化工原理第一章 作业题
化工原理第一章习题
流体流动自测题一、填空：1、连续性介质假定是指__________________________。
2、流体静力学方程式主要应用于_____________、_____________、_____________。
3、流体阻力产生的根源是_______________________。
粘性是指__________________________。
4、在连续稳定流动过程中，流速与管径的（）成反比。
6、滞流与湍流的根本区别是（）。
6、一定量的流体在圆形直管内流过，若流动处于阻力平方区，则流动阻力与速度的（）成正比。
7、圆形直管内流体滞流流动的速度分布呈（）形状。
其平均速度是中心最大速度的（）。
摩擦阻力系数与雷诺数的关系是（）。
8、局部阻力所引起的能量损失有两种计算方法：（）法和（）法。
9.牛顿粘性定律的表达式为（），牛顿粘性定律适用于（）流体做（）流动。
10、在一稳定流动系统中，水由细管流入粗管，细管与粗管的流速分别为2m/s与1m/s。
细管与粗管连接处的局部阻力系数ζ=0。
27，则水通过的局部阻力所产生的压强降为（）Pa。
11、测流体流量时，随着流体流量的增加，孔板流量计两侧压差将（），若改用转子流量计测量，当流量增大时，转子两端的压差值将（）。
12.黏度的定义式是，其物理意义是，在法定单位制中，其单位为。
13.某黏性液体在一定管路系统中流动，在流量不变条件下将液体加热，则液体的黏度将，雷诺准数将，流动阻力将。
14.某设备的表压强为100 kPa，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 kPa（当地压强为101.33kPa）。
15.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。
16.流体作湍流运动时，邻近壁面处存在一，雷诺准数越大，湍流程度越剧烈，则该层厚度，流动阻力。
20.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。
化工原理第四版_王志魁
2.质量流速
W= qv /A=
u[kg/m2.s] 3.管径
d 4qv
u
液体: 0.5—3m/s 气体：10—30m/s # 管径应进行园整
例1-7:安装一根输水量为30m3/h的管道, 试选择合适的管道。
解：选择管内水的经验流速u = 1.8m/s
d
4V S
u
30/ 3600 3.14/41.8
位能：流体因处于地球 重力场中而具有能量， 其值等于把质量为m的 流体由基准水平面升举 到某高度Z所做的功。 位能 =力距离= m g Z 单位质量流体的位能：
mgZ/m=gZ
[ J/kg ]
# # 截面在基准面之上，位能值为正， 在基准面之下其值为负。
2.动能：流体因运 动而具有的能量。 动能 = mu2/2 单位流体的动能为：
P1
G
P2 Z2
Z1
上表面作用力： F1= P1 A
下表面作用力： F2= P2 A
重力： G = g A (Z1 - Z2)
2. 静力学方程及巴斯葛定律
F1 + G = F2
P1
G
Z1
P1 A + g A ( Z1 - Z2 ) = P2 A P2= P1 + g ( Z1 - Z2 )
或 P2= P0+ g ( Z1 - Z2 )
6.亦可用单位体积的流体为基准:
Z 1gρ+P 1+ρ 2 u 12 =Z 2gρ+P 2+ρ 2 u 22
[J/m3](Pa)
五、实际流体的机械能衡算式 （一）实际流体的机械能衡算式
1、机械能损失（压头损失）
Z 1+ρ P g 1+2 u g 12=Z 2+ρ P g 2+2 u g 22+ ∑ H f
化工原理(1)-作业题文
绪论1.从基本单位换算入手，将下列物理量的单位换算为SI单位。
(1) 水的粘度?=0.00856g/(cm?s)(2) 密度?=1386kgf?s2/m4(3) 某物质的比热容c p=0.24BTU/(lb??F)(4) 传质系数K G=34.2kmol/(m2?h?atm)(5) 表面张力?=74dyn/cm(6) 导热系数?=1kcal/(m?h?K)2. 湿物料原来含水16%(wt%)，在干燥器中干燥至含水0.8%，试求每吨物料干燥出的水量。
第一章流体流动1. 已知甲地区的平均大气压力为85.30kPa，乙地区的平均大气压力为101.33kPa，在甲地区的某真空设备上装有一个真空表，其读数为20kPa。
若改在乙地区操作，真空表的读数为多少才能维持该设备的绝对压力与甲地区操作时相同？2. 用一复式U管压差计测定水流管道A、B两点的压差，压差计的指示液为汞，两段汞柱之间放的是水，今若测得h1=1.2m，h2=1.3m，R1=0.9m，R2=0.95m，问管道中A、B两点间的差压?p AB为多少？(先推导关系式，再进行数字运算)。
第2题图3. 在稳定流动系统中，水连续从粗管流入细管。
粗管内径d1=10cm，细管内径d2=5cm，当流量为4×10－3m3/s时，求粗管内和细管内水的流速？4.高位槽内的水面高于地面8m，水从φ108×4mm的管路中流出，管路出口高于地面2m。
在本题中，水流经系统的能量损失可按h f=6.5u2计算，其中u为水在管内的流速，试计算：（1）A－A截面处水的流速；（2）出口水的流量，以m3/h计。
第4题图5. 将高位槽内料液向塔内加料。
高位槽和塔内的压力均为大气压。
要求料液在管内以0.5m/s 的速度流动。
设料液在管内压头损失为1.2m （不包括出口压头损失），试求高位槽的液面应该比塔入口处高出多少米？6. 用泵将贮槽中密度为1200kg/m 3的溶液送到蒸发器内，贮槽内液面维持恒定，其上方压强为101.33×103Pa ，蒸发器上部的蒸发室内操作压强为26670Pa （真空度），蒸发器进料口高于贮槽内液面15m ，进料量为20m 3/h ，溶液流经全部管路的能量损失为120J/kg ，求泵的有效功率。
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。
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V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。
化工原理期末考试第一章练习题及答案
练习一 流体流动一、 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/m 3，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？(↑,↓) q VA 增大 ， q VB 减小 ， h fA 减小 ， h fMN 减小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。
9、图示管路系统中，已知d ab =d cd , e ab=e cd ，l ab =l cd ，μ≠0。
比较 u a 相等 u c ,(p a -p b ) 小于 (p c -p d )。
10、如图示供水管线。
管长L ， 流量q V ，今因检修管子， 用若干根直径为0.5d 、管长相同于L 的管子并联代替原管，保证输水量q V 不变,设λ为常数,e/d 相同，局部阻力忽略，则并联管数至少需要 6 根。
阻力均忽略，则并联管数至少需要6。
11、如图通水管路，当流量为q V 时，测得（P 1-P 2）=5mH 2O ，若流量为 2 q V 时，（P 1-P 2）= 11 mH 2O(设在阻力平方区）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。
化工原理第一章 作业题
解：1、2两截面间列柏努利方程：
z1
p1
g
1 2g
u12
z2
p2
g
1 2g
u
2 2
hf
其中：
z1 z2
u2
u1
d1 d2
2
2.5 33 2 47
1.23m/s
1
h
p1 p2 g
1 2g
(u
2 2
u12
)
h
f
1 (1.232 2.52 ) 0.07 0.17m 2 9.81
2
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。
17．用泵将常压贮槽中的稀碱液送至蒸发器中浓缩，如附
图所示。泵进口管为φ89×3.5mm，碱液在其中的流速为 1.5m/s；泵出口管为φ76×3mm。贮槽中碱液的液面距
蒸发器入口处的垂直距离为7m。碱液在管路中的能量损失 为40J/kg（不包括出口）蒸发器内碱液蒸发压力保持在 20kPa（表压），碱液的密度为1100kg/m3。设泵的效率 为58％，试求该泵的轴功率。
解：如图，1-2为等压面
p1 p gh p2 pa 0 gR
p gh pa 0 gR
则容器内表压：
1
2
题6 附图
p pa 0 gR gh 136000.459.81 9000.89.81 53.0 kPa
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。
维持恒定。泵吸入与压出管路直径相同，均为
化工原理作业
1教材42页，9题
3月20，21日
1将高位槽内料液向塔内加料。高位槽和塔内的压力均为大气压。要求料液在管内以0.5m/s的速度流动。设料液在管内压头损失为1.2m（不包括出口压头损失），试求高位槽的液面应该比塔入口处高出多少米？
3月24，26日
1.教材43页11题
2.教材43页12题
试计算在此流量下泵的压头H、轴功率N和效率η。
期中小论文题目
1《化工中的物料衡算和能量衡算》
2《柏努利方程的推导方法的比较》
3《离心泵和往复泵》
4自选题目
要求书写工整，有数据和演算支持，千字左右。
Yaoyy
浙5-1
红砖平壁墙，厚度500mm，内侧温度200℃，外侧30℃，设红砖的平均热导率可取为0.57Wm-1℃-1，试求：（1）传导热通量q（2）距离内侧350mm出的温度tA
4、离心泵启动和关闭前后应该注意什么？
6、如何调节离心泵流量?
7、如何调节往复泵流量?
9、流体的流动形态有哪几种？如何判断？
10、何谓沉降？沉降可分为哪几类？
11、何谓过滤介质？对过滤介质有何要求？
12、在列管式换热器中，用饱和蒸汽加热空气，问：传热管的壁温接近于哪一种流体的温度？
13、在列管式换热器中，用饱和蒸汽加热空气，那一种流体走管程？那一种流体走管外？为什么？
NJUCT4-6:
热空气在冷却管管外流过，α2=90W/（m2·℃），冷却水在管内流过，
α1=1000W/（m2·℃）。冷却管外径do=16mm，壁厚b=1.5mm，管壁的λ=40W/（m·℃）。试求：
①总传热系数Ko；
②管外对流传热系数α2增加一倍，总传热系数有何变化？
③管内对流传热系数α1增加一倍，总传热系数有何变化？
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题31 附图假设成立。
油品的流量： （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。
化工原理(1)-作业题文
绪论1.从基本单位换算入手，将下列物理量的单位换算为SI单位。
(1) 水的粘度μ=0.00856g/(cm⋅s)(2) 密度ρ=1386kgf⋅s2/m4(3) 某物质的比热容c p=0.24BTU/(lb⋅︒F)(4) 传质系数K G=34.2kmol/(m2⋅h⋅atm)(5) 表面张力σ=74dyn/cm(6) 导热系数λ=1kcal/(m⋅h⋅K)2. 湿物料原来含水16%(wt%)，在干燥器中干燥至含水0.8%，试求每吨物料干燥出的水量。
第一章流体流动1. 已知甲地区的平均大气压力为85.30kPa，乙地区的平均大气压力为101.33kPa，在甲地区的某真空设备上装有一个真空表，其读数为20kPa。
若改在乙地区操作，真空表的读数为多少才能维持该设备的绝对压力与甲地区操作时相同？2. 用一复式U管压差计测定水流管道A、B两点的压差，压差计的指示液为汞，两段汞柱之间放的是水，今若测得h1=1.2m，h2=1.3m，R1=0.9m，R2=0.95m，问管道中A、B两点间的差压∆p AB为多少？(先推导关系式，再进行数字运算)。
第2题图3. 在稳定流动系统中，水连续从粗管流入细管。
粗管内径d1=10cm，细管内径d2=5cm，当流量为4×10－3m3/s时，求粗管内和细管内水的流速？4.高位槽内的水面高于地面8m，水从φ108×4mm的管路中流出，管路出口高于地面2m。
在本题中，水流经系统的能量损失可按h f=6.5u2计算，其中u为水在管内的流速，试计算：（1）A－A截面处水的流速；（2）出口水的流量，以m3/h计。
第4题图5. 将高位槽内料液向塔内加料。
高位槽和塔内的压力均为大气压。
要求料液在管内以0.5m/s 的速度流动。
设料液在管内压头损失为1.2m （不包括出口压头损失），试求高位槽的液面应该比塔入口处高出多少米？6. 用泵将贮槽中密度为1200kg/m 3的溶液送到蒸发器内，贮槽内液面维持恒定，其上方压强为101.33×103Pa ，蒸发器上部的蒸发室内操作压强为26670Pa （真空度），蒸发器进料口高于贮槽内液面15m ，进料量为20m 3/h ，溶液流经全部管路的能量损失为120J/kg ，求泵的有效功率。
《化工原理》第四版第一章习题答案
距输水管中心线的距离为 H。 在等压面 2 − 2 ' 处
R ⎞ ⎛ ⎛ R + R2 ⎞ p2 = p A + ⎜ H + 1 ⎟ ρ水 g − R1 ρ汞 g + ⎜ 1 ⎟ ρ气 g 2 ⎠ ⎝ ⎝ 2 ⎠ R ⎛ p '2 = pB + ⎜ H − 2 2 ⎝
⎞ ⎟ ρ水 g + R2 ρ汞 g ⎠
质量浓度
【 0-3 】 1000kg 的电解液中含 NaOH 质量分数 10% 、 NaCl 的质量分 数 10% 、 H 2 O 的质量分数 80% ，用真空蒸发器浓缩，食盐结晶分离后 的浓缩液中含 NaOH 50% 、 NaCl 2% 、 H 2 O 48% ，均为质量分数。试求： (1) 水分蒸发量； (2) 分离的食盐量； (3) 食盐分离后的浓缩液量。在全 过程中，溶液中的 NaOH 量保持一定。 解 电解液 1000kg 浓缩液中
1
NaOH NaOH H2O
×0.l=100kg 1000 1000× ×0.l=100kg 1000 1000× ×0.8=800kg 1000 1000×
NaOH NaCl H2O
ω =0.5 （质量分数） ω =0.02 （质量分数） ω =0.48 （质量分数）
在全过程中，溶液中 NaOH 量保持一定，为 100kg 浓缩液量为 100 / 0.5 = 200kg ×0.48=96kg ，故水的蒸发量为 200kg 浓缩液中，水的含量为 200 200× 800-96=704kg 浓缩液中 100-4=96kg
T = 273 + 40 = 313K，p = 101. 3 + 5. 5 = 106. 8 kPa （绝对压力）
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流体流动习题一、概念题1．某封闭容器内盛有水，水面上方压强为p0，如图所示器壁上分别装有两个水银压强计和一个水银压差计，其读数分别为R1、R2和 R3，试判断：1）R1R2（＞，＜，＝）；2）R30（＞，＜，＝）；3）若水面压强 p 增大，则 R1R R有何变化？（变大、023变小，不变）答： 1）小于，根据静力学方程可知。
2）等于3）变大，变大，不变．如图所示，水从内径为1的管段流向内径为2管段，已知d22d1，d1管2d d段流体流动的速度头为0.8m，h10.7m，忽略流经 AB 段的能量损失，则h2m， h3m。
答案： h2 1.3m ，h3 1.5m u12u22h1h22g2gu2u1 ( d1 ) 2u1 (1) 2u1d 22d1， d 222 222u22u1u2 1 u10.2m， 2g 4 2g4h2 1.3mh3h2u221.5m 2g3．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。
A)p1 p2B)p1 p2 0.5mC)p1 p2 0.5mD) p1p2答： C据伯努利方程gz A u A2gz Bu B2p2 p122p1p2g( z B z A )(u B2u A2 )2p1p20.5 g(u B2u A2 )2u B u Ap1p2 0.5 g4．圆形直管内，Vs一定，设计时若将 d 增加一倍，则层流时 h f是原值的倍，高度湍流时， h f是原值的倍（忽略管壁相对粗糙度的影响）。
答： 16 倍，32 倍5．某水平直管中，输水时流量为Vs，今改为输 2Vs 的有机物，且2水，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。
答： 4，2h f l u 2u2d 2d不变，qV2q V，u2u h f 4h fpl u2p f2h f水平直管，d0.5 ，hf4h fp 2 p6．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）。
化工原理第一章
一、 选择题1. 流体阻力的表现，下列阐述错误的是（ ）。
A.阻力越大，静压强下降就越大B.流体的粘度越大，阻力越大流体的流动状况是产生流体阻力的根本原因 D.流体的内摩擦力在流体激烈流动时不存在2. 压强的具有专门名称的国际单位是Pa ，用基本单位表示是（ ）。
A.atmB.mmHgC.Kg/m.s2D.N/m23. 水在直管中流动，现保持流量不变，增大管径，则流速（ ）。
A.增大B.减小C.不变D.无法判断4. 对不可压缩流体，满足( )条件时，才能应用柏努力方程求解。
A.)%(20p p p 121式中压强采用表压表示<- B.)%(01p p p 121式中压强采用表压表示<- C.)%(20p p p 121式中压强采用绝压表示<- D.)%(01p p p 121式中压强采用绝压表示<- 5. 判断流体的流动类型用（ ）准数。
A.欧拉B.施伍德C.雷诺D.努塞尔特6. 流体在圆形直管中滞流流动时的速度分布曲线为（ ）。
A.直线B.抛物线C.双曲线D.椭圆线7. 增大流体的流量，则在孔板流量计的孔板前后形成的压强差（ ）。
A.增大B.减小C.不变D.无法判断8. 流体在管内流动时的摩擦系数与（ ）有关。
A.雷诺准数和绝对粗糙度B.雷诺准数和相对粗糙度C.欧拉准数和绝对粗糙度 B. 欧拉准数和相对粗糙度9. 测速管测量得到的速度是流体（ ）速度。
A.在管壁处B.在管中心C.瞬时D.平均10. 在层流流动中，若流体的总流率不变，则规格相同的两根管子串联时的压降为并联时的（ ）倍。
A. 2；B. 6；C. 4；D. 1。
11. 流体在长为3m 、高为2m 的矩形管道内流动，则该矩形管道的当量直径为（ ）。
A. 1.2m ；B. 0.6m ；C. 2.4m ；D. 4.8m 。
12. 当流体在园管内流动时，管中心流速最大，滞流时的平均速度与管中心的最大流速的关系为( )A. u ＝3/2.u maxB. u ＝0.8 u maxC. u ＝1/2. u max D u =0.75 u max13.判断流体流动类型的准数为（）A . Re数 B. Nu 数 C . Pr数 D . Fr数14.流体在圆形直管内作强制湍流时，其对流传热系数α与雷诺准数Re 的n 次方成正比，其中的n 值为（）A . 0.5 B. 0.8 C. 1 D. 0.215.牛顿粘性定律适用于牛顿型流体，且流体应呈（）A．层流流动 B 湍流流动 C 过渡型流动 D 静止状态16.计算管路系统突然扩大和突然缩小的局部阻力时，速度值应取为（）A. 上游截面处流速 B 下游截面处流速 C 小管中流速 D 大管中流速17.用离心泵在两个敞口容器间输送液体。
化工原理第一章练习含答案
第1章练习1．湍流流动的特点是，故其瞬时速度等于与之和。
2．雷诺准数的物理意义是___________________________________________________。
3．当地大气压为755mmHg，现测得一容器内的绝对压力为350mmHg，则其真空度为mmHg。
4．以单位体积计的不可压缩流体的机械能衡算方程形式为。
5．实际流体在管道内流动时产生阻力的主要原因是。
6．如图所示，水由敞口恒液位的高位槽流向压力恒定的反应器，当管道上的阀门开度减小后，管路总阻力损失（包括所有局部阻力损失）将。
(1)不变 (2)变大 (3)变小 (4)不确定7．如图所示的并联管路，其阻力关系是。
（A）(h f)A1B(h f)A2B（B）(h f)AB=(h f)A1B+(h f)A2B（C）(h f)AB=(h f)A1B=(h f)A2B（D）(h f)AB(h f)A1B=(h f)A2B8．孔板流量计和转子流量计的最主要区别在于：前者是恒、变，而后者是恒、变。
9．如图所示，水从槽底部沿内径为100mm的水平管子流出，阀门前、后的管长见图。
槽中水位恒定。
今测得阀门全闭时，压力表读数p=59.3kPa。
现将阀门全开，试求此时管内流量。
已知阀门（全开）的阻力系数为6.4，管内摩擦因数=0.018。
第一章练习答案1．答：脉动，时均速度，脉动速度2．答：黏性力和惯性力之比。
3．答：405 mmHg4．答：5．答：黏性6．答：（1）7．答：（C）8．答：截面、压头，压头、截面9．答：槽面水位高度在槽面与管子出口间列机械能衡算式，得：解得：。
化工原理作业答案
第一章 流体流动流体的重要性质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 m331221121t m 157.0m7106083060=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+=+=ρρm m V V V 33t t m m kg 33.764m kg 157.0120===V m ρ 流体静力学4．某储油罐中盛有密度为960 kg/m 3的重油（如附图所示），油面最高时离罐底9.5 m ，油面上方与大气相通。
在罐侧壁的下部有一直径为760 mm 的孔，其中心距罐底1000 mm ，孔盖用14 mm 的钢制螺钉紧固。
若螺钉材料的工作压力为39.5×106 Pa ，问至少需要几个螺钉（大气压力为101.3×103 Pa ）？解：由流体静力学方程，距罐底1000 mm 处的流体压力为[]（绝压）Pa 10813.1Pa )0.15.9(81.9960103.10133⨯=-⨯⨯+⨯=+=gh p p ρ 作用在孔盖上的总力为N 10627.3N 76.04π103.10110813.1)(4233a ⨯⨯⨯⨯⨯-=＝）－＝（A p p F每个螺钉所受力为N 10093.6N 014.04π105.39321⨯=÷⨯⨯=F因此()（个）695.5N 10093.610627.3341≈=⨯⨯==F F n5．如本题附图所示，流化床反应器上装有两个U 管压差计。
读数分别为R 1=500 mm ，R 2=80习题5附图习题4附图mm ，指示液为水银。
为防止水银蒸气向空间扩散，于右侧的U 管与大气连通的玻璃管内灌入一段水，其高度R 3=100 mm 。
试求A 、B 两点的表压力。
解：（1）A 点的压力()（表）Pa 101.165Pa 08.081.9136001.081.9100042汞3水A ⨯=⨯⨯+⨯⨯=+=gR gR p ρρ（2）B 点的压力()（表）Pa 107.836Pa 5.081.91360010165.1441汞A B ⨯=⨯⨯+⨯=+=gR p p ρ8. 密度为1800 kg/m 3的某液体经一内径为60 mm 的管道输送到某处，若其平均流速为0.8 m/s ，求该液体的体积流量（m 3/h ）、质量流量（kg/s ）和质量通量[kg/(m 2·s)]。
化工原理作业
第一章 流体流动1、本题附图所示的贮油罐中盛有密度为960kg/m 3的油品,油面高于罐底9.6m ,油面上方为常压.在罐侧壁的下部有一直径为760mm 的圆孔,其中心距罐底800mm ,孔盖用14mm 的钢制螺钉紧固。
若螺钉材料的工作应力取32.23×106 Pa ,问至少需要几个螺钉? 答:至少要8个2、列管换热器的管束由121根φ25mm ×2.5mm 的钢管组成.空气以9 m/s 速度在列管内流动.空气在管内的平均温度为50℃,压强为196×103 Pa (表压),当地大气压为98.7×103 Pa 。
试求:(1)空气的质量流量；(2)操作条件下空气的体积流量；(3)将(2)计算结果换算为标准状况下空气的体积流量。
答: (1)1.09kg/s (2)0.343m 3/s (3)0.843 m 3/s3、高位槽内的水面高于地面8m ,水从φ108×4 mm 的管道中流出,管路出口高于地面2m.在本题特定条件下,水流经系统的能量损失可按∑h f =6.5u 2计算(不包括出口阻力损失)，其中u 为水在管内的流速，m/s 。
试计算(1)A-A ’截面处水的流速； (2)水的流量，以m 3/h 计。
答: (1)2.9 m/s (2)82m 3/h4、用离心泵把20℃的水从贮槽送至水洗塔顶部,槽内水位维持恒定.各部分相对位置如本题附图所示.管路的直径为φ76mm×2.5mm ,在操作条件下,泵入口处真空表的读数为24.66×103Pa ；水流经吸入管与排水管(不包括喷头)的能量损失可分别按∑h f ,1=2u 2与∑h f ,2=10u 2 计算,由于管径不变,故式中u 为吸入或排出管的流速m/s.排水管与喷头连接处的压强为98.07×103 Pa(表压)。
试求泵的有效功率。
答: (1) N e =2.26kw5. 本题附图所示为冷冻盐水循环系统.盐水的密度为1 100kg/m 3,循环量为36 m 3/h.管路的直径相同,盐水由A 流经两个换热器而至B 的能量损失为98.1J/kg ,由B 流至A 的能量损失为49 J/kg,试计算(1)若泵的效率为70%时,泵的轴功率为若干kw? (2)若A 处的压强表读数为245.2×103 Pa 时, B 处的压强表读数为若干?答: (1)2.31kw (2) 6.2×104Pa(表压)习题 1 附图习题3 附图 习题4 附图习题5 附图第二章流体输送机械1、在用水测定离心泵性能实验中,当流量为26 m3/h时,泵出口处压强表和入口处真空表的读数分别为152kPa和24.7kPa,轴功率为2.45kw,转速为2 900 r/min.若真空表和压强表两侧压口间的垂直距离分别为0.4 m ,泵的进、出口管径相同,两侧压口间管路流动阻力可忽略不计.试计算该泵的效率,并列出该效率下泵的性能。
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_____________。
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第一章 气-固相催化反应本征动力学
一、填空
1、某一反应，速率方程为2A
A B r kC C ，当反应速率采用kmol/(m 3.h)为单位时，则k 的因次为 。
2、反应速率常数与温度的关系为lg 10000/10.2k T ，则活化能为 。
3、反应，2A B C 在某一时刻，A 的消失速率为1.5 kmol/(m 3.h)，则B 的消失速率为
kmol/(m 3.h)，C 的生成速率为 kmol/(m 3.h)。
4、一级不可逆反应，在等温间歇条件下，转化率达到99.9%所需的时间为转化率达到50%所需时间的 倍。
5、等温下在间歇反应器中进行一级不可逆液相分解反应A B C ，5分钟时有50%的A 分解，要达到分解率为75%，则需时 分钟；若为二级不可逆反应，则需时 分钟。
6、二特丁基过氧化物的气相反应为：33332633()()2CH COOC CH C H CH COCH ，如果用纯的二特丁基过氧化物进行反应，则膨胀因子为 ，膨胀率为 。
二、简答题
1、反应速率的公式/A A r dC dt ，适用于什么条件？
2、如何理解反应级数是表征反应速率对浓度敏感程度的参数，而活化能是反应速率对温度敏感程度的标志？
3、什么叫膨胀因子，其物理意义是什么？
三、计算题
1、进入乙烷裂解炉的气体组成为C 2H 698%、CH 41.25%、N 20.75%，离开裂解炉的气体组成为C 2H 610.06%、CH 41.82%、N 20.42%、H 243.57%、C 2H 444.13%，求乙烷的转化率。
2、在等温间歇反应器中进行二特丁基过氧化物的气相反应：
33332633()()2CH COOC CH C H CH COCH ，简写为2A P S 。
实验用纯的二特丁基过氧化物，测得170℃时反应时间与系统总压的关系如下：
求该反应的级数和速率常数。
3、某一分解反应：A P ，2P A r C ，mol/(l.s) A S ， 1.0S r ，mol/(l.s) A R ，2R
A r C ，mol/(l.s) 已知C A0=1.0mol/l ，S 为目的产物。
当转化率为80%，求A 组分生成S 的收率和选择性。
4、等温条件下，进行如下一级串联反应：12k k A P R （k 1/k 2=0.8）
，求： （1）当A 的转化率为50%时，产物P 的收率为多少？
（2）当A 的转化率提高到95%时，产物P 的收率为多少？
（3）在本题条件下，产物P 的最大收率为多少？
（4）讨论上述计算结果。
5、对组分分子在催化剂表面上均匀吸附的反应：2222A B
A A
B ，其反应机理有下面两种可能：
① 22A B
A B （1） ② 2A B AB A （1） 22A B B AB
（2） 22A B A AB A （2） 实验中发生下述现象：
（1）反应开始时，反应速率r 对A 2B 是一级反应；
（2）远离平衡时，加AB 、A 2均影响反应速率r 。
判断该反应的机理与控制步骤。
6、 乙炔与氯化氢在HgCl 2活性炭催化剂上合成氯乙烯：
(C)
(B)(A)Cl H C HCl H C 3222→+ 其动力学方程式可有如下几种形式： (1) 2C C B B A A C B A )1()(p K p K p K K p p p k r +++-
= (2) )
1)(1(C C B B A A B A B A p K p K p K p p K kK r +++= (3) B
B A A B A A 1p K p K p p kK r ++= (4)
C C B B B A B 1p K p K p p kK r ++=
试说明各式所代表的反应机理和控制步骤。