03流体流动习题答案
流体流动习题及答案
流体流动习题及答案1、如图1所示,直径为10cm的圆盘由轴带动在一平台上旋转,圆盘与平台间充有厚度S =1.5mm的油膜。
当圆盘以n=50r/min旋转时,测得扭矩M=2.94X 10Nm。
设油膜内速度沿垂直方向为线性分布,试确定油的黏度。
图1解:在半径方向上取dr,则有dM = dFr由题有dF= T・ dA..du dy2 2dA二二(r dr)-愿r=2二r drdu _ 2二nrdy 、所以有dM二"虫2二r dr r = J 42 - r 3dr dy §两边积分计算得M二丄M2 -r4代入数据得2.94 X10Nm=uX(0.05m) 4xn X(50/60) s / (1.5 X 10m)可得尸8.58 x T0Pas2、常压、20r的空气稳定流过平板壁面,在边界层厚度为 1.8mm处的雷诺数为6.7 x 10求空气的外流速度。
解:设边界层厚度为空气密度为p空气流速为u。
由题,因为湍流的临界雷诺数一般取5X10>6.7 x 10所以此流动为层流。
对于层流层有4.641x05-Re x同时又有Pxu Rex= —两式合并有0.54.641 Re =即有4.641 x(6.7 x 10 0.5= u x 1x f0g/m3x 1.8mm (1.81 x f0Pas)u = 0.012m/s3、污水处理厂中,将污水从调节池提升至沉淀池。
两池水面差最大为10m, 管路摩擦损失为4J/kg,流量为34 m3/h。
求提升水所需要的功率。
设水的温度为25C。
解:设所需得功率为N e,污水密度为pN e= W e q v p=(g Az Elh) q v p=(9.81m/s2x 10m+4J/kg) x 1x g1m3x 34/3600rn/s=964.3W4、如图所示,有一水平通风管道,某处直径由400mm减缩至200mm。
为了粗略估计管道中的空气流量,在锥形接头两端各装一个U管压差计,现测得粗管端的表压为100mm水柱,细管端的表压为40mm水柱,空气流过锥形管的能量损失可以忽略,管道中空气的密度为 1.2kg/m3,试求管道中的空气流量图2解: 在截面1-1和2-2之间列伯努利方程:2 2U1 /2 + P1/ 尸U2 /2 + P2/ P由题有U2= 4U1所以有2 2U1 /2 + p1/ 尸 16u1 /2 + p2/ p即15 u/= 2X (修 p2)/ p=2X (o pp )g(RR2)/ p=2X 1000-1.2) kg/m 3X 9.81m/S( 0.1m —0.04m)3/ (1.2kg/m3)解之得U1 = 8.09m/s所以有u2= 32.35m/s2 3q v= 5A= 8.09m/s X (X00mm) = 1.02m /s5、如图3-3所示,有一直径为1m的高位水槽,其水面高于地面8m,水从内径为100m m的管道中流出,管路出口高于地面2m,水流经系统的能量损失(不包括出口的能量损失)可按a h f =6.5u2计算,式中u为水在管内的流速,单位为m/s。
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。
流体流动试题集及参考答案
流体流动试题集及参考答案一、填空题:1.(3分)雷诺准数的表达式为________________。
当密度ρ=1000kg.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,其雷诺准数等于__________,其流动类型为______.Re=duρ/μ; 10 ; 湍流2.(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; -1003.(3分)测量流体流量的流量计主要有如下四种:___________,_______________,______________,_______________,测量管内流体点的速度,则用_________.转子流量计; 孔板流量计; 文丘里流量计;湿式气体流量计; 皮托管4.(2分)管出口的局部阻力系数等于________,管入口的局部阻力系数等于______.1.0; 0.55.(3分)流体体积流量用_____来计算;质量流量用_____来计算;而流体流速用_____来计算。
q =u.Aq =u.A.ρu=q /A6.(3分)流体在园直管内流动,当Re≥4000时的流型称为___,其平均速度与最大流速的关系为______,而Re≤2000的流型称为___,其平均速度为______。
湍流,Wm=0.8Wmax,滞流,Wm=0.5Wmax。
7.(2分)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________。
不变;8.(3分)当Re 为已知时,流体在圆形管内呈层流时的摩擦系数λ=__________,在管内呈湍流时,摩擦系数λ与____________、_____________有关。
64/Re; Re; ε/d9.(3分)牛顿粘性定律的表达式为__________,动力粘度(简称为粘度)μ的SI单位为________。
流体流动试题集及参考答案
流体流动试题集及参考答案一、填空题:1.(3分)雷诺准数的表达式为________________。
当密度ρ=,粘度μ=1厘泊的水,在内径为d=100mm,以流速为在管中流动时,其雷诺准数等于__________,其流动类型为______.Re=duρ/μ ; 10; 湍流2.(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; -1003.(3分)测量流体流量的流量计主要有如下四种:___________,_______________,______________,_______________,测量管内流体点的速度,则用_________.转子流量计; 孔板流量计; 文丘里流量计;湿式气体流量计 ; 皮托管4.(2分)管出口的局部阻力系数等于________,管入口的局部阻力系数等于______.;5.(3分)流体体积流量用_____来计算;质量流量用_____来计算;而流体流速用_____来计算。
q=q=.ρ u=q/A6.(3分)流体在园直管内流动,当Re≥4000时的流型称为___,其平均速度与最大流速的关系为______,而Re≤2000的流型称为___,其平均速度为______。
湍流, Wm=0.8Wmax,滞流, Wm=max。
7.(2分)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________。
不变;8.(3分)当Re 为已知时,流体在圆形管内呈层流时的摩擦系数λ=__________,在管内呈湍流时,摩擦系数λ与____________、_____________有关。
64/Re; Re; ε/d9.(3分)牛顿粘性定律的表达式为__________,动力粘度 (简称为粘度)μ的SI单位为________。
运动粘度ν的SI单位为__________。
化工原理——流体流动习题及答案
化工原理——流体流动习题及答案一•填空或选择1 、流体在圆形管道中作层流流动,如果只将流速增加一倍,则阻力损失为原来的几倍;如果只将管径增加一倍而流速不变,则阻力损失为原来的几倍。
(答:2 、 1/4 )2 、如果流体为理想流体且无外加功的情况下,写出:单位质量流体的机械能衡算式为 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ;单位重量流体的机械能衡算式为 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ;单位体积流体的机械能衡算式为 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ;(答:,,)3 、如图所示,容器中盛有ρ= 800kg /m 3 的油品, U 形管中指示液为水 (ρ=1000kg /m3) , a1 、 a2 、 a3 在同一水平面上, b 1 、 b 2 、 b 3 及 b 4 也在同一高度上, h 1 = 100mm , h 2 = 200mm ,则各点的表压 Pa 1 =____ , Pa 2 =____ , Pb 2=____ , Pb 3 =____ , Pb 3 =____ 。
(表压值以 mm H 2 O 表示)(答: 0,100,200,300,340,200)4 、 3.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: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: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____。
7 、测流体流量时,随流量增加孔板流量计两侧压差值将,若改用转子流量计,随流量增加转子两侧压差值将。
(答:增加,不变)8、在压力为 202.66kPa (表压),温度为300 ℃ 条件下,由分析得知某混合气体成分如下(圴为体积 %):CO 2 :8.5%; O 2 :7.5%;N 2 :76% H 2 O:8%则该混合气体的密度为。
化工原理(上册)—化工流体流动与传热第三版柴诚敬习题答案
化工原理(上册) - 化工流体流动与传热第三版柴诚敬习题答案第一章:引言习题1.1答案:该题为综合性问题,回答如下:根据流体力学原理,液体在容器中的自由表面是一个等势面,即在平衡时,液体表面上各点处的压力均相等。
所以整个液体处于静止状态。
习题1.2答案:该题为计算题。
首先,根据流速的定义:流体通过某个截面的单位时间内通过的体积与截面积之比,可得流速的公式为:v = Q / A,其中v表示流速,Q表示流体通过该截面的体积,A表示截面积。
已知流速v为10m/s,截面积A为0.5m²,代入公式计算得:Q = v × A = 10m/s × 0.5m² = 5m³/s。
所以,该管道内的流体通过的体积为5立方米每秒。
习题1.3答案:该题为基础性知识题。
流体静压头表示流体的静压差所能提供的相当于重力势能的高度。
根据流体的静压力与流体的高度关系可知,流体静压力可以通过将流体的重力势能转化为压力单位得到。
由于重力势能的单位可以表示为m·g·h,其中m为流体的质量,g为重力加速度,h为高度。
而流体的静压头就是将流体静压力除以流体的质量得到的,即流体静压力除以流体的质量。
所以,流体静压头是等于流体的高度。
第二章:流体动力学方程习题2.1答案:该题是一个计算题。
根据题意,已知流体的密度ρ为1.2 kg/m³,截面积A为0.4 m²,流速v为2 m/s,求流体的质量流量。
根据质量流量公式:Q = ρ × A × v,代入已知数值计算得:Q = 1.2 kg/m³ × 0.4 m² × 2 m/s = 0.96 kg/s。
所以,流体的质量流量为0.96 kg/s。
习题2.2答案:该题为综合性问题,回答如下:流体动量方程是描述流体运动的一个重要方程,其中包含了流体的质量流量、速度和压力等参数。
流体流动习题及答案
流体流动习题及答案【篇一:流体流动习题解答】解:真空度=大气压-绝压3 p绝压?p a?p?(98.7?13.?3)p10atm真空度表压=-真空度=-13.3?103pa2. 在本题附图所示的贮油罐中盛有密度为960 kg/m3的油品,油面高于罐底解:设通过圆孔中心的水平液面生的静压强为p,则p罐内液体作用于孔盖上的平均压强:960?9.81?(9.?6 p??g?z?0.?8)p8a2) (表压作用在孔盖外侧的是大气压pa,故孔盖内外所受的压强差为?p?82874pa 作用在孔盖上的净压力为:p??p?d2?82575?(?0.762)?3.76?104n 44?每个螺钉能承受的最大力为:f钉?32.2?361??4?230.?014?4.n9 610螺钉的个数为3.76?104/4.96?103?7.58 个所需的螺钉数量最少为8个3. 某流化床反应器上装有两个u管压差计,如本题附图所示。
测得r1=400 mm,r2=50 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r3=50 mm,试求a、b两处的表压强。
解:u管压差计连接管中是气体。
若以?g,?h2o,?hg分别表示气体、水与水银的密度,因为?g??hg,故由气柱高度所产生的压强差可以忽略。
由此可以认为pa?pc,c pb?pd。
由静力学基本方程式知:pa?pc??h2ogr3??hggr2?9.8?10?.05 ?10001?3600?9 .d?7161pa(表压)pb?pd?pa??hg1gr?7161?1360?09.?81?0.44 05?6.pa104. 本题附图为远距离制量控制装臵,用以测定分相槽内煤油和水的两相界面位臵。
已知两吹气管出口的距离h=1 m,u管压差计的指示液为水银,煤油的密度为820 kg/m3。
试求当压差计读数r=68 m 时,相界面与油层的吹气管出口距离h。
化工原理习题流体流动答案
化工原理习题:第一部分 流体流动一、填空1.流体在圆形管道中作层流流动,如果只将流速增加一倍,则阻力损失为原来的 2 倍;如果只将管径增加一倍而流速不变,则阻力损失为原来的 1/4 倍。
2.离心泵的特性曲线通常包括 H-Q 曲线、 η-Q 和 N-Q 曲线,这些曲线表示在一定 转速 下,输送某种特定的液体时泵的性能。
3.处于同一水平面的液体,维持等压面的条件必须是 静止的 、 连通着的 、 同一种连续的液体 。
流体在管内流动时,如要测取管截面上的流速分布,应选用 皮托 流量计测量。
4.牛顿粘性定律的表达式τ=μ,其应用条件是 牛顿型流体层(滞)流流体。
5.如果流体为理想流体且无外加功的情况下,写出:单位质量流体的机械能衡算式为⎽⎽⎽⎽常数=++=gp g u z E ρ22 ⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽; 单位重量流体的机械能衡算式为⎽⎽⎽⎽⎽ 常数=++=p u gz E 22ρρ⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽;单位体积流体的机械能衡算式为⎽⎽⎽⎽⎽⎽ 常数=++=gp g u z E ρ22⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽; 6.有外加能量时以单位体积流体为基准的实际流体柏努利方程为 z 1ρg+(u 12ρ/2)+p 1+W s ρ= z 2ρg+(u 22ρ/2)+p 2 +ρ∑h f ,各项单位为 Pa (N/m 2) 。
7.气体的粘度随温度升高而 增加 ,水的粘度随温度升高而 降低 。
8.流体在变径管中作稳定流动,在管径缩小的地方其静压能 减小 。
9.并联管路中各管段压强降 相等 ;管子长、直径小的管段通过的流量 小 。
10 在离心泵工作时,用于将动能转变为压能的部件是____泵壳__________。
11.测流体流量时,随流量增加孔板流量计两侧压差值将 增加 ,若改用转子流量计,随流量增加转子两侧压差值将 不变 。
12. 离心泵的轴封装置主要有两种: 填料密封 和 机械密封 。
13.若被输送的流体粘度增高,则离心泵的压头 降低,流量减小,效率降低,轴功率增加。
流体流动习题及答案
流体流动习题及答案Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】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。
(完整版)第一章流体流动答案
第一章流体流动一、单项选择题(每小题1分)1.在SI单位制中,通用气体常数R的单位为( )BA. atm·cm / mol·KB. Pa·m /mol·KC. Kf·m / mol·KD. Ibf·ft / Ibmol·K 2.系统处于稳态指的是( )CA. 系统操作参数不随时间改变B. 系统操作参数不随位置改变C. 系统操作参数随位置改变,但不随时间改变D. 系统操作参数随时间改变,但不随位置改变3.下列流体中,认为密度随压力变化的是( )AA.甲烷 B.辛烷 C.甲苯 D. 水4. 下列关于压力的表述中,正确的是( )BA. 绝对压强= 大气压强+ 真空度B. 绝对压强= 大气压强- 真空度C. 绝对压强= 大气压- 表压强D. 绝对压强= 表压强+ 真空度5.某系统的绝对压力为0.06MPa,若当地大气压为0.1MPa,则该系统的真空度为( )CA. 0.1MPaB. 0.14MPaC. 0.04MPaD. 0.06MPa6. 容器中装有某种液体,任取两点A,B,A点高度大于B点高度,则( )BA. p A > p BB. p A < p BC. p A = p BD. 当液面上方的压强改变时,液体内部压强不发生改变7.在一水平变径管路中,在小管截面A和大管截面B连接一U型压差计,当流体流过该管时,压差计读数R值反映( )。
AA.A、B两截面间的压强差;B.A、B两截面间的流动阻力;C.A、B两截面间动压头变化;D.突然扩大或缩小的局部阻力。
8. 使用U型管压差计测量较小压差时,为了准确读数,下列方法中正确的做法是()CA. 选择较大密度的指示液B. 选择较小密度的指示液C. 使用与被测流体密度相近的指示液D. 加大指示液与被测流体密度的差别9.用一U型管压差计测定正辛烷在管中两点间的压强差,若两点间的压差较小,为了提高读数精度,你认为较好的指示剂为( )DA. 乙醇B. 水C. 汞D. 甲苯10.所谓理想流体,指的是()AA. 分子间作用力为零的流体B. 牛顿流体C. 稳定的胶体D. 气体11.牛顿粘性定律适用于牛顿型流体,且流体应呈( )。
流体流动答案及总结
p2 1.7 9.81104 1.67 105 Pa(表) , p1 160/ 76010.13104 0.21105 Pa(真空度) , (1.67 0.21) 105 H 0.5 19.2 mH2 O 1000 9.81
第3章——流体输送与流体输送机械——流体输送管路基本计算方法
1000 kg/m3,又是__ 27、将密度为1g/cm3的值进行换算,它是_____ 102 kgfs2/m4 。 ______ 28、某液体粘度为49cP,它是__ 0.049 __ Pa.s 。 29、离心泵的壳体作成蜗壳形是为了使 _ 液体的动能转换为静压能 __ ____ __ ____ __ 。
管路特性曲线和泵的特性曲线的交点 24、离心泵的工作点为__________________________ 。
4 5 25、用清水测定一台离心泵的特性曲线,曾在一次实验中测得 : p2 1 . 7 9 . 81 10 1 . 67 10 Pa( 表) , Q=10m3/h,出口管压力表读数为1.7 at (表压),吸入管真空 4 5 p1 160 / 760 10( .真空度 1310),轴功率为 0.21101.07 Pa(真空度) , 表读数为 160 mmHg kW,电动机的 转速为2900 rpm,真空表与压力表间的垂直距离为 0.5 m, 5 ( 1 . 67 0 . 21 ) 10 试计算此时离心泵的扬程 H=__________ 米水柱 (注:水的密度 2O H 0.19.7mH 5 19.2 mH 2O 3).。 1000 9.81 =1000kg/m 皮托管 测量计 26、测定流体在管内的速度分布曲线,可采用________ 皮托管测定点速 。 ,其原因是_____________
【精品】流体流动习题(计算题)解答(可编辑
流体流动习题(计算题)解答------------------------------------------作者------------------------------------------日期习题解答1-41一敞口贮槽中装有油(密度为917kg/m 3)和水,液体总深度为3.66m ,其中油深为3m 。
试计算油水分界处及贮槽底面的压力,分别用绝压和表压表示。
(当地大气压为101.3kPa )解:油水分界处:表压:kPa gh p 0.27381.9917111=⨯⨯==ρ 绝压:kPa p 12810013.1107.2541=⨯+⨯= 贮槽底面的压力:表压:kPa gh p p 5.3366.081.91000107.242212=⨯⨯+⨯=+=ρ 绝压:kPa p 13510013.110347.3542=⨯+⨯=1-42用U 形压力计测量容器内液面上方的压力,指示液为水银。
已知该液体密度为900kg/m 3,h 1=0.3m ,h 2=0.4m ,R=0.4m 。
试求: (1)容器内的表压;(2)若容器内的表压增大一倍,压力计的读数R ‘。
解:(1)如图,1-2为等压面。
)(211h h g p p ++=ρ gR p p a 02ρ+= gR p h h g p a 021)(ρρ+=++ 则容器内表压:kPa h h g gR p p a 2.4781.97.090081.94.013600)(210=⨯⨯-⨯⨯=+-=-ρρ(2)当容器内的表压增大一倍时,此时2'2'2RR h h -+= 习题1-42 附图h 1 h)2()('21'02'1'0'RR h h g gR h h g gR p -++-=+-=ρρρρ表整理得 2/)2/(021'g g R h h g p R ρρρ--++=‘表m 77.02/81.990081.913600)2/4.07.0(81.9900102.4723=⨯-⨯-⨯⨯+⨯⨯=1-43如图所示,用复式压差计测量某蒸汽锅炉液面上方的压力,指示液为水银,两U 形压差计间充满水。
流体流动习题解答
0.171 mH 2 O 171 mmH 2 O
应注意式中的 z A zB 0 ,故B点所在的测压管高出A171mmH2O。
第一章 流体流动
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化 工 原 理 习 题 解 答
【1-7】如图所示,水由高位水箱经管道从喷嘴流出,已知d1=125mm,d2=100 mm,喷嘴d3=75mm,压差计读数R=80mmHg,若阻力损失可忽略,求H和pA。 【解】(1)1,2,3三点所在截面的流速。 依题意,阻力损失被忽略,现考察1,2,3三点
第一章 流体流动 2/35
化 工 原 理 习 题 解 答
• 5. 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。 • 6.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___________。
第一章 流体流动
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化 工 原 理 习 题 解 答
• 14.流体在圆管内作滞流流动时,阻力与流速 的( )成比例,作完全湍流时,则阻力与流 速的( )成比例。
第一章 流体流动
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化 工 原 理 习 题 解 答
【1-1】附图所示为汽液直接接触混合式冷凝器,蒸汽被水冷凝后,冷凝液和水 一道沿管流至水池,现已知冷凝器内真空度为0.83kPa, 管内水温40℃ ,试估计管内的水柱高度H。 【解】冷凝器内表压
第一章 流体流动
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化 工 原 理 习 题 解 答
• 7.流体的粘度指 流体流动时,相邻流体层间,在单位接触面上,速度梯度为1时,所产生的内摩擦力 __________________________________ ____。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________。
(完整版)第一章流体流动答案
第一章流体流动一、单项选择题(每小题1分)1.在SI单位制中,通用气体常数R的单位为( )BA. atm·cm / mol·KB. Pa·m /mol·KC. Kf·m / mol·KD. Ibf·ft / Ibmol·K 2.系统处于稳态指的是( )CA. 系统操作参数不随时间改变B. 系统操作参数不随位置改变C. 系统操作参数随位置改变,但不随时间改变D. 系统操作参数随时间改变,但不随位置改变3.下列流体中,认为密度随压力变化的是( )AA.甲烷 B.辛烷 C.甲苯 D. 水4. 下列关于压力的表述中,正确的是( )BA. 绝对压强= 大气压强+ 真空度B. 绝对压强= 大气压强- 真空度C. 绝对压强= 大气压- 表压强D. 绝对压强= 表压强+ 真空度5.某系统的绝对压力为0.06MPa,若当地大气压为0.1MPa,则该系统的真空度为( )CA. 0.1MPaB. 0.14MPaC. 0.04MPaD. 0.06MPa6. 容器中装有某种液体,任取两点A,B,A点高度大于B点高度,则( )BA. p A > p BB. p A < p BC. p A = p BD. 当液面上方的压强改变时,液体内部压强不发生改变7.在一水平变径管路中,在小管截面A和大管截面B连接一U型压差计,当流体流过该管时,压差计读数R值反映( )。
AA.A、B两截面间的压强差;B.A、B两截面间的流动阻力;C.A、B两截面间动压头变化;D.突然扩大或缩小的局部阻力。
8. 使用U型管压差计测量较小压差时,为了准确读数,下列方法中正确的做法是()CA. 选择较大密度的指示液B. 选择较小密度的指示液C. 使用与被测流体密度相近的指示液D. 加大指示液与被测流体密度的差别9.用一U型管压差计测定正辛烷在管中两点间的压强差,若两点间的压差较小,为了提高读数精度,你认为较好的指示剂为( )DA. 乙醇B. 水C. 汞D. 甲苯10.所谓理想流体,指的是()AA. 分子间作用力为零的流体B. 牛顿流体C. 稳定的胶体D. 气体11.牛顿粘性定律适用于牛顿型流体,且流体应呈( )。
流体流动习题答案
流体流动习题1. 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______. 答案:Re=d uρ/μ ; 105; 湍流2. 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_________. 答案: 1m/s3. 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_______.答案:0.0118m3/s ;1.5m/s4. 管出口的局部阻力系数等于__1.0___,管入口的局部阻力系数等于__0.5__.5. 流体在园直管内流动,当Re ≥4000时的流型称为___, 其平均速度与最大流速的关系为___,而Re ≤2000的流型称为___,平均速度与最大流速的关系为___。
答案:湍流; ≈0.8umax ; 层流; =0.5 umax6. 某设备上,真空度的读数为80mmHg ,其绝压=____mH2O= _____Pa. (该地区的大气压为720mmHg) 答案: 8.7mH2O ; 8.53×104pa7. 应用柏努利方程所选取的截面所必须具备的条件是______________。
8.流体静压强P 的作用方向为( B )A .指向受压面B .垂直指向受压面C .垂直受压面D .平行受压面9. 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。
10. 在稳定流动系统中,水由粗管连续地流入细管,若粗管直径是细管的2倍,则细管流速是粗管的( C )倍A. 2B. 8C. 411. 某液体在一等径直管中作稳态流动,若体积流量不变,管内径减小为原来的一半,假定管内的相对粗糙度不变,则层流时,流动阻力变为原来的( C )222322642d luu d l du u d l h f ρμμρλ=⋅⋅=⋅⋅=162442122122122121212==⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛==d d d d d d d u d u h h f f12. 如图所示,三个容器A、B、C内均装有水,容器C 敞口。
流体流动习题答案
11. 本题附图所示的贮槽内径D 为2m ,槽底与内径d 0为32 mm 的钢管相连,槽内无液体补充,其液面高度h 1为2m(以管子中心线为基准)。
液体在本题管内流动时的全部能量损失可按220f h u =∑计算,式中u 为液体在管内的流速。
试求当槽内液面下降1 m 时所需的时间。
解:根据物料衡算,在d θ时间内,槽内由于液面下降dh 而减少的液体量均由管路出口流出,于是有2244D dh d ud ππθ= (1)取管中心线所在的水平面位能基准面,在瞬时截面11'- 与管路出口截面22'-间列柏努利方程,得22112212,1222f p u p u gz gz h ρρ-++=+++∑ 其中,1z h = 20z = 120p p ==(表压) 10u ≈ 2,1220f h u -=∑解得20.6920.0692u z h == (2)将(2)式代入(1)式,并在下列边界条件下积分10θ= 12h m =2θθ= 21h m =2122000()4644 1.29320.692s h h θ=-⨯==⎰12. 本题附图所示为冷冻盐水循环系统。
盐水的密度为1100 kg/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98.1 J/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?解:对循环系统,在管路中任取一截面同时作上游和下游截面,列柏努利方程,可以证明泵的功率完全用于克服流动阻力损失。
(1) 质量流量 331100/36/360011/s S w V kg m m s kg s ρ==⨯=,,98.149147.1/f A B f B A We h h J kg --=+=+=∑∑147.1111618.1/e e s N W w J s ==⨯=/1618.1/0.7 2.31N Ne kW η===(2) 在两压力表所处的截面A 、B 之间列柏努利方程,以通过截面A 中心的水平面作为位能基准面。
化工原理习题第一部分流体流动答案
化工原理习题:第一部分 流体流动一、填空1.流体在圆形管道中作层流流动,如果只将流速增加一倍,则阻力损失为原来的 2 倍;如果只将管径增加一倍而流速不变,则阻力损失为原来的 1/4 倍。
2.离心泵的特性曲线通常包括 H-Q 曲线、 η-Q 和 N-Q 曲线,这些曲线表示在一定 转速 下,输送某种特定的液体时泵的性能。
3.处于同一水平面的液体,维持等压面的条件必须是 静止的 、 连通着的 、 同一种连续的液体 。
流体在管内流动时,如要测取管截面上的流速分布,应选用 皮托 流量计测量。
4.牛顿粘性定律的表达式τ=μ,其应用条件是 牛顿型流体层(滞)流流体。
5.如果流体为理想流体且无外加功的情况下,写出:单位质量流体的机械能衡算式为常数=++=g p g u z E ρ22 ;单位重量流体的机械能衡算式为 常数=++=p u gz E 22ρρ; 单位体积流体的机械能衡算式为 常数=++=gp g u z E ρ22; 6.有外加能量时以单位体积流体为基准的实际流体柏努利方程为 z 1ρg+(u 12ρ/2)+p 1+W s ρ= z 2ρg+(u 22ρ/2)+p 2 +ρ∑h f ,各项单位为 Pa (N/m 2) 。
7.气体的粘度随温度升高而 增加 ,水的粘度随温度升高而 降低 。
8.流体在变径管中作稳定流动,在管径缩小的地方其静压能 减小 。
9.并联管路中各管段压强降 相等 ;管子长、直径小的管段通过的流量小。
10 在离心泵工作时,用于将动能转变为压能的部件是____泵壳__________。
11.测流体流量时,随流量增加孔板流量计两侧压差值将增加,若改用转子流量计,随流量增加转子两侧压差值将不变。
12. 离心泵的轴封装置主要有两种:填料密封和机械密封。
13.若被输送的流体粘度增高,则离心泵的压头降低,流量减小,效率降低,轴功率增加。
14.雷诺准数的表达式为_____ Re=duρ/μ___________。
第一章流体流动习题及答案
习题3附图第一章 流体流动 流体静止的基本方程1.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 kPa 。
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的绝对压力与甲地区操作时相同?[答案:36.03kPa]2.为测量腐蚀性液体贮槽中的存液量,采用图示的装置。
测量时通入压缩空气,控制调节阀使空气缓慢地鼓泡通过观察瓶。
今测得U 形压差计读数为R=130mm ,通气管距贮槽底面h=20cm ,贮槽直径为2m ,液体密度为980kg/m 3。
试求贮槽内液体的贮存量为多少吨?[答案:6.15吨]3.如图所示,用泵将水从贮槽送至敞口高位槽,两槽液面均恒定不变,输送管路尺寸为φ83×3.5mm ,泵的进出口管道上分别安装有真空表和压力表,真空表安装位置离贮槽的水面高度H 1为4.8m ,压力表安装位置离贮槽的水面高度H 2为5m 。
当输水量为36m 3/h 时,进水管道全部阻力损失为1.96J/kg ,出水管道全部阻力损失为4.9J/kg ,压力表读数为2.452×105Pa ,泵的效率为70%,水的密度ρ为1000kg/m 3,试求:(1)两槽液面的高度差H 为多少? (2)泵所需的实际功率为多少kW ?(3)真空表的读数为多少kgf/cm 2? [答案:H=19.7m ;实际功率为4.27kw ;真空表读数为51.5kPa]4.如本题附图所示,用泵2将储罐1中的有机混合液送至精馏塔3的中部进行分离。
已知储罐内液面维持恒定,其上方压力为1.0133⨯105 Pa 。
流体密度为800 kg/m 3。
精馏塔进口处的塔内压力为1.21⨯105 Pa ,进料口高于储罐内的液面8 m ,输送管道直径为φ68 mm ⨯4 mm ,进料量为20 m 3/h 。
料液流经全部管道的能量损失为70 J/kg ,求泵的有效功率。
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17. 流体通过圆管端流流动时,管截面的速度分布可按下面经验公式来表示:17max ()r y u u R=,式中y 为某点与壁面的距离,即y =R -r 。
试求其平均速度u 与最大速度u max 的比值。
解:在距离管中心r 处取一厚为dr 的流体薄层,并定义此处流体的速度为r u , 则流体通过此环隙的体积流量2S r r dV u dA ru dr π==1/7max 00(2)(2)()R R S r R r V r u dr r u dr Rππ-==⎰⎰ 那么 1/7max 21/7021()R S V u u R r r dr A R Rππ==-⎰ (1) 令 R r t -= 那么 dr dt =-当 0r =时,t R =; 当 r R =时,0t =有 1822151/7777049()181201177R R R R r t dt R ++-=-=++⎰ (2) 代入(1)式, max 492120u u = 于是 max /49/600.817(0.82)u u ==18. 一定量的液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若干倍?解:流量不变,S V u A = ⇒ 当'2d d =时,'4u u = 根据哈根~泊谩叶公式,有232f lu p d μ∆=当'4u u =,'2d d =时 2232432'1616()2f f l u lu p p d d μμ∆===∆ 19. 内截面为1000 mm×1200 mm 的矩形烟囱的高度为30 m 。
平均摩尔质量为30 kg/kmol 、平均温度为400℃的烟道气自下而上流动。
烟囱下端维持49 Pa 的真空度。
在烟囱高度范围内大气的密度可视为定值,大气温度为20℃,地面处的大气压强为101.33×103 Pa 。
流体流经烟囱时的摩擦系数可取为0.05,试求烟道气的流量为若干(kg/h)?解:这是B.E 对压缩流体的应用1101330490101281p Pa =-= 31.205/kg m ρ空气=(20C 空气)20101330 1.2059.830100975p p gh Pa ρ=-=-⨯⨯=121101281100975100%100%0.3%20%101281p p p --⨯=⨯=< 可应用柏努利方程400C 时,烟道气的密度3312()(101281100975)300100.542/228.314673m p p M kg m RT ρρ-++⨯⨯====⨯⨯ 在烟囱的进出口之间列柏努利方程,以烟囱底端为上游截面11'-,以烟囱顶端为下游截面22'-,并以截面11'-作位能基准面,有22112212,1222f p u p u gz gz h ρρ-++=+++∑ 其中,149p Pa =-(表压),20.5439.8130159p gh Pa ρ=-=-⨯⨯=-烟道气(表压),10z =,230z m =,12u u =,22f e l u h d λ∑= 44 1.092()e H ab d r m a b ===+ 代入上式解得 19.8/u m s =419.81 1.20.54312.83/ 4.6210/s w uA kg s kg h ρ==⨯⨯⨯==⨯20.每小时将2×104 kg 的溶液用泵从反应器输送到高位槽(见本题附图)。
反应器液面上方保持26.7×103 Pa 的真空度,高位槽液面上方为大气压强。
管道为764mm mm φ⨯的钢管,总长为50 m ,管线上有两个全开的闸阀、一个孔板流量计(局部阻力系数为4)、五个标准弯头。
反应器内液面与管路出口的距离为15 m 。
若泵的效率为0.7,求泵的轴功率。
解:在反应器液面11'-与管路出口内侧截面22'-间列柏努利方程,以截面11'-为基准水平面,得22112212,1222e f p u p u gz W gz h ρρ-+++=+++∑ 其中 10z = 215z m = 10u ≈ 3126.710p Pa =-⨯(表压) 20p =(表压)42324210 1.43/3600[(7642)10]1073u m s π-⨯⨯==⨯-⨯⨯⨯ 212221,12()2e f p p u W g z z h ρ--=+-++∑3226.710 1.439.811510732f h ⨯=+⨯++∑ 173f h =+∑其中,'f f f h h h =+∑ 对直管阻力22f l u h d λ= 354(768)10 1.431073Re 1.656106.310du ρμ---⨯⨯⨯===⨯⨯ 0.3mm ε= 那么 /0.3/(76.42)0.0044d ε=⨯=由/d ε和Re 在图1-27可查得 0.029λ=2350 1.430.02921.8/(768)102f h J kg -=⨯⨯=-⨯ 对局部阻力 二个全开的闸阀 20.330.66m m ⨯=五个标准弯头 1.658m m ⨯=进口阻力系数 0.5孔板的局部阻力系数 4 22'22e fc l u u hd λξ=+2230.668 1.43 1.430.029 4.58.378/681022J kg -+=⨯⨯+⨯=⨯ 17321.88.38203.2/e W J kg =++=该流体的质量流量 4210/3600 5.6/s w kg s =⨯=203.2 5.61128.9e N W =⨯=/1128.9/0.7 1.61e N N kW η===21. 从设备送出的废气中含有少量可溶物质,在放空之前令其通过一个洗涤器,以回收这些物质进行综合利用,并避免环境污染。
气体流量为3600 m 3/h(在操作条件下),其物理性质与50℃的空气基本相同。
如本题附图所示,气体进入鼓风机前的管路上安装有指示液为水的U 管压差计,其读数为30 mm 。
输气管与放空管的内径均为250mm ,管长与管件、阅门的当量长度之和为50 m(不包括进、出塔及管出口阻力),放空口与鼓风机进口的垂直距离为20 m ,已估计气体通过塔内填料层的压强降为1.96×103 Pa 。
管壁的绝对粗糙度ε可取为0.15mm ,大气压强为101.33×103 Pa 。
求鼓风机的有效功率。
解:这是有外加功的可压缩流体,首先验证020%p p ∆<以过测压口中心的截面11'-和放空管内侧截面22'-为衡算截面。
31136009.813010294.3Hg p gR Pa ρ-==⨯⨯⨯=(表压)12294.30100%0.2896%20%294.3101330p p p ∆-=⨯=<++ 以鼓风机进口压差计连接处为截面11'-,放空管出口内侧为截面22'-,过截面11'-的中心线作基准水平面,在两截面间列柏努利方程,2211221222e f p u p u gz W gz h ρρ+++=+++∑ 其中,10z = 220z m = 1294.3p Pa =(表压) 20p =(表压)在11'-和22'-间压强变化很小,温度认为恒定且管径相同,可近似有12u u =,但为提高计算结果的精确度,计算流体速度时以平均压强计。
294.30147.22p Pa +==(表压) 1221013303600101330147.220.35/3600(0.25)4u u m s π⨯+===⨯⨯ (洗涤器中压力有变化,导致气体体积变化,由于等温,以1122p V p V =做变换)12,,,,,f f f f f f h h h h h h -=++++∑局部进塔出塔直管填料层(一般来讲,局部阻力损失包括了进出口的情况,但常用的局部阻力计算为当量长度法,而进出口则多采用阻力系数法)题给条件下,空气的密度为31.093/kg m ,黏度为51.9610Pa s -⨯⋅(见本教材附表六:干空气的物理性质)550.2520.35 1.093Re 2.84101.9610du ρμ-⨯⨯===⨯⨯,/0.15/2500.0006d ε== 查摩擦系数图,0.019λ=2325010(20.35)0.019786.8/22502e f l l u h J kg d λ+⨯=⨯⨯=直管= 31.96101790/1.095ff p h J kg ρ∆⨯===填料层 22(20.25)) 1.5310.6/22c e f u h J kg ξξ+=⨯=进出塔=( 12786.81790310.62887/f h J kg -=++=∑代入前式 294.39.812028872814/1.095e W J kg =⨯-+= 有效功率 3600 1.0952*******/ 3.13600e s e N w W J s kW ==⨯⨯== 22. 如本题附图所示,贮槽内水位维持不变。
槽的底部与内径为100 mm 的钢质放水管相连,管路上装有一个闸阀,距管路入口端15 m 处安有以水银为指示液的U 管压差计,其一臂与管道相连,另一臂通大气。
压差计连接管内充满了水,测压点与管路出口端之间的直管长度为20 m 。
(1) 当闸阀关闭时,测得R =600 mm 、h =1500 mm ,当闸阀部分开启时,测得R =400 mm 、h =1400 mm 。
摩擦系数λ可取为0.025,管路入口处的局部阻力系数取为0.5。
问每小时从管中流出水若干立方米?(2) 当闸阅全开时,U 管压差计测压处的静压强为若干(Pa ,表压)?闸阀全开时/15e l d =15l d e ≈,摩擦系数仍可取0.025。
解:在该题所示的附图内,标出几个需列方程的平面。
00'-为贮水槽所在的平面,'A A -和'B B -为U 管压计和管路出口的截面,并取水平管中心线所在的水平面为基准面(1) 闸阀关闭时 0A p gH gR gh ρρρ==-(H 为贮槽水面的高度)代入数据,解得0136000.6 1.5 6.661000R H h m ρρ⨯=-=-= 当阀门开启之后'0'A p gR gh ρρ=- 4136009.810.410009.81 1.4 3.9610Pa =⨯⨯-⨯⨯=⨯(表压) 在贮槽液面与'A A -间列柏努利方程,得22000,022A A A f A p u p u gz gz h ρρ-++=+++∑ (1)其中00p =(表压) 00u ≈ 0 6.66z m = 0A z = 43.9610A p Pa =⨯(表压) 2222,015(0.0250.5) 2.215220.12A A A f A c A u u u l h u d λξ-=+=⨯+⨯=∑ (2) 将(2)代入(1)式,整理可得到:229.81 6.66 2.2152A A u u ⨯=+ 解得 3.13/A u m s = 水的流量 2233.140.1 3.13360088.4/44S V d u m h π==⨯⨯⨯= 在(1)中,由于贮槽中水位不变,时稳态流动,故水平管中水的流速不变,只需求A u 。