化工原理第一章习题.doc
化工原理第一章习题库
化⼯原理第⼀章习题库第⼀章习题库⼀、选择题1、流体静⼒学基本⽅程式的使⽤条件是④。
①重⼒场中静⽌流体②重⼒场中不可压缩静⽌流体③重⼒场中不可压缩连续静⽌流体④重⼒场中不可压缩静⽌、连通着的同⼀连续流体2、如图1-1所⽰的开⼝容器内盛有油⾼度为（h1-h2），⽔的⾼度为h2,B 与B ’点处于同⼀⽔平⾯，B 与B ’之间压强⼤⼩的关系为①。
①P B >P B ’② P B3、下⾯不能减少U 形压差计测量误差的⽅法有④。
①减少被测流体与指⽰液之间的密度差②采⽤倾斜式微压计③双指⽰液微压计④加⼤被测流体与指⽰液之间的密度差 4、不可压缩流体在均匀直管内作定态流动时，平均速度沿流动⽅向的变化为③①增⼤②减⼩③不变④⽆法确定 5、如图所⽰，若甲管路总长（包括阀门当量长度）为⼄管路的4倍，甲管内径为⼄管内径的2倍。
流体在两管中均呈层流，那么甲管内平均流速是⼄管的①倍①u 甲=u ⼄②u 甲=2u ⼄③u 甲=1/2u ⼄④u 甲=1/4u ⼄ 6、如图所⽰，已知流体在管道A 、B 中呈层流状态，两管长度相等，可确定AB 管道的流量之⽐q vA /q vB 为③①2 ② 4 ③8 ④167、在⼀个⼤⽓压下，40℃的空⽓流经Ф159×6mm 的钢管，⽤⽪托测速计测定空⽓的流量，测速计管压强计的读数为13mmH2O ，则管道内空⽓的体积流量为③ m 3/h①130 ② 620 ③733 ④6338、⽤Ф159×4.5mm 的钢管，输送20℃的苯，在管路上装有⼀个孔径为78mm 的孔板流量计，⽤来测量管中苯的流量，孔板前后连接的U 型管液柱压强计的指⽰液为⽔银。
当压强计的读数R 为80mm 时，则到管中苯的流量为① m 3/h()21121p p g z z p gh =+ρ-=+ρ①51.2 ② 47.5 ③82 ④1809、⽔以⼀定流速流经如图所⽰⽂丘⾥管，在喉颈处接⼀⽀管与下部⽔槽相通。
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。
化工原理——带答案
第一章流体力学1.表压与大气压、绝对压的正确关系是（A ）。
A.表压=绝对压-大气压B.表压=大气压-绝对压C.表压=绝对压+真空度2.压力表上显示的压力，即为被测流体的（B ）。
A.绝对压B.表压C.真空度D.大气压3.压强表上的读数表示被测流体的绝对压强比大气压强高出的数值，称为（B ）。
A.真空度B.表压强C.绝对压强D.附加压强4.设备内的真空度愈高，即说明设备内的绝对压强（B ）。
A.愈大B.愈小C.愈接近大气压D.无法确定5.一密闭容器内的真空度为80kPa,则表压为（B ）kPa。
A. 80B. - 80C. 21.3D.181.36.某设备进、出口测压仪表中的读数分别为p1（表压）=1200mmHg和p2（真空度）=700mmHg，当地大气压为750mmHg,则两处的绝对压强差为（D ）mmHg。
A.500B.1250C.1150D.19007.当水面压强为一个工程大气压，水深20m处的绝对压强为（B ）。
A. 1个工程大气压B. 2个工程大气压C. 3个工程大气压 D. 4个工程大气压8.某塔高30m,进行水压试验时，离塔底10m高处的压力表的读数为500kpa,（塔外大气压强为100kpa）。
那么塔顶处水的压强（A）。
A. 403 . 8kpaB. 698. 1kpaC. 600kpaD. 100kpa9.在静止的连续的同一液体中，处于同一水平面上各点的压强（A ）A.均相等B.不相等C.不一定相等10.液体的液封高度的确定是根据（C ）.A.连续性方程B.物料衡算式C.静力学方程D.牛顿黏性定律11.为使U形压差计的灵敏度较高，选择指示液时，应使指示液和被测流体的密度差（P指-P）的值（B ）。
A.偏大B.偏小C.越大越好12.稳定流动是指流体在流动系统中，任一截面上流体的流速、压强、密度等与流动有关的物理量（A ）。
A.仅随位置变，不随时间变B.仅随时间变，不随位置变C.既不随时间变，也不随位置变D.既随时间变，也随位置变13.流体在稳定连续流动系统中，单位时间通过任一截面的（B ）流量都相等。
过程装备(化工原理)习题参考答案.doc
习题参考答案第一章1-1. 略。
1-2. 杆BC 为二力杆，N BC =8.64kN ，BC 杆受压。
梁AB 在铰链A 处所受约束反力：N A X =-6.11kN ，N A Y =2.89Kn 。
1-3. 1.575kN （压力）。
1-4. N A X =G/2，N A Y =G ；N BX =G/2，N B Y =0；N C X =G/2，N C Y =G 。
1-5. 11.25kN 。
1-6. 杆EF 和CG 均为二力杆，N EF =0.943kN ，N CG =-0.167kN ；A 处约束反力：N A Y =0.667kN ，N A Y =0.5kN 。
1-7. γGbl 2=。
1-8. 51.76N 。
1-9. 22kN 。
1-10. 固定铰链给予轮子一个大小为P 方向向上的约束反力，与轮边缘作用的向下的力P 形成一个力偶，这样才能与轮子所受的力偶相平衡。
1-11. (1)塔底约束反力：N A x =17.4kN ，N A y =243.5kN ，M =202.2kN ·m ；(2)N A x =6.39kN ，N A y =23.5kN ；N B x =6.39kN ，N B y =0。
第二章2-1. 两边200mm 段中的应力为100MPa ，应变为0.0005，伸长量为0.1mm ；中段应力为60MPa ，应变为0.0003，伸长量为0.06mm ；总伸长为0.26mm 。
2-2. 略。
2-3. 细段应力127.4 MPa ，粗段应力38.2 MPa ，总伸长量为0.733mm 。
2-4. AB 杆中的应力110.3 MPa ，BC 杆中的应力31.8 MPa ，均小于许用应力，故支架是安全的。
2-5.（1）x=1.08m ；（2）杆1中的应力44 MPa ，杆2中的应力33 MPa 。
2-6. 活塞杆直径d ≥62mm ，可取d =62mm ，螺栓个数n ≥14.8，取n=16（偶数）。
化工原理第一章习题课
局部阻力系数ζ （进口为0.5，出口为1） 当量长度le 4.非圆形管当量直径
4A de C
管内湍流 Re 2000
机械能衡算方程
u 2 P we gz wf 2
J/kg
例：为了测出平直等径管AD上某泄漏点M的位置，采用 如图所示的方法，在A、B、C、D四处各安装一个压力表， 并使LAB=LCD 。现已知AD段、AB段管长及4个压力表读 数，且管内流体处于完全湍流区。试用上述已知量确定泄 漏点M的位置，并求泄漏量点总流量的百分数。
2.ρ——流体密度，kg/m3（平均值）
P1 P2 3.柏式应用于可压缩流体， P1 0.2 用平均压强来计算ρm代入
机械能衡算方程
u 2 P we gz wf 2
J/kg
w f w f w f ——管路总阻力，J/kg
'
1.静止流体或理想流体 w f 0
( Hg ) g
Hf , ab；
( Hg ) g
Hf , cd ;
机械能衡算方程
u 2 P we gz wf 2
J/kg
P
Байду номын сангаас
——静压能（流动力），J/kg
1.△P——两截面上压强差，若两容器开口，△P=0 绝压，表压，真空度（负表压）的概念 流体静力学基方方程式
P Pa gh
U形管压差计测两截面（容器）总势能差
gz P R( A ) g
如图所示，贮槽内水位维持不变。管路直径100mm，管路 上装有一个闸阀，距管口入口端15m处安有以水银为指示 液的U形管压差计。测压点与管路出口端之间的直管长度为 20m。求1）当闸阀关闭时，测得R=600mm，h=1500mm， 当闸阀部分开启时，测得R=400mm，h=1400mm。摩擦系 数可取0.025。问每小时流量？2）当闸阀全开时，U管压差 计的静压强为若干？闸阀全开时，le/d=15，摩擦系数不变。
化工原理第一章习题
m Co= pW r yV righ= W t1 200 1 98 -0 2 09 5 10 .94 0 A/3 s9 po6 se P0 ty L0 td.
r r g1+ zu 2 1 2+p1+W =g2z+u 2 2 2+p2+
h f
eated wW it= hC7 Azp1 o1==s9 p00p.y,8 （our1si表+ =ge1 02 压h.S.t6 2 ）l2Ei2 d08 v+ e1as9p ur lu2 f2-o2a+ =rt01 i1.oNd= 9nV0 2E8 Ao4Tn.s2 =2 lp3yo2+ ..6 5.s6p erC2 8m Plit/eysnLt tPdr.ofile 5.2.0
ea器te的d表w压it为h A1.6sp1o0s5eP.aS，li两d槽es液for .NET 3.5 C160liment Profile 52.2.0 面槽液的面垂保直持距C不离op变为y，3ri0g且mh。知t 2如阀0果门19的两-2019 Aspose Pty Ltd.
当量长度为管内径的50倍，管
r
r2
1m
4
5.2.0
4
Et2
=g1+
p2(表)
r
= 9 .8 - 1 1 .1 4 + 2 3 .9 3 = 1 4 .6 9 J /2 kg3
3
Et2>Et3 小管中的水自上而下流动
化工原理：习题(第一章)
一. 如图所示的管路系统， 高位槽水面与水平主管中心的 垂直距离z1=15m、总管长 L=150m(包括所有局部阻力)， 管内径d=50m，λ=0.025。现因 水量比原供水量增加20%，为 满足此要求，在原管路上并联 一根同样直径的水管,假设λ不 变。求新并联管路的长度。 （忽略进出口局部阻力）
1
z1 u0
l
返回
二.如图所示。水以1m/s的流速稳定流过内径 为0.025m，长为2m（AB段）的光滑管。A、B两 端连接一U形管液柱压差计，B端接一压力计，指 示液密度均为1590kg/m3，已知水的粘度为1cP， 管路摩擦系数可以下式计算： 0.3164 / Re 0.25
（当2.5×103<Re<105时）。求：
（1）管路AB段的阻力；
（2）压差计读数R1及B点的压力（R2=0.2m）。 当A、B两截面的压力均升高到原来的1.4倍时， 问：（3）流量变为多少？（4）R2变为多少？
2
返回
A
3
0.1m
Pa R2
B R1
返回
4
返回
5
返回
6
返回
7
返回
8
返回
9
返回
10
返回
11
返回
12
返回
13
返回
14
返回Βιβλιοθήκη 15返回6．如附图所示管路，若B阀关小，其他条件均不变，试分析 （要求写出分析过程）泵的扬程H，总管流量VS，压力表读 数p1、p2、p3，Wf1/Wf2及VS1/VS2的变化情况。
pM M
p1
VS
p2
p3
A
VS1、wf1 B C
VS2、wf2
化工原理第一章习题课
pa
(
Z1
Z
3
)(g
d
u32 ) u32 22
(1.5 d )
(Z1
Z 3 )(9.807
0.0251.982 2 0.05
)
1.982 2
(1.5
0.025 0.05)
(Z1 Z3)8.8269 1.9602
显然，此式为单调增函数，且在 Z1-Z3=1m处，
=3.05105Pa
例2：有一液位恒定的高位槽通过管路向水池供水（见 附图），高位槽内液面高度h1为1m，供水总高度h2为 10m，输水管内径50mm，总长度100m（包括所有局 部阻力的当量长度），λ=0.025。试求:
1) 供水量为多少？
2) 若此时在管垂直部分某处出现一直径为1mm的小孔， 有人说因虹吸现象，在某一高度范围内不会从小孔向外 流水，而还有人则认为水将从小孔流出。试推导证明哪 一种说法正确。
2）仍取高位槽上液面为截面1，再取垂直管处任意一
点为截面3，在1-1’和3-3’间列柏努利方程，可得：
p1
u12 2
Z1g
p3
u
2 3
2
Z3g
W f 13
p3
p1
(Z1
Z3)g
u32 2
(
Z1
Z3 d
1 u32 2
0.5
u
2 3
)
2
p3
（B）
7. 流体流过两个并联管路管1和2，两管内均呈层流。 两管的管长L1=L2、管内径d1=2d2，则体积流量V2/V1为 （ ）。
化工原理_大题第一章
第一章 习题4. 本题附图为远距离测量控制装置，用以测定分相槽内煤油和水的两相界面位置。
已知两吹气管出口的距离H =1m ，U 管压差计的指示液为水银，煤油的密度为820kg/m 3。
试求当压差计读数R=68mm 时，相界面与油层的吹气管出口距离h 。
解：如图，设水层吹气管出口处为a ，煤油层吹气管出口处为b ，且煤油层吹气管到液气界面的高度为H 1。
则1a p p = 2b p p =1()()a p g H h g H h ρρ=++-油水(表压)1b p gH ρ=油(表压)U 管压差计中，12Hg p p gR ρ-= (忽略吹气管内的气柱压力)12a b p p p p gR ρ-=-=分别代入a p 与b p 的表达式，整理可得：()Hg gh g H h gH ρρρ+-=油水1000 1.0136000.0680.4181000820H R h m ρρρρ-⨯-⨯===--Hg 水水油根据计算结果可知：从压差计的读数可以确定相界面的位置。
并可通过控制分相槽底部排水阀的开关情况，使油水两相界面仍维持在两管之间。
5. 用本题附图中串联U 管压差计测量蒸汽锅炉水面上方的蒸汽压，U 管压差计的指示液为水银，两U 管间的连接管内充满水。
已知水银面与基准面的垂直距离分别为：h 1=2.3 m 、h 2=1.2 m 、h 3=2.5 m 及h 4=1.4 m 。
锅中水面与基准面间的垂直距离h 5=3 m 。
大气压强a p =99.3×103 Pa 。
试求锅炉上方水蒸气的压强p 。
(分别以Pa 和kgf/cm 2来计量)。
解：如图所示标记等压面2，3，4，大气压记为a p压缩空H24 3212()a Hg p p p g h h =+- (1) 23232()H O p p g h h ρ=-- (2) 4334()Hg p p g h h ρ=+- (3)20454()H O p p g h h ρ=-- (4)将以上四式相加并代入已知量399.310a p Pa =⨯ 1 2.3h m = 2 1.2h m = 3 2.5h m =4 1.4h m =5 1.3h m =2012345432()()a Hg H O p p h h h h g h h h h gρρ=+-+---+-399.310(2.3 1.2 2.5 1.4)136009.8(3.0 1.4 2.5 1.2)10009.8=⨯+-+-⨯⨯--+-⨯⨯423.64510 3.72/Pa kgf cm =⨯=6. 根据本题附图所示的微差压差计的读数，计算管路中气体的表压强p 。
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，其流速增⼤，压⼒减⼩。
18. 不可压缩流体在⽔平管内作定态流动时，流动摩擦阻⼒所消耗的能量是总机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。
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 假设成立。
油品的流量：题31 附图（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。
(完整版)化工原理分章试题与解答第一章.docx
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）。
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❖5、己知：流量3001/min> △Z=10m,p=0,吸人管:①89X4mm、L=15m, 一个底阀、一个弯头，排出管：中57X3.5mm、❖L=50m, 一个闸阀、一个截止阀、三个弯头.求泵的轴功率N=?(效率为70%)We = gAZ+ △牛 + 坐 + Eh,Pl=P2=0，ui=u2=0; We =9.81 X 10+Ehf£hf=hf+h'f =(4^^ +「.)xg吸人管：E Lc=6.3+7.2m,，c=0.5, u=0.97m/s, Rc= 106000, E/d=0.0037, X=0.029 £hf=4.28J/Kg 排出管：E Le=0.33+17+3 X 1.6=22.13m,，e=10, u=2.55m/s, Re=l 73000, s/d=0.006, X=0.0313 Ehf =150J/Kg总 E hf =吸人管 E hf +排出管Ehf = l 54.3 J/Kg; We=252.4J/KgWs=4,4Kg/s,Nc=lll 0.6W=l. 11KW, N=1.11 /0.7=l .59K6、已知：d=200mm,入曰底阀hf，=10(u2/2),pB=350mmHg(真),hfA-B=0.1 (u2/2)。
试求(1)、qv=? (2)、P A=?解:(1)由水池水面到B截面列柏努利方程：P B=一350 X 133.3=-46655 Pa(表)0=3 X 9.81 +苗/2-46655 /1000+0. 1U2/2+10U2/2解得：u=1.76m/s; V=198m3/h(2)由A到B列柏努利方程：P A//1000=5X9.81+- 46655 /1000+0.1 X 1.762/2P A=2550 Pa7、温度为20°C的空气在直径为2.5cm的管道中流动。
在距壁1mm处空气流速为3cm/s,试求：(1)管壁处的切应力；单位管长的粘性阻力。
QiSfe d=2.5cm, u = 3cm/s, 8= 1mm, p,= 18.08X 10-b Pa ・ So理根据牛顿内摩擦定律，得管壁处的切应力为r()"18.08X10-6X0Q3~0^5.424X10~4 N/m20 dy0.001单位管长的粘性阻力为T = = 5.424x10一4乂3.14x0.025x1 = 4.258x10一5 N/m8、有一块30X40cm2的矩形平板，浮在汕面上，其水平运动的速度为10cm/s,汕层厚S o 理根据己知条件列连续性方程,度6 =10mm,汕的动力粘度p=0.102Pa • s,求平板所受的阻力。
A = 30X40cm 2, u=10cm/s, 5= 10mm, （i=0.102Pa 根据牛顿内摩擦定律，得平板所受的阻力为『二〃火人= 0.102x 史二^x0.3x0.4 = 0.12N dy 0.019、容器中空气的绝对压力为pB=93.2kPa,当地大气压力为pa=98.1kPa 。
试求玻璃管中 水银柱上升的高度h v0已知PB=93.2kPa, pa=98.1kPa 。
些 依据题意列静力学方程，得P B + W V ". p — P R (98.1 — 93.2)X 10°所以 /?v = —~— = ------------- ---- = 0.0367 m = 36.7 mm心 13.6x981010、蒸气管道的干管直径d 】 = 50mm,截面平均流速u I =25m/s,密度P1=2.62kg/m 3,蒸气分别由两支管流出，支管直径d2=45mm, d 3=40mm,出口处蒸气密度分别为p 2 =2.24kg/m 3, p 3 = 2.30kg/m 3,求保证两支管质量流量相等的出口流速比和山。
di=50mm, d2=45mm ， d3=40mm ， ui=25m/s ，pi=2.62kg/m 3， p2=2.24kg/m 3， ps=2.30kg/m 3， M?=M3。
~^d}p 2u 2 =—^djp 3u 3将②式代入①式，得则 处=；（△）（牛）如=，（缥片（来）2x25 = 18.05 m/s2 p 2 d 2 2 2.24 45代入②式，得w=（^1）x （—）2x 18.05 = 22.25 m/s 3 p y d. 。
2.30 4011、由水库引水，先用长L=25m,直径di = 75mm 的管道将水引至贮水池中，再由长匕 = 150m,宜径d 2=50mm 的管道将水引至用水点。
已知水头H = 8m,沿程阻力系数X 、= X 2=0.03,阀门局部阻力系数电=3,试求：⑴流量Q 和水面高差h ； (2)绘总压头线和测压 管压2 +'勿］京3”3头线。
Mg (2) (3) 各管段流速分别为 QM* /] =25m, d|=75mm, /2 =150m, d 2=50mm, H=8m, X|=X2=0.03, K 、,=3, Kc=0.5,电=1.0。
蛭 (1)各管段阻抗分别为8(时 + ZK) 8X (0.03X -^- + 0.5+ 1.0)福=二3」4仅%膘4x9.81 =3・8(X>-^- + ZA ：) 8x(0.03x —+ 0.5 + 3 + 1.0)0xl°4 s 扁S 3」4鹭。
E.8I总阻抗 S H =Sm +Sm =3.0X 104+1.25X 106 =1.28X 106 s 2/m 5列水库水面至用水点之间的伯努利方程，基准面取在出水口处，得列水库水面至贮水池水面之间的伯努利方程，基准面取在贮水池水面上，得h = h\E =S Hi e 2 =3.0xl04x(2.5xl0'3)2 =0.19m纠=4x2.5xl (r ； =0 566 皿々1 兀 d ； 3.14x0.0752伞竺= 4X2.5X10：=] 274m/s」7td\ 3.14X0.052则各点局部压头损失分别为* =K C % = 0.5X °566 =8.16x10-3 mHQ JC1 c 2g 2x9.81 ~2 ，h =K°% = 1 .Ox 0 566 = 0.0163 mH 2O J01° 2g 2x9.81 2H Q =Q A— =2.5x10—3 m 3/s1.28X106 S0.0827 mH,0 2x9.817 2 /?ie2 =K 「％ = 0.5x I*- = 0.0414mH.O jc2 °2g2x9.81 2 7 上砂 M 1-27424°2 = K°S = 1.0X 2g各管段沿程阻力分别为i 勺好|25 0.5662凡 ----- =0.03x ------- x --------- = 0.163 m\/1 2 只 0.075 2x9.81 7 3 l 2 u} AA. 150 1.2742 e /?w7 =刀 ----- =0.03x ------- x --------- = 7.45 m ~ d?2g 0.05 2x9.81根据以上数据，计算出各节点的总压头和测压管压头值，即可绘出总压头线和测压管压头线。
12、水箱中的水经管道出流，已知管道直•径为25mm,长度为6m,水位H=13m,沿 程阻力系数A=0.02,试求流量及管壁切应力TOOd=25mm, /=6m, H=13m, X=0.02, Ki=0.5,《=1.0。
座 （1）列水箱水面至管道出口的伯努利方程，得H =（灯+ £幻匚 d 2ghlll - 2gH I 2x9.81x13/ 贝 i] u = ——2 ------- = ------------ -------- = 6.36m/s 1 江 + ZK 10.02X —+ 1.5 \ d \ 0.025所以 g = =-X 3.14X 0.0252X 6.36 = 3.12X 10~3 m 3/s 4 4⑵ 因为 Ap f =2--pw 2 =0.02x —x-xl000x6.362 =97079.4N/m 2 d 20.025 2由：〃c/2zlpf=〃d/%,可得管壁切应力为 Ap (cl 97079.4x0.025 .XT/ 2 T (\ = 1 = -------------------- = 101.1 N/m~ 4/ 4x613、水由图中的喷口流出，喷口直径d=75mm,不计损失，计算H 值（以m 计）和p 值（以 kN/m 2 计）。
已翁* di=125mm , d2= 100mm , d3=75mm ,Ah= 175mm,瞄⑴ 列1-1截面至2-2截面间的伯努利方程, 基准血取在2-2截面所在的水平面上，(3)id 15.222H =工==11.81m 2g 2x9.81(4) Pm1 2 1 2 Pl +QgZ] +-pu[ = P2 +-/?W2列1.1与2-2截而间U型管的静力学方程Pl +Qg(Z] +Z2)-(P2 +pg¥)= (p汞-p)g^h简化上式，并代入伯努利方程，得~P(U2 - P)g^h列1.1截面至2-2截面间的连续性方程:勿d；绮或写成W] =“2（牛）2将②式代入①式，整理后得2x9.81x(13.6-1)x0.175 =8<56m/s列2-2截而至3-3截而间的连续性方程1 q 1~7TCl -)U-)= ~7Tuu. =uA—)2 =8.56x(E!_)2 =15.22 m/s3~ d30.075列自由液I"至3.3截面间的伯努利方程，基准|印取在出曰管轴线上，得列压力表处至3.3截面间的伯努利方程，基准面取在出口管轴线上，得1 2 1 2Pm +~P U2 =~P U342^-p(^-^) = -xl000x(15.222 -8.562) = 79187.4 N/m2 = 79.187 kN/m2 2 2 w。