化工原理第一章习题
化工原理第一章习题库
化⼯原理第⼀章习题库第⼀章习题库⼀、选择题1、流体静⼒学基本⽅程式的使⽤条件是④。
①重⼒场中静⽌流体②重⼒场中不可压缩静⽌流体③重⼒场中不可压缩连续静⽌流体④重⼒场中不可压缩静⽌、连通着的同⼀连续流体2、如图1-1所⽰的开⼝容器内盛有油⾼度为（h1-h2），⽔的⾼度为h2,B 与B ’点处于同⼀⽔平⾯，B 与B ’之间压强⼤⼩的关系为①。
①P B >P B ’② P B3、下⾯不能减少U 形压差计测量误差的⽅法有④。
①减少被测流体与指⽰液之间的密度差②采⽤倾斜式微压计③双指⽰液微压计④加⼤被测流体与指⽰液之间的密度差 4、不可压缩流体在均匀直管内作定态流动时，平均速度沿流动⽅向的变化为③①增⼤②减⼩③不变④⽆法确定 5、如图所⽰，若甲管路总长（包括阀门当量长度）为⼄管路的4倍，甲管内径为⼄管内径的2倍。
流体在两管中均呈层流，那么甲管内平均流速是⼄管的①倍①u 甲=u ⼄②u 甲=2u ⼄③u 甲=1/2u ⼄④u 甲=1/4u ⼄ 6、如图所⽰，已知流体在管道A 、B 中呈层流状态，两管长度相等，可确定AB 管道的流量之⽐q vA /q vB 为③①2 ② 4 ③8 ④167、在⼀个⼤⽓压下，40℃的空⽓流经Ф159×6mm 的钢管，⽤⽪托测速计测定空⽓的流量，测速计管压强计的读数为13mmH2O ，则管道内空⽓的体积流量为③ m 3/h①130 ② 620 ③733 ④6338、⽤Ф159×4.5mm 的钢管，输送20℃的苯，在管路上装有⼀个孔径为78mm 的孔板流量计，⽤来测量管中苯的流量，孔板前后连接的U 型管液柱压强计的指⽰液为⽔银。
当压强计的读数R 为80mm 时，则到管中苯的流量为① m 3/h()21121p p g z z p gh =+ρ-=+ρ①51.2 ② 47.5 ③82 ④1809、⽔以⼀定流速流经如图所⽰⽂丘⾥管，在喉颈处接⼀⽀管与下部⽔槽相通。
化工原理第一章习题及答案
第一章流体流动问题1. 什么是连续性假定? 质点的含义是什么? 有什么条件?答1．假定流体是由大量质点组成的、彼此间没有间隙、完全充满所占空间的连续介质。
质点是含有大量分子的流体微团，其尺寸远小于设备尺寸，但比起分子自由程却要大得多。
问题2. 描述流体运动的拉格朗日法和欧拉法有什么不同点?答2．前者描述同一质点在不同时刻的状态；后者描述空间任意定点的状态。
问题3. 粘性的物理本质是什么? 为什么温度上升, 气体粘度上升, 而液体粘度下降?答3．分子间的引力和分子的热运动。
通常气体的粘度随温度上升而增大，因为气体分子间距离较大，以分子的热运动为主；温度上升，热运动加剧，粘度上升。
液体的粘度随温度增加而减小，因为液体分子间距离较小，以分子间的引力为主，温度上升，分子间的引力下降，粘度下降。
问题4. 静压强有什么特性?答4．静压强的特性：①静止流体中任意界面上只受到大小相等、方向相反、垂直于作用面的压力；②作用于任意点所有不同方位的静压强在数值上相等；③压强各向传递。
问题5. 图示一玻璃容器内装有水，容器底面积为8×10-3m2，水和容器总重10N。
(1)试画出容器内部受力示意图(用箭头的长短和方向表示受力大小和方向)；(2)试估计容器底部内侧、外侧所受的压力分别为多少？哪一侧的压力大？为什么？题5附图题6附图答5．1）图略，受力箭头垂直于壁面、上小下大。
2）内部压强p=ρgh=1000××；外部压强p=F/A=10/0.008=1.25kPa<内部压强。
因为容器内壁给了流体向下的力，使内部压强大于外部压强。
问题6.图示两密闭容器内盛有同种液体，各接一U形压差计，读数分别为R1、R2，两压差计间用一橡皮管相连接，现将容器A连同U形压差计一起向下移动一段距离，试问读数R1与R2有何变化？(说明理由)答6．容器A的液体势能下降，使它与容器B的液体势能差减小，从而R2减小。
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第一章《流体力学》练习题一、单选题1．单位体积流体所具有的（）称为流体的密度。
A 质量；B 粘度；C 位能；D 动能。
A2．单位体积流体所具有的质量称为流体的（）。
A 密度；B 粘度；C 位能；D 动能。
A3．层流与湍流的本质区别是（）。
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。
D4．气体是（）的流体。
A 可移动；B 可压缩；C 可流动；D 可测量。
B5．在静止的流体内，单位面积上所受的压力称为流体的（）。
A 绝对压力；B 表压力；C 静压力；D 真空度。
C6．以绝对零压作起点计算的压力，称为（）。
A 绝对压力；B 表压力；C 静压力；D 真空度。
A7．当被测流体的（）大于外界大气压力时，所用的测压仪表称为压力表。
A 真空度；B 表压力；C 相对压力；D 绝对压力。
D8．当被测流体的绝对压力（）外界大气压力时，所用的测压仪表称为压力表。
A 大于；B 小于；C 等于；D 近似于。
A9．（）上的读数表示被测流体的绝对压力比大气压力高出的数值，称为表压力。
A 压力表；B 真空表；C 高度表；D 速度表。
A10．被测流体的（）小于外界大气压力时，所用测压仪表称为真空表。
A 大气压；B 表压力；C 相对压力；D 绝对压力。
D11. 流体在园管内流动时，管中心流速最大，若为湍流时，平均流速与管中心的最大流速的关系为（）。
A. Um＝1/2Umax；B. Um＝0.8Umax；C. Um＝3/2Umax。
B12. 从流体静力学基本方程了解到U型管压力计测量其压强差是( )。
A. 与指示液密度、液面高度有关，与U形管粗细无关；B. 与指示液密度、液面高度无关，与U形管粗细有关；C. 与指示液密度、液面高度无关，与U形管粗细无关。
A13. 层流底层越薄( )。
A. 近壁面速度梯度越小；B. 流动阻力越小；C. 流动阻力越大；D. 流体湍动程度越小。
化工原理第1章流体流动习题及答案
一、单选题1．单位体积流体所具有的（）称为流体的密度。
AA 质量；B 粘度；C 位能；D 动能。
2．单位体积流体所具有的质量称为流体的（）。
AA 密度；B 粘度；C 位能；D 动能。
3．层流与湍流的本质区别是（）。
DA 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。
4．气体是（）的流体。
BA 可移动；B 可压缩；C 可流动；D 可测量。
5．在静止的流体内，单位面积上所受的压力称为流体的（）。
CA 绝对压力；B 表压力；C 静压力；D 真空度。
6．以绝对零压作起点计算的压力，称为（）。
AA 绝对压力；B 表压力；C 静压力；D 真空度。
7．当被测流体的（）大于外界大气压力时，所用的测压仪表称为压力表。
DA 真空度；B 表压力；C 相对压力；D 绝对压力。
8．当被测流体的绝对压力（）外界大气压力时，所用的测压仪表称为压力表。
AA 大于；B 小于；C 等于；D 近似于。
9．（）上的读数表示被测流体的绝对压力比大气压力高出的数值，称为表压力。
AA 压力表；B 真空表；C 高度表；D 速度表。
10．被测流体的（）小于外界大气压力时，所用测压仪表称为真空表。
DA 大气压；B 表压力；C 相对压力；D 绝对压力。
11. 流体在园管内流动时，管中心流速最大，若为湍流时，平均流速与管中心的最大流速的关系为（）。
BA. Um＝1/2Umax；B. Um＝；C. Um＝3/2Umax。
12. 从流体静力学基本方程了解到U型管压力计测量其压强差是( )。
AA. 与指示液密度、液面高度有关，与U形管粗细无关；B. 与指示液密度、液面高度无关，与U形管粗细有关；C. 与指示液密度、液面高度无关，与U形管粗细无关。
13.层流底层越薄( )。
CA. 近壁面速度梯度越小；B. 流动阻力越小；C. 流动阻力越大；D. 流体湍动程度越小。
化工原理第1章流体流动习题与答案
一、单选题1．单位体积流体所具有的（）称为流体的密度。
AA 质量；B 粘度；C 位能；D 动能。
2．单位体积流体所具有的质量称为流体的（）。
AA 密度；B 粘度；C 位能；D 动能。
3．层流与湍流的本质区别是（）。
DA 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。
4．气体是（）的流体。
BA 可移动；B 可压缩；C 可流动；D 可测量。
5．在静止的流体内，单位面积上所受的压力称为流体的（）。
CA 绝对压力；B 表压力；C 静压力；D 真空度。
6．以绝对零压作起点计算的压力，称为（）。
AA 绝对压力；B 表压力；C 静压力；D 真空度。
7．当被测流体的（）大于外界大气压力时，所用的测压仪表称为压力表。
DA 真空度；B 表压力；C 相对压力；D 绝对压力。
8．当被测流体的绝对压力（）外界大气压力时，所用的测压仪表称为压力表。
AA 大于；B 小于；C 等于；D 近似于。
9．（）上的读数表示被测流体的绝对压力比大气压力高出的数值，称为表压力。
AA 压力表；B 真空表；C 高度表；D 速度表。
10．被测流体的（）小于外界大气压力时，所用测压仪表称为真空表。
DA 大气压；B 表压力；C 相对压力；D 绝对压力。
11. 流体在园管内流动时，管中心流速最大，若为湍流时，平均流速与管中心的最大流速的关系为（）。
BA. Um＝1/2Umax；B. Um＝0.8Umax；C. Um＝3/2Umax。
12. 从流体静力学基本方程了解到U型管压力计测量其压强差是( )。
AA. 与指示液密度、液面高度有关，与U形管粗细无关；B. 与指示液密度、液面高度无关，与U形管粗细有关；C. 与指示液密度、液面高度无关，与U形管粗细无关。
13.层流底层越薄( )。
CA. 近壁面速度梯度越小；B. 流动阻力越小；C. 流动阻力越大；D. 流体湍动程度越小。
化工原理——带答案
第一章流体力学1.表压与大气压、绝对压的正确关系是（A ）。
A.表压=绝对压-大气压B.表压=大气压-绝对压C.表压=绝对压+真空度2.压力表上显示的压力，即为被测流体的（B ）。
A.绝对压B.表压C.真空度D.大气压3.压强表上的读数表示被测流体的绝对压强比大气压强高出的数值，称为（B ）。
A.真空度B.表压强C.绝对压强D.附加压强4.设备内的真空度愈高，即说明设备内的绝对压强（B ）。
A.愈大B.愈小C.愈接近大气压D.无法确定5.一密闭容器内的真空度为80kPa,则表压为（B ）kPa。
A. 80B. - 80C. 21.3D.181.36.某设备进、出口测压仪表中的读数分别为p1（表压）=1200mmHg和p2（真空度）=700mmHg，当地大气压为750mmHg,则两处的绝对压强差为（D ）mmHg。
A.500B.1250C.1150D.19007.当水面压强为一个工程大气压，水深20m处的绝对压强为（B ）。
A. 1个工程大气压B. 2个工程大气压C. 3个工程大气压 D. 4个工程大气压8.某塔高30m,进行水压试验时，离塔底10m高处的压力表的读数为500kpa,（塔外大气压强为100kpa）。
那么塔顶处水的压强（A）。
A. 403 . 8kpaB. 698. 1kpaC. 600kpaD. 100kpa9.在静止的连续的同一液体中，处于同一水平面上各点的压强（A ）A.均相等B.不相等C.不一定相等10.液体的液封高度的确定是根据（C ）.A.连续性方程B.物料衡算式C.静力学方程D.牛顿黏性定律11.为使U形压差计的灵敏度较高，选择指示液时，应使指示液和被测流体的密度差（P指-P）的值（B ）。
A.偏大B.偏小C.越大越好12.稳定流动是指流体在流动系统中，任一截面上流体的流速、压强、密度等与流动有关的物理量（A ）。
A.仅随位置变，不随时间变B.仅随时间变，不随位置变C.既不随时间变，也不随位置变D.既随时间变，也随位置变13.流体在稳定连续流动系统中，单位时间通过任一截面的（B ）流量都相等。
化工原理第一章习题课
局部阻力系数ζ （进口为0.5，出口为1） 当量长度le 4.非圆形管当量直径
4A de C
管内湍流 Re 2000
机械能衡算方程
u 2 P we gz wf 2
J/kg
例：为了测出平直等径管AD上某泄漏点M的位置，采用 如图所示的方法，在A、B、C、D四处各安装一个压力表， 并使LAB=LCD 。现已知AD段、AB段管长及4个压力表读 数，且管内流体处于完全湍流区。试用上述已知量确定泄 漏点M的位置，并求泄漏量点总流量的百分数。
2.ρ——流体密度，kg/m3（平均值）
P1 P2 3.柏式应用于可压缩流体， P1 0.2 用平均压强来计算ρm代入
机械能衡算方程
u 2 P we gz wf 2
J/kg
w f w f w f ——管路总阻力，J/kg
'
1.静止流体或理想流体 w f 0
( Hg ) g
Hf , ab；
( Hg ) g
Hf , cd ;
机械能衡算方程
u 2 P we gz wf 2
J/kg
P
Байду номын сангаас
——静压能（流动力），J/kg
1.△P——两截面上压强差，若两容器开口，△P=0 绝压，表压，真空度（负表压）的概念 流体静力学基方方程式
P Pa gh
U形管压差计测两截面（容器）总势能差
gz P R( A ) g
如图所示，贮槽内水位维持不变。管路直径100mm，管路 上装有一个闸阀，距管口入口端15m处安有以水银为指示 液的U形管压差计。测压点与管路出口端之间的直管长度为 20m。求1）当闸阀关闭时，测得R=600mm，h=1500mm， 当闸阀部分开启时，测得R=400mm，h=1400mm。摩擦系 数可取0.025。问每小时流量？2）当闸阀全开时，U管压差 计的静压强为若干？闸阀全开时，le/d=15，摩擦系数不变。
化工原理(郝晓刚、樊彩梅)第一章答案全
第一章 流体流动1-1在大气压强为98.7×103 Pa 的地区，某真空精馏塔塔顶真空表的读数为13.3×103 Pa ，试计算精馏塔塔顶内的绝对压强与表压强。
[绝对压强：8.54×103Pa ；表压强：-13.3×103Pa] 【解】由 绝对压强 = 大气压强–真空度 得到：精馏塔塔顶的绝对压强P 绝= 98.7×103Pa - 13.3×103Pa= 8.54×103Pa 精馏塔塔顶的表压强 P 表= -真空度= - 13.3×103Pa1-2某流化床反应器上装有两个U 型管压差计，指示液为水银，为防止水银蒸汽向空气中扩散，于右侧的U 型管与大气连通的玻璃管内灌入一段水，如本题附图所示。
测得R 1=400 mm, R 2=50 mm ，R 3=50 mm 。
试求A 、B 两处的表压强。
[A ：7.16×103Pa ；B ：6.05×103Pa]【解】设空气的密度为ρg ，其他数据如图所示a –a′处：P A + ρg gh 1= ρ水gR 3+ ρ水银gR 2由于空气的密度相对于水和水银来说很小可以忽略不记 即：P A =1.0 ×103×9.81×0.05 + 13.6×103×9.81×0.05 =7.16×103Pab-b ′处：P B + ρg gh 3= P A + ρg gh 2 + ρ水银gR 1即：P B =13.6×103×9.81×0.4 + 7.16×103=6.05×103Pa1-3用一复式Ｕ形管压差计测定水流过管道上A 、B 两点的压差，压差计的指示液为水银，两段水银之间是水，今若测得h 1=1.2 m ，h 2=1.3 m ， R 1=0.9 m ，R 2=0.95 m ，试求管道中A 、B 两点间的压差ΔP AB 为多少mmHg ？（先推导关系式，再进行数字运算）[1716 mmHg]【解】 如附图所示，取水平面1-1'、2-2'和3-3'，则其均为等压面，即'11p p =，'22p p =，'33p p =根据静力学方程，有112p gh p O H A =+ρ '112p gR p Hg =+ρ因为'11p p =，故由上两式可得1212gR p gh p Hg O H A ρρ+=+即 1122gR gh p p Hg O H A ρρ-+= (a) 设2'与3之间的高度差为h ，再根据静力学方程，有322'p gh p O H =+ρ')(32222p gR R h g p Hg O H B =+-+ρρR 3R 2R 1ABh 5h 4h 3h 2h 1P 0因为'33p p =，故由上两式可得2222)('22gR R h g p gh p Hg O H B O H ρρρ+-+=+ (b)其中 112R h h h +-= (c) 将式(c)代入式(b)整理得2112)()('22gR R h g p p O H Hg O H B ρρρ-+-+= (d)因为'22p p =，故由式(a)和式(d)得21111)()(222gR R h g p gR gh p O H Hg O H B Hg O H A ρρρρρ-+-+=-+即)()(212R R g p p p O H Hg B A AB +-=-=∆ρρ=(13600-1000)×9.81×(0.9+0.95)=228.7kPa 或1716mmHg1-4 测量气罐中的压强可用附图所示的微差压差计。
化工原理第一章习题
m Co= pW r yV righ= W t1 200 1 98 -0 2 09 5 10 .94 0 A/3 s9 po6 se P0 ty L0 td.
r r g1+ zu 2 1 2+p1+W =g2z+u 2 2 2+p2+
h f
eated wW it= hC7 Azp1 o1==s9 p00p.y,8 （our1si表+ =ge1 02 压h.S.t6 2 ）l2Ei2 d08 v+ e1as9p ur lu2 f2-o2a+ =rt01 i1.oNd= 9nV0 2E8 Ao4Tn.s2 =2 lp3yo2+ ..6 5.s6p erC2 8m Plit/eysnLt tPdr.ofile 5.2.0
ea器te的d表w压it为h A1.6sp1o0s5eP.aS，li两d槽es液for .NET 3.5 C160liment Profile 52.2.0 面槽液的面垂保直持距C不离op变为y，3ri0g且mh。知t 2如阀0果门19的两-2019 Aspose Pty Ltd.
当量长度为管内径的50倍，管
r
r2
1m
4
5.2.0
4
Et2
=g1+
p2(表)
r
= 9 .8 - 1 1 .1 4 + 2 3 .9 3 = 1 4 .6 9 J /2 kg3
3
Et2>Et3 小管中的水自上而下流动
化工原理：习题(第一章)
一. 如图所示的管路系统， 高位槽水面与水平主管中心的 垂直距离z1=15m、总管长 L=150m(包括所有局部阻力)， 管内径d=50m，λ=0.025。现因 水量比原供水量增加20%，为 满足此要求，在原管路上并联 一根同样直径的水管,假设λ不 变。求新并联管路的长度。 （忽略进出口局部阻力）
1
z1 u0
l
返回
二.如图所示。水以1m/s的流速稳定流过内径 为0.025m，长为2m（AB段）的光滑管。A、B两 端连接一U形管液柱压差计，B端接一压力计，指 示液密度均为1590kg/m3，已知水的粘度为1cP， 管路摩擦系数可以下式计算： 0.3164 / Re 0.25
（当2.5×103<Re<105时）。求：
（1）管路AB段的阻力；
（2）压差计读数R1及B点的压力（R2=0.2m）。 当A、B两截面的压力均升高到原来的1.4倍时， 问：（3）流量变为多少？（4）R2变为多少？
2
返回
A
3
0.1m
Pa R2
B R1
返回
4
返回
5
返回
6
返回
7
返回
8
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9
返回
10
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12
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14
返回Βιβλιοθήκη 15返回6．如附图所示管路，若B阀关小，其他条件均不变，试分析 （要求写出分析过程）泵的扬程H，总管流量VS，压力表读 数p1、p2、p3，Wf1/Wf2及VS1/VS2的变化情况。
pM M
p1
VS
p2
p3
A
VS1、wf1 B C
VS2、wf2
化工原理第一章习题课
pa
(
Z1
Z
3
)(g
d
u32 ) u32 22
(1.5 d )
(Z1
Z 3 )(9.807
0.0251.982 2 0.05
)
1.982 2
(1.5
0.025 0.05)
(Z1 Z3)8.8269 1.9602
显然，此式为单调增函数，且在 Z1-Z3=1m处，
=3.05105Pa
例2：有一液位恒定的高位槽通过管路向水池供水（见 附图），高位槽内液面高度h1为1m，供水总高度h2为 10m，输水管内径50mm，总长度100m（包括所有局 部阻力的当量长度），λ=0.025。试求:
1) 供水量为多少？
2) 若此时在管垂直部分某处出现一直径为1mm的小孔， 有人说因虹吸现象，在某一高度范围内不会从小孔向外 流水，而还有人则认为水将从小孔流出。试推导证明哪 一种说法正确。
2）仍取高位槽上液面为截面1，再取垂直管处任意一
点为截面3，在1-1’和3-3’间列柏努利方程，可得：
p1
u12 2
Z1g
p3
u
2 3
2
Z3g
W f 13
p3
p1
(Z1
Z3)g
u32 2
(
Z1
Z3 d
1 u32 2
0.5
u
2 3
)
2
p3
（B）
7. 流体流过两个并联管路管1和2，两管内均呈层流。 两管的管长L1=L2、管内径d1=2d2，则体积流量V2/V1为 （ ）。
化工原理期末考试第一章练习题及答案
化⼯原理期末考试第⼀章练习题及答案练习⼀流体流动填充1、理想流体是指没有粘度的流体。
2、测量流体流量时，随着流体流量的增⼤，转⼦流量计两端压差值____ 不变_____ ，孔板流量计两端压差值增⼤。
3、圆管内湍流和层流的区别是：4、圆形直管内，q V⼀定，设计时若将d 增加⼀倍，则层流时h f是原值的16 分之⼀倍，完全湍流时，h f是原值的32 分之⼀倍。
（忽略e/d 的变化）5、流体在直管内流动造成阻⼒损失的根本原因是流体的粘性，直管阻⼒损失体现在静压能减⼩。
6、某孔板流量计⽤⽔测得C o=0.64 ，现⽤于测ρ=900kg/m3，µ=0.8mPa·s 的液体，⽔的粘度 1.005mPa·s，问此时C o 等于0.64 。
（>, =, < ）7、如图⽰管线，将⽀管A的阀门开⼤，则管内以下参数如何变化？（↑, ↓）12. 如果管内流体流量增⼤ 1 倍后，其流动型态仍为层流，则流动阻⼒是原来的 2 倍。
13. 流体在湍流的阻⼒平⽅区流动，若其他条件不变，其压降随着管⼦的相对粗超度增加⽽增⼤，随着流体密度的增⼤⽽增⼤。
14. 能够直接读出流量的流量计是转⼦流量计。
15. 从液⾯恒定的⾼位槽向常压容器中加⽔，若将放⽔管路上的阀门开度关⼩，则管内⽔流量将减⼩，管路的局部阻⼒将增⼤，直管阻⼒减⼩，管路总阻⼒不变。
16. 由三⽀管组成的并联管路，各直管的长度和摩擦系数相等，管径⽐为 1：2： 3，则三⽀管的流量⽐为 1:4 根号 2:9 根号 3 。
（设在阻⼒平⽅区）17. 不可压缩流体在⽔平变径管路中流动时，在管径缩⼩的截⾯处，其流速增⼤，压⼒减⼩。
18. 不可压缩流体在⽔平管内作定态流动时，流动摩擦阻⼒所消耗的能量是总机8、图⽰管路系统中，已知流体流动的总阻⼒损失 h f =56J/kg, 若关⼩阀门，则总阻⼒损失 h f '= 56 J/kg ，两槽液⾯的垂直距离 H=5.7 ⽶。
化工原理第一章流体流动练习题
化工原理第一章流体流动练习题1、当不可压缩理想流体在水平放置的变径管路中作稳定的连续流动时，在管子直径缩小的地方，其静压力 C 。
(A)不变(B)增大(C)减小(D)不确定2、水在内径一定的圆管中稳定流动，若水的质量流量保持恒定，当水温升高时，Re值将(A)不变(B)增大(C)减小(D)不确定3、层流与湍流的本质区别是。
(A)湍流流速大于层流流速；(C)层流的雷诺数小于湍流的雷诺数；(B)流动阻力大的为湍流；(D)层流无径向脉动，而湍流有径向脉动。
4、某流体在圆形直管中作滞流流动时，其速度分布是流速为平均流速的倍。
（抛物线，2倍）5、清水在14×2mm的圆形直管中以0.15m/s的速度流动，圆管中的流体流动形态为；每流过25m管道，流体的静压强降低Pa。
（层流；1200）6、某液体在圆形直管内作滞流流动。
若管长及液体物性不变，而管径减至原有的一半，且仍然作滞流流动。
问因流动阻力产生的能量损失为原来的多少倍？（16倍）解：2lu流动阻力W f d2设管径改变后d2=d1/2，则根据u1A1 = u2A2 pf可得u2 = 4u1，滞流时6464 Redu Wf 32 lud232 l 4u1 Wf,1Wf,2 32 lu12d1 32 lu232 lu1 2d2 d12 d12 2 167、当地大气压为750mmHg时,测得某体系的表压为100mmHg,则该体系的绝对压强为____mmHg,真空度为_______mmHg. （850；-100）8、雷诺准数的表达式为________________。
当密度ρ＝1000kg.m-3,粘度μ=1[厘泊]的水,在内径为d=100[mm],以流速为1[m.s-1]在管中流动时,其雷诺准数等于__________,其流动类型为_____. （Re=dｕρ/μ ; 105; 湍流）判断1、粘性是流体的物性之一，无论是有粘性。
（）2、尽管粘性是流体的物性之一，但只有流动的流体才考虑粘性的影响，对静止的流体可不粘性的影响。
化工原理(第一章练习题与答案)
第1章流体流动学习目的与要求1、掌握密度、压强、绝压、表压、真空度的有关概念、有关表达式和计算。
2、掌握流体静力学平衡方程式。
3、掌握流体流动的基本概念——流量和流速，掌握稳定流和不稳定流概念。
4、掌握连续性方程式、柏努利方程式及有关应用、计算。
5、掌握牛顿黏性定律及有关应用、计算。
6、掌握雷诺实验原理、雷诺数概念及计算、流体三种流态判断。
7、掌握流体流动阻力计算，掌握简单管路计算，了解复杂管路计算方法。
8、了解测速管、流量计的工作原理，会利用公式进行简单计算。
综合练习一、填空题1．某设备的真空表读数为200 mmHg，则它的绝对压强为____________mmHg。
当地大气压强为101.33 103Pa.2．在静止的同一种连续流体的内部，各截面上__________与__________之和为常数。
3．法定单位制中粘度的单位为__________，cgs制中粘度的单位为_________，它们之间的关系是__________。
4．牛顿粘性定律表达式为_______，它适用于_________流体呈__________流动时。
5．开口U管压差计是基于__________原理的测压装置，它可以测量管流中___________上的___________或__________。
6．流体在圆形直管内作滞流流动时的速度分布是_____________形曲线，中心最大速度为平均速度的________倍。
摩擦系数与_____________无关，只随_____________加大而_____________。
7．流体在圆形直管内作湍流流动时，摩擦系数λ是_____________函数，若流动在阻力平方区，则摩擦系数是_____________函数，与_____________无关。
8．流体在管内作湍流流动时，在管壁处速度为_____________。
邻近管壁处存在_____________层，Re值越大，则该层厚度越_____________9．实际流体在直管内流过时，各截面上的总机械能_________守恒，因实际流体流动时有_____________。
化工原理1_7章习题答案解析
在1-1与2-2间列柏努利方程：
（a）
或 （b）
其中：z1=0；p1=0（表压）；u1≈0
z2=7m；p2=20×103Pa（表压）
已知泵入口管的尺寸及碱液流速，可根据连续性方程计算泵出口管中碱液的流速：
m/s
ρ=1100kg/m3，ΣWf=40J/kg
第六章蒸馏···································································（95）
第七章固体干燥·······························································（119）
解：
混合液密度
3．某地区大气压力为101.3kPa，一操作中的吸收塔塔内表压为130kPa。若在大气压力为75 kPa的高原地区操作该吸收塔，且保持塔内绝压相同，则此时表压应为多少？
解：
4．如附图所示，密闭容器中存有密度为900kg/m3的液体。容器上方的压力表读数为42kPa，又在液面下装一压力表，表中心线在测压口以上0.55m，其读数为58 kPa。试计算液面到下方测压口的距离。
简化:
12．一水平管由内径分别为33mm及47mm的两段直管组成，水在小管内以2.5m/s的速度流向大管，在接头两侧相距1m的1、2两截面处各接一测压管，已知两截面间的压头损失为70mmH2O，问两测压管中的水位哪一个高，相差多少？并作分析。
解：1、2两截面间列柏努利方程：
其中：
说明2截面处测压管中水位高。这是因为该处动能小，因而静压能高。
6．为测得某容器内的压力，采用如图所示的U形压力计，指示液为水银。已知该液体密度为900kg/m3，h=0.8m，R=0.45m。试计算容器中液面上方的表压。
第一章 习题
一、填空题（2×18=36分）
1、某设备的表压强为100kPa，则它的绝对压强为___kPa； 另一设备的真空度为400mmHg，则它的绝对压强为____。 （当地大气压为101.33 kPa）
2、不同管径的管子串联，其中大管内径为d1=50mm，小管内
径为d2=24mm，若大管管内流速为0.4m/s，则小管管内流
D．滞流无径向脉动，而湍流有径向脉动
4、滞流内层越薄,则以下结论是正确的
。
A．近壁面处速度梯度越小 B．流体湍动程度越低
C．流动阻力越小
D．流动阻力越大
5、流体流过两个并联管路管1和2，两管内均呈滞流。两管的管
长L1=2L2、管内径d1=2d2，则体积流量V2/V1为。
A．1/2
B．1/4
C．1/8
C．对液体粘度t升高μ减小，对气体则相反.
D．对液体t升高μ增大，对气体则相反
2、流体在圆形直管中流动时，若其已进入阻力平方区，
则摩擦系数λ与雷诺数Re的关系为
。
A．Re增加，λ增大 C．Re增加，λ基本上不变 大后减小
B．Re增加，λ减小 D．Re增加，λ先增加
3、滞流和湍流的本质区别是
。
A．湍流流速大于滞流流速 B．滞流时Re数小于湍 流时Re数 C．流道截面大时为湍流，截面小的为滞流
值
。（选填“增大，减小，不变”）
8、一转子流量计，当流量为50m3/h时，测定流量计转子
上下压差为250Pa，现流量变为100m3/h，则流量计转子
上下压差为
Pa。 (
)
A．250
B．500
C．125
D. 1000
三、计算题（3小题，共40分） 1、（20分）欲用离心泵将20℃的清水以40m3/h的流量由
化工原理第一章习题
31．黏度为30cP 、密度为900kg/m 3的某油品自容器A 流过内径40mm 的管路进入容器B 。
两容器均为敞口，液面视为不变。
管路中有一阀门，阀前管长50m ，阀后管长20m （均包括所有局部阻力的当量长度）。
当阀门全关时，阀前后的压力表读数分别为88.3kPa 和44.2kPa 。
现将阀门打开至1/4开度，阀门阻力的当量长度为30m 。
试求： （1） 管路中油品的流量；（2） 定性分析阀前、阀后压力表读数的变化。
解：（1）阀关闭时流体静止，由静力学基本方程可得：1081.9900103.8831=⨯⨯=-=g p p z a A ρm581.9900102.4432=⨯⨯=-=g p p z a B ρm当阀打开41开度时，在A 与B 截面间列柏努利方程： 其中： 0==B A p p (表压)，0==B A u u则有 2)(2u d l l W g z z e f B A ∑+=∑=-λ （a ）由于该油品的黏度较大，可设其流动为层流，则代入式（a ），有 ρμρμ22)(32264)(d ul l u d l l u d g z z e e B A ∑+=∑+=- 736.0)203050(10303281.9)510(90004.0)(32)(322=++⨯⨯⨯⨯-⨯⨯=∑+-=∴-e B A l l g z z d u μρm/s 校核： 20002.8831030736.090004.0Re 3<=⨯⨯⨯==-μρud 假设成立。
油品的流量：题31 附图（2）阀打开后：在A 与1截面间列柏努利方程： 简化得 112121-∑++=fA A W p u g z ρ或 2)1(2111u d l p g z A ++=λρ显然，阀打开后u 1 ↑，p 1↓，即阀前压力表读数减小。
在2与B 截面间列柏努利方程：简化得 2)1(2222u d l g z p B -+=λρ因为阀后的当量长度l 2中已包括突然扩大损失，也即012>-dl λ， 故阀打开后u 2 ↑，p 2↑，即阀后压力表读数增加。
化工原理流体流动01习题
在 1 截面和 2 截面间列伯努利方程，
p1 gz
u12
2
p2
2 u 2
2
hf
p1 p 2
gz
2 2 (u 2 u1 )
2
hf
u 2 u1 ， h f 0 ，水向下流动。
12. Ｃ、Ｄ 分析： 首先， 因次分析所要解决的正是那些不能完全用理论分析方法建立关 系式或者无法用数学方法求解方程式的复杂问题。 其次，对一些复杂的、影响因素较多的物理现象，普通实验方法是无法解决
2．如图所示，水从内径为 d1 的管段流向内径为 d2 管段，已知 d 2 2d1 ，d1 管 段流体流动的速度头为 0.8m， h1 0.7 m ，忽略流经 AB 段的能量损失，则 h2 m， h3 m。
3．如图所示，管中水的流向为 A→B，流经 AB 段的能量损失可忽略，则 p1 与 p2 的关系为 。
qV 1 / qV 2
。
10．流量 Vs 增加一倍，孔板流量计的阻力损失为原来的 的阻力损失为原来的 转子流量计的流速为原来的
倍，转子流量计 倍， 倍，
倍， 孔板流量计的孔口速度为原来的 倍，孔板流量计的读数为原来的 倍。
转子流量计的环隙通道面积为原来的
11．某流体在一上细下粗的垂直变径管路中流过。现注意到安在离变径处有一定
0.5 水 ，设两种输液下，流体均处于高度湍流状态，则阻力损失为水的
倍；管路两端压差为水的 倍。
6．已知图示均匀直管管路中输送水，在 A、B 两测压点间装一 U 形管压差计， 指示液为水银，读数为 R（图示为正） 。则： 1 ）R 0（>，=，<） Pa。
2）A、B 两点的压差 p =
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31．黏度为30cP 、密度为900kg/m 3的某油品自容器A 流过内径40mm 的管路进入容器B 。
两容器均为敞口，液面视为不变。
管路中有一阀门，阀前管长50m ，阀后管长20m （均包括所有局部阻力的当量长度）。
当阀门全关时，阀前后的压力表读数分别为88.3kPa 和44.2kPa 。
现将阀门打开至1/4开度，阀门阻力的当量长度为30m 。
试求： （1）管路中油品的流量；（2）定性分析阀前、阀后压力表读数的变化。
解：（1）阀关闭时流体静止，由静力学基本方程可得：1081.9900103.8831=⨯⨯=-=g p p z a A ρm581.9900102.4432=⨯⨯=-=g p p z a B ρm当阀打开41开度时，在A 与B 截面间列柏努利方程：f B B B A A A W pu g z p u g z ∑+++=++ρρ222121 其中： 0==B A p p (表压)，0==B A u u则有 2)(2u d l l W g z z e f B A ∑+=∑=-λ （a ）由于该油品的黏度较大，可设其流动为层流，则 ud ρμλ64Re 64==代入式（a ），有 ρμρμ22)(32264)(d ul l u d l l u d g z z e e B A ∑+=∑+=- 736.0)203050(10303281.9)510(90004.0)(32)(322=++⨯⨯⨯⨯-⨯⨯=∑+-=∴-e B A l l g z z d u μρm/s 校核： 20002.8831030736.090004.0Re 3<=⨯⨯⨯==-μρud 假设成立。
油品的流量：题31 附图/h m 328.3/s m 10244.9736.004.0785.0433422=⨯=⨯⨯==-u d V S π（2）阀打开后：在A 与1截面间列柏努利方程：1121122121-∑+++=++fA A A A W p u g z p u g z ρρ 简化得 112121-∑++=fA A W p u g z ρ或 2)1(2111u d l p g z A ++=λρ 2)1(2111u d l g z p A +-=λρ 显然，阀打开后u 1 ↑，p 1↓，即阀前压力表读数减小。
在2与B 截面间列柏努利方程：B f B B B W pu g z p u g z -∑+++=++2222222121ρρ 简化得 2)1(2222u d l g z p B -+=λρ因为阀后的当量长度l 2中已包括突然扩大损失，也即012>-dl λ， 故阀打开后u 2 ↑，p 2↑，即阀后压力表读数增加。
当流体从管子直接排放到管外空间时，管出口内侧截面上的压力可取为与管外空间相同，但出口截面上的动能及出口阻力应与截面选取相匹配。
若截面取管出口内侧，则表示流体并未离开管路，此时截面上仍有动能，系统的总能量损失不包含出口阻力；若截面取管出口外侧，则表示流体已经离开管路，此时截面上动能为零，而系统的总能量损失中应包含出口阻力。
由于出口阻力系数1=出口ζ，两种选取截面方法计算结果相同。
34．如附图所示，高位槽中水分别从BC 与BD 两支路排出，其中水面维持恒定。
高位槽液面与两支管出口间的距离为10m 。
AB 管段的内径为38mm 、长为28m ；BC 与BD 支管的内径相同，均为32mm ，长度分别为12m 、 15m （以上各长度均包括管件及阀门全开时的当量长度）。
各段摩擦系数均可取为0.03。
试求：（1）BC 支路阀门全关而BD 支路阀门全开时的流量； （2）BC 支路与BD 支路阀门均全开时各支路的流量及总流量。
解：（1）在高位槽液面与BD 管出口外侧列柏努利方程：∑+++=++f W u g z p u g z p 222221112121ρρ 简化 ： ∑=∆fABDWzg而22222211u d l u d l W W WBD AB fBDfAB fABDλλ+=+=∑∑∑ ∴ 有： 2032.01503.02038.02803.081.9102221u u +=⨯化简 1.9803.705.112221=+u u 又由连续性方程： 1121221241.1)3238()(u u u d d u === 代入上式：1.9841.103.705.1121221=⨯+u u 解得：m/s 98.11=u 流量：h m08.8s m 10244.298.1038.0785.043332121=⨯=⨯⨯=π=-u d V s （2）当 BD ，BC 支路阀均全开时：C ，D 出口状态完全相同，分支管路形如并联管路，∑∑=∴fBD fBc W W22222233u d l u d l BD BC λλ= 题34 附图1022231512u u =∴23118.1u u =∴ (1)又 321s s s V V V +=323222121444u d u d u d πππ+=322212323238u u u +==22118.232u ⨯21502.1u u =∴ (2) 在高位槽液面与BD 出口列柏努利方程： ∑∑∑+==⋅∆fBD fAB fW W Wg Z2032.01503.02038.02803.081.9102221u u +=⨯1.9803.705.112221=+u u (3)将（2）代入（3）式中：1.9803.7502.105.1122222=+⨯u u 解得：sm 96.1sm63.2s m752.1312===u u u 流量：h m73.10s m 1098.263.2038.0785.0433321211=⨯=⨯⨯=π=-u d V s h m07.5s m 10408.1752.1032.0785.0433322222=⨯=⨯⨯=π=-u d V s h m5.67s m 10576.196.1032.0785.0433323233=⨯=⨯⨯=π=-u d V s 例1-1 一台操作中的离心泵，进口真空表及出口压力表的读数分别为0.02MPa 和0.11MPa ，试求：（1）泵出口与进口的绝对压力，kPa ；（2）二者之间的压力差。
设当地的大气压为101.3kPa 。
解：（1）进口真空表读数即为真空度，则进口绝对压力3.811002.03.10131=⨯-=p kPa出口压力表读数即为表压，则出口绝对压力3.2111011.03.10132=⨯+=p kPa（2）泵出口与进口的压力差1303.813.21112=-=-p p kPa 或直接用表压及真空度计算：130)1002.0(1011.03312=⨯--⨯=-p p kPa例1-2 如附图所示，水在水平管道内流动。
为测量流体在某截面处的压力，直接在该处连接一U 形压差计，指示液为水银，读数R ＝250mm ，m ＝900mm 。
已知当地大气压为101.3kPa ，水的密度1000=ρkg/m 3，水银的密度136000=ρ kg/m 3。
试计算该截面处的压力。
解：图中A-A ′面为等压面，即'A A p p =而 a A p p ='gR gm p p A 0ρρ++=于是 gR gm p p a 0ρρ++= 则截面处绝对压力Pa5911725.081.9136009.081.910001013000=⨯⨯-⨯⨯-=--=gRgm p p a ρρ或直接计算该截面处的真空度Pa4218325.081.9136009.081.910000=⨯⨯+⨯⨯=+=-gRgm p p a ρρ 由此可见，当U 形管一端与大气相通时，U 形压差计读数实际反映的就是该处的表压或真空度。
U 形压差计在使用时为防止水银蒸汽向空气中扩散，通常在与大气相通的一侧水银液面上充入少量水（图中未画出），计算时其高度可忽略不计。
例1-4 如附图所示，用一复式U 形压差计测量某种流体流过管路A 、B 两点的压力差。
已知流体的密度为ρ，指示液的密度为ρ0，且两U 形管指示液之间的流体与管内流体相同。
已知两个U 形压差计的读数分别为R 1、R 2，试推导A 、B 两点压力差的计算式，由此可得出什么结论？解：图中1-1′、2-2′、3-3′均为等压面，根据等压面原则，进行压力传递。
对于1-1′面：例1-2 附图例1-4 附图 11'2 3'32'z 1z 21'11gz p p p A ρ+==对于2-2′面：10110'1'22gR gz p gR p p p A ρρρ-+=-==对于3-3′面：()[]112'23R z z g p p --+=ρ102)(gR gz p A ρρρ--+=而 2022022'3)()(gR gz p gR R z g p p B B ρρρρρ-++=+-+=所以 202102)()(gR gz p gR gz p B A ρρρρρρ-++=--+ 整理得 )()(210R R g p p B A +-=-ρρ由此可得出结论：当复式U 形压差计各指示液之间的流体与被测流体相同时，复式U 形压差计与一个单U 形压差计测量相同，且读数为各U 形压差计读数之和。
因此，当被测压力差较大时，可采用多个U 形压差计串联组成的复式压差计。
例1-5 为了确定容器中某溶剂的液位，采用附图所示的测量装置。
在管内通入压缩氮气，用阀1调节其流量，使在观察器中有少许气泡逸出。
已知该溶剂的密度为1250kg/m 3，U 形压差计的读数R 为130mm ，指示液为水银。
试计算容器内溶剂的高度h 。
解：观察器中只有少许气泡产生，表明氮气在管内的流速极小，可近似认为处于静止状态。
由于管道中充满氮气，其密度较小，故可近似认为容器内吹气管底部A 的压力等于U 形压差计B 处的压力，即B A p p ≈。
而 gh p p a A ρ+= gR p p a B 0ρ+= 所以 m R h 41.113.01250136000=⨯==ρρ 例1-6 如附图所示，管路由一段φ89×4mm 的管1、一段φ108×4mm 的管2和两段φ57×3.5mm 的分支管3a 及3b 连接而成。
若水以9×10－3m 3/s 的体积流量流动，且在两段分支管内的流量相等，试求水在各段管内的速度。
解： 管1的内径为m m 8142891=⨯-=d 则水在管1中的流速为AB例1-5附图 远距离液位测量 1－调节阀；2—鼓泡观察器； 3－U 形压差计；4－吹气管；5－贮槽123b3a例1-6 附图m/s 75.1081.0785.0109423211=⨯⨯==-d V u Sπ管2的内径为m m 100421082=⨯-=d由式（1-20d ），则水在管2中的流速为 m/s 15.1)10081(75.1)(222112=⨯==d d u u 管3a 及3b 的内径为m m 505.32573=⨯-=d又水在分支管路3a 、3b 中的流量相等，则有 33222A u A u = 即水在管3a 和3b 中的流速为 m/s 30.2)50100(215.1)(2223223===d d u u例1-8 容器间相对位置的计算如附图所示，从高位槽向塔内进料，高位槽中液位恒定，高位槽和塔内的压力均为大气压。