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“化工原理”第1章《流体流动》复习题
“化⼯原理”第1章《流体流动》复习题
“化⼯原理”第⼀章复习题及参考答案
⼀、填空题：
1.（3分）雷诺准数的表达式为________________。当密度ρ＝1000kg/m3,粘度µ=1厘泊的⽔,在内径为d=100mm,以流速为1m/s 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）
2.（2分）某流体在圆管中呈层流流动,今⽤⽪托管测得管中⼼的最⼤流速为2m/s,此时管内的平均流速为_________.（1m/s ）
3.（2分）⽜顿粘性定律⽤粘滞⼒的表达式为_______________. ⽤剪应⼒的表达式为_______________.（F'=µAdu/dy;
τ=µdu/dy）
4.（2分）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）
5.（2分）圆管中有常温下的⽔流动,管内径d=100mm,测得其中的质量流量为11.8kg/s/,其体积流量为___________.平均流速为__________.( 0.0118m3/s,1.5m/s)
6.（4分）当20℃的⽔(ρ=998.2kg/m3,µ=1.005厘泊)在内径为100mm的光滑管内流动时,若流速为1.0m/s时,其雷诺准数Re为
______,直管摩擦阻⼒系数λ为_____.(9.93×104; 0.0178)
7.（2分）某长⽅形截⾯的通风管道, 其截⾯尺⼨为30×20mm,其当量直径de为__.( 24mm)
化工原理一过关题问题详解
第一章答案
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）
*****答案***** 201.33 kPa，360mmHg
2．流体在圆形直管中作层流流动，如果流量等不变，只是将管径增大一倍，则阻力损失为原来
的________。
*****答案***** 1/16
3. 粘度值随温度变化而变化，对于液体，温度升高，粘度________；对于气体，温度升高，粘
度________。
*****答案***** 减少增大
4．流体在圆形直管中作滞流流动时，其速度分布是____型曲线。其管中心最大流速为平均流速
的____倍，摩擦系数λ与Re关系为____。
*****答案***** 抛物线，2， =64/Re
5．流体在钢管内作湍流流动时，摩擦系数λ与____和____有关；若其作完全湍流（阻力平方区），
则λ仅与____有关。
*****答案***** Re，；
6．流体作湍流流动时，邻近管壁处存在一____，雷诺数愈大，湍流程度愈剧烈，则该层厚度____。
*****答案***** 滞流内层；愈薄
7．从液面恒定的高位槽向常压容器加水，若将放水管路上的阀门开度关小，则管内水流量将
____，管路的局部阻力将____，直管阻力将____，管路总阻力将____。（设动能项可忽略。） *****答案***** 变小、变大、变小、不变
8．牛顿粘性定律的表达式为____，该式应用条件为____ ___ 。
*****答案***** 牛顿型流体作滞流流动
化工原理(1-5)章复习题及答案
化工原理(1-5)章复习题及答案
绪论
1、单元操作的定义？
答：艺过程中遵循相同的基本原理，只改变物料状态或物理性质，不改变物料化学性质的过程。
2、列举化工生产中常见的单元操作（至少3个），并说明各自的过程原理与目的？
答：流体输送：输入机械能将一定量流体由一处送到另一处。沉降：利用密度差，从气体或液体中分离悬浮的固体颗粒、液滴或气泡。
过滤：根据尺寸不同的截留，从气体或液体中分离悬浮的固体颗粒。
换热：利用温度差输入或移出热量，使物料升温、降温或改变相态。
蒸馏：利用各组分间挥发度不同，使液体或汽液混合物分离。吸收：利用各组分在溶剂中的溶解度不同，分离气体混合物。萃取：利用各组分在萃取剂中的溶解度不同，分离液体混合物。干燥：加热湿固体物料，使之干燥。
3、研究单元操作的基本工具？（不考）
答：①物料衡算：质量守恒定律—在一个单元过程中，进入的物料量等于排出的物料量与积累的物料量之和。
②能量衡算：能量守恒定律。
③物系的平衡关系—指物系的传热或传质过程进行的方向和达到的极限。
④过程速率—过程由不平衡状态向平衡状态进行的快慢。
⑤经济核算：化工过程进行的根本依据。
第一章流体流动
一、填空及选择题
1、某设备的真空表读数为200mmHg，则它的绝对压强为（560）mmHg。当地大气压为101.3×103Pa。
2、孔板流量计均属于（节流）式流量计，是用（压差）来反映流量的。转子流量计属于（定压）式流量计，是通过（环隙面积的变化）来反映流量的。
3、根据流体力学原理设计的流量（流速）计中，用于测量大直径气体管路上速度分布的是（C）；能量损失最大的是（A）；对流量变化反映最灵敏的是（A）。
化工原理(杨祖荣)1-7章习题答案
p1 p 2 Rg 0
用双液体 U 管压差计测量时，有
p1 p 2 R ' g ( A C )
因为所测压力差相同，联立以上二式，可得放大倍数
0 R' 1000 14.3 R A C 920 850
此时双液体 U 管的读数为
R ' 14 .3R 14 .3 12 171 .6mm
9．图示为汽液直接混合式冷凝器，水蒸气与冷水相遇被冷凝为水， 并沿气压管流至地沟排出。现已知真空表的读数为 78kPa，求气压管中水 上升的高度 h。 解:
p gh p a
题9
附图
4
水柱高度
h
pa p 78 10 3 3 7.95m g 10 9.81
10．硫酸流经由大小管组成的串联管路，其尺寸分别为φ76×4mm 和φ57×3.5mm。已知硫酸 的密度为 1830 kg/m3，体积流量为 9m3/h,试分别计算硫酸在大管和小管中的（1）质量流量； （2）平 均流速； （3）质量流速。 解: (1) 大管: φ76 4mm
u2 Vs
2 0.785d 2
m s 2 16470 kg/h
9 / 3600 0.785 0.05 2
1.27m/s
或:
u 2 u1 (
d1 2 68 ) 0.69( ) 2 1.27m/s d2 50
新版化工原理习题答案(01)第一章 流体流动
第一章 流体流动
流体的重要性质
1．某气柜的容积为6 000 m 3
，若气柜内的表压力为 kPa ，温度为40 ℃。已知各组分气体的体积分数为：H 2 40%、 N 2 20%、CO 32%、CO 2 7%、CH 4 1%，大气压力为 kPa ，试计算气柜满载时各组分的质量。
解：气柜满载时各气体的总摩尔数
()mol 4.246245mol 313
314.86000
0.10005.53.101t =⨯⨯⨯+==
RT pV n 各组分的质量：
kg 197kg 24.246245%40%4022H t H =⨯⨯=⨯=M n m kg 97.1378kg 284.246245%20%2022N t N =⨯⨯=⨯=M n m
kg 36.2206kg 284.246245%32%32CO t CO =⨯⨯=⨯=M n m kg 44.758kg 444.246245%7%722CO t CO =⨯⨯=⨯=M n m kg 4.39kg 164.246245%1%144CH t CH =⨯⨯=⨯=M n m
2．若将密度为830 kg/ m 3
的油与密度为710 kg/ m 3
的油各60 kg 混在一起，试求混合油的密度。设混合油为理想溶液。
解： ()kg 120kg 606021t =+=+=m m m
33
122
1
1
21t m 157.0m 7106083060=⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛+=+
=
+=ρρm m V V V 3
3t t m m kg 33.764m kg 157
.0120===
V m ρ 流体静力学
（完整版）化工原理练习题
（完整版）化⼯原理练习题
化⼯原理练习题
0 绪论
1. 化⼯原理中的“三传”是指④
①动能传递、势能传递、化学能传递，②动能传递、内能传递、物质传递
③动量传递、能量传递、热量传递，④动量传递、热量传递、质量传递
2. 下列单元操作中属于动量传递的有①
①流体输送，②蒸发，③⽓体吸收，④结晶
3. 下列单元操作中属于质量传递的有②
①搅拌，②液体精馏，③流体加热，④沉降
4. 下列单元操作中属于热量传递的有②
①固体流态化，②加热冷却，③搅拌，④膜分离
5、 l kgf/cm2=________mmHg=_______N/m2
6. 在 26 ℃和1⼤⽓压下 ,CO2在空⽓中的分⼦扩散系数 D 等于
0.164cm2/s, 将此数据换算成m2/h 单位 , 正确的答案为___④___
① 0.164m2/h ② 0.0164 m2/h ③ 0.005904 m2/h, ④ 0.05904 m2/h
7. ⼰知通⽤⽓体常数 R=82.06atm.cm3/mol.K, 将此数据换算成⽤kJ/kmol.K所表⽰的量 , 正确的答案应为__③_____
① 8.02 ② 82.06 ③ 8.314 ④ 83.14
第3 章机械分离
⼀、选择题
1. 下⾯过滤速率⽅程式中属于恒压过滤⽅程的是②
①dq/d θ=K/2(q+q e )；②q 2＋2q.q e =K.θ；
③q 2＋q.q e =2K.θ；④q 2＋q.q e =K.θ/2
2. 过滤速率基本⽅程为①
① dq/d θ=K/2(q+q e )；② dq/d θ=K/(q+q e )；
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；
<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
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？
化工原理第一章题库与解答
一、单选题
1．单位体积流体所具有的（）称为流体的密度。 A
A 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（）。 A
A 密度；
B 粘度；
C 位能；
D 动能。
3．层流与湍流的本质区别是（）。 D
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。
4．气体是（）的流体。 B
A 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（）。 C
A 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（）。 A
A 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。 D
A 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。 A
A 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。 A
A 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。 D
A 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（）。 B
A. Um＝1/2Umax；
B. Um＝0.8Umax；
C. Um＝3/2Umax。
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
化工原理习题1【精选文档】
计算题
1。等压面的判断
如附图所示，A与B两设备内充满水,两设备之间的U形压差计内的指示液为水银.试说明:
(1）1、2、3、4各点压强是否都相等？
（2）5、6、7、8各点压强是否都相等？
(3）9、10、11、12各点压强是否都相等？
（4）两U形压差计读数R与H是否相同？为什么？
答：略。
2。液封高度的确定
精馏塔底部用蛇管加热,液体的饱和蒸汽压为1.093×105N/m2，液体密度为950 kg/m3。采用Π形管出料,Π形管顶部与塔内蒸汽空间有一细管AB连通（见附图）。试求:
（1）为保证塔底液面高度不低于1m,Π形管高度H 应为多少?
（2）为防止塔内蒸汽由连通管逸出，Π形管出口液封高度H’至少应为多少?
答：（1）略；（2)0。86m。
3.复式压差计的测量
用一复式U形压差计测量某种流体流过
管路中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R1、R2，试推导A、B两
点压力差的计算式，并分析由此可得出什么结论？
答：略。
4. 分层器中分界面的确定
附图所示是一个油水分离器。油水的界面依靠倒U形管调节。已知ρ油=780 kg/m3，u
水=0.5m/s,
O
mH
136
.0
2
f
h。求：
（1)阀1关、阀2、3开时，H=？(界面位置）
（2）阀1开、阀2、3开时,H=?
（3)阀1关、阀2开、阀3关时，倒U形管中液
面的高度为多少？（设容器中油水界面H为(1）计算
值）
(4）阀1关、阀2关、阀3开时，分离器内界面
能维持吗？
答：（1)3。81m；（2)1。09m；（3）0.15m；
化工原理试题_题库
化⼯原理试题_题库
化⼯原理试题库
试题⼀
⼀：填充题
1、精馏分离的依据是________________________的差异，要使混合物中的组分得到完全分离，必须进⾏多次地
______________._______________。
2、相对挥发度的表⽰式α=______________.对于⼆组分溶液的蒸馏，当α=1 时，能否分离___________。
3、q 的定义式是________________________________________，饱和液体进料q=____.饱和蒸汽进料q=____.蒸汽是液体的3倍的混合进料时q=____。
4、⼆组分的连续精馏操作，精馏段操作线⽅程为245.075.0+=x y ，提馏段操作线⽅程为02.025.1-=x y ，当q=1时，则=W x _____D x =______。
5、在连续精馏中，其它条件均不变时，仅加⼤回流，可以使塔顶产品D x _____，若此时加热蒸汽量V 不变，产品量D 将
______。若在改变R 的同时，保持塔顶采出量不变，必需增加蒸汽⽤量，那么冷却⽔⽤量将________。
6、饱和空⽓在恒压下冷却，温度由1t 降⾄2t ，其相对湿度Φ______，绝对湿湿度H________,露点_________，湿球温度___________。
7、精馏是利⽤物系的来分离液体混合物，⽓体吸收则是利⽤物的来分离⽓体混合物。
8、在⽓体流量、⽓相进出⼝组成和液相进⼝组成不变时，若减少吸收剂⽤量，则传质推动⼒______________，操作线将靠近__________。
化工原理试卷及答案
化工原理试卷及答案
一、选择题。
1.下列哪个不是化工原理中常见的反应类型？
A.氧化反应。
B.还原反应。
C.置换反应。
D.加成反应。
答案，D。
2.化学工程中常见的反应器有哪些？
A.批式反应器。
B.连续式反应器。
C.循环式反应器。
D.以上都是。
答案，D。
3.在化工原理中，反应速率受到哪些因素的影响？
A.温度。
B.浓度。
C.催化剂。
D.以上都是。
答案，D。
4.化工原理中常见的传质操作有哪些？
A.蒸馏。
B.萃取。
C.吸附。
D.以上都是。
答案，D。
5.化工原理中常见的热力学过程有哪些？
A.等温过程。
B.绝热过程。
C.等压过程。
D.以上都是。
答案，D。
二、简答题。
1.请简要介绍化工原理中的反应动力学。
答，反应动力学研究反应速率与反应条件（如温度、浓度、催化剂等）的关系，通过建立反应速率方程来描述反应速率的变化规律。
2.简述化工原理中的传质操作。
答，传质操作是指物质在不同相之间的传递过程，常见的传质操作包括蒸馏、
萃取、吸附等。
3.化工原理中的热力学过程有哪些？请简要描述其中一个过程。
答，化工原理中的热力学过程包括等温过程、绝热过程、等压过程等。以等温
过程为例，指在恒定温度下进行的过程，系统内外能量的交换使得系统达到热力学平衡。
三、计算题。
1.若已知化学反应的速率常数为0.05，反应物A的浓度为2mol/L，反应物B
的浓度为3mol/L，求反应速率。
答，反应速率=0.05×[A]×[B]=0.05×2×3=0.3mol/(L·s)。
2.某反应器中，反应物A的摩尔质量为2g/mol，反应物B的摩尔质量为3g/mol，反应生成物C的摩尔质量为4g/mol，若反应器中A、B、C的摩尔比分别为2:3:1，求生成物C的质量百分比。
化工原理试题集1
化⼯原理试题集1
化⼯原理试题集（第⼀章）
⼀.填空题
1.占流体在圆形直管中作滞流流动时，其速度分布是__________型曲线，其管中⼼最⼤
流为平均流速的__________倍，摩擦系数λ与Re的关系为__________。
2.当计算流体由粗管进⼊细管的流动局部阻⼒时，其公式中的流速应该⽤________管中
的速度。
3.流体在管内作湍流流动时(不是阻⼒平⽅区)，其摩擦系数λ随
______________________和____________________⽽变。
4.⽜顿粘性定律的数学表达式为______________，⽜顿粘性定律适⽤于________型流
体。
5.孔板流量计和转⼦流量计的最主要区别在于：前者是恒__________，变__________；
后者是恒__________，变__________。
6.流体在⽔平等径直管中流动时的摩擦阻⼒损失ｈf所损失的是机械能中的________
项。
7.流体在等径管中作稳定流动，流体由于流动⽽有摩擦阻⼒损失，流体的流速沿管长
________。
8.液柱压⼒计量是基于______________原理的测压装置，⽤Ｕ形管压差计测压时，当⼀
端与⼤⽓相通时，读数Ｒ表⽰的是__________或____________。
9.减少流体在管路中流动阻⼒Σｈf的措施有：__________________________________，______________________________，______________________________。
第一章~第二章化工原理习题集
第一章流体与流体中的传递现象
1-1从力学角度来看，固体和流体、液体和气体的主要区别是什么？
1-2设稀薄气体的分子自由程是几米的数量级，问下列两种情况连续介质假设是否成立？
（1）人造卫星在飞离大气层进入稀薄气体层时；
（2）假想地球在这样的稀薄气体中运动。
1-3指出下列作用在流体上的力中，哪些是体积力，哪些是面力？
电磁力，重力，惯性力，静压力，固体边界作用于流体的力，粘性力。
1-4粘性流体的流动型态有几种？如何判别？
1-5从时间和空间来判别下列运动属什么类型。
（1）u x=cy，u y=u z=0；
（2）u x=cx，u y=-cy，u z=cxy；
（3）u x=yzt，u y=zxt，u z=0；
（4）u r=2k(t)cosυ/r3，uυ=k(t)sinυ/r3，uω=0。
1-6流体在园管中流动时，“进口段”与“流动已充分发展”的含义是什么？在什么情况下充分发展后的流动为层流，又在什么情况下充分发展后的流动为湍流？
1-7比较三种扩散现象的类似性。
1-8扩散定律前面的负号的物理意义是什么？
1-9粘性流体在静止时有没有剪应力？理想流体在运动时有没有剪应力？若流体静止时没有剪应力，那么它们是不是都没有粘性？
1-10试分析理想流体与静止流体内部应力的特点。
1-11流线和迹线有什么区别？流体作定常流动，流线与迹线是否重合？流体作非定常流动，流线与迹线是否重合？为什么？
1-12陨星下坠时在天空划过的白线是什么线？烟囱里冒出的烟是什么线？
1-13设u≠0，说明D u/D t=0，∂u/∂t=0，(u• )u=0的物理意义。
化工原理第1章综合练习
m
p1
p2
gZ2 h f
J/kg
H f hf / g 7305 9.807 744.9
J/N或m
3
p f hf 1.756 7305 1.283104 J/m 或Pa
例4. 某化工厂的生产废气通过圆锥型烟囱(如图十八所示)排至大气。烟囱高60m，其 底端和顶端直径分别为2.4m和1.4m。废气密度为0.9kg/m3(可视作常数)，排放量为 94000m3/h，烟囱壁的摩擦系数取作0.04。试求废气通过烟囱时因流动阻力(不包括 烟囱进出口阻力)而引起的压强降为若干Pa。 【解】该题实为定态流动，但由于烟囱直径随高度连续 变细，因而流速相应加大从而使得压强降的计算更为繁琐。 计算的基本方程仍是直管阻力通式，但需找出不同高度上速 度和直径的关系，进而在直径D1到D2范围内积分求取废气 通过烟囱的压强降。 废气通过烟囱底部的流速为
5.如图所示的U形管压差计两引压管中指示液面高 C 低的画法正确是________________。(设管内流 动的是Leabharlann Baidu想流体)
a
b
c
d
e
f
6.某转子流量计，其转子材料为不锈钢，测量密 度为1.2kg/m3的空气时，最大流量为400m3/h。 现用来测量密度为0.8kg/m3氨气时，其最大流量 490 为______m3/h。 7.如图所示，液体在等径倾斜管中稳定流动，则 阀的局部阻力系数ξ 与压差计读数R的关系式为 ξ =2Rg(ρ 0-ρ )/(ρ ) ________________ u2。
新版化工原理习题答案(01)第一章流体流动资料讲解
新版化工原理习题答案( 01) 第一章流体
流动
第一章流体流动
流体的重要性质
1 •某气柜的容积为6 000 m
2 3,若气柜内的表压力为5.5 kPa,温度为40 C 。 已知各组分气体的体积分数为： H 40%、N 20%、CO32%、CO 7%、CH 4 1%,大 气压力为101.
3 kPa,试计算气柜满载时各组分的质量。
解：气柜满载时各气体的总摩尔数
n t 空 101・3 5.5 1000.° 60%1 246245.4mol RT
各组分的质量:
m H 2
40% n t M H 2 40% 246245.4 2kg 197kg m N 2
20% n t
M
N 2
20% 246245.4 28kg
1378.97
kg m
CO
32% m M CO 32% 246245.4 28kg 2206.36kg m co 2
7%n t M CO 2 7% 246245.4 44kg 758.44kg m
CH 4
1%m
M
CH 4
1% 246245.4 16kg 39.4kg
120
3
kg m 0.157
流体静力学
3.已知甲地区的平均大气压力为 85.3 kPa,乙地区的平均大气压力为101.33 kPa ,在甲地区的某真空设备上装有一个真空表，其读数为
20 kPc t 若改在乙地
2 •若将密度为830 kg/ m 3的油与密度为710 kg/ m 3的油各60 kg 混在一起, 试求混合油的密度。设混合油为理想溶液。
解：m t
m , m , 60 60 kg 120kg
60 60 710
830!
m 3 0.157m 3
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化工原理综合题一
一．填空题
1.某容器内压强低于大气压，用U型压差计测压，当一端与大气相通时读数R表示_________；若R=459mmHg，则容器内绝对压强p绝=________kPa。
2.若离心泵的转速提高，则泵的流量________，压头________。
3.恒压过滤时，滤浆温度降低，则滤液粘度_________，过滤速率_________。
4.在间壁式换热器中，冷流体从10℃被加热到40℃，热流体从100℃被冷却到70℃，则并流时的对数平均温度差Δtm并=____℃；若其他条件保持不变，将并流改为逆流操作，则Δtm可提高____％。
5.精馏过程是利用和原理进行的。精馏设计中，回流比越，所需理论塔板数越少。
二．选择题
1.在下列有关流体流动的判断中，正确的是。
A雷诺实验将流动划分为三个区域(层流区、过渡区、湍流区)，因此流动有三种不同的形态；
B因为流速越大，阻力损失越大；所以流速相同，阻力损失相等；
C无论什么流动形态，牛顿型流体都符合牛顿粘性定律；
D无论什么流动形态，边界层内部一定存在呈层流流动的流体层。
2.离心泵铭牌上标明的扬程和流量是指。
A功率最大时的扬程和流量； B效率最高时的扬程和流量；
C泵的最大扬程和流量； D最大流量时的扬程和流量。
3.在过滤操作中，下列说法正确的是。
A在一个过滤周期内，过滤时间越长，生产能力越大；
B深层过滤适用于固体颗粒含量较多的悬浮液的分离；
C使用助滤剂的目的是增大滤饼的空隙率，降低可压缩性；
D洗液与滤液粘度相等、操作压差相同时，板框过滤机最终过滤速率是洗涤速率的四分之一。
4.间壁式换热器用冷却水使乙醇的饱和蒸气冷凝。若发现生产能力降低（即乙醇的冷凝量变小），下列判断中错误的是。A夏季气温升高，使冷却水进口温度升高，传热平均温度差降低，导致总传热速率降低；
B传热表面污垢热阻增大，使总传热系数K降低，导致总传热速率降低；
C冷却水流量增大，使冷却水出口温度下降，传热平均温度差降低，导致总传热速率降低；
D乙醇蒸气流量减少，导致生产能力降低。
5.某液体在内径为d1的水平管路中层流流动，其平均流速为u1，当它以相同的体积流量通过等
长的内径为d2(d2=0.5d1)的管子时，则其流速为原来的（）。
A 2倍
B 4倍
C 8倍
D 16倍
若流动为完全湍流(阻力平方区)，则压降△P是原来的（）。
A 4倍
B 8倍
C 16倍
D 32倍
三．简答题
1.对管道中流动的流体而言，影响流动形态的主要因素有哪些？依据什么判定流体的流动形态？
2.影响对流给热的主要因素有哪些？如何强化管内、外对流给热？
四．计算题
1.某项工程需用Ф108×4mm的钢管从江中取水送入一敞口蓄水池，水从池底进入，如图所示。
要求流量不低于90m3/h。池中水面高出江面30米，吸入段管路阻力（包括局部阻力）为0.5mH2O；排出段管路阻力（包括局部阻力）为13.5mH2O。
试求：（1）现库存有下列四种离心泵，请选择一台合适的离心泵；
（2）如果该项工程地处黄土高原（当地大气压85kPa），夏季江水最高温度20℃（饱和蒸汽压 2.34kPa），该泵可否于江面之上3m处正常工作？如果不能正常工作，应如何调整？
2.某生产过程需要对含碳酸钙（CaCO3）的悬浮液进行过滤。为测定过滤常数，先在试验装置上
恒压过滤，并将测得的数据作图（见下图），又测得滤饼体积（Vc）与滤液体积（V）之比
v=0.05m3/m3。现拟在生产中采用BMY50-810/25型板框过滤机过滤同样的料液，过滤压力和所用
的滤布与实验时相同。已知该板框过滤机共有38个框，框尺寸810×810×25mm（长×宽×厚），试求：（1）过滤常数K、qe，并在下图中标明读取的数据位置及其坐标值；
（2）每个过滤周期得到的滤液量V，m3；
（3）如果辅助时间与洗涤时间之和为30分钟，则每台过滤机生产能力Q为多大，m3/h。
3.如图所示，用泵将敞口水池中的水送往高位槽，两液面高差8m，高位槽压力表读数为0.1MPa，管路规格Φ56×3mm，总长（包括管件的当量长度）为100m，摩擦系数λ=0.03。U型管压差计两端分别接在出口管路A、B点，A点到B点距离为5m，指示液密度ρA=1480kg/m3，当地大气压为100kPa，如果阀门全开时流量为10m3/h，试求：
（1）管路系统总阻力损失Σhf，J/kg。
（2）要求泵提供的机械能He，m。
（3）U型压差计读数R，mm。4.拟采用套管式换热器用120℃的饱和水蒸气（比汽化热r=2205kJ/kg）加热空气。空气以150kg/h 的流量流经规格为Φ58×4mm的内管，温度从10℃升到50℃。在此温度范围内，空气的物性按：比热容Cp=1.005kJ/（kg?℃），粘度μ=18.6μPa?s，导热系数λ=26.73×10-3W/（m?℃）。管外饱和蒸汽冷凝给热系数αo=7500W/（m2?℃），忽略热损失、管壁热阻及污垢热阻，试求：
（1）空气与管壁间对流给热系数αi，W/（m2?℃）；
（2）换热器传热面积A，m2；加热管长度L，m；
（3）若空气质量流量增加5%，空气进口温度不变，定性说明αi、Ko、Δtm及空气出口温度如何变化（增大、减小）。