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。 A A 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（ ）。 A A 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（ ）。 D 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 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)。4氣體是（ ）的流體。 B A 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（ ）。 C A 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（ ）

2、。 A A 絕對(duì)壓力；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。 D A 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 A 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，稱為表壓力。 A 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。 D A 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

3、為湍流時(shí)，平均流速與管中心的最大流速的關(guān)系為（ ）。 B A. Um1/2Umax； B. Um0.8Umax； C. Um3/2Umax。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( )。 A A. 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( )。 C A. 近壁面速度梯度越小； B. 流動(dòng)阻力越?。?C. 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( ) C A. 大； B. 中等； C. 小； D. 越

4、大越好。15.轉(zhuǎn)子流量計(jì)的主要特點(diǎn)是( )。 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。16.層流與湍流的本質(zhì)區(qū)別是：( )。 D 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. 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（ ）。 B A. Re 2000； B. Re 4000； C. Re = 20004000。18.某離心泵入口處真空表的讀數(shù)為 200mmHg ， 當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?01kPa, 則泵入口處的絕對(duì)壓強(qiáng)為（ ）。 A

5、 A. 74.3kPa； B. 101kPa； C. 127.6kPa。19.在穩(wěn)定流動(dòng)系統(tǒng)中，水由粗管連續(xù)地流入細(xì)管，若粗管直徑是細(xì)管的2倍，則細(xì)管流速是粗管的（ ）倍。 CA. 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)（ ）。 A A. 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（ ）。 A A. 1/4； B. 1/2； C. 2倍。 23單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)管道任意截面的流體量稱為

6、（ ）。 C A 流速；B 流線；C 流量；D 流函數(shù)。 24單位時(shí)間內(nèi)流體在流動(dòng)方向上所流過(guò)的（ ）稱為流速。 C A 寬度；B 高度；C 距離；D 直線。 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。 A A gz；B ；C ；D we。 26柏努利方程式中的 項(xiàng)表示單位質(zhì)量流體所具有的（ ）。 B A 位能；B 動(dòng)能；C 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。 C A gz；B ；C ；D we。 28柏努利方程式中的（ ）項(xiàng)表示單位質(zhì)量流體通過(guò)泵（或其他輸送設(shè)備）所獲得的能量，稱為有效功。 D A gz；B ；C ；D we。

7、29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。 D A gz；B ；C ；D 。 30流體在直管中流動(dòng)，當(dāng)（ ）2000時(shí)，流體的流動(dòng)類(lèi)型屬于層流。 A A 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(lèi)型屬于湍流。 B A ；B ；C ；D 。 32流體在直管中流動(dòng)，當(dāng)2000（ ）4000時(shí)，流體的流動(dòng)類(lèi)型屬于不穩(wěn)定的過(guò)渡區(qū)。 A A 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)。 A A 層流；B 湍流；C 過(guò)渡流；D 漩渦流。 34流體在管內(nèi)作（ ）流動(dòng)時(shí)，

8、其質(zhì)點(diǎn)作不規(guī)則的雜亂運(yùn)動(dòng)。 B A 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。 A A 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。 B A 圓形管；B 非圓形管；C 矩形管；D 直管。 二、填空題1.流體靜力學(xué)基本方程式或 2.定態(tài)流動(dòng)的柏努利方程式能量衡算式1kg流體： J/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_(kāi) Re=d/_。當(dāng)密度1000kg.m,粘度=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_1

9、0_,其流動(dòng)類(lèi)型為_(kāi)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_(kāi) 850_mmHg, 真空度為_(kāi)-100_mmHg。6. 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_(kāi)113404_Pa, 真空度為_(kāi) -133402_Pa。7. 某物的比重為0.879, 其密度為_(kāi)879kg/m 3_, 其比容為_(kāi)0.00114 m3/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, 其體積流量為_(kāi)0.0157m3/s ，平均流速為_(kāi) 2.0m/s。 9

10、. 當(dāng)20的甘油(=1261kg/m3, =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_(kāi)84.1_, 其摩擦阻力系數(shù)為_(kāi)0.761_。10.某長(zhǎng)方形截面的通風(fēng)管道, 其截面尺寸為30×20mm,其當(dāng)量直徑de為_(kāi)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), _文丘里流量計(jì),_ 濕式氣體流量計(jì)_, 測(cè)量管內(nèi)流體點(diǎn)的速度, 則用_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)量守恒定律，熱量衡算的理論基礎(chǔ)是能量守恒定律

11、。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_。16.套管由57×2.5mm和25×2.5mm的鋼管組成，則環(huán)隙的流通截面積等于_1633mm2 _，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.米糠油在管中作流動(dòng)，

12、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)=_64/Re _，在管內(nèi)呈湍流時(shí)，摩擦系數(shù)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)與Re的關(guān)系為_(kāi)64/Re _。24.牛頓型流體與非牛頓型流體的主要的區(qū)別是_牛頓型流體符合牛頓粘性定律

13、_。25.穩(wěn)定流動(dòng)的定義是_流動(dòng)狀況不隨時(shí)間而變_。三、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? 解：de = 4× = 4× = 150 80 = 70 mm 2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? 解：V = uA， u1A1 = u2A2， A = ， 當(dāng) d1 = 2d2 時(shí) u1 = u2 ， 有 ， ， 即 得 u2 = 4u1 3一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)阻力產(chǎn)生的能量損失為原來(lái)的多少倍？

14、 解： 流動(dòng)阻力 ，設(shè)管徑改變后 ，則根據(jù)u1A1 = u2A2 可得u2 = 4u1，滯流時(shí) ， = ， ， 4某設(shè)備上真空表的讀數(shù)為13.3×103 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98.7×103 Pa。 解：絕對(duì)壓強(qiáng) = 大氣壓 真空度 = 98.7×103 13.3×103 = 85.4×103 Pa 表壓強(qiáng) = 真空度 = 13.3×103 Pa 5甲乙兩地的平均大氣壓強(qiáng)分別為85.3×103 Pa和101.33×103 Pa，在甲地操作的真空精餾塔塔頂?shù)恼婵毡碜x數(shù)為80

15、5;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 = 85.3×103 80×103 = 5.3×103 Pa 在乙地 真空度 = 大氣壓 絕對(duì)壓強(qiáng) = 101.33×103 5.3×103 = 96.03×103 Pa 6在蘭州操作的苯乙烯真空精餾塔頂?shù)恼婵毡碜x數(shù)為80×103 Pa，在天津操作時(shí)，若要求塔內(nèi)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85.3×103 Pa，天津地區(qū)的平均大氣壓強(qiáng)為101.33

16、15;103 Pa。 解：在蘭州 絕對(duì)壓強(qiáng) = 大氣壓 真空度 = 85.3×103 80×103 = 5.3×103 Pa 在天津 真空度 = 大氣壓 絕對(duì)壓強(qiáng) = 101.33×103 5.3×103 = 96.03×103 Pa 7某設(shè)備的進(jìn)、出口壓強(qiáng)分別為1200 mmH2O（真空度）和1.6 kgf/cm2（表壓）。若當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?60 mmHg, 求此設(shè)備進(jìn)、出口的壓強(qiáng)差。（用SI制表示） 解： 進(jìn)口 P1（絕壓）= P（大氣壓）- P（真空度） 出口 P2（絕壓）= P（大氣壓）+ P（表壓） P1（真空度）= 1200

17、 mmH2O = 0.12 kgf/cm2 P1（絕壓）- P2（絕壓）= - P1（真空度）+P2（表壓） = -（0.12+1.6）= -1.72 kgf/cm2 = -1.72×9.81×104 = -1.687×105 N/m2 11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(lèi)型； （2）管中水保持層流狀態(tài)的最大流速（水的密度=1000 kg/m3, 粘度= 1 cp）。 解：（1）Re = du/= 0.025×1×1000/0.001 = 250004000 流動(dòng)類(lèi)型為湍流。 （2）層流時(shí)，

18、Re 2000，流速最大時(shí)，Re = 2000，即du/= 2000 u = 2000/d= 2000×0.001/（0.025×1000）= 0.08 m/s 12密度為850 kg/m3、粘度為8×10-3 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？ 解：（1）Re = du/= 0.014×1×850/8×10-3 = 1487.5 2000 流動(dòng)類(lèi)型為層流 （2）湍流時(shí)，Re 4000，流速最小時(shí)

19、，Re = 4000，即du/= 4000 u = 4000/d= 4000×0.008/（0.014×850）= 2.69 m/s 13用 108×4 mm 的鋼管從水塔將水引至車(chē)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m3/h？（管路摩擦系數(shù)可取為0.02，水的密度取為1000 kg/m3） 解：能量損失 118 J/kg u = 2.8 m/s 流量 V = uA = 2.8× 79.13 m3/h 14用168×9 mm的鋼管輸送原油。管線總長(zhǎng)100 km, 油量為600

20、00 kg/h，油管最大抗壓能力為1.57×107 Pa。已知50 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 = u2，Z1 = Z2， u = V/A = (60000/890)/(3600×0.785×0.152) = 1.06 m/s Re = du/= 0.15×1.06×890/(181×10-3) = 782 層流 = 64/Re = 64/782 = 0.0818 P =(l/d)(u2/2)= 0.0818&#

21、215;(105/0.15)×(1.062/2)×890 = 2.72×107 Pa n = 2.72×107/(1.57×107) = 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39.23×106 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 壓強(qiáng)。由流

22、體靜力學(xué)基本方程式知 作用在孔蓋外側(cè)的是大氣壓強(qiáng) pa，故孔蓋內(nèi)外兩側(cè)所受壓強(qiáng)差為 作用在孔蓋上的靜壓力為 每個(gè)螺釘能承受的力為 螺釘?shù)膫€(gè)數(shù) = 3.76×104/6.04×103 = 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R1 = 400 mm，R2 = 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)R2下端為C點(diǎn)，R1下

23、端為D點(diǎn)，因此可認(rèn)為 PAPC,PBPD。 PAPC =H2OgR3 +HggR2 = 1000×9.81×0.05 + 13600×9.81×0.05 = 7161 N/m2（表壓） PBPD = PA +HggR1 = 7161 + 13600×9.81×0.4 = 6.05×104 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/m3 及998 kg/m3，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

24、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 m 則管路中氣體的表壓強(qiáng)為 p =（998 - 920）×9.81×0.3 + 920×9.81×0.003 = 257 N/m2（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 m3/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

25、1000 kg/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。 Z1 = 0，Z2 = 50 m，u10，u20，P1 = P2 = 0（表壓），hf = 20 J/kg we = 9.81×50 + 20 = 510.5 J/kg 水的質(zhì)量流率 ws = 36×1000/3600 = 10 kg/s 有效功率 Ne = we·ws = 510.5×10 = 5105 W 軸功率 N = 5105/0.6 = 8508.3 W 19水以2.5m/s的流速流經(jīng) 38×2.5 mm的水平管

26、，此管以錐形管與另一 38×3 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(huà)出兩玻璃管中水面的相對(duì)位置。（水的密度取為1000 kg/m3） 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。在兩截面間列柏努利方程式。 式中 ZA = ZB = 0，uA = 2.5 m/s，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 有 m/s 兩截面的壓強(qiáng)差為 = = 868.55 N/m2 即 mmH2O 由于 p

27、B pA20. 如圖所示，常溫的水在管道中流過(guò)，兩個(gè)串聯(lián)的U形管壓差計(jì)中的指示液均為水銀，密度為rHg，測(cè)壓連接管內(nèi)充滿常溫的水，密度為rw，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R1、R2，試求a、b兩點(diǎn)間的壓力差。解： ，而 ，所以 21.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rHg，其他管內(nèi)均充滿水，其密度為rw，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。解：由 所以 所以 22用離心泵將水從儲(chǔ)槽送至水洗塔的頂部，槽內(nèi)水位維持恒定，各部分相對(duì)位置如本題附圖所示

28、。管路的直徑均為 76×2.5 mm。在操作條件下，泵入口處真空表的讀數(shù)為24.66×103 Pa；水流經(jīng)吸入管與排出管（不包括噴頭）的能量損失可分別按 與 計(jì)算。由于管徑不變，故式中u為吸入或排出管的流速m/s。排水管與噴頭處的壓強(qiáng)為98.07×103 Pa（表壓）。求泵的有效功率。（水的密度取為1000 kg/m3） 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。 式中 Z1 = 0，Z2 = 1.5 m，p1 = 0（表壓），p2 = -24.66×10

29、3 Pa（表壓） u1 0， 將上列數(shù)值代入柏努利方程式，解得水在管內(nèi)的流速u(mài)2 m/s 水的流量 ws = uA= 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。 式中 Z1 = 0，Z2 = 14 m，u1 0，u2 = 2 m/s，p1 = 0（表壓） p2 =98.07×103 Pa（表壓）， 將上列數(shù)值代入柏努利方程式，解得 we J/kg 泵的有效功率 Ne = we·ws = 285.41×7.92 = 2260 W 23在本題附圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置中，于

30、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)山孛嬷g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60×3.5 mm與42×3 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1000 kg/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。在兩截面間列柏努利方程 式中 Z1 = Z2 = 0，u = ws/A m/s m/s ， J/kg 將以上各數(shù)值代入柏努利方程式，解得

31、J/kg （2）與該能量損失相當(dāng)?shù)膲簭?qiáng)降 N/m2 24 在圖示裝置中，水管直徑為57×3.5 mm。當(dāng)閥門(mén)全閉時(shí)，壓力表讀數(shù)為0.3大氣壓, 而在閥門(mén)開(kāi)啟后，壓力表讀數(shù)降至0.2大氣壓。設(shè)管路入口至壓力表處的壓頭損失為 0.5 mH2O，求水的流量為若干m3/h？ 解：閥門(mén)全閉時(shí)，由 P2 =gH，H = 0.3×1.013×105/（1000×9.81）= 3.1 m 即水槽液面距閥門(mén)中心線的高度為3.1 m。 閥門(mén)開(kāi)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 Z1 = H = 3 m

32、，Z2 = 0，P1 = 0，P2 = 0.2×1.013×105 Pa，u10，hf/g = 0.5 mH2O 代入上式 3.1 = 0.2×1.013×105/（1000×9.81）+ /（2×9.81）+ 0.5 解得 u2 = 3.24 m/s Vh =（/4）d2u×3600 = 22.9 m3/h 25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9.81×103 Pa，進(jìn)料量為5 m3/h。連接管直徑為 38×2.5 mm，料液在連接管內(nèi)流動(dòng)時(shí)

33、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 Z1 = 0，u10， m/s p1 = 0（表壓），p2 = 9.81×103 Pa（表壓），hf = 30 J/kg 將上述數(shù)值代入柏努利方程，解得 m 高位槽內(nèi)的液面應(yīng)比塔的進(jìn)料口高4.37 m。26如圖所示，用泵將儲(chǔ)槽中密度為1200 kg/m3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

34、口高于儲(chǔ)槽內(nèi)的液面15 m，輸送管道的直徑為 68×4 mm，送料量為20 m3/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為基準(zhǔn)水平面。在兩截面間列柏努利方程式。 式中 Z1 = 0，Z2 = 15 m， p1 = 0（表壓）， Pa（表壓） u1 0， m/s，hf = 120 J/kg 將以上各項(xiàng)數(shù)值代入柏努利方程中 we J/kg ws kg/s Ne = we·ws =246.9×6.67 = 1647 W 27附圖中所示的高位槽液面維持恒定，管路中a

35、b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(xiě)出它們的表達(dá)式。 解：（1）直管的能量損失                                &

36、#160;    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 ab管段 式中 ua = ub，則 cd管段 式中 uc = ud，Zc = Zd，則 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

37、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）解：在分支點(diǎn)C所在截面與F水槽液面之間分別列支路CD和CE的機(jī)械能衡算式可確定：由于dCD=dCE,故可判斷出uCD=uCE VBC=2VCD即在兩水槽液面之間列機(jī)械能衡算方程： （a）式中：pA=pF=0(表壓)，uA=uF0,zA-zF=6m,將以上數(shù)據(jù)代入（a）式中，并整理解得.29.如本題附圖所示用泵將20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）。解：（1）總管流速 在圖示

38、的O-O與C-C截面之間列機(jī)械能衡算方程：式中：（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：式中：，故支路CA的阻力為 液柱同理 液柱流體輸送設(shè)備一章習(xí)題及答案一、選擇題1、離心泵開(kāi)動(dòng)以前必須充滿液體是為了防止發(fā)生( )。A 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 ( )。B A. 改變吸入管路中閥門(mén)開(kāi)度；B. 改變壓出管路中閥門(mén)的開(kāi)度；C. 安置回流支路，改變循環(huán)量的大??；D. 車(chē)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（

39、即實(shí)際的升揚(yáng)高度）。4、離心泵的揚(yáng)程是 ( )。D A. 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( )。C A. 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

40、（ ）。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(kāi)；B. 關(guān)閉；C. 半開(kāi)。 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。D A 灌水；B 放氣；C 灌油；D 灌

41、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。A A. 吸入管路；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。B A 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（）。B A. 改變吸入管路中閥門(mén)開(kāi)度；B. 改變排出管路中閥門(mén)開(kāi)度； C. 安置回流支路，改變循環(huán)量的大小；D. 車(chē)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。C A. 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&

42、#183;s-1,則泵的有效功率為_(kāi)。3728w2、離心泵的主要部件有如下三部分:_,_,_。泵殼；葉輪；泵軸3、調(diào)節(jié)泵流量的方法有：_,_,_。改變閥門(mén)的開(kāi)度；改變泵的轉(zhuǎn)速；車(chē)削葉輪外徑4、泵起動(dòng)時(shí)，先關(guān)閉泵的出口開(kāi)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(mén)后，真空表的讀數(shù)_，壓力表的讀數(shù)_。出口；減?。辉龃?、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_

43、，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；mmH2O11、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(lèi)。 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?；芈氛{(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

44、心泵將20的水由敞口水池送到一壓力為2.5atm的塔內(nèi)，管徑為108×4mm管路全長(zhǎng)100m(包括局部阻力的當(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； 圖2-1 解：已知：d = 108-2×4 = 100mm = 0.1mA=(/4)d2 = 3.14×(1/4)×0.12 = 0.785×10-2 ml+le =100m qv

45、= 56.5m3/h u = q/A = 56.5/(3600×0.785×10-2) = 2m/s = 1cp = 10-3 Pa·S =1000 kg.m-3, = 0.024 Re = du/=0.1×2×1000/10-3 = 2×105 > 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)+(p1/g)+H=Z2+(u22/2g)+(p2/g)+HfZ1=0, u1=0, p = 0 (表壓), Z2=18m, u2=0 p2/g=2.5×9.

46、81×104/(1000×9.81)=25m Hf =(l+le )/d(u2/2g) =0.024×(100/0.1)×22/(2×9.81) = 4.9mH = 18+25+4.9 = 47.9m Ne = Hqvg = 47.9×1000×9.81×56.5/3600 = 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 f57mm´3.5mm 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 r = 1200kg/m3，

47、粘度為 m = 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)，l = f（e/d）e/d = 0.006，查圖得：l = 0.033管路特性方程：（2）qv = 30 m3/h 時(shí),3、采用IS80-65-125水泵從一敞口水槽輸送60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，60水的飽和蒸汽壓Pv為19.92kpa、為983.2kg/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

48、工作。說(shuō)明安裝高度偏高。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： 其中Z2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.

49、5m，變成-1m。5、今選用IS型水泵將水從低位水池向高位槽送水，要求送水量為40 t/h，槽內(nèi)壓強(qiáng)（表壓）為0.03 Mpa，槽內(nèi)水面離低位水池水面16 m，管路總阻力為4.1 J/N。試確定選用哪一種類(lèi)型為宜？解：在槽內(nèi)水面和低位水池水面之間列柏努利方程： 即管路所需壓頭為23.2 m。查課本附錄9 ，選IS-80-65-160型合適。6、用泵將5的水從水池吸上，經(jīng)換熱器預(yù)熱后打入某容器。已知泵的流量為1000kg/h, 加熱器的傳熱速率為11.6W，管路的散熱率為2.09kw,泵的有效功率為1.2kw。設(shè)池面與容器的高度不變，求水進(jìn)入容器時(shí)的溫度。10m2200114m圖 2-2分析：本

50、系統(tǒng)對(duì)水提供能量的來(lái)源有二：泵和加熱器。泵所提供的能量除使水的機(jī)械能增加外，其余部分則因克服流動(dòng)阻力而轉(zhuǎn)化為熱能。這部分熱能和加熱器加入的熱能，一部分散失到環(huán)境中，一部分被水吸收轉(zhuǎn)化為內(nèi)能使水溫升高。如果設(shè)法求出水的內(nèi)能增加值，該問(wèn)題就迎刃而解。解： (1)水的內(nèi)能增加值 如圖2-2，以0-0'面為基準(zhǔn)面，列1-1.2-2截面間的柏努利方程式，以表壓計(jì)。式中截面，水的內(nèi)能，J/Kg ；Q加熱器加入的熱量，J/Kg。已知 將其代入上式， 整理得傳熱速率：可寫(xiě)成泵對(duì)水加入的能量： 水的內(nèi)能增加值：（）水溫 取水的比熱容為，則水進(jìn)入容器時(shí)的溫度為沉降與過(guò)濾一章習(xí)題及答案一、選擇題1、 一密度

51、為7800 kg/m3 的小鋼球在相對(duì)密度為1.2的某液體中的自由沉降速度為在20水中沉降速度的1/4000，則此溶液的粘度為 （設(shè)沉降區(qū)為層流）。D 4000 mPa·s； 40 mPa·s； 33.82 Pa·s； 3382 mPa·s 2、含塵氣體在降塵室內(nèi)按斯托克斯定律進(jìn)行沉降。理論上能完全除去30m的粒子，現(xiàn)氣體處理量增大1倍，則該降塵室理論上能完全除去的最小粒徑為 。D A； B。；C。； D。3、降塵室的生產(chǎn)能力取決于 。 BA沉降面積和降塵室高度；B沉降面積和能100%除去的最小顆粒的沉降速度；C降塵室長(zhǎng)度和能100%除去的最小顆粒的沉降

52、速度；D降塵室的寬度和高度。4、降塵室的特點(diǎn)是 。DA 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，流體阻力小，分離效率高，但體積龐大；B 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，分離效率高，但流體阻力大，體積龐大；C 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，分離效率高，體積小，但流體阻力大；D 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，流體阻力小，但體積龐大，分離效率低5、在降塵室中，塵粒的沉降速度與下列因素 無(wú)關(guān)。C A顆粒的幾何尺寸 B顆粒與流體的密度 C流體的水平流速； D顆粒的形狀6、在討論旋風(fēng)分離器分離性能時(shí)，臨界粒徑這一術(shù)語(yǔ)是指 。C A. 旋風(fēng)分離器效率最高時(shí)的旋風(fēng)分離器的直徑; B. 旋風(fēng)分離器允許的最小直徑; C. 旋風(fēng)分離器能夠全部分離出來(lái)的最小顆粒的直徑; D. 能保持滯流流型時(shí)的最大顆粒直徑7、旋風(fēng)分離器的總的分離效率是指 。D A. 顆粒群中具有平均直徑的粒子的分離效率; B. 顆粒群中最小粒子的分離效率; C. 不同粒級(jí)(直徑范圍)粒子分離效率之和; D. 全部顆粒中被分離下來(lái)的部分所占的質(zhì)量分率 8、對(duì)標(biāo)準(zhǔn)旋風(fēng)分離器系列，下述說(shuō)法哪一個(gè)是正確的 。C A尺寸大，則處理量大，但壓降也大； B尺寸大，則分離效率高，且壓降??； C尺寸小，則處理量小，分離效率高； D尺寸小，則分離效率差，且壓降大。9、恒壓過(guò)濾時(shí)， 如濾餅不可壓縮，介質(zhì)阻力可忽略，當(dāng)