化工原理第一章題庫與解答

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（）。 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)壓力；B 表壓力；C 靜壓力；D

2、 真空度。7當(dāng)被測流體的（）大于外界大氣壓力時(shí)，所用的測壓儀表稱為壓力表。DA 真空度；B 表壓力；C 相對(duì)壓力；D 絕對(duì)壓力。8當(dāng)被測流體的絕對(duì)壓力（）外界大氣壓力時(shí)，所用的測壓儀表稱為壓力表。AA 大于； B 小于； C 等于； D 近似于。9（）上的讀數(shù)表示被測流體的絕對(duì)壓力比大氣壓力高出的數(shù)值，稱為表壓力。AA 壓力表；B 真空表；C 高度表；D 速度表。10被測流體的（）小于外界大氣壓力時(shí)，所用測壓儀表稱為真空表。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)，平均流速與管中心的最大流速的關(guān)系為（） 。 BA. Um= 1

3、/2Umax; B. Um = ; 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)無關(guān)；B.與指示液密度、液面高度無關(guān)，與U形管粗細(xì)有關(guān)；C.與指示液密度、液面高度無關(guān)，與U 形管粗細(xì)無關(guān)。13. 層流底層越薄（ ） 。 CA. 近壁面速度梯度越?。籅. 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（ ） CA. 大； B. 中等； C. ??； D. 越大越好。15. 轉(zhuǎn)子流量計(jì)的主要特點(diǎn)是（ ） 。 CA. 恒截面、恒壓差；B

4、. 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 & 2000 ; B. Re 4000 ; C. Re = 2000 4000。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（） 。 AA. ； B. 101kPa ； C. 。19. 在穩(wěn)定流動(dòng)系統(tǒng)中，水由粗管連續(xù)地流入細(xì)

5、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)（） 。 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，則阻力損失為原來的（） 。AA. 1/4 ； B. 1/2 ； C. 2 倍。23單位時(shí)間內(nèi)流過管道任意截面的流體量稱為（）。 CA 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)方向上所流過的（）稱為流速。CA

6、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。AA 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（）。 BA 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。CA gz； B ； C ； D we。28柏努利方程式中的（）項(xiàng)表示單位質(zhì)量流體通過泵（或其他輸送設(shè)備）所獲得的能量，稱為有效功。DA gz； B ； C ； D we。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。DA gz； B ； C ； D 。30.流體在直管中流動(dòng)，當(dāng)（

7、 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 w；D 豐。32.流體在直管中流動(dòng)，當(dāng) 2000V （ ） 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 /科=2000u = 2000 科/d p= 2000 x （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 mmB勺鋼管內(nèi)流動(dòng)，液體的 流速為1 m/s。計(jì)算：（1）雷諾準(zhǔn)

8、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 p/ i= x 1 X 850/8 x 10-3 = 4000 ,流速最小時(shí)，Re = 4000 ,即du p /科=4000.u = 4000 科/d p= 4000 X （X 850） = 2.69 m/s13 .用108X4 mm的鋼管從水塔將水引至車間，管路長度150 m （包括管件的當(dāng)量長度）。若此管路的全部能量損失為118 J/kg ,此管路輸水量為若干 益用（管路摩擦系數(shù)可取為，3水的密度取為1000 kg/m 3）解：能量損失118 J/kgu = 2.8 m/s流量 V =

9、uA = X 79.13 m 3/h14 .用168X9 mm的鋼管輸送原油。管線總長100 km,油量為60000 kg/h ,油管最大抗壓能力為x 107Pa。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：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, u = V/A = (60000/890)/(3600 xx = 1.06 m/s Re = du p/ = xx 890/(181 X 10-3) = 782 層流 入=64/Re = 64/782 =AP =入(l/d)(u 2/2) p= x (

10、10 5/x 2) x 890 = x 107 Pan = X 107/X 107) = 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x106Pa,問：至少需要幾個(gè)螺釘解：設(shè)通過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)p a ,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

11、的個(gè)數(shù)=X 104/X 103 = 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。測得 Ri = 400 mm,的=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)，R下端為D點(diǎn)，因此可 認(rèn)為 PAPC,PB PDPa P C = P H2cgR + P HggR2=1000 XX + 13600 x x= 7161 N/m 2（表壓）Pb

12、P d = Pa + p HggR=7161 + 13600 XX=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A(yù) 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2p

13、 = （998 - 920 ） XX + 920 XX = 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 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。Zi = 0 , Z2 = 50 m , ui0, u2P0, Pi = P2 = 0 （表壓）,2 hf = 20 J/kgwe = x 50 + 20 = J/kg水的質(zhì)量流率 ws = 36 x

14、 1000/3600 = 10 kg/s有效功率 Ne = we - ws = x 10 = 5105 W軸功率 N = 5105/ = W19 .水以2.5m/s的流速流經(jīng) 38X2.5 mm的水平管，此管以錐形管與另一 38 X3 mmB勺水平管相連。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J/kg ，求兩玻璃管的水面差（以mm己），并在本題附圖中畫出兩玻璃管中水面的相對(duì)位置。（水的密度取為1000 kg/m 3）解：上游截面 A-A/ ,下游截面B-B/ ,通過管子中心線作基準(zhǔn)水平面。在兩截面間列柏努 利方程式。式中

15、 ZA = ZB = 0 , uA = 2.5 m/s , 2 hfA,B = 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=N/m 2即 mmHO由于pB pA20 .如圖所示，常溫的水在管道中流過，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 Hg,測壓連接管內(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。若測壓前兩U形管壓差計(jì)內(nèi)的水銀液面均為同一高度，測壓后兩U形管壓差計(jì)的讀數(shù)分另為R、的，試求a、b兩點(diǎn)間的壓力差。解：，而， 所以21 .在如圖所示的測壓差裝置中，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

16、差計(jì)的讀數(shù)為R,兩測壓點(diǎn)間的位差為h,試求a、b兩測壓點(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。管路的直徑均為 76 X 2.5 mm。在操作條件 下，泵入口處真空表的讀數(shù)為x103 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x 103 Pa （表壓）。求泵的有效功率。（水3.的密度取為1000 kg/m ） 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 /

17、 ,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 = x 103 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U2m/s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。式中 Z1 = 0 , Z2 = 14 m , U1 =0, U2 = 2 m/s , p1 = 0 （表壓）p2=x103 Pa （表壓），將上列數(shù)值代入柏努利方程式，解得

18、J/kgwe泵的有效功率 Ne = we - ws = x = 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)，以測量兩截面之間的壓強(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 60X3.5 mmW 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10003、kg/m ）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/ ,并通過管軸作基準(zhǔn)水平面。在兩截面間列柏努利方

19、程 式中 Z 1 = Z 2 = 0 , u = w s/A p m/sm/s- , J/kg將以上各數(shù)值代入柏努利方程式，解得J/kg（2）與該能量損失相當(dāng)?shù)膲簭?qiáng)降N/m224 . 在圖示裝置中，水管直徑為57X3.5 mm當(dāng)閥門全閉時(shí)，壓力表讀數(shù)為大氣壓，而在閥門開啟后，壓力表讀數(shù)降至大氣壓。設(shè)管路入口至壓力表處的壓頭損失為mH 2O,求水的流量為若干m/h5解：閥門全閉時(shí)，由 P2 = pgH, H = XX 10/ （1000X） = 3.1 m即水槽液面距閥門中心線的高度為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

20、兩截面間列柏努利方程式Z1 = H = 3 m , Z2 = 0 , P1 = 0 , P2= xx 105 Pa , u1 = 0, s hf/g = mH 2O 代入上式=XX 105/ （1000X） +/ （2X） +解得 u 2 = 3.24 m/sVh =（兀 /4 ） d2ux 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x 103 Pa,進(jìn)料量為5 m3/h。連接管直徑為 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

21、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 1 = 0 , u產(chǎn) 0, m/sp1 = 0 （表壓）,p2 = x 103 Pa （表壓），E 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。3 .26.如圖所不，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

22、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 , p 1 = 0 （表壓）， Pa （表壓）U1 = 0, m/s, 2 hf = 120 J/kg將以上各項(xiàng)數(shù)值代入柏努利方程中J/kgwekg/swsNe = we , ws = x = 1647 W27附圖中所示的高位槽液面維持恒定，管路中ab和 cd 兩段的長度、直徑及粗糙度均相同。某液體以一定流量流過管路，液體在流動(dòng)中溫度可視為不變。