秦少雄老师化工原理习题

(11)圆形直管内流体滞流流动的速度分布呈 (11)圆形直管内流体滞流流动的速度分布呈 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
形 。 。
(12)流体在变径管中作稳定流动， (12)流体在变径管中作稳定流动，在管径缩小的地方 流体在变径管中作稳定流动 其静压能 。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 于流动而有摩擦阻力损失， 。 流体流动时的摩擦阻力损失h 流体流动时的摩擦阻力损失hf所损失的是机械能中 完全湍流（阻力平方区） 的 。完全湍流（阻力平方区）时，粗糙管的 摩擦系数数值只取决于 。 (13)米糠油在管中作层流流动，若流量不变，管径、 (13)米糠油在管中作层流流动，若流量不变，管径、 米糠油在管中作层流流动 管长不变，油温升高，粘度为原来的1/2 管长不变，油温升高，粘度为原来的1/2 ，则摩擦阻 力损失为原来的 倍。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
马利奥特容器 4、图示马利奥特容器，内径为500 、图示马利奥特容器，内径为 mm，其上端封闭。在容器侧面 ，其上端封闭。 接一通大气的小管B， 接一通大气的小管 ，流体从下 端一直径为10mm的细管 流出。 的细管C流出 端一直径为 的细管 流出。 流体流出后容器上端造成了真空， 流体流出后容器上端造成了真空， 外界的空气可以从B管吸入 管吸入， 外界的空气可以从 管吸入，补 充容器内的真空。设为理想流体。 充容器内的真空。设为理想流体。
流出时间计算： 流出时间计算： 液面从A-A降至 降至C-C为一不稳定过程 为一不稳定过程── 容器内液面上方压 液面从 降至 为一不稳定过程 强为大气压而位头在不断变化。 强为大气压而位头在不断变化。 利用不稳定流动，当液面距 面为h时 在液面与管C出口 利用不稳定流动，当液面距C-C面为 时，在液面与管 出口 面为 间列柏努利方程， 间列柏努利方程，得： 即流体液面下降至A-A面以下，速度与 h 1/2成正比 面以下， 成正比── 随液 即流体液面下降至 面以下 面下降， 管流速不断下降 管流速不断下降。 面下降，C管流速不断下降。 液体流出时间应分两段进行： 液体流出时间应分两段进行： 等速段(O-O→A-A截面 所需时间 1： 截面)所需时间 等速段 截面 所需时间τ
(14) 、测某一阀门的局部阻力，两测点间距为 ， 测某一阀门的局部阻力，两测点间距为L， 阀门开度一定水，流速为u， 阀门开度一定水，流速为 ，若采用下述三种装置方 型管压差计上的读数分别为R 法，U型管压差计上的读数分别为 1、R2、R3，试 型管压差计上的读数分别为 比较R 的大小。 比较 1、R2、R3的大小。
1000mm
p上方=pA-ρgh=101300-1000×9.81×0.5=96395Pa (绝压 绝压) × × 绝压 此时C-C处的压力没有变化，仍为104243Pa (绝压 处的压力没有变化，仍为 绝压) 此时 处的压力没有变化 绝压 从液面O-O降到 降到C-C面，出口管 流出速度的变化趋势 ⑵ 从液面 降到 面 出口管C流出速度的变化趋势 是什么？流出时间怎样计算？是多少？ 是什么？流出时间怎样计算？是多少？ 容器内水流速可近似为零── 静止流体 容器内水流速可近似为零 水从O-O降至A-A截面期间 水从O-O降至A-A截面期间 ── 水从小管流出速度恒定 降至 此流速大小可在A-A及C’-C’(小管 出口截面)截面间列柏努 此流速大小可在 及 小管C出口截面 截面间列柏努 小管 出口截面 利方程求出， 利方程求出，即：
降速段(A-A→C-C截面 所需时间 2： 截面)所需时间 降速段 截面 所需时间τ 列物料平衡方程式(经过 时间 列物料平衡方程式 经过dτ时间 ： 经过 时间)：
τ2= 603 s τ总= τ1+ τ2= 721.4+603=1324.4 s = 0.368 h
由于马利奥特容器具有恒速流出的特性 当流体在 由于马利奥特容器具有恒速流出的特性(当流体在 马利奥特容器具有恒速流出的特性 当流体在A-A截 截 面以上时)，因而常用作稳定加料装置。 面以上时 ，因而常用作稳定加料装置。
R
H
h
如图所示输水系统，已知管路总长度（ 2 如图所示输水系统，已知管路总长度（包括所 有当量长度，下同）为100m，压力表之后管路长度 有当量长度，下同） 100m， 80m，管路摩擦系数为0.03 管路内径为0.05m 0.03， 0.05m， 为80m，管路摩擦系数为0.03，管路内径为0.05m， 水的密度为1000kg/m 泵的效率为0.8 0.8， 水的密度为1000kg/m3，泵的效率为0.8，输水量为 /h。 ：（1 整个管路的阻力损失，J/kg； 15m3/h。求：（1）整个管路的阻力损失，J/kg； 泵轴功率，kw；（ ；（3 压力表的读数，Pa。 （2）泵轴功率，kw；（3）压力表的读数，Pa。
B
。 。 。 。 。 。 。 A。
C
O
O
A
300mm C
绝压) 最初 p上方=pA-ρgh=101300-1000×9.81×0.7=94433Pa (绝压 × × 绝压 C-C处的压力 pC=101300+1000×9.81×0.3=104243Pa (绝压 处的压力 绝压) × × 绝压 当液面下降了200mm的瞬间 的瞬间 当液面下降了
第二次习题课 ㈠
填空题、选择题、 填空题、选择题、判断题 现象，启 现象， ， ，这是为了防止 现象。 现象。 ⑴ 离心泵启动前要灌水，是为了防止 离心泵启动前要灌水， 动时出口阀门要
(15) 、如图，实际流体在等径管中流动，在等长度 如图，实际流体在等径管中流动， 三段安装U型压差计 的A、B、C三段安装 型压差计： 、 、 三段安装 型压差计： a、流体流过三段的阻力： HfA（ ）HfB（ ）HfC 、流体流过三段的阻力： b 、流体流过三段的压差：∆pA（ ）∆pB（ ）∆pC 流体流过三段的压差： c 、压差计的读数：RA（ ）RB（ ）RC（仅反映 压差计的读数： 阻力） 阻力）
300mm
1000mm
解： ⑴ 容器上方的压强为多 截面上压强为多少？ 少？C-C截面上压强为多少？ 截面上压强为多少 当液面下降了200mm时，问 当液面下降了 时 容器上方压强为多少？ 容器上方压强为多少？此时 C-C截面上压强为多少？为 截面上压强为多少？ 截面上压强为多少 什么？ 什么？ 在流体流出过程中， 在流体流出过程中，液面上方 压力逐渐上升── 始终在变化 压力逐渐上升 但A-A面压力恒为大气压 面压力恒为大气压
(5)测流体流量时， (5)测流体流量时，随流量增加孔板流量计两侧压 测流体流量时 若改用转子流量计， 差值将 ，若改用转子流量计，随流量增加转子 两侧压差值将 。 大于外界大气压力时， (6)当被测流体的 (6)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。 用的测压仪表称为压力表。 真空度； 表压力； 相对压力； A 真空度； B 表压力；C 相对压力； D 绝对 压力 (7)如图所示管路中，将支管A的阀门开大， (7)如图所示管路中，将支管A的阀门开大， 如图所示管路中 ，B管流量 ，总管流 则 A管流量 量 ，压力表读数 。
(8)并联管路（如图），在工作时将A阀开大， (8)并联管路（如图），在工作时将A阀开大，则管内流动 并联管路 ），在工作时将 参数如何变化？ ），V 参数如何变化？VA（ ），VB（ ）V总（ ）， 压强p ），h ），h 压强p（ ）hfb（ ），hfa（ ），hfc ），h （ ），hfmn（ ） (9)在完全湍流中粗糙管的摩擦系数（ (9)在完全湍流中粗糙管的摩擦系数（ 在完全湍流中粗糙管的摩擦系数 ）。 取决于Re A、与光滑管一样 B、取决于Re 取决于ε/d D、 Re，ε/d有关 C、取决于ε/d D、与Re，ε/d有关 (10)两管并联， =________。 (10)两管并联，若d1=2d2, L1=2L2 , 则hf1/hf2=________。 两管并联 (A) 2 (B) 4 (C) 1/4 (D) 1 (E) 1/2 当两管中流体均作层流流动时， =______。 当两管中流体均作层流流动时，V1/V2=______。 (A) 2 (B) 4 (C) 8 (D) 1/2 (E) 1 当两管中流体均作湍流流动时，并取λ 当两管中流体均作湍流流动时，并取λ1=λ2，则 =_______。 V1/V2=_______。 (A) 2 (B) 4 (C) 8 (D) 1/2 (E) 1/4
1、为测量腐蚀性液体贮槽中的存液量，采用图示 为测量腐蚀性液体贮槽中的存液量， 的装置。测量时通入压缩空气，控制调节阀使空气 的装置。测量时通入压缩空气， 缓慢地鼓泡通过观察瓶。今测得U 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 h=20cm， 2m， 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 液体密度为980kg/m3。试求贮槽内液体的贮存量为 多少吨？ 多少吨？ 观察瓶 压缩空气
H=20m
H1=2m
3用泵将水从贮槽送至敞口高位槽，两槽液面均恒定不变， 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φ57×3.5mm，泵出口垂直管段A 输送管路尺寸为φ57×3.5mm，泵出口垂直管段A、B截面上的 测压口有软管与两支液柱压差计相连， 测压口有软管与两支液柱压差计相连，其上指示剂水银柱的 读数分别为R=40mm R′=1200mm。 R=40mm及 读数分别为R=40mm及R′=1200mm。右边压差计的左侧指示剂 液面与截面A的垂直距离H=1000mm H=1000mm， 液面与截面A的垂直距离H=1000mm， 右侧开口支管的水银面 上灌有一段R″=20mm的清水。 R″=20mm的清水 上灌有一段R″=20mm的清水。A、B两截面间的管长 即垂直距离） =6m。 （即垂直距离）为hAB =6m。管路中的摩擦 系数为0.02 0.02。 系数为0.02。当地大气压强为 1.0133× Pa， 1.0133×105Pa，取水的密度 为1000kg/m3，水银的密度为 试求： 13600kg/m3。试求： 截面A （1）截面A、B间的管路摩擦阻力 损失∑ J/kg； 损失∑hf,AB, J/kg； 水在管路中的流速u, m/s； （2）水在管路中的流速u, m/s； 截面B上的压强p Pa； （3）截面B上的压强pB, Pa； 截面A上的压强p Pa。 （4）截面A上的压强pA, Pa。