化工原理课后思考题

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＝１０00×9.81×0.5=４.９1ｋPa;

外部压强p＝Ｆ／A=10/0.00８=1.25kＰa<内部压强4.9１kＰa。

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。R1不变，因为该U形管两边同时降低,势能差不变。

问题7. 为什么高烟囱比低烟囱拔烟效果好?

答７.由静力学方程可以导出Δp＝Ｈ(ρ冷－ρ热)g，所以H增加，压差增加，拔风量大。问题8.什么叫均匀分布? 什么叫均匀流段？

答８．前者指速度分布大小均匀；后者指速度方向平行、无迁移加速度。

问题９．伯努利方程的应用条件有哪些?

答9.重力场下、不可压缩、理想流体作定态流动，流体微元与其它微元或环境没有能量交换时，同一流线上的流体间能量的关系。

问题10. 如图所示，水从小管流至大管，当流量Ｖ、管径D、d及指示剂均相同时，试问水平放置时压差计读数Ｒ与垂直放置时读数Ｒ’的大小关系如何?为什么?.(可忽略粘性阻力损失) 答1０.R＝R’,因为U形管指示的是总势能差,与水平放还是垂直放没有关系。

题1０附图题11附图

问题11. 理想液体从高位槽经过等直径管流出。考虑A点压强与B点压强的关系，在下列三个关系中选择出正确的：