化工原理題庫(kù)練習(xí)與解答

1、一、單選題1單位體積流體所具有的（）稱為流體的密度。 AA 質(zhì)量； B 粘度； C 位能； D 動(dòng)能。2單位體積流體所具有的質(zhì)量稱為流體的（）。 AA 密度； B 粘度； C 位能； D 動(dòng)能。3層流與湍流的本質(zhì)區(qū)別是（A湍流流速層流流速；BC層流的雷諾數(shù)v湍流的雷諾數(shù)；）。 D流道截面大的為湍流，截面小的為層流；D 層流無(wú)徑向脈動(dòng)，而湍流有徑向脈動(dòng)。4氣體是（）的流體。 BA 可移動(dòng)； B 可壓縮； C 可流動(dòng)； D 可測(cè)量。5在靜止的流體內(nèi)，單位面積上所受的壓力稱為流體的（）。 CA 絕對(duì)壓力； B 表壓力； C 靜壓力； D 真空度。6以絕對(duì)零壓作起點(diǎn)計(jì)算的壓力，稱為（）。 AA 絕對(duì)壓

2、力； B 表壓力； C 靜壓力； D 真空度。7當(dāng)被測(cè)流體的（）大于外界大氣壓力時(shí)，所用的測(cè)壓儀表稱為壓力表。DA 真空度； B 表壓力； C 相對(duì)壓力； D 絕對(duì)壓力。8當(dāng)被測(cè)流體的絕對(duì)壓力（）外界大氣壓力時(shí)，所用的測(cè)壓儀表稱為壓力表。A稱為表壓力。 AA 大于； B 小于； C 等于； D 近似于。9（）上的讀數(shù)表示被測(cè)流體的絕對(duì)壓力比大氣壓力高出的數(shù)值，A 壓力表； B 真空表； C 高度表； D 速度表。10被測(cè)流體的（）小于外界大氣壓力時(shí)，所用測(cè)壓儀表稱為真空表。DA 大氣壓； B 表壓力； C 相對(duì)壓力； D 絕對(duì)壓力。11. 流體在園管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，管中心流速最大，若為湍流時(shí)，平均流

3、速與管中心的最大流速 的關(guān)系為（ ）。 BA. Um = 1/2Umax;B. Um = 0.8Umax;C. Um= 3/2Umax。12. 從流體靜力學(xué)基本方程了解到U 型管壓力計(jì)測(cè)量其壓強(qiáng)差是 （ ） 。 AA. 與指示液密度、液面高度有關(guān)，與U形管粗細(xì)無(wú)關(guān);B. 與指示液密度、液面高度無(wú)關(guān)，與U形管粗細(xì)有關(guān);C. 與指示液密度、液面高度無(wú)關(guān)，與U 形管粗細(xì)無(wú)關(guān)。13. 層流底層越薄 （ ）A. 近壁面速度梯度越??； B. 流動(dòng)阻力越?。籆. 流動(dòng)阻力越大； D. 流體湍動(dòng)程度越小。14. 雙液體 U 形差壓計(jì)要求指示液的密度差 （ ） CA. 大； B. 中等； C. ?。?D. 越大

4、越好。15. 轉(zhuǎn)子流量計(jì)的主要特點(diǎn)是 （ ） 。 CA. 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。16. 層流與湍流的本質(zhì)區(qū)別是： （ ） 。 DA. 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. 層流的雷諾數(shù) <湍流的雷諾數(shù)； D. 層流無(wú)徑向脈動(dòng)，而湍流有徑向脈動(dòng)。17. 圓直管內(nèi)流動(dòng)流體，湍流時(shí)雷諾準(zhǔn)數(shù)是（）。 BA. Re w 2000 ; B. Re > 4000 ; C. Re = 20004000。200mmHg ， 當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?101kPa, 則泵入口處的絕18. 某離心泵入口處真空表

5、的讀數(shù)為 對(duì)壓強(qiáng)為（ ）。 AA. 74.3kPaB. 101kPa ； C. 127.6kPa。19. 在穩(wěn)定流動(dòng)系統(tǒng)中， 是粗管的（ ）倍。水由粗管連續(xù)地流入細(xì)管，C若粗管直徑是細(xì)管的 2 倍，則細(xì)管流速A. 2 ； B. 8； C. 4。20. 流體流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生摩擦阻力的根本原因是（）。 CA. 流動(dòng)速度大于零； B. 管邊不夠光滑；C. 流體具有粘性。21. 在相同條件下，縮小管徑，雷諾數(shù)（）。 AA. 增大；B. 減??；C.不變。22. 水在園形直管中作滯流流動(dòng)，流速不變，若管子直徑增大一倍，則阻力損失為原來(lái)的 ）。 AA. 1/4； B. 1/2；C. 2倍。）。 C23單位時(shí)間內(nèi)流

6、過(guò)管道任意截面的流體量稱為（ A 流速； B 流線； C 流量； D 流函數(shù)。）稱為流速。C24.單位時(shí)間內(nèi)流體在流動(dòng)方向上所流過(guò)的（C距離；D直線。A 寬度；B高度；25.柏努利方程式中的）項(xiàng)表示單位質(zhì)量流體所具有的位能。uA gz ； B -PC I"' ； D W e o26.柏努利方程式中的已項(xiàng)表示單位質(zhì)量流體所具有的（）。A 位能；B動(dòng)能;靜壓能；D有效功。27.柏努利方程式中的）項(xiàng)表示單位質(zhì)量流體所具有的靜壓能。uA gz ； B -；D We。28.柏努利方程式中的 能量，稱為有效功。；D We。）項(xiàng)表示單位質(zhì)量流體通過(guò)泵（或其他輸送設(shè)備）所獲得的A gz ；

7、B29.柏努利方程式中的）項(xiàng)表示單位質(zhì)量流體因克服流動(dòng)阻力而損失的能量。A gz ； B30. 流體在直管中流動(dòng)，當(dāng)（）w 2000時(shí)，流體的流動(dòng)類型屬于層流。AA Re ； B Pr ； C Nu ； D Gr。31. 流體在直管中流動(dòng)，當(dāng)Re（） 4000時(shí)，流體的流動(dòng)類型屬于湍流。BA v； B >； C < ； D 工。32. 流體在直管中流動(dòng)，當(dāng) 2000v（）v 4000時(shí)，流體的流動(dòng)類型屬于不穩(wěn)定的過(guò)渡 區(qū)。AA Re ； B Pr ； C Nu ； D Gr。33. 流體在管內(nèi)作（）流動(dòng)時(shí)，其質(zhì)點(diǎn)沿管軸作有規(guī)則的平行運(yùn)動(dòng)。AA 層流；B湍流；C 過(guò)渡流；D漩渦流。3

8、4. 流體在管內(nèi)作（）流動(dòng)時(shí)，其質(zhì)點(diǎn)作不規(guī)則的雜亂運(yùn)動(dòng)。BA 層流；B 湍流；C過(guò)渡流；D 漩渦流。35. 流體在圓管內(nèi)（）流動(dòng)時(shí)，平均速度是最大速度的一半。AA 層流；B 湍流；C過(guò)渡流；D 漩渦流。36. 對(duì)于（），當(dāng)量直徑等于四倍的流通截面積除以潤(rùn)濕周邊。BA 圓形管；B非圓形管；C矩形管；D直管。填空題1.流體靜力學(xué)基本方程式P2 Pl或2.定態(tài)流動(dòng)的柏努利方程式-PPo-能量衡算式g(z z2)ghgZi P1kg流體：號(hào) We gZ2P2 U2hfJ/kg3單位體積流體所具有的質(zhì)量稱為流體的密度。4. 雷諾準(zhǔn)數(shù)的表達(dá)式為Re=dup /卩 。當(dāng)密度p= lOOOkg.m ,粘度卩=

9、1厘泊的水，在內(nèi)徑為d=100mm以流速為1m.s 在管中流動(dòng)時(shí)，其雷諾準(zhǔn)數(shù)等于 竺 ，其流動(dòng) 類型為_湍流 _。5. 當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?50mmHg時(shí),測(cè)得某體系的表壓為100mmHg則該體系的絕對(duì)壓強(qiáng)為 850_ mmHg,真空度為 -100 mmHg6. 當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?50mmHg時(shí)，測(cè)得某體系的表壓為100mmHg則該體系的絕對(duì)壓強(qiáng)為_113404_Pa,真空度為 _ -133402_Pa。7. 某物的比重為 0.879, 其密度為_879kg/m 3_,其比容為_0.00114 m 3/kg _。8. 圓管中有常溫下的水流動(dòng)，管內(nèi)徑d=100mm,測(cè)得其中的質(zhì)量流量為15.7kg./s,

10、 其體積流量為 0.0157m3/s，平均流速為 2.0m/s。9. 當(dāng)20C的甘油（p =1261kg/m3,卩=1499厘泊）在內(nèi)徑為100mm的管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，若流速為1.0m/s時(shí)，其雷諾準(zhǔn)數(shù)Re為 84.1 ,其摩擦阻力系數(shù)入為0.761。10. 某長(zhǎng)方形截面的通風(fēng)管道，其截面尺寸為30x 20mm其當(dāng)量直徑de為_24mm _11. 測(cè)量流體流量的流量計(jì)主要有如下四種：_轉(zhuǎn)子流量計(jì),孔板流量計(jì),_文丘里流量辻, 濕式氣體流量計(jì)，測(cè)量管內(nèi)流體點(diǎn)的速度，貝U用 皮托管 。12. 管出口的局部阻力系數(shù)等于1.0 ,管入口的局部阻力系數(shù)等于0.5。13. 化工生產(chǎn)中，物料衡算的理論依據(jù)是質(zhì)量守

11、恒定律熱量衡算的理論基礎(chǔ)是能量守恒定律.14. 流體體積流量一定時(shí)，有效截面擴(kuò)大，則流速減少，動(dòng)壓頭減少，靜壓頭增 _加。15. 理想流體在變徑管路中作穩(wěn)定的連續(xù)流動(dòng)時(shí)，在管子直徑縮小的地方，其靜壓力_減少_216. 套管由$ 57 x 2.5mm和$ 25 x 2.5mm的鋼管組成，則環(huán)隙的流通截面積等于_1633mm，潤(rùn)濕周邊等于_242mm _,當(dāng)量直徑等于_27mm _17. 流體在等徑管中作穩(wěn)定流動(dòng)，流體由于流動(dòng)而有摩擦阻力損失，流體的流速沿管長(zhǎng)_不變。18. 液柱壓力計(jì)量是基于_流體靜力學(xué)原理的測(cè)壓裝置，用U形管壓差計(jì)測(cè)壓時(shí)，當(dāng)一端與大氣相通時(shí)，讀數(shù)R表示的是表壓或真空度_。19.

12、 米糠油在管中作流動(dòng)，若流量不變，管徑不變，管長(zhǎng)增加一倍，則摩擦阻力損失為原來(lái)的_2_倍。20. 米糠油在管中作層流流動(dòng)，若流量不變，管長(zhǎng)不變，管徑增加一倍，則摩擦阻力損失為原來(lái)的_1/16_倍。21. 當(dāng)Re為已知時(shí)，流體在圓形管內(nèi)呈層流時(shí)的摩擦系數(shù)入=64/Re ，在管內(nèi)呈湍流時(shí)，摩擦系數(shù)入與 Re_、/d= 有關(guān)。22. 液體的粘度隨溫度升高而減小，氣體的粘度隨溫度的升高而增大。23. 某流體在圓形直管中作滯流流動(dòng)時(shí)，其速度分布是_拋物線_型曲線,其管中心最大流速為平均流速的 2倍 倍，摩擦系數(shù)入與 Re的關(guān)系為入=64/Re 。24. 牛頓型流體與非牛頓型流體的主要的區(qū)別是牛頓型流體符

13、合牛頓粘性定律。25. 穩(wěn)定流動(dòng)的定義是流動(dòng)狀況不隨時(shí)間而變 二、計(jì)算題1.一套管換熱器的內(nèi)管外徑為80 mm,外管內(nèi)徑為150 mm,其環(huán)隙的當(dāng)量直徑為多少 ？流通截面積中丫解：de = 4 x 丄-一 =4 x 、 = 150- 80 = 70 mm2某液體在一管路中穩(wěn)定流過(guò)，若將管子直徑減小一半，而流量不變，則液體的流速為原流速的多少倍？nd2解：V = uA ,u 1A = u 2A2,A =-,當(dāng) d 1 = 2d 2 時(shí)u 1=u 2 -,有廠一， J 7一，即= u2d得 u 2 = 4u i3定量的液體在圓形直管內(nèi)作滯流流動(dòng)。若管長(zhǎng)及液體物性不變，而管徑減至原有的一半，問(wèn)因流動(dòng)

14、阻力產(chǎn)生的能量損失為原來(lái)的多少倍?Ehf = X1 =解:流動(dòng)阻力，設(shè)管徑改變后-，則根據(jù)u1A1 = u 2A264 64»血亠1屮 32 14. = = zJOI = U可得u2= 4u1，滯流時(shí)*Q-,亠-一 =''1“22 H 1十盅 ji 1Shfn u.TEhf j it,則d2p d2./Shf1 - 16 , - ，4某設(shè)備上真空表的讀數(shù)為13.3 x 103 Pa,計(jì)算設(shè)備內(nèi)的絕對(duì)壓強(qiáng)與表壓強(qiáng)。已知該地區(qū)大氣壓強(qiáng)為 98.7 x 103 Pa。解：絕對(duì)壓強(qiáng) = 大氣壓 一 真空度=98.7 x 103 13.3 x 103 = 85.4 x 103

15、Pa表壓強(qiáng)= 真空度 = 13.3 x 103 Pa5. 甲乙兩地的平均大氣壓強(qiáng)分別為 85.3 x 103 Pa和101.33 x 103 Pa,在甲地操作的真空精 餾塔塔頂?shù)恼婵毡碜x數(shù)為80 x 103 Pa,在乙地操作時(shí)，若要求塔內(nèi)維持相同的絕對(duì)壓強(qiáng)，真空表讀數(shù)應(yīng)為多少？解：在甲地絕對(duì)壓強(qiáng)=大氣壓 真空度=85.3 x 103 80 x 103 = 5.3 x 103 Pa3 3 3在乙地 真空度= 大氣壓 一絕對(duì)壓強(qiáng) =101.33 X 10 5.3 X 10 = 96.03 X 10 Pa6. 在蘭州操作的苯乙烯真空精餾塔頂?shù)恼婵毡碜x數(shù)為80X 103 Pa,在天津操作時(shí)，若要求塔內(nèi)

16、維持相同的絕對(duì)壓強(qiáng)， 真空表的讀數(shù)應(yīng)為多少？蘭州地區(qū)的平均大氣壓強(qiáng)為 85.3 X 103 Pa,天津地區(qū)的平均大氣壓強(qiáng)為101.33 X 103 Pa。解：在蘭州 絕對(duì)壓強(qiáng) = 大氣壓 真空度 = 85.3 X 103 80 X 103 = 5.3 X 103 Pa333在天津 真空度 = 大氣壓 絕對(duì)壓強(qiáng) = 101.33 X 103 5.3 X 103 = 96.03 X 103 Pa7. 某設(shè)備的進(jìn)、出口壓強(qiáng)分別為1200 mmH>（真空度）和1.6 kgf/cm 2 （表壓）。若當(dāng)?shù)卮?氣壓為 760 mmHg, 求此設(shè)備進(jìn)、出口的壓強(qiáng)差。（用 SI 制表示）解：進(jìn)口 P 1（

17、絕壓） = P （大氣壓） - P （真空度）出口 P 2（絕壓） = P （大氣壓） + P （表壓）真空度） = 1200 mmH2O = 0.12 kgf/cm絕壓） - P 2（絕壓） = - P 1（真空度）+ P2 （表壓）= -1.720.12+1.6 ） = -1.72 kgf/cm452X 9.81 X 104 = -1.687 X 105 N/m 211.有一內(nèi)徑為25 mm的水管，如管中水的流速為1.0 m/s ,求：1 ）管中水的流動(dòng)類型；（2）管中水保持層流狀態(tài)的最大流速（水的密度p3=1000 kg/m ,粘度口 = 1 cp ）。解：（1） Re = du p /

18、 卩=0.025 X 1X 1000/0.001 = 25000> 4000流動(dòng)類型為湍流。（2）層流時(shí)，Re < 2000，流速最大時(shí)， Re = 2000，即du p /卩=2000 u = 2000 卩 /d P = 2000 X 0.001/ (0.025 X 1000) = 0.08 m/s12. 密度為850 kg/m3、粘度為8X 10-3 Pa s的液體在內(nèi)徑為14 mm的鋼管內(nèi)流動(dòng)，液體的流速為1 m/s。計(jì)算：（1）雷諾準(zhǔn)數(shù)，并指出屬于何種流型；（2）若要使該流動(dòng)達(dá)到湍流，液體的流速至少應(yīng)為多少？3解：（1） Re = du p / 卩=0.014 X 1X 8

19、50/8 X 10- = 1487.5< 2000流動(dòng)類型為層流（2）湍流時(shí)，Re > 4000，流速最小時(shí)， Re = 4000，即du p /卩=4000 u = 4000 卩 /d p = 4000 X 0.008/ （0.014 X 850） = 2.69 m/s13. 用尋108X 4 mm的鋼管從水塔將水引至車間，管路長(zhǎng)度150 m （包括管件的當(dāng)量長(zhǎng)度）若此管路的全部能量損失為118 J/kg，此管路輸水量為若干m/h ?（管路摩擦系數(shù)可取為0.02，水的密度取為 1000 kg/m 3）Shf = 11=解：能量損失-118 J/kg118 x2x0 1C.OCxl

20、JO u = 2.8 m/s-LJ x3600 =流量 V = uA = 2.8 X 79.13 m 3/h14. 用168X 9 mm的鋼管輸送原油。管線總長(zhǎng)100 km,油量為60000 kg/h，油管最大抗壓能力為1.57 X 107 Pa。已知50 C時(shí)油的密度為 890 kg/m3,粘度為181 cp。假定輸油管水平放置，其局部阻力忽略不計(jì)。問(wèn)：為完成上述輸油任務(wù)，中途需設(shè)幾個(gè)加壓站？解:U1 = u 2 ,乙=Z 2,Re = du p / 卩=0.15 x 1.06 x 890/(181 x 10-3) = 782層流 入=64/Re = 64/782 = 0.0818 P =入

21、(l/d)(u 2/2) p = 0.081 8 x (105/0.15) x (1.06 2/2) x 890 = 2.72 x 107 Pa n = 2.72 x 107/(1.57 x 107) = 1.73中途應(yīng)設(shè)一個(gè)加壓站15. 在附圖所示的儲(chǔ)油罐中盛有密度為960 kg/m3的油品。油面高于罐底 9.6 m，油面上方為常壓。 在罐側(cè)壁的下部有一直徑為760 mm圓孔，其中心距罐底800 mm,孔蓋用14 mm的鋼制螺釘緊 固。若螺釘材料的工作應(yīng)力取為39.23 x 106 Pa,問(wèn)：至少需要幾個(gè)螺釘？解：設(shè)通過(guò)孔蓋中心的水平面上液體的靜壓強(qiáng)為p ，則p就是管內(nèi)液體作用與孔蓋上的平均

22、壓強(qiáng)。由流體靜力學(xué)基本方程式知p-pa4 pgh作用在孔蓋外側(cè)的是大氣壓強(qiáng)P a，故孔蓋內(nèi)外兩側(cè)所受壓強(qiáng)差為P = -P1 = Pi+PSh-p1L= pghAp- 360x9.81(9.6-0.8) 8.29x10* N/irf作用在孔蓋上的靜壓力為nd1j n1.F=ApK-S.29 A10+ k-0.762 =3 76 xlO*N44每個(gè)螺釘能承受的力為400 x9.81 xlO * x-xC 0141 = 6.04xltt3 W4螺釘?shù)膫€(gè)數(shù) =3.76 X 104/6.04 X 103 = 6.23個(gè) 即至少需要7個(gè)螺釘。16. 某流化床反應(yīng)器上裝有兩個(gè)U管壓差計(jì)，如本題附圖所示。測(cè)得

23、 Ri = 400 mm， R? = 50 mm，指示液為水銀。為防止水銀蒸氣向空間擴(kuò)散，在右側(cè)的U管與大氣連通的玻璃管內(nèi)灌入一段水，其高度R3 =50 mm求A、B兩處的表壓強(qiáng)。解：U管壓差計(jì)連接管中是氣體，其密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于水銀及水的密度，由氣柱高度所產(chǎn)生的壓強(qiáng)差可以忽略。設(shè)F?下端為C點(diǎn)，R下端為D點(diǎn)，因此可認(rèn)為 PA PC,PB PC。PaPc = pH2OgR3 + pHggR2=1000 X 9.81 X 0.05 + 13600 X 9.81 X 0.052 、 ”=7161 N/m （表壓）PbPd = Pa + pHggR1=7161 + 13600 X 9.81 X 0.4=6

24、.05 X 104 N/m2 （表壓）17根據(jù)本題附圖所示的微差壓差計(jì)的讀數(shù)，計(jì)算管路中氣體的表壓強(qiáng) p。壓差計(jì)中以油和水為指示液，其密度分別為 920 kg/m 3及998 kg/m 3, U管 中油、水交界面高度差R = 300mm。兩擴(kuò)大室的內(nèi)徑D均為60 mm, U管內(nèi)徑d為6 mm （當(dāng)管路內(nèi)氣體壓強(qiáng)等于大氣壓強(qiáng)時(shí)，兩擴(kuò)大室液面平 齊。）解：當(dāng)管路內(nèi)的氣體壓強(qiáng)等于大氣壓強(qiáng)時(shí)，兩擴(kuò)大室的液面平齊，則兩擴(kuò)大室液面差 h與微差壓差計(jì)讀數(shù) R的關(guān)系為當(dāng)壓差計(jì)讀數(shù) R = 300 mm時(shí)，兩擴(kuò)大室液面差為Ah=R03則管路中氣體的表壓強(qiáng)為2 、 ”p = （998 - 920 ）X 9.81

25、X 0.3 + 920 X 9.81 X 0.003 = 257 N/m （表壓）18.用泵將水從水池送至高位槽。高位槽液面高于水池液面50m管路全部能量損失為 20 J/kg，流量 為36 m/h，高位槽與水池均為敞口。若泵的效率 為60%求泵的軸功率。（水的密度取為1000kg/m3）解：設(shè)水池液面為1-1 /截面，高位槽液面為2-2 /,以水池液面為基準(zhǔn)水平面，在兩截面間列柏努利方程式。gz12U12P1gz22U22P2hfZ 1 = 0 , Z2 = 50 m , U1 0, U2 0, P1 = P2 = 0 （表壓），工 hf = 20 J/kg/ we = 9.81 X 50

26、+ 20 = 510.5 J/kg水的質(zhì)量流率 ws = 36 X 1000/3600 = 10 kg/s軸功率 N = 5105/0.6 = 8508.3 W19. 水以2.5m/s的流速流經(jīng) 自38X 2.5 mm的水平管,此管以錐形管與另口 38 X 3 mm的水平管相連。如附圖所示，在錐形管兩側(cè) A、B處各插入一垂直玻璃管以觀察兩截面的壓強(qiáng)。若水流經(jīng)A、B兩截面間的能量損失為1.5 J/kg，求兩玻璃管的水面差（以mm記），并在本題附圖中畫出兩玻璃管中水面的相對(duì)位置。3（水的密度取為 1000 kg/m ）解：上游截面A-A /，下游截面B-B /,通過(guò)管子中心線作基準(zhǔn)水平面。在兩截面

27、間列柏努利方程式。式中 ZA = ZB = 0 , uA = 2.5 m/s ，工 hfA,B = 1.5 J/kg根據(jù)連續(xù)性方程式，對(duì)于不可壓縮流體13m/s兩截面的壓強(qiáng)差為-1J xlOOO2丿 =868.55 N/m即、-： ' mmHO20.如圖所示，常溫的水在管道中流過(guò)，兩個(gè)串聯(lián)的形管壓差計(jì)中的指示液均為水銀，密度為Hg，測(cè)壓連接管內(nèi)充滿常溫的水，密度為w,兩U形管的連通管內(nèi)充滿空氣。若測(cè)壓前兩U形管壓差計(jì)內(nèi)的水銀液面均為同一高度，測(cè)壓后兩U形管壓差計(jì)的讀數(shù)分別為 Ri、R2,試求a、b兩點(diǎn)間的壓力差PaPb 。解：Pl Pawghi， Pa PiwghiHg gR2P5Pb

28、w gh5PbP5wgh5 P4Hg gR2wgh5PaPbP3Hg gRiwghiP4HggR2wgh5Hg g RlR2wghiwgh5而hih $ h5 h2，5R22所以PaPbHg g R1R2wghwRiwghR2 wg -Hg g R1R22wg RiR2iHg 2w RiR2 g口P2，P2P3Hg gR1P3P4P4P521.在如圖所示的測(cè)壓差裝置中，U形管壓差計(jì)中的指示液為水銀，其密度為Hg，其他管內(nèi)均充滿水，其密度為w，U形管壓差計(jì)的讀數(shù)為R，兩測(cè)壓點(diǎn)間的位差為h，試求 a、b兩測(cè)壓點(diǎn)間的壓力差PaPb。解：由PaPiwghiPi P2 P3PbP5wgRwgh2所以Pa

29、P3wgh1 P4HggRwgh1 P5HggRwgh1所以PaPbHggRwgh1wgRwgh?HggR wgR wg m h?Hg gR wgR wghHggR wg R hHg w gR wgh取為 1000 kg/m 3）解：（1）水在管內(nèi)的流速與流量設(shè)儲(chǔ)槽水面為上游截面 1-1 /,真空表連接處為下游截面2-2 /,并以截面1-1 /為基準(zhǔn)水平面。在兩截面間列柏努利方程。2 p2 p3式中 Z 1 = 0 , Z2 = 1.5 m , P1 = 0 （表壓），P2 = -24.66 X 10 Pa （表壓）EhF = 2u將上列數(shù)值代入柏努利方程式，解得水在管內(nèi)的流速U210009.

30、81x13丿m/s.071J xlOOO = 7 93水的流量 ws = uA p =-kg/s（2）泵的有效功率設(shè)儲(chǔ)槽水面為上游截面1-1 /,排水管與噴頭連接處為下游截面2-2 /,仍以截面1-1為基準(zhǔn)水平面。在兩截面間列柏努利方程。gz12U12P12U2We gz22P2hf1hf2式中 Z 1 = 0 , Z2 = 14 m , U1 比 0, U2 = 2 m/s , p1 = 0 （表壓）p 2 =98.07 x 103 Pa （表壓），丄-廠 |；''將上列數(shù)值代入柏努利方程式，解得0511711We ： + ' ' -I : .J/kg泵的有效

31、功率 Ne = we ws = 285.41 x 7.92 = 2260 W23. 在本題附圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置中，于異徑水平管段兩截面間連一倒置 U管壓差計(jì)，以測(cè)量?jī)山孛?之間的壓強(qiáng)差。當(dāng)水的流量為10800 kg/h時(shí)，U管壓差計(jì)讀數(shù) R為100 mm粗、細(xì)管的直徑分別為 60X 3.5 mm與 42 x 3 mm 計(jì)算：（1） 1kg水流經(jīng)兩截面間的能量損失；（2）與該能量損失相當(dāng)?shù)膲簭?qiáng)降為多少Pa?（水的密度取為1000kg/m3）解：（1） 1kg水流經(jīng)兩截面間的能量損失設(shè)導(dǎo)管在上游的連接處為截面1-1 /,下游的連接處為截面2-2 /,并通過(guò)管軸作基準(zhǔn)水平面。式中 Z 1 = Z2 =

32、 0 , u = Ws/A p3600 x-xO.0362 xlOOO=2 95m/s10300,-=1.36Jlj300 x-xOX532 xlOOO4m/s卩i 一円二ggiKdi = o_9幻J/kg將以上各數(shù)值代入柏努利方程式，解得汰®引十遲竺1“2J/kg（2）與該能量損失相當(dāng)?shù)膲簭?qiáng)降廠-: I' N/m2在兩截面間列柏努利方程24. 在圖示裝置中，水管直徑為57X 3.5 mm當(dāng)閥門全閉時(shí)，壓力表讀數(shù)為0.3大氣壓,而在管路入口至壓力表處的壓頭損失為0.5 mH 2O,求水的流量為若干卅巾?解:閥門全閉時(shí)，由P2 = p gH, H = 0.3 x 1.013 x

33、 105/ (1000x 9.81 ) = 3.1 m即水槽液面距閥門中心線的咼度為3.1 m。閥門開啟時(shí)，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(zhǔn)水平面。在兩截面間列柏努利方程式斗肚+亙也+H +電+2g Pg2g pg g5Z i = H = 3 m , Z = 0 , Pi = 0 , P2 = 0.2 x 1.013 x 10 Pa , ui 0,2 hf/g = 0.5 mH 2O代入上式3.1 = 0.2 x 1.013 x 105/ ( 1000 x 9.81)+_/ ( 2X 9.81)+ 0.5 解得 u 2 = 3.24 m/sVh=

34、(n /4 ) d2u x 3600 = 22.9 m 3/h25. 如圖所示，密度為 850 kg/m3的料液從高位槽送 入塔中，高位槽內(nèi)的液面維持恒定。塔內(nèi)表壓強(qiáng) 為9.81 x 103 Pa，進(jìn)料量為5 m3/h。連接管直徑 為口 38 x 2.5 mm，料液在連接管內(nèi)流動(dòng)時(shí)的能 量損失為30J/kg (不包括出口的能量損失)。求: 高位槽內(nèi)的液面應(yīng)比塔的進(jìn)料口高出多少？解：以高位槽液面為上游截面1-1 /,連接管出口內(nèi)側(cè)為下游截面2-2 /,并以截面1-1為基準(zhǔn)水平面。在兩截面間列柏努利方程式。式中 Z i = 0 , ui 0,36W x-xO.033= Ij62m/s、.3、.p

35、i = 0 （表壓），p2 = 9.81 x 10 Pa （表壓），工 hf = 30 J/kg將上述數(shù)值代入柏努利方程，解得2350高位槽內(nèi)的液面應(yīng)比塔的進(jìn)料口高4.37 m。326. 如圖所示，用泵將儲(chǔ)槽中密度為 1200 kg/m的溶 液送到蒸發(fā)器內(nèi)。儲(chǔ)槽內(nèi)液面維持恒定，其上方與大氣相同。蒸發(fā)器內(nèi)的操作壓強(qiáng)為 200mmHg真 空度），蒸發(fā)器進(jìn)料口高于儲(chǔ)槽內(nèi)的液面 15 m, 輸送管道的直徑為 68 x 4 mm送料量為20 m/h，溶液流徑全部管道的能量損失為 120 J/kg , 求泵的有效功率。解：以儲(chǔ)槽的液面為上游截面1-1 /,管路出口內(nèi)側(cè)為下游截面2-2 /,并以截面1-1

36、/為基準(zhǔn)水平面。在兩截面間列柏努利方程式。2 2U1P1U2P2.gz1-一Wegz2-一hf2 2P = -222x101300 = -2670式中Z 1 = 0 , Z2 = 15 m , p 1 = 0 （表壓）， 工）Pa （表壓）2Q卡u3 = 1 37m/s，工 hf = 120 J/kg300 x 如腫U1 0 ,"將以上各項(xiàng)數(shù)值代入柏努利方程中we=1JX9.S1 亠竺_一22(56701200M20 =阿.9J/kgws20 xl2OO=V -p=3600kg/sNe = we ws =246.9 X 6.67 = 1647 W27附圖中所示的高位槽液面維持恒定，管

37、路中 ab 和cd兩段的長(zhǎng)度、直徑及粗糙度均相同。 某液體 以一定流量流過(guò)管路，液體在流動(dòng)中溫度可視為 不變。問(wèn)：（1）液體通過(guò)ab和cd兩管段的能量 損失是否相等？（ 2）此兩管段的壓強(qiáng)差是否相等？寫出它們的表達(dá)式。解：（1）直管的能量損失管段ab與cd中，長(zhǎng)度、直徑均相同；流量不變則流速相同； 溫度不變，密度相同, 粘度相同，則雷諾數(shù)相同；又由于粗糙度相同，則摩擦系數(shù)相同，所以兩管段的能量 損失相等。（2）兩管段的壓強(qiáng)差不相等。在兩管段上分別列柏努利方程式gZ* +=希 +寸卜一ab 管段，式中ua = ub，則宀=：-cd管段咲丄9?*'式中 uc = ud , Zc = Zd，

38、U l :'丄=28.有兩個(gè)液面高度相差 6m的貯槽，其底部彼此用管道連接（本題附圖所示）。A槽底面出口連接一根直徑為 600mm長(zhǎng)為3000m的管道BC,在接點(diǎn)C管路分為兩支管分 別與下槽相通，支路 CD和CE的長(zhǎng)度皆為2500m直徑均為250mm若已知摩擦系 數(shù)值均為0.04，試求A槽向下槽的流量為多少？（忽略所有的局部阻力）UCD2.88u BC在兩水槽液面之間列機(jī)械能衡算方程:2 2PaUAPfUF.ZaZfhfA fg 2gg 2g（ a）式中：pA=pF=0（表壓），uA=uF 0,zA-zF=6m,Ibc2ubcleD2uCDF-g-1dCDdBC2g0.0430002u

39、BC0.040.62g（2.88ubc）22500 g0.259 2g2179.3ubc將以上數(shù)據(jù)代入（a）式中，并整理解得 uBC 0.183m/sVBC0.62 0.183 0.0517m3/s 186m3/h429.如本題附圖所示用泵將20C水經(jīng)總管分別打人容器A、B內(nèi)，總管流量為176m3/h，總管直徑為168x5mm,C點(diǎn)處壓力為1. 97kgf/cm2 （ 表），求泵供給的壓頭及支管CA CB的阻力（忽略總管內(nèi)的阻力）。Uc解：（1 ）總管流速p 產(chǎn) lkgf/enR1762.23600 0.785 0.158訂。2.49m/ s在圖示的0-0與C-C截面之間列機(jī)械能衡算方程:He

40、PcPo2 2Uc UO2g(Zc Zo)hoc式中:PcPo1.9798100193257 Pa,uO0, uC 2.49m/s,ZCZO2m,hfO（2）求支路阻力在C-C和A-A截面之間列機(jī)械能衡算方程:2PcUcg2gZcPag 2g2UA zhZAh fCA式中:pC PA193257 Pa, uC 2.49m/s,uA0,Zc Za16m，故支路 CA的阻力為hfCA1932571000 9.812 9.81遲 164.0m液柱同理hfCBPcPbg2 2Uc Ub2g(Zc Zb)(1.97 1)981001000 9.8122.490 °82 9.812.0m液柱流體

41、輸送設(shè)備一章習(xí)題及答案一、選擇題1、離心泵開動(dòng)以前必須充滿液體是為了防止發(fā)生（）A.氣縛現(xiàn)象；B.汽蝕現(xiàn)象；C. 汽化現(xiàn)象； D. 氣浮現(xiàn)象。2、離心泵最常用的調(diào)節(jié)方法是 （ ） 。 BA. 改變吸入管路中閥門開度； B. 改變壓出管路中閥門的開度； C. 安置回流支路，改 變循環(huán)量的大?。?D. 車削離心泵的葉輪。3、離心泵的揚(yáng)程，是指單位重量流體經(jīng)過(guò)泵后獲得的（ ） 。 BA. 包括內(nèi)能在內(nèi)的總能量； B. 機(jī)械能； C. 壓能； D. 位能（即實(shí)際的升揚(yáng)高度） 。4、離心泵的揚(yáng)程是 （）。DA. 實(shí)際的升揚(yáng)高度； B. 泵的吸液高度； C. 液體出泵和進(jìn)泵的壓差換算成液柱高度D. 單位重

42、量液體出泵和進(jìn)泵的機(jī)械能差值。5、某同學(xué)進(jìn)行離心泵特性曲線測(cè)定實(shí)驗(yàn)，啟動(dòng)泵后，出水管不出水，泵進(jìn)口處真空計(jì)指示真空度很高，他對(duì)故障原因作出了正確判斷， 排除了故障，你認(rèn)為以下可能的原因中， 哪一 個(gè)是真正的原因 （ ）。 CA. 水溫太高； B. 真空計(jì)壞了； C. 吸入管路堵塞； D. 排出管路堵塞。6、為避免發(fā)生氣蝕現(xiàn)象， 應(yīng)使離心泵內(nèi)的最低壓力 （ A ）輸送溫度下液體的飽和蒸汽壓。A.大于； B. 小于； C. 等于。7、 流量調(diào)節(jié)，離心泵常用（），往復(fù)泵常用（ ）。 A； CA. 出口閥 B. 進(jìn)口閥 C. 旁路閥8、 欲送潤(rùn)滑油到高壓壓縮機(jī)的氣缸中，應(yīng)采用（）。輸送大流量，低粘度的

43、液體應(yīng)采用 （ ）。 C； AA. 離心泵； B. 往復(fù)泵； C. 齒輪泵。9、 1m3 氣體經(jīng)風(fēng)機(jī)所獲得能量，稱為（）。 AA. 全風(fēng)壓； B. 靜風(fēng)壓； C. 揚(yáng)程。10、 往復(fù)泵在啟動(dòng)之前，必須將出口閥（）。 AA. 打開； B. 關(guān)閉； C. 半開。11、 用離心泵從河中抽水，當(dāng)河面水位下降時(shí)，泵提供的流量減少了，其原因是（）。 C A. 發(fā)生了氣縛現(xiàn)象； B. 泵特性曲線變了； C. 管路特性曲線變了。12、 離心泵啟動(dòng)前 ，是為了防止氣縛現(xiàn)象發(fā)生。 DA 灌水； B 放氣； C 灌油； D 灌泵。13、 離心泵裝置中 的濾網(wǎng)可以阻攔液體中的固體顆粒被吸入而堵塞管道和泵殼。AA. 吸

44、入管路； B. 排出管路； C. 調(diào)節(jié)管路； D. 分支管路。14、 為提高離心泵的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，宜采用 葉片。 BA 前彎； B 后彎； C 垂直； D 水平。15、 離心泵最常用的調(diào)節(jié)方法是（）。 BA. 改變吸入管路中閥門開度； B. 改變排出管路中閥門開度； C. 安置回流支路，改 變循環(huán)量的大?。籇.車削離心泵的葉輪。16、往復(fù)泵的 調(diào)節(jié)是采用回路調(diào)節(jié)裝置。CA. 容積；B.體積；C.流量；D.流速。二、填空題1、 某輸水的水泵系統(tǒng),經(jīng)管路計(jì)算得,需泵提供的壓頭為 H = 19m水柱，輸水量為20kg s-1, 則泵的有效功率為。 3728w2、 離心泵的主要部件有如下三部分：,。泵殼；

45、葉輪；泵軸3、 調(diào)節(jié)泵流量的方法有： ,。改變閥門的開度；改變泵的轉(zhuǎn)速；車削葉輪外徑4、 泵起動(dòng)時(shí)，先關(guān)閉泵的出口開關(guān)的原因是 。降低起動(dòng) 功率，保護(hù)電機(jī)，防止超負(fù)荷而受到損傷；同時(shí)也避免出口管線水力沖擊5、 離心泵的流量調(diào)節(jié)閥安裝在離心泵 管路上，關(guān)小出口閥門后，真空表的讀數(shù) ,壓力表的讀數(shù)。出口；減小；增大6、 離心泵的工作點(diǎn)是 曲線與曲線的交點(diǎn)。離心泵特性；管路特性7、 泵的揚(yáng)程的單位是 ，其物理意義是 。M;泵提供給單位重量流體的能量8、 離心泵輸送的液體粘度越大，其揚(yáng)程,流量,軸功率,效率。越??；越??；越大；越小9、 離心泵輸送的液體密度變大，則其揚(yáng)程 ，流量，效率，軸功率。不變；不

46、變；不變；變大10、 通風(fēng)機(jī)的全風(fēng)壓是指 的氣體通過(guò)風(fēng)機(jī)所獲得的能量，單位常用 ；習(xí)慣上以單位表示。單位體積；Pa; mmW11、 水環(huán)真空泵可以造成的最大真空度為85%,即真空泵能達(dá)到的最低壓力（絕壓）是 mmHg 11412、 啟動(dòng)往復(fù)泵時(shí) 灌泵。不需要13、 齒輪泵的流量 而揚(yáng)程 。較?。惠^高14、 石油化工廠常用的壓縮機(jī)主要有 和兩大類。 往復(fù)式；離心式15、 往復(fù)泵常用的方法來(lái)調(diào)節(jié)流量。回路調(diào)節(jié)16、 往復(fù)泵適用于 。流量較小，揚(yáng)程較高的場(chǎng)合三、計(jì)算題1、如圖2-1用離心泵將20C的水由敞口水池送到一壓力為 2.5atm的塔內(nèi)，管徑為$ 108X 4mm管路全長(zhǎng)100m（包括局部阻力

47、的當(dāng)量長(zhǎng)度， 管的進(jìn)、出口當(dāng)量長(zhǎng)度也包括在內(nèi)）。已知： 水的流量為56.5m3 h-1,水的粘度為1厘泊，密度為1000kg -m"3,管路摩擦系數(shù)可取為 0.024 , 計(jì)算并回答：（1）水在管內(nèi)流動(dòng)時(shí)的流動(dòng)形態(tài)；（2）管路所需要的壓頭和功率；解：已知：d = 108-2 x 4 = 100mm = 0.1mA=( n /4)d2 = 3.14 x (1/4) x 0.12 = 0.785 x 10-2 m1+ 工 le=100mqv = 56.5m3/h u = q/A = 56.5/(3600 x 0.785X 10-2) = 2m/s卩=1cp = 10-3 Pa S p =

48、1000 kg.m-3,入=0.024/ Re = du p /(! =0.1 x 2 x 1000/10-3 = 2 x 105 > 4000水在管內(nèi)流動(dòng)呈湍流 以1-1面為水平基準(zhǔn)面，在1-1與2-2面間列柏努利方程：Z1 +(u12/2g)+(p 1/ p g)+H=Z2+(u22/2g)+(p2/ p g)+ 工 Hft Z1=0, u1=0, p = 0 (表壓),Z2=18m, u2=0p2/ p g=2.5 x 9.81 x 104/(1000 x 9.81)=25m工 Hf =入(l+ 工 le )/d(u 2/2g)=0.024 x (100/0.1) x 22/(2

49、x 9.81) = 4.9m H = 18+25+4.9 = 47.9mNe = Hq v p g = 47.9 x 1000 x 9.81 x 56.5/3600 = 7.4kw2、擬用泵將堿液由敞口堿液槽大入位差為10m高的塔中，塔頂壓強(qiáng)(表壓)為 0.06 Mpa.全部輸送管均為57mm3.5mm無(wú)縫鋼管。管長(zhǎng) 50m (包括局部阻力的當(dāng)量長(zhǎng)度)。堿液的密度 =1200kg/m 3,粘度為 =2mPa s。管路粗糙度為 0.3mm。試求：(1) 流動(dòng)處于阻力平方區(qū)時(shí)的管路特性曲線；(2) 流量為30 m3/h時(shí)的He和Pe。解：(1 )在阻力平方區(qū)，=f ( /d )/d = 0.006

50、 ，查圖得： =0.033H F1015管路特性方程：60.06 108 0.033 50222q卩1200 9.81 9.81 3.140.05524.4 105 qy3(2) qv = 30 m /h 時(shí),H £154.4105q；/15P FH 內(nèi)丫 g45.630360053024.4105()245.6 J/N360012009.814.5103w3、采用IS80-65-125水泵從一敞口水槽輸送 60C熱水。最后槽內(nèi)液面將降到泵人口以下 2.4m。已知該泵在額定流量60m3/h下的（NPSH）r為3.98m，60C水的飽和蒸汽壓 Pv為19.92kpa、p為983.2kg

51、/m3,泵吸入管路的阻力損失為3.0m，問(wèn)該泵能否正常工作。解：該泵不能正常工作。H g,允許=P0Pv NPSH rHf01gg1.01310519.92 1033.98 3.0 1.46m 2.4m983.29.81983.2 9.81說(shuō)明安裝冋度偏冋。4、擬用一臺(tái)IS65-50-160A型離心泵將20oC的某溶液由溶液罐送往高位槽中供生產(chǎn)使用， 溶液罐上方連通大氣。已知吸入管內(nèi)徑為50 mm,送液量為20 m3/h,估計(jì)此時(shí)吸入管的阻力損失為3m液柱，求大氣壓分別為101.3 kPa的平原和51.4kPa的高原地帶泵的允許安裝高 度，查得上述流量下泵的允許汽蝕余量為3.3 m , 20oC時(shí)溶液的飽和蒸汽壓為 5.87 kPa,密度為 800 kg/m3。解：Z1101.3 5.87 103800 9.813 3.3 5.86mZ2351.4 5.87103800 9.813 3.30.5m其中乙為為負(fù)值，表明在高原安裝該泵時(shí)要使其入口位于液面以下，才能保證正常操作。同時(shí)考慮實(shí)際操作的波動(dòng)一般還應(yīng)給予適當(dāng)?shù)脑Ａ?，比如安裝高度再降低0.5m，變成-1m。5、今選用IS型水泵將水從低位