化工原理流體習題

.當?shù)卮髿鈮簽?50mmHg,測得一容器內(nèi)白^絕對壓力為360mmHg,則真空度為mhbOo測得另一容器內(nèi)的表壓強為980mmHg,則其絕對壓強為KPa5.3mH2O;230.66KPa.液體在圓形管道中流動，如果只將流量增加一倍后仍為層流流動，則阻力損失為原來的儕；如果保持流量不變只將管徑增加一倍，則阻力損失為原來的儕。2;1/4.已知某油品在圓管中穩(wěn)定流動，其雷諾數(shù)為1600。測得此時管中心處的點速度為1m/s,則此管截面上的平均速度為m/so1/2（或0.5m/s）.水在內(nèi)徑一定的圓形管中穩(wěn)定流動，若質(zhì)量流量一定，當溫度降低時，Re值將0減小.如圖所示，用離心泵將密封儲槽中的20°C的水通過小100X2mm的管道送往敞口高位儲槽。兩儲槽液面高度差為16m,密封槽液面上真空表pi讀數(shù)為500mmHg（真空度），泵進口處真空表P2讀數(shù)為290mmHg（真空度）。泵排出管路上裝有一個孔板流量計，其孔口直徑為70mm,流量系數(shù)為0.7,所接U型水銀壓差計讀數(shù)R為170mm。已知全部管路能量損失為36J/kg,試求：（1）泵的輸水量（m3/h）。（2）泵出口處壓力表P3的指示值（KPa）（已知真空表與壓力表相距0.2m）（3）包括全部局部阻力的當量長度在內(nèi)的管路長度。（已知摩擦系數(shù)為0.01）(1)CoAo2gR(o20.7—0.072429.810.17(136001000)10000.70.7850.07242.030.0174m3/s62.84m3/h(2)V

ud240.0174Z20.7850.0962.405m/s選低槽液面1-1和高液面4-4之間列伯努利方程:Pi2uh2g2U42gHf114Pi500760101.3366.66kPaP2290760101.3338.66kPa(Z4Zi)PiHf

f141666.66103363109.819.8126.46mH2O選泵進出口為2-2和3-3截面列伯努利方程TOC\o"1-5"\h\z22Z2匹”HZ3凡"Hfg2gg2g23正(Z2Z3)史HHf2,gg38.66103(00.2)—326.4622.32mH2O1039.8123—P322.32109.81218.96kPa(3)hf14llelleuh*2d3620.0960.012.4052119.5m.當?shù)卮髿鈮簭姙?50mmHg,測得一容器內(nèi)的絕對壓強為350mmHg,則真空度為mmHg。測得另一容器內(nèi)的表壓強為1340mmHg,則其絕壓為mmHg。400;2090.某水平直管輸水量為qv,今改為輸送2%的有機物，且27K,0.57k。設(shè)兩種輸液下，流體均在層流下流動，則管路兩端壓差為水的儕。4.層流底層越薄，則以下結(jié)論正確的是。CA、近壁處速度梯度越小R流動阻力越小C、流動阻力越大D、流體湍動程度越小.如圖所示，水流經(jīng)一擴大管段di=40mm,d2=80mm,已知di中水的流速為.4m/s,倒U形壓差計中水位差R=150mmo試求：1）水流經(jīng)兩測壓點間的阻力損失hf（J/kg）；2）如將粗管端抬高，使管段傾斜放置，而流量不變，問此時R的讀數(shù)如何變化？（定性說明，不必計算）何變化？（定性說明，不必計算）.一d1.一d1解：1）u2（」）U1—2.4d240.6m/s在兩測壓點間列伯努利方程，以管子軸線為基準面，化簡得,P22U2hfP2P122U1P22U2hfP2P122U1U2hf2.420.622hf2.7hf由靜力學方程，P2P1水氣gR水gRP2P1水gR9.810.151.47即，2.7hf1.47hf2.71.471.23J/kg2）粗管端抬高后，管段傾斜，設(shè)抬高Z,由靜力學方程得，臣—plZggR水22由伯努利方程有—Zg—hf2.7hf在水的流量不變情況下，該管段的流動阻力損失不變，因此R不變.流體在變徑管中作穩(wěn)定流動，在管徑縮小的地方其靜壓能。減小.氣體的粘度隨溫度升高而,水的粘度隨溫度升高而。增加；降低.測流體流量時，隨流量增加孔板流量計兩側(cè)壓差值將,若改用轉(zhuǎn)子流量計，隨流量增加轉(zhuǎn)子(穩(wěn)定時)兩側(cè)壓差值將。增加；不變.用泵將20c水從敞口貯槽送至表壓為1.5xfPa的密閉容器，兩槽液面均包定不變，各部分相對位置如圖所示。輸送管路為?108X4mmi勺無縫鋼管，吸入管長為20m,排出管長為100m(各段管長均包括所有局部阻力的當量長度)0當閥門為34開度時，真空表讀數(shù)為42700Pa,兩測壓口的垂直距離為0.5m,忽略兩測壓口之間的阻力，摩擦系數(shù)可取為0.02。試求:(1)閥門34開度時管路的流量(m3/h);(2)壓強表讀數(shù)(Pa);(3)外加壓頭(m);(4)若泵的軸功率為10kW,求泵的效率；(5)若離心泵運行一年后發(fā)現(xiàn)有氣縛現(xiàn)象，試分析其原因。解：(1)閥門34開度時管路的流量(m3/h);在貯槽液面0-0與真空表所在截面1-1'間列柏努利方程。以0-0'截面為基準水平面2U0Z0——2gPog其中,hf,o12Ui2glpigl2U0Z0——2gPog其中,hf,o12Ui2glpiglhf,012匕0.022g20012Ui29.810.204U12,Z0=0,U0=0,Po=0俵壓），Z1=3m,pi=-42700Pa（t壓）代入上式，得:23U1=2.3m/s,Q=-du65m/h4(2)壓強表讀數(shù)(Pa);在壓力表所在截面2-2與容器液面3-3'間列柏努利方程。仍以0-0'截面為基準水平面Z23.52U22g2.322gP2gP2Z3Z23.52U22g2.322gP2gP2Z31000g解得,2U3

2g160P3g1.5hf,231051000g1000.02-0.12.3229.81P2=3.23X5PH表壓）(3)外加壓頭(m);在真空表與壓力表所在截面間列柏努利方程，可得，一一_5一一H”P2PiH053.23100.427H(Z2Z1)Hf0.5g10009.8137.8m（4）泵效率NeHQ102NeHQ102Ne/N6.687kw360010266.87%(5)若離心泵運行一年后發(fā)現(xiàn)有氣縛現(xiàn)象，原因是進口管有泄露。1、流體在等徑水平直管的流動系統(tǒng)中，層流區(qū)：壓強降與速度的次方成正比；完全湍流區(qū)：壓強降與速度的次方成正比。一次方，平方2、當?shù)卮髿鈮簽?45mmHg,測得一容器內(nèi)的絕對壓強為345mmHg,則真空度為mmHg。測得另一容器內(nèi)的表壓強為1355mmHg,則其絕對壓強為mmHg=400mmHg,2100mmHg3、水力半徑白定義是「h=流道面積/浸潤周邊4、某流體在直管中作層流流動，在流速不變的情況下，管長、管徑同時增加一倍，其阻力損失為原來的儕。0.55、轉(zhuǎn)子流量計的主要特點是()。C(A)恒截面、恒壓差；(B皮截面、變壓差；(C)叵流速、恒壓差；(D度流速、恒壓差。6、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)!流的雷諾數(shù)血流的雷諾數(shù)；(D)層流無徑向脈動，而湍流有徑向脈動。7.用泵將密度為850kg/m3,粘度為190cp的重油從貯油池送至敞口高位槽中，升揚高度為20m。輸送管路為4108X4mm勺鋼管，總長為1000m(包括直管長度及所有局部阻力的當量長度)。管路上裝有孔徑為80mm的孔板以測定流量，其油水壓差計的讀數(shù)R=500mm?？琢飨禂?shù)Co=Q62,水的密度為1000/m3?？装辶髁坑嫷挠嬎愎綖椋篣o=CO[2gR(-PJ/0p5i試求：(1)輸油量是多少m3/h?(2)若泵的效率為0.55,計算泵的軸功率。解：(1)uo=Co[2gR(pp')/巧5=0.62[2X9.81X0.5X(1000-850)/850]=0.816m/sVh=0.816X0.785X(0.03600=14.76mh(2)在貯油池和高位槽間列柏努利方程，化簡得：We=hg+2hfu=0.815X(80/102=)0.522m/sRe=0.1X0.522X850/(19O3)X23(4<2300入=6Re=64234=0.2742hf=0.274X(1000/X(0.522)=373.3J/kgWe=20<9.81+373.3=569.5J/kg0/(1000X0.55)=3.61kwNe=WeWS/q=569.5x(14.760/(1000X0.55)=3.61kw.測流體流量時，隨著流體流量增加，孔板流量計兩側(cè)壓差值將,若改用轉(zhuǎn)子流量計測量，當流量增大時，轉(zhuǎn)子兩端壓差值將八增大；不變.空氣的黏度隨溫度升高而(增大，減小，不變)。增大.當不可壓縮理想流體在水平放置的變徑管路中作穩(wěn)定的連續(xù)流動時，在管子直徑縮小的地方，其靜壓力。B(A)變大(B)變小(C)不變(D)不確定.在完全湍流區(qū)(阻力平方區(qū))，粗糙管的摩擦系數(shù)值C(A)與光滑管一樣(B)只取決與Re(C)只取決與相對粗糙度(D)與粗糙度無關(guān)(C)只取決與相對粗糙度.常壓下，用水逆流吸收混合氣中氨的流程如圖所示，用泵將敞口水池中的水輸送至吸收塔塔頂，并經(jīng)噴嘴噴出，水流量35m3/ho泵的入口管為108mm4mm無縫鋼管，出口管為76mm3mm無縫鋼管。池中水深為1.5m,池底至塔頂噴嘴入口處的垂直距離為20m。水流經(jīng)所有管路的能量損失為46J/kg（不包括噴嘴），泵出口管與噴嘴連接處的表3壓為34kPa。設(shè)初選泵的效率為60%,試求該初選泵的軸功率（水密度以1000kg/m計）。解：如圖，取水池液面為1-1'截面，塔頂噴嘴入口處為2-2'截面，并以1-1'截面為基準水平面。在1-1和2-2'截面間列伯努利方程Wf12P112PWf4g-Ui-Wez2g-U2一22122P2PlWe⑵4）g—（U2Ui）K—Wf其中z10,Pi0（表壓），u103P23410Pa（表壓）z2201.518.5m1000kg/m3,Wf42J/kg噴頭入口處水流速U2qV噴頭入口處水流速U2qV20.785d；35/3600

0.7850.0722.53m/s將以上各值代入，可得輸送水所需的外加功12We18.59.81-2.5333410100042260.7J/kg又因水的質(zhì)量流量為qm12We18.59.81-2.5333410100042260.7J/kg又因水的質(zhì)量流量為qmqv35/360010009.72kg/s所以泵的有效功率為NeWeqm260.79.722534W2.534kW當泵效率為60%寸，其軸功率為的咨4.22kW0.6.某設(shè)備上方壓力表示數(shù)為53kPa,當?shù)卮髿鈮簽?02kPa,則該設(shè)備的絕壓為kPa。155.當Re=1600時，流體在圓形管內(nèi)為層流時的摩擦系數(shù)入=若流體在管內(nèi)為完全湍流流動時，摩擦系數(shù)入與無關(guān)，只是的函數(shù)。0.04,Re,管子相對粗糙度.某液體在內(nèi)徑為d。的水平管路中穩(wěn)定流動，其平均流速為U0,當它以相同的體積流量通過等長的內(nèi)徑為d2(d2=d0/2)的管子時，若流體為層流，則壓降？p為原來的倍。CA.4;B.8;C.16;D.32、.如下圖所示，用泵將貯槽A內(nèi)密度為880kg/m3,粘度為4cP的油用159mm4mm的管道送至設(shè)備B,設(shè)備B內(nèi)液面上方壓力表讀數(shù)為29.4kPa,管路總長度(包括孔板在內(nèi)所有局部阻力的當量長度)為80m,管路上裝有孔板流量計，孔口直徑為56mm,孔流系數(shù)C00.61,U形管壓差計指示液為水銀，讀數(shù)R=750mm。已知汞13600kg/m3,管內(nèi)流動的摩擦系數(shù)可按下列式子計算：層流時64/Re,湍流時0.3164/Re。25,求：(1)流量，m3/h；(2)當泵的效率70%時，求軸功率。2解：2解：（1）VsC0A0J-sgR36000.610.7850.056236000.610.7850.05622136008809.810.75880（6（6分）78.84m3/h(2)VsU0.785d278.84236000.7850.15121.22Redu0.1511.22880410340528.4湍流所以所以在貯槽液面0.31640.3164Re02540528.402511和管路出口內(nèi)側(cè)截面0.022322間列柏努利方程得:Helu2gd2g29400200.02239.81880801.22229.810.15124.3mVsHe88078.8424.3-__e6.56kW10236001020.71.當?shù)卮髿鈮簽?atm,現(xiàn)測得一容器內(nèi)的絕對壓力為350mmHg,則真空度為mH2O。又測得另一容器內(nèi)的表壓強為980mmHg,則其絕對壓強為kPa。5.57mH2O;231.99KPa.某液體在內(nèi)徑為d的水平管路中穩(wěn)定流動，當它以相同體積流量通過等長的內(nèi)徑為3d的管子時，則流速為原來的倍；若改變前后均為層流流動，則摩擦系數(shù)為原來的倍。1/9;3.孔板流量計是。CA.變壓差流量計，需垂直安裝B.變截面流量計，需垂直安裝C.變壓差流量計，需水平安裝D.變截面流量計，需水平安裝.孔板流量計的孔流系數(shù)C0,當Re數(shù)增大時，其值。BA.總在增大B.減小到一定程度后保持為某定值C總是減小D.不定.如圖所示，用離心泵將常溫的水從貯水池輸送到敞口高位槽中，已知高位槽的水面離貯水池的水面高度保持為10m。輸送水量用孔板流量計測得?？装灏惭b在離高位槽水面1m處，孔徑為20mm,孔流系數(shù)為0.65,所接U形管中指示液為水銀，其密度為13600kg/m3。管路為①54X2.0mm的鋼管，直管長度和局部阻力當量長度之和（包括孔板局部阻力當量

長度)為250m,其中貯水池至孔板前測壓點A的直管長度和局部阻力當量長度之和為60m,水的粘度為1cP,摩擦系數(shù)入可取為0.02。當水的流量為6.86m3/h時，試確定：(1)水通過泵所獲得的外加能量(J/kg)。(2)孔板前測壓點A處的表壓強(Pa)。(3)孔板流量計的U形管中指示液讀數(shù)R(mm)o0.97m/s解：uV6.860.97m/s解：u_d236000.7850.052hf12lleu2hf12lleu20.02強0.050.972-Y~47.08J/kg以低位槽液面1-1和高位槽液面2-2問列伯努利方程227P1U1P2U2.gZ1*WegZ2一萬hf12其中：乙0基準），P耳0（表壓），U10.U20.WegZ2hf129.811047.08145.18J/kg(2)以1-1和A點前

3-3列伯努利方程WegZ3也2U32hf130.02600.050.972211.3J/kgP3（WegZ32U3hf）f13（143.269.81-2掾11.3）100043.2KPa（表）21000VU0A0C0A0、2gR(210006.8629.03mm36000.650.7850.0529.03mm2g(0)29.81(136001000)6.每小時將2X1tkg、45c氯苯用泵從反應(yīng)器A輸送到高位槽B（如圖所示），管出口處距反應(yīng)器液面的垂直高度為15m,反應(yīng)器液面上方維持26.7kPa0勺絕壓，高位槽液面上方為大氣壓（1個標準大氣壓），管子為①76mrK4mm、長26.6m的不銹鋼管，摩擦系數(shù)為0.0293。管線上有兩個全開的閘閥、5個900標準彎頭。45C氯苯的密度為1075kg?m3,粘度為6.5乂1-0Pa?S泵的效率為70%,求泵的軸功率。附各局部阻力系數(shù)：全開閘閥&=0.17,90c標準彎頭9=0.75。解：如圖，取1-1、2-2界面，以1-1截面為基準面22U1PlU2He解：如圖，取1-1、2-2界面，以1-1截面為基準面22U1PlU2HeZ22gg2gP2

gHfp1=26.7kPa(絕壓),z1=0,U1=0,P2=101.3kPa(絕壓)，z2=15mU2W-d241.42m/s0.0293d2g2g26.60.0681.42229.811.422(0.520.1750.75)29.8133(101.326.7)1010759.811.6497m1.422151.649723.83m29.81NWgHe/1.86kW

.流體在管內(nèi)作湍流流動時，流動類型從中心到壁依次為：、、。湍流；過渡區(qū)；層流.氣體的粘度隨溫度的升高而,水的粘度隨溫度的升高而??。.增加；降低.測流體流量時，隨流量增加孔板流量計兩側(cè)壓差值將,若改用轉(zhuǎn)子流量計，隨流量增加轉(zhuǎn)子兩側(cè)壓差值將。增大；不變.水(?=1000kg/m3)在1atm下由泵以0.012m3/s從低位槽送往高位槽，如圖。泵前的吸入管長和管徑分別為6m和80mm,管內(nèi)的摩擦系數(shù)為0.02,泵前吸入管路(包括