流体流动、流体输送机械计算题
化工原理绪论、流体流动、流体输送机械题库
静止流体既受切向力
重力属于质量力,其不仅作用于流体表面,也作用
力,其力的方向既
可能是切向亦可
条件不足,无法判距液面深度不同,同一
水平面静止连续的同一液体内各点的静压液体种类不同,同一液柱高度表示的压力或压力面上方压力不同,同一液柱高度表示的压力或压力
(b)图对应的压力差最。
轴功率随流量增加而
工作原理同离心泵,亦是依靠惯性离心力作用对叶片数量较多且轴功率随流量增加而
减小工作原理同离心泵,亦是依靠惯性离心力作用对液体做功叶片数量较多且为后弯叶片。
化工原理考研 流体流动、流体输送机械计算题及解题思路
化工原理考研流体流动、流体输送机械计算题及解题思路第一章流体、泵1.已知输水管内径均为100mm，管内为常温水，流量为30m3/h，U形管中指示液密度为1260kg/m3，R1=872mm，R2=243mm。
求90°弯头的阻力系数ζ和当量长度。
2.槽内水位恒定。
槽的底部与内径为100mm的水平管连接，当A阀关闭时，测得R=600mm，h=1500mm，U形压差计为等直径玻璃管，试求：(1) 当A阀部分开启时，测得R=400mm，此时水管中的流量为多少(m3/h)？已知λ=0.02，管子入口处ζ=0.5。
(2) 当A阀全开时，A阀的当量长度l e=15d，λ=0.02，则水管中流量为多少(m3/h)？B点压强应为多少Pa(表)？读数R为多少？3.用离心泵将密闭贮槽A中的常温水送往密闭高位槽B中，两槽液面维持恒定。
输送管路为Φ108mm×4mm的钢管，全部能量损失为40×u2/2(J/kg)。
A槽上方的压力表读数为0.013MPa，B槽处U形压差计读数为30mm。
垂直管段上C、D两点间连接一空气倒U形压差计，其示数为170mm。
取摩擦系数为0.025，空气的密度为1.2 kg/m3，试求：(1) 泵的输送量；(2) 单位重量的水经泵后获得的能量；(3) 若不用泵而是利用A，B槽的压力差输送水，为完成相同的输水量，A槽中压力表读数应为多少？4.输水管路系统，AO管长l AO=100m、管内径为75mm，两支管管长分别为l OB=l OC=75m，管内径均为50mm，支管OC上阀门全开时的局部阻力系数ζ=15。
所有管路均取摩擦系数λ=0.03。
支管OB中流量为18m3/h，方向如图所示。
除阀门外其他局部阻力的当量长度均已包括在上述管长中。
试求：(1) 支管OC的流量(m3/h)；(2) A槽上方压强表的读数p A(kPa)。
5.用Φ89mm×4.5mm，长80m的水平钢管输送柴油，测得该管段的压降为5000Pa，已知柴油密度为800kg/m3，黏度为25mPa·s，试求：(1) 柴油在管内的流速(m/s)；(2) 该管段所消耗的功率(W)。
《流体力学与流体机械》计算题及答案
Q v1A1 v2 A2
Q
v2 A2
4
0.12
3
0.0234 m3
/
s
v1
4Q
d12
4 0.0234
0.152
1.3
3
6 m
/
s
编辑ppt
• 习题3-15 判断流动 ux = xy；uy = -xy 是否满足不可压缩流动的连续性条件 。 • 解： 因为 ux = xy；uy = -xy 与时间无关，所以流动定常，根据定常不可压微分形式连续方程，
•
图示为一轴流风机，已测得进口相对压力p1= -103 Pa，出口相对压力p2 = 150 Pa。设截面
1-2间压力损失 100Pa，求风机的全压P ( P为风机输送给单位体积气体的能量 ) 。
• 解：
p1
1
2
v12
z2
z1 ga
p
p2
2
2
v22
ghw
1000 0 p 150100
P 1250 Pa
第一章 流体及其物理性质
•
• 例1－2 相距为h=10 mm的两固定平板间充满动力粘度μ=1.49 Pa·s的甘油， 若两板间甘油的速度分布为u=4000y(h-y)
•
(1) 若上板的面积A=0.2 m2，求使上板固定不动所需的水平作用力F；
•
(2) 求y=h/3和2h/3处的内摩擦应力，
并说明正负号的意义。
有一圆桶，半径R=1m，高H=3.5m，桶内盛有高度h=2.5m的水。圆桶绕中心
轴匀速旋转。问水恰好开始溢出时，转速ω为多少？而此时距中心线r=0.4m处桶底 面上A点的压力是多少?
• 解：(1) 求旋转速度ω
第一章流体流动习题
第一章流体流动习题1. 引言本习题集旨在帮助读者巩固并深入理解流体力学中的流体流动相关知识。
通过解答各式作业题和习题，读者将能够提高对流体流动的理论知识的掌握，并能运用所学知识解决实际问题。
2. 流体等压流动2.1 定常流动1.习题1：在一水力发电站，重力因子为9.8 m/s²，一台水轮机的进口直径为10 m，出口直径为4 m，水流的速度在进口和出口处分别为12 m/s和48 m/s。
求水轮机的功率。
2.习题2：一根水平管道中水流的速度为2 m/s。
管道的截面面积为1.0 m²，密度为1000 kg/m³。
若管道上安装了一过滤器，则过滤器前后水流速度分别为2.5 m/s和1.5 m/s。
求过滤器对水流影响的大小。
2.2 无粘流动1.习题3：一个圆柱体在某无粘流体中运动，其直径为1 m，流体的密度为1 kg/m³，流速为10 m/s。
若圆柱体沿流速方向行进距离为100 m，在这一过程中流体对圆柱体所做的阻力是多少？2.习题4：一道湍流水流通过一个圆柱体。
圆柱体的直径为2 m，流速为5 m/s，流体密度为1.2 kg/m³。
若圆柱体所受到的阻力为1000 N，求流过圆柱体的湍流水流的体积流量。
3. 流体定常流动3.1 流管与元素流量1.习题5：一条河的宽度为10 m，平均流速为2 m/s。
设河水的密度为1000 kg/m³。
求河水的体积流量。
2.习题6：某水管直径为0.2 m，输送液体的流速为3 m/s。
求液体的质量流量。
3.2 动量定理与波动方程1.习题7：一个质量为1000 kg的船以速度10 m/s行驶，船上一个质量为10 kg的人以速度2 m/s从船头跳进水中。
求船在跳水后的速度。
2.习题8：一个质量为500 kg的小汽车以速度20 m/s驶入河流。
汽车下沉后速度降为8 m/s。
求汽车所受的阻力大小。
4. 流体非定常流动4.1 欧拉方程与伯努利方程1.习题9：一水管中水的流速为2 m/s。
流体力学与流体机械大题
6.用离心泵将水由水槽送至水洗塔中,水洗塔内的表压为 9.807×104N/m2,水槽液面恒定,其上方通大气,水槽液面与输送管出口 端的垂直距离为 20m,在某送液量下,泵对水作的功为 317.7 J/kg，管内摩擦系数为 0.018，吸入和压出管路总长为 110m(包括管 件及入口的当量长度,但不包括出口的当量长度)输送管尺寸为 φ108×4mm,水的密度为 1000kg/m3。求输水量为多少 m3/h。
代入(1)可得：15u12=2(p1-p2)/ρ=8012
u1=23.11m./s Vs=(π/4)D2u1=0.1814m3/s
或 V=653m3/h
8.用离心泵经φ57×3.5mm 的钢管, 将敞口贮槽内的有机溶剂(密度为 800kg/m3,粘度为 20cp)输送到反应器中。设贮槽内的液面
离反应器内的液面高度保持 16m，见附图。已知钢管总长度(包括局部阻力当量长度) 为 25m，反应器内的压力恒定为 4kgf/cm2 (表 压) ,有机溶液输送量为 6 m3/h,试确定泵提供的压头。
【解】∵u1≈0≈u2 p1=p2 于是 gZ1=gZ2+Σhf g(Z1-Z2)=Σhf =20.6u2/2 u=[2g(Z2-Z2)/20.6]0.5 =(2×9.81×6/20.6) 0.5 =2.39m/s Z1′=Z2+20.6u′2/2g =5+20.6(1.3×2.39) 2/(2×9.81) =15.14m 增高为：Z1′-Z1=15.14-11=4.14m
化工原理习题课
3.某敞口高位槽送水的管路如图所示，所有管径均为50mm， 某敞口高位槽送水的管路如图所示，所有管径均为 某敞口高位槽送水的管路如图所示 ， 管长L 管长 OC=45m， LCB=15m（均包括所有局部阻力当量长 ， （ ），当阀 全关， 当阀a全关 打开时， 度），当阀 全关，阀b打开时，压力表 B的读数为 打开时 压力表P 2.4×104Pa。假设阻力系数 均为 均为0.03，水的密度为 × 。假设阻力系数λ均为 ， 1000kg/m3。 （1）试计算B管道 ）试计算 管道 （CB段）的流速； 段 的流速； （2）若维持阀 的开度 ）若维持阀b的开度 不变，逐渐打开阀a， 不变，逐渐打开阀 ， 直到CB、 两管中流 直到 、CD两管中流 速相等，此时B管的流 速相等，此时 管的流 速又为多少？ 速又为多少？
化工原理习题课
流体流动及流体输送机章
1.用离心泵把 ℃的水从储槽送至水洗塔顶部，槽内水位维持 用离心泵把20℃的水从储槽送至水洗塔顶部， 用离心泵把 恒定。各部分相对位置如本题附图所示。 恒定。各部分相对位置如本题附图所示。管路的直径均为 Φ76mm×2.5mm，在操作条件下，泵入口处真空表的读数为 × ，在操作条件下， 24.66×103Pa；水流经吸入管与排出管（不包括喷头）的能量 × ；水流经吸入管与排出管（不包括喷头） 计算，由于管径不变，故式中u为吸入或排出 损失可分别按与 计算，由于管径不变，故式中 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 管的流速 。排水管与喷头连接处的压强为98.07×103Pa × 表压）。 （表压）。 试求：（ ）水在管内的 试求：（1） ：（ 流速u；（ ；（2） 流速 ；（ ）泵的有效 功率；（ ；（3） 功率；（ ）已知泵的效 率为60%，求操作条件下 率为 ， 泵的轴功率。 泵的轴功率。
01第一章流体流动输送习题
pB p2 H2O g h2 R2 Hg gR2 p3 H2O g R1 h2 h1 H2O g h2 R2 Hg gR2
则
pAB pA pB Hg gR1 H2O gh1 H2O g R1 h2 h1 H2O g h2 R2 Hg gR2 Hg g R1 R2 H2O g h1 R1 h2 h1 h2 R2
习题1-14 附图
耗的轴功率，泵的效率取为65%。
解：在敞口贮槽液面与管道设备入口处截面间列柏努利方程，以贮槽液面所在水平面为基准
水平面
gz1 u12 2 p1 we gz2 u22 2 p2 wf
其中：z1＝0 m，z2＝10 m，u1≈u2≈0，p1＝0(表压)，p2＝×106 Pa(表压)，
管路所需功率为： Ne gheVs 9.8115.1 98515 3600 608 W
阀门全开时管路所需压头为： he 7 1.93u1.75 14.2 m 管路所需功率为： Ne gheVs 9.8114.2 98515 3600 572 W
1-14 用离心泵将敞口贮槽中的大豆油（密度为940
Q/(m3/s)Biblioteka 0H/m26
23
21
12
现因生产需要，要求流量增加为 0.0055m3/s，其他条件不变，试通过计算，提出几种不
同的解决方案，并对其进行比较。（工厂有同型号备用泵）
解：取贮水池液面为 1-1 截面，高位槽液面为 2-2 截面，在两截面间列柏努利方程。以 1-1
截面所在水平面为基准面
z1 u12 2g p1 g he z2 u22 2g p2 g hf
9
2
u2 9.81
第三章 化工基础流体流动过程与输送设备练习题
第三章流体流动过程及输送设备练习题一、填空题：1.牛顿粘性定律用内摩擦力的表达式为_____________. 用剪应力的表达式为____________.2.当地大气压为750mmHg时,测得某体系的表压为50mmHg,则该体系的绝对压强为_________mmHg, 真空度为_______mmHg.3.计算流体局部阻力损失的方法有:_______________,_________________,其相应的阻力损失计算公式为_______________,____________________。
4.理想流体是指________________________________；而实际流体是指___________________________。
5.牛顿粘性定律表达式为______________，其比例系数 (粘度) 的物理意义是_____________________。
6. 流体流动的型态用_____来判断，当________时为湍流，当________时为滞流，当______时为过渡流。
7.化工生产中，物料衡算的理论依据是_________________，热量衡算的理论基础是________________。
8.当流体的体积流量一定时,流动截面扩大,则流速__________,动压头___________,静压头___________。
9.流体的粘度指______________________________________。
粘度随温度变化而变化,液体的粘度随温度升高而________；气体的粘度则随温度升高而________。
10.液柱压力计量是基于______________原理的测压装置,用U形管压强计测压时,当压强计一端与大气相通时,读数R表示的是_________或___________。
14.液体的粘度随温度升高而________,气体的粘度随温度的升高而_______。
化工原理复习 选择及计算题 答案
第一章 流体流动与输送机械一、 填空或选择1．牛顿粘性定律的表达式为 du dyτμ=，该式应用条件为 牛顿型 流体作_层流 流动。
在SI 制中，粘度的单位是 流体的物性 ，在cgs 制中，粘度的单位是 泊 。
2．某设备的表压强为100kPa ，则它的绝对压强为_201.33 kPa ；另一设备的真空度为400mmHg ，则它的绝对压强为_360mmHg 。
（当地大气压为101.33 kPa ）3．流体在圆形直管中作滞流流动时，其速度分布侧形是_抛物线 型曲线。
其管中心最大流速为平均流速的_2 倍，摩擦系数λ与Re 关系为64Reλ=。
层流区又称为阻力的 一次方 。
4．流体在钢管内作湍流流动时，摩擦系数λ与_Re_和_ε/d 有关；若其作完全湍流，则λ仅与_ε/d 有关。
完全湍流又称为阻力的 平方区 。
5．流体作湍流流动时，邻近管壁处存在一_层流底层_，雷诺数愈大，湍流程度愈剧烈，则该层厚度_越薄 ；流动阻力 越大 。
6．因次分析的依据是_因次一致性原则 。
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_减小 ，管路的局部阻力将_增大 ，直管阻力将_减小 ，管路总阻力将_恒定 。
（设动能项可忽略。
）8．根据流体力学原理设计的流量（流速）计中，用于测定大直径气体管路截面上速度分布的是 测速管（皮托管） ；恒压差流流量计有 转子流量计 ；恒截面差压流量计有 孔板流量计和文丘里流量计 ；能量损失最大的是 孔板流量计 ；对流量变化反映最灵敏的是孔板流量计。
A ．孔板流量计B ．文丘里流量计C ．皮托管D ．转子流量计9．当量直径的定义式为4⨯流通截面积润湿周边，水力半径为_1/4_倍当量直径。
10．直管阻力的计算式22f l u p d ρλ∆=； 局部阻力的计算式有22f u p ρξ∆= 和22e f l u p d ρλ∆=。
11．水流经图示的管路系统从细管喷出。
流体输送练习题
流体输送练习题流体输送是一门重要的工程学科，涉及到液体和气体在管道系统中的输送、流体力学、管道设计等内容。
为了巩固对流体输送原理和计算方法的理解，下面将提供一些流体输送的练习题，供大家参考。
题目一：水泵选型计算某工程需要通过一段长度为500米的水平管道输送水。
根据实际工程要求，水的流量为15立方米/小时，输送距离为500米。
已知管道的摩擦系数为0.02，管道内径为0.2米，请计算所需的水泵功率。
解答：首先，我们需要计算水的体积流速。
由于流量已知为15立方米/小时，可将其转换为体积流速为4.17×10^-3立方米/秒。
接下来，计算水的线速度为体积流速除以管道的横截面积（πr^2，其中r为管道半径）得到5.26米/秒。
根据流体力学的基本原理，管道内的摩擦阻力与管道长度和摩擦系数成正比，与管道内径和水的线速度的平方成正比。
因此，通过摩擦阻力计算公式 F = k × L × (v^2) / (2 × r)，可以计算出摩擦阻力为1936牛顿。
最后，我们可以计算所需的水泵功率。
水泵所提供的功率等于输送水的功率加上摩擦阻力所做的功率。
输送水的功率由公式P = Q × H / ρ × g 计算得到，其中Q为流量，H为水的扬程，ρ为水的密度，g为重力加速度。
根据题目中的数据，可以计算出水的扬程为0（水平管道无扬程），水的密度取约为1000千克/立方米，重力加速度为9.8米/秒^2。
代入公式计算得到输送水的功率为0瓦特（Joule/秒）。
综上所述，所需的水泵功率为1936瓦特。
题目二：气体压缩机选择某工业过程中，气体需要从1.5巴升压到8巴进行输送。
已知气体的流量为10立方米/分钟，温度为25摄氏度。
请计算所需的气体压缩机功率。
解答：首先，我们需要将气体的流量转换为体积流速。
由于流量已知为10立方米/分钟，可将其转换为体积流速为1.67×10^-4立方米/秒。
化工原理单元练习及参考答案
单元测试一：流体流动及输送机械一、填空题1. 流体在圆形直管做层流流动，管中心最大流速为平均流速得 倍，摩擦系数λ与Re 的关系为 。
2，λ=64/Re ；2. U 型管压差计指示液为水，若所测压差不变，要使读数R 增大，应更换一种密度比水 的指示液。
小，A B i ()Rg ρρ-=-P P3. 流体输送机械向流体提供的能量主要用于 提高流体势能 和 克服阻力损失 。
4. 离心泵前必须先灌泵是因为 。
空气密度小，造成的压差或泵吸入口的真空度小而不能将液体吸入泵内；5. 用离心泵将地面敞口容器中的碱液送至离地面10m 高处密闭容器中，容器上方真空表读数为P ，现在表的读数增大，其他管路条件不变，则管路总阻力损失将 。
增大，2V H Kq g ρ∆=+P ，gρ∆P 减小，导致离心泵工作点向右下移动，流量增大，根据阻力损失计算式可知，h f 增大，压头降低，6. 已知某泵的特性曲线为He=30-2.4qv 2，则将其与另一台完全相同的泵串联组合后，串联泵的特性曲线为 He=60-4.8q v 2 ，若并联，并联泵的特性曲线为 He=30-0.6q v 2 。
7. 启动离心泵前，应先 和 ，启动往复泵前，必须检查是否打开 。
关闭出口阀，灌泵，出口阀；8. 某空气转子流量计最大刻度为30 m 3/h ，若用以测量氮气流量（P 、T 相同），则q v,max = m 3/h ，若用以测P=3atm 的空气，则q v,max =m 3/h 。
30.5，19.32； 0f V V R V q q C A PM RT q ρρρ=>>==所以 9. 水由敞口高位槽通过一管路流向压力恒定的反应器，当管路上的阀门开度减小（湍流态变为层流态），水流量将 ，摩擦系数 ，管路总阻力损失 。
（增大，减小，不变） 减小，增大，不变；莫迪图判断摩擦系数，高位槽与反应器机守方程判断总阻力损失。
10. 用离心泵在两敞口容器间输液，同一管路中，用离心泵输送密度ρ=1.2ρ水的液体，与输水相比，离心泵的流量 ，扬程 ，轴功率 。
化工原理复习资料选择及计算题---答案
第一章 流体流动与输送机械一、 填空或选择1．牛顿粘性定律的表达式为du dyτμ=，该式应用条件为 牛顿型 流体作_层流 流动。
在SI 制中，粘度的单位是 流体的物性 ，在cgs 制中，粘度的单位是 泊 。
2．*设备的表压强为100kPa ，则它的绝对压强为_201.33 kPa ；另一设备的真空度为400mmHg ，则它的绝对压强为_360mmHg 。
〔当地大气压为101.33 kPa 〕3．流体在圆形直管中作滞流流动时，其速度分布侧形是_抛物线 型曲线。
其管中心最大流速为平均流速的_2 倍，摩擦系数λ与Re 关系为64Reλ=。
层流区又称为阻力的 一次方 。
4．流体在钢管内作湍流流动时，摩擦系数λ与_Re_和_ε/d 有关；假设其作完全湍流，则λ仅与_ε/d 有关。
完全湍流又称为阻力的 平方区 。
5．流体作湍流流动时，邻近管壁处存在一_层流底层_，雷诺数愈大，湍流程度愈剧烈，则该层厚度_越薄 ；流动阻力 越大 。
6．因次分析的依据是_因次一致性原则 。
7．从液面恒定的高位槽向常压容器加水，假设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 ，直管阻力将_减小 ，管路总阻力将_恒定 。
〔设动能项可忽略。
〕8．根据流体力学原理设计的流量〔流速〕计中，用于测定大直径气体管路截面上速度分布的是 测速管〔皮托管〕 ；恒压差流流量计有 转子流量计 ；恒截面差压流量计有 孔板流量计和文丘里流量计 ；能量损失最大的是 孔板流量计 ；对流量变化反映最灵敏的是孔板流量计。
A ．孔板流量计B ．文丘里流量计C ．皮托管D ．转子流量计9．当量直径的定义式为4⨯流通截面积润湿周边，水力半径为_1/4_倍当量直径。
10．直管阻力的计算式22f l u p d ρλ∆=； 局部阻力的计算式有22f u p ρξ∆=和22e f l u p d ρλ∆=。
11．水流经图示的管路系统从细管喷出。
第一章 流体流动与输送设备(习题及答案)
第一章 流体流动与输送设备1. 燃烧重油所得的燃烧气，经分析知其中含CO 28.5％，O 27.5％，N 276％，H 2O8％（体积％），试求此混合气体在温度500℃、压力101.3kPa 时的密度。
解：混合气体平均摩尔质量m o lkg M y M i i m /1086.281808.02876.032075.044085.03-⨯=⨯+⨯+⨯+⨯=∑=∴ 混合密度333/455.0)500273(31.81086.28103.101m kg RT pM m m =+⨯⨯⨯⨯==-ρ2．已知20℃下水和乙醇的密度分别为998.2 kg/m 3和789kg/m 3,试计算50％（质量％）乙醇水溶液的密度。
又知其实测值为935 kg/m 3，计算相对误差。
解：乙醇水溶液的混合密度7895.02.9985.012211+=+=ρρρa a m3/36.881m kg m =∴ρ相对误差：%74.5%10093536.8811%100=⨯⎪⎭⎫⎝⎛-=⨯-实实m m m ρρρ3．在大气压力为101.3kPa 的地区，某真空蒸馏塔塔顶的真空表读数为85kPa 。
若在大气压力为90 kPa 的地区，仍使该塔塔顶在相同的绝压下操作，则此时真空表的读数应为多少？解：''真真绝p p p p p a a -=-=∴kPa p p p p a a 7.73)853.101(90)(''=--=--=真真4．如附图所示，密闭容器中存有密度为900 kg/m 3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。
解：液面下测压口处压力gh p z g p p ρρ+=∆+=10m h g p p g p gh p z 36.255.081.990010)4258(30101=+⨯⨯-=+-=-+=∆∴ρρρ5. 如附图所示，敞口容器内盛有不互溶的油和水，油层和水层的厚度分别为700mm 和600mm 。
化工原理第二版两册答案(习题5 附图主编)
第一章 流体流动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 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 ρ 7．某工厂为了控制乙炔发生炉内的压力不超过13.3 kPa （表压），在炉外装一安全液封管（又称水封）装置，如本题附图所示。
液封的作用是，当炉内压力超过规定值时，气体便从液封管排出。
试求此炉的安全液封管应插入槽内水面下的深度h 。
化工原理上册习题以及答案
第1-2章流体流动及流体输送机械一、选择题1. 流体在圆形直管内作定态流动，雷诺准数Re＝1500，则其摩擦系数应为（）（A） 0.032 （B）0.0427 （C）0.0267 （D）无法确定2.在静止流体内部各点的静压强相等的必要条件是（）（A）同一种流体内部（B）连通着的两种流体（C）同一种连续流体（D）同一水平面上，同一种连续的流体3.在一水平变径管道上，细管截面A及粗管截面B与U管压差计相连，当流体流过时，U管压差计测量的是（）（A）A、B两截面间的总能量损失（B）A、B两截面间的动能差（C）A、B两截面间的压强差（D）A、B两截面间的局部阻力4. 双液体U形差压计要求指示液的密度差（）。
(A) 大 (B) 中等 (C) 小 (D) 越大越好5. 管路由直径为Φ57×3.5mm的细管，逐渐扩大到Φ108×4mm的粗管，若流体在细管内的流速为4m/s。
则在粗管内的流速为（）（A） 2m/s （B）1m/s （C） 0.5m/s （D） 0.25m/s6.湍流与滞流的本质区别是（）（A）湍流的流速大于滞流的（B）湍流的Re值大于滞流的（C）滞流无径向脉动，湍流有径向脉动（D）湍流时边界层较薄7. 在阻力平方区内，摩擦系数λ（）（A）为常数，与Re，ε/d 均无关（B）随Re值加大而减小（C）与Re值无关，是ε/d的函数（D）是Re值和ε/d的函数8. 流体在圆形直管中作滞流流动时，其直管阻力损失与流速u的关系为（）（A）与u2成正比（B）与u成正比（C）与u1.75成正比(D) 与u0.55成正比9. 在计算突然扩大及突然缩小的局部阻力时，公式中的流速应该用（）中的流速。
（A）大管（B）小管(C）大管和小管任取其一10. 所谓定态流动是指（）(A) 理想流体的流动(B) 服从牛顿粘性定律的流体流动(C) 流体在流动过程中，其操作参数只是位置的函数，而不随时间变化11. 离心泵的扬程是指（）(A)实际的升扬高度 (B)泵的吸上高度(C)泵对单位重量液体提供的有效能量 (D)泵的允许安装高度12. 当液体的密度改变时，离心泵的压头H和轴功率N的变化为（）(A) H、N均不变 (B) H不变，N改变(C) H 改变，N不变 (D) H、N均改变13. 离心泵的安装高度与（）(A) 泵的结构无关 (B) 液体流量无关(C) 吸入管路的阻力无关 (D) 被输送流体的密度有关14. 下列两设备，均须安装旁路调节流量装置（）(A)离心泵与往复泵 (B)往复泵与齿轮泵(C)离心泵与旋涡泵 (D)离心泵与齿轮泵参考答案1. B2.D3.C4.C5.B6.C7. C8. B9.B10.C 11.C 12.B 13.D 14. B二、填空题1.边界层的形成，是液体具有的结果。
化工原理复习选择及计算题答案
化工原理复习选择及计算题答案文档编制序号：[KK8UY-LL9IO69-TTO6M3-MTOL89-FTT688]第一章流体流动与输送机械一、填空或选择1．牛顿粘性定律的表达式为dudyτμ=，该式应用条件为牛顿型流体作_层流流动。
在SI制中，粘度的单位是流体的物性，在cgs制中，粘度的单位是泊。
2．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_360mmHg 。
（当地大气压为 kPa）3．流体在圆形直管中作滞流流动时，其速度分布侧形是_抛物线型曲线。
其管中心最大流速为平均流速的_2 倍，摩擦系数λ与Re关系为64Reλ=。
层流区又称为阻力的一次方。
4．流体在钢管内作湍流流动时，摩擦系数λ与_Re_和_ε/d 有关；若其作完全湍流，则λ仅与_ε/d 有关。
完全湍流又称为阻力的平方区。
5．流体作湍流流动时，邻近管壁处存在一_层流底层_，雷诺数愈大，湍流程度愈剧烈，则该层厚度_越薄；流动阻力越大。
6．因次分析的依据是_因次一致性原则。
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_减小，管路的局部阻力将_增大，直管阻力将_减小，管路总阻力将_恒定。
（设动能项可忽略。
）8．根据流体力学原理设计的流量（流速）计中，用于测定大直径气体管路截面上速度分布的是测速管（皮托管）；恒压差流流量计有转子流量计；恒截面差压流量计有 孔板流量计和文丘里流量计 ；能量损失最大的是 孔板流量计 ；对流量变化反映最灵敏的是孔板流量计。
A ．孔板流量计B ．文丘里流量计C ．皮托管D ．转子流量计9．当量直径的定义式为4⨯流通截面积润湿周边，水力半径为_1/4_倍当量直径。
10．直管阻力的计算式22f l u p d ρλ∆=； 局部阻力的计算式有22f u p ρξ∆= 和22e f l u p d ρλ∆=。
11．水流经图示的管路系统从细管喷出。
流体流动、流体输送机械练习题
u= Q 30 ÷ 3600 = = 1.62m / s 2 2 0.785d 0.785 × 0.081
20℃水的粘度为1.005cP。 ℃水的粘度为 。
0.081 × 1.62 × 1000 Re = = = 1.306 × 105 1.005 × 10−3 µ λ = 0.01227 + 0.7543 /(1.305 × 105 )0.38 = 0.0209 dup
3．常温下水密度为1000kg／m3，粘度为 ．常温下水密度为 粘度为1cP，在d内=100mm管 ／ ， 管 内以3m/s的速度速度流动，其流动类型为 的速度速度流动， 内以 的速度速度流动 。 4．12kgf·m＝ ． ＝ J。 。 5．空气在标准状态下密度为1.29kg／m3，在0.25MPa下(绝 ．空气在标准状态下密度为 ／ 下绝 压)80 ℃时的密度为 。
流量改变后， 流量改变后，总压降与原来总压降相同
lu lu λ3 + λ1 =λ 2d 2d 2d 高度湍 ,λ3 = λ1 = λ, l原 = ( l3 + l1 ) = 2l1 流 u3 u1 = 2
2 3 3
2 1 1
l原u2
2 u3 u3 1 + = u2 2 2 2
2
5 2 8 2 u3 = u u3 = u 8 5 8 8 qv3 = qv = ×5000 = 6330m3 / h 5 5
式中H的单位为 ，Q的单位为 3/min。求最高效率点的效 式中 的单位为m， 的单位为m 。 的单位为 的单位为 率并评价此泵的适应性；（ ）若此泵适用， 率并评价此泵的适应性；（3）若此泵适用，用关小阀门调节流 ；（ 量，求调节阀门消耗的功率；（ ）若（2）的泵不用改变阀门 求调节阀门消耗的功率；（4） ；（ ） 的开度而改变转速调节流量，试求转速应调节到多少？ 的开度而改变转速调节流量，试求转速应调节到多少？
第2章流体的流动过程与输送机械习题解答
(3) 9.81 30.45 = 9.81H+1.96+4.9 H= 29.75 m
⑴ 空气的密度为 PM (98.7 196) 29 3.18 kg/m3 RT 8.314(273 50)
空气的质量流量为
qm
uA
un
4
d
2
9121
4
0.022
3.18
1.09
kg/s
⑵
操作条件下的空气的体积流量
qv
qm
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1.09 3.18
7.一定量的流体在圆形直管内作层流流动。若管长及液体物性不变，而管径减至原有的 1/2，
问因流动阻力而产生的能量损失为原来的多少倍？
解：
根据泊谡叶方程式
ΔP=32μLu/d2
已知 l1 l2 ,
1
=2
，
d2
1 2
d1
而
u2 u1
d12 d 22
则
pf 2 p f 1
322l2u2
0.343
m3
/s
⑶ 标况下空气的密度 PM 10129 1.29 kg/m3 RT 8.314273
因此，标况下空气的体积流量
qv
qm
1.09
1.29
0.845
m3
化工原理-习题-流体流动及流体输送机械
流体流动及输送装置一、填空1. 按照化工单元操作所遵循的基本规律的不同，可将单元操作分为动量传递、热量传递、质量传递。
2. 化工生产中，物料衡算的理论依据是质量守恒定律，热量衡算的理论基础是能量守恒定律。
3. 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850mmHg，真空度为-100mmHg.4. 液柱压力计量是基于流体静力学原理的测压装置，用U形管压强计测压时，当压强计一端与大气相通时，读数R表示的是表压或真空度。
5. 转子流量计的设计原理是依据流动时在转子的上、下端产生了压强差。
6. 静止液体中两处压力相等的条件是连续、同一液体、同一水平面。
7. 流体在圆管内作稳定连续流动时，当Re≤2000时为滞流流动，其摩擦系数λ=64/Re；当Re≥4000时为湍流流动。
当Re在2000-4000之间时为过渡流。
流体沿壁面流动时，有显著速度梯度的区域称为流动边界层。
8. 当流体的体积流量一定时，流动截面扩大，则流速减少，动压头减少，静压头增加。
9. 柏努利方程实验中，在一定流速下某测压管显示的液位高度为静压头，当流速再增大时，液位高度降低，因为阻力损失增大。
10. 理想流体是指没有粘性或没有摩擦阻力，而实际流体是指具有粘性或有摩擦力，流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是流体具有粘性。
11. 一般情况下，温度升高，液体的粘度减小，气体的粘度增大。
12. P/(ρg)的物理意义是表示流动系统某截面处单位重量流体所具有的静压能,称为静压头。
mu2/2的物理意义是表示流动系统某截面处1kg流体具有的动能。
13. 雷诺准数的表达式为R e=dμρ/μ。
当密度ρ＝1000kg/m，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，其流动类型为湍流14. 流体在圆直管内流动，当Re≥4000时的流型称为湍流，其平均速度与最大流速的关系为u＝0.8u max；Re≤2000的流型称为滞流，其平均速度为u＝0.5u max。
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流体流动、流体输送机械习题课例题
1、用离心泵将池中水送到高位槽，已知管路总长
100m （包括当量长），其中压力表后为80m ，管路摩擦系数，管内径0.05m ，当流量为10m 3
/h 时泵效率
为80%，求：（1）泵的轴功率；（2）压力表读数。
（取
=1000kg/m 3） 解：（1）如图取1-1、2-2截面，以1-1截面为基准列柏努利方程：
22
1
122
1222
e f p u p u gz W gz W ρρ+++=+++∑
1212120;21820;;0z z m p p u u ==+==== 2e f W gz W =+∑
2
2
e f l l u W d λ+∑=
]/[415.105
.0785.03600
/104
2
2
s m d q u v
=⨯=
=
π
\
22
100 1.4150.02550.06[/]20.052
e f l l u W J kg d λ+∑==⨯⨯=
29.812050.06246.26[/]e f W gz W J kg =+∑=⨯+=
有效功率 10
1000246.26684[/]3600
e m e v e P q W q W J s ρ===⨯⨯= 轴功率 684
855[/]80%
e
a P P J s η
=
=
= （2）以3-3截面为基准，在3-3、2-2截面间列柏努利方程：
223
322
323222
f p u p u gz gz W ρρ-++=+++∑
322230;18;0;0; 1.415/z z m p u u u m s ======
2
3
3
3322
f P u gz W ρ-=+∑-1
122
18m 2m 3 压力表
3
1
1
22
18m
2m
3 压力表
3
223280 1.4150.02540.04[/]20.052
e f l l u W J kg d λ-+∑==⨯⨯=
2
2
3
3332 1.4159.811840.04215.6[/]22
f P u gz W J k
g ρ-=+∑-=⨯+-=
、
2、欲用离心泵将20℃水以30m 3/h 的流量由水池打
到敞口高位槽，两液面均保持不变，液面高差为18m ，泵的吸入口在水池上方2m 处，泵的吸入管路全部阻
力为1m 水柱，压出管路全部阻力为3m 水柱，泵效
率60%。
求：（1）泵的轴功率；
（2）若允许吸上真空高度为5m ，用上述安装高度是否合适（=1000kg/m 3
；动压头可略） 解：（1）如图，取1-1、2-2截面，以1-1截面为基准列柏努利方程：
212
2
22211122-∑+++=+++f e h g
u g p z H g u g p z ρρ
已知：1212120,18,,0z z m p p u u =====
)(223118212m h z H f e =++=∑+=-
泵的轴功率： ~
kw g
H q P P e v e
a 35.2997%
60360081
.910002230≈=⨯⨯⨯⨯=
=
=
η
ρη
（2）)(410522
1m H g u H H f s g =--=∑--= ∴>,2m H g 安装高度合适。
1
12
2
18m 2m
3、如图所示，已知管内径d=50mm ，在正常输水中管总长（包括当量长）为60m ，摩擦系数为，
泵的性能曲线方程是8
.088.019v q H -=。
问：（1）流量为10m 3/h 时输送每立方米的水需外加功为多少此泵是否可以胜任
（2）当调节阀门使流量减到8m 3/h 时，泵的轴功将如何变化（不考虑泵效率改变） 解：（1）如图，取1-1、2-2截面，以1-1截面为基准列柏努利方程式：
212
2
22211
12
2-∑+++=+++f e h u p gz W u p gz ρρ
~
010*******=====u u p p m z z ；；； 212e f W gz h -=+∑
]/[415.105
.0785.03600
/104
2
2
s m d q u v
=⨯=
=
π
]/[6.272
415.105.060023.02222
1kg J u d l l h e f =⨯⨯=+=∑-λ
]/[7.1256.271081.9212kg J h gz W f e =+⨯=∑+=-
即每千克质量水需要功，每m 3水需要×103J ，或。
此时需要压头为：][8.12]/[8.1281
.97
.125m N J g W H e ====
需 泵在此时可提供的压头为：][4.131088.0198.0m H =⨯-=
需H H > 故泵可以胜任。
（2）v a gq P H
ρη
=
当3
8/v q m h =时：0.8
190.88814.4[]H m '=-⨯=
，
/14.48
0.86/13.410
a v v v v a P H q g H q P Hq g Hq ρηρη''''⨯====⨯改原
即变化后轴功率是原来的倍。
或
14.4813.410
14%13.410
a a v v v a P P H q Hq P Hq -''-⨯-⨯===-⨯改原原
即变化后轴功率降低了14％。
4、从水池用离心泵向高位槽送水，要求水的流量为18m 3/h ，已知进出泵的输水管为0×mm 的钢管，高位槽水面距水池面高20m ，全管线总阻力损失为25倍动压头。
今有一台离心泵，其性能为
62.0,8.30,/203===ηm H h m q v （最高效率点），问
此泵能否用
解：如图，选截面1-1、2-2，以1-1截面为基准列柏努利方程式：
212
2
22211122-∑+++=+++f e h g
u g p z H g u g p z ρρ
020*******=====u u p p m z z ；；；
^
212e f H z h -=+∑
管内流速： ]/[27.2)1000
5.3260(414.33600/1842
2s m d q u v =⨯-⨯==π
g
u h z H f e 225202
2
12+=∑+=-
81
.9227.225202
⨯+=
][6.26m =
e H m H >=8.30 可用∴
11
22
20m
5、如图所示，从水池用离心泵向高位槽送水，要求送水量为45m 3/h ，总管路长（包括当量长度）150m ，高位槽内压强（表压），管路均为×mm 的光
滑管，高位槽水面距水池面高20m 。
水的密度为1000kg/m 3
，粘度为1mPa ·s 。
求：泵的压头和轴功率（泵效率为65％）。
11
2
20m
解：根据送水量，可计算出管内流体流速
~
2
245/3600
1.59[/]
3.14
(0.1)4
4
v q u m s d
π
=
=
=⨯
通过雷诺数判定管内流动类型，从而确定摩擦系数的计算方法
0.1 1.591000
Re 159********.001
du ρ
μ
⨯⨯=
=
=> 为湍流
对于光滑管，湍流时： 0.250.25
0.31640.3164
0.0158159000
e R λ=
== 选截面1-1、2-2，以1-1截面为基准列机械能衡算式：
212
2
22211122-∑+++=+++f e h g
u g p z H g u g p z ρρ
1211220200()019.62()z z m p u u p kPa ======；；表压；；表压
2212
150 1.590.0158 3.120.129.81
f l u h m d
g λ-∑∑==⨯⨯=⨯
带入上式可得泵的压头为：
3
221219.621020 3.125.110009.81
e f p H z h m g ρ-⨯=++∑=++=⨯
泵的轴功率：
4525.110009.81
4735360065%
e
v e a P q H g
P w ρη
η
⨯⨯⨯=
=
=
=⨯。