部阻力为ImHq柱，压出管路全部阻力为3mHq柱，泵的效率为0.6,求泵的轴功率。若已知泵的允许吸上真空高度为6m,问上述安装高度是否合适？(动压头可忽视【解】如图取11,22截面，并以1一1截面为基准面，列柏努里方程得：H=Z+Hf-2=I8+1.+3=22m，N轴=QHP/(102n)=(30/3600)×22×1000/(102×0.6)=3kwHg允=HSfc-U22g-H1或=6I=5m>2mVHg丈VHg尢，安装高度合适。23 .现有一台离心泵，铭牌上标出允许吸上真空度Hs=6m,用来输送20C的清水，已知吸入管路的全部阻力损失为1.5mH2O,当地大气压为IOmH2O,若略去泵入口处的动压头。试计算此泵的允许安装高度Hg为多少米？【解】Hg=Hs-u22ghfo.(=6-1.5=4.5m安装高度为4.5m。实际安装高度=4.5-05=4m24 .密度为12OOkgm3的盐水，以25nrVh的流量流过内径为75mm的无缝钢管。两液面间的垂直距离为30m,钢管总长为120m,管件、阀门等的局部阻力为钢管阻力的25%。试求泵的轴功率。假设：(1)摩擦系数I=O.03；(2)泵的效率=0.6【解】Z+u22g+P1Pg+He=Z2+u222g+P2Pg+H1Zi=O,Zz=30mfu七0,u20tP=Pz/.He=Z2+Hf=30+HfHf=(×1d×u22g)×1.25u=VZA=253600×0.785×(0.075)2=1.573msHf=(0.03×120/0.075×1.5732/(2×9.81)×1.25=7.56711盐水柱He=30+7.567=37.567mNe=QeHePg=25/3600×37.567×1200×9.81=307IwNifi=Ne11=307I0.6=5118w25 .用泵将比重为0.85的某液体从低位槽打到高位槽。低位槽距地面高2m,管子出口距地面高20m,管路阻力损失为30Jkg,泵入口流速为0.915ms,入口管径为89×6mm出口管径为4>60X4mm,求泵有效功率。【解】在低位槽液面及管子出口截面列柏努利方程得：We=g(Z2-Z)+(P2-P)/P+(u22-ur)2+hf=9.81X1.8+0+0.9152(77/52)4-1.2+30=208.6J/kgNe=WePQ=208.6×850×0.91511×(0.077)14=755w26 .有一输水管路，水由输水主管进入两支管。已知：输水主管内径%=20Omm.两根支管的流量为匕=40m'h,V,=80m'h,若要求两支管流速均比主管流速大50%,试求：（1）输水主管中的流速应为多少？（2）输水管路中两支管的内径4，/各为多少？【解】求输水主管中的流速，主管的流量应为两只管流量之和V11=V1+V2=40+80=I2n'Zh_1200-36OOO.785×O.22(2)求两支管的直经，依题意u1.=u,=1.5u0=1.59msd=J40=0.094,工“V36(X)×0.785×1.59同理可求“=0.133m=3311to27.喷射泵入水管的内径是20mm,水的体积流量是0339m%,进水压强是5公斤/厘米2（肯定压强）。喷嘴内径是2mm。在喷喷处可以产生多大的真空度？设水的密度为100okgn,水流经喷嘴没有阻力损失，入水口和喷嘴间的位差可忽视不计。【解】取入水口处为1一1截面，喷嘴处为22截面间列柏努利方程：rP1.I.P，1.+-+v=«<+-+vP2p2忽视两截面间的位差，则Z1=Z2=0.3?«/50.339mi=3600x-x0.0224同理可求p1p1.1,».=-(<-m;)P2P2=P1(u-)=5×9.81×IO4+-(O.32-302)=4().5kPa喷嘴处的真空度为101.3-40.5=60.8kPa28.在内径为25Omm的管道上安装一个开孔直径79mm的孔板，管道中流淌的是20。C的水，若水的体积流量是70.6m"h,问U形管压差计的液面高度差是多少？U形管压差计指示液密度为13600kgm,孔流系数C,=0.625。【解】水流过孔板孔口处的流速为：UIi=4m/s-d1.36×-×O.O7924°4由孔板流量计计算式悟亘R_PU)1000x4.'-2gg-P)C：-2×9.81(13600-1000)×0.6252=0.166m29 .转子流量计的转子由硬铝(比重为2.7)制成，测量IO1.BkPa和25C的空气流量，在读数为R时空气流量为300ndh°(1)转子形态不变，改用不锈钢(比重8.2)制成，若读数不变，相应的空气流量为多少？(2)若为不锈钢转子，测量101.3kPa和25C的二氧化硫气体,求读数为R时的二氧化硫流量。（3）若（2）中二氧化硫为202.6kPa,求读数为R时的二氧化硫流量。【解】（1）转子形态不变，改用不锈钢（比重&2）读数不变。V=C".读数不变时，环隙截面积3不变，同时C.,V,0及%均不变，则匕第H2700.Vj=1.74V1.=.74×3=522JIh（2）不锈钢转子，测量IO1.3kPa和25S的二氧化硫，读数不变二氧化硫的密度为：P.=×-=2.62kfim-22.4298空气密度为：a=&变=1.w，"22.4298因。及A,皆不变，故=g=J三=-.V,=0.67V1=0.67X522=350加Hi（3）若（2）二氧化硫为202.6kPa,则二氧化硫的密度必为>1,=2×2.62=5.24n,.Vt2=0.7()7V,=().707×35O=247.5m330 .试计算以120kgh的流量流过的氢气导管的直径。已知管路长100om,所允许的压强降Ap=I10型米水柱，氢气的密度P=0.0825kgm沿程阻力系数A=0.03.【解】氢气导管长1000，其所消耗的压强降""IK）亳米水柱，此压强降主要用来克服直管阻力，即V4w“一11.2p11d一a厂4ip.4H1,X(-)=d2pnd'V=UO亮米水柱=8川Mp11'd'"WX1.O1.3x10'Pa=1.O8x10'尸。10.33p,o.,28O.O3OOO(士上/=；_360(1.=3.03X10p11p1.0.0825×-×1.08×10</=0.198/?;31 .现测得某离心泵的排水