第一部分 化工原理 计算题
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(钟理)02551习题解答第一章流体流动习题及解答(上册)
流体流动习题解答1－1 已知甲城市的大气压为760mmHg ，乙城市的大气压为750mmHg 。
某反应器在甲地操作时要求其真空表读数为600mmHg ，若把该反应器放在乙地操作时，要维持与甲地操作相同的绝对压，真空表的读数应为多少，分别用mmHg 和Pa 表示。
[590mmHg, 7.86×104Pa]解：P （甲绝对）=760-600=160mmHg 750-160=590mmHg=7.86×104Pa1－2用水银压强计如图测量容器内水面上方压力P 0，测压点位于水面以下0.2m 处，测压点与U 形管内水银界面的垂直距离为0.3m ，水银压强计的读数R ＝300mm ，试求 （1）容器内压强P 0为多少？（2）若容器内表压增加一倍，压差计的读数R 为多少？习题1－2 附图[(1) 3.51×104N ⋅m －2 (表压)； (2)0.554m] 解：1. 根据静压强分布规律 P A ＝P 0＋g ρHP B ＝ρ，gR因等高面就是等压面，故P A ＝ P BP 0＝ρ，gR －ρgH ＝13600×9.81×0.3－1000×9.81(0.2+0.3)=3.51×104N/㎡ (表压)2. 设P 0加倍后，压差计的读数增为R ，＝R ＋△R ，容器内水面与水银分界面的垂直距离相应增为H ，＝H ＋2R∆。
同理， ''''''02R p gR gH gR g R gH gρρρρρρ∆=-=+∆--000p g g p p 0.254m g g 10009.81g g 136009.812R H R ρρρρρρ⨯∆⨯⨯，，，4，，－（－）－ 3.5110＝＝＝＝－－－220.30.2540.554m R R R ∆，＝＋＝＋＝1－3单杯式水银压强计如图的液杯直径D ＝100mm ，细管直径d ＝8mm 。
化工原理计算题解答
目录第一章流体流动与输送设备 (2)第二章非均相物系分离 (26)第三章传热 (32)第四章蒸发 (44)第五章气体吸收 (48)第六章蒸馏 (68)第七章干燥 (84)第八章萃取 (92)第一章 流体流动与输送机械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。
化工原理例题及习题
第一章 流体流动【例1-1】 已知硫酸与水的密度分别为1830kg/m 3与998kg/m 3，试求含硫酸为60%（质量）的硫酸水溶液的密度为若干。
解：根据式1-49984.018306.01+=m ρ=（3.28+4.01）10-4=7.29×10-4ρm =1372kg/m 3【例1-2】 已知干空气的组成为：O 221%、N 278%和Ar1%（均为体积%），试求干空气在压力为9.81×104Pa 及温度为100℃时的密度。
解：首先将摄氏度换算成开尔文100℃=273+100=373K 再求干空气的平均摩尔质量M m =32×0.21+28×0.78+39.9×0.01 =28.96kg/m3根据式1-3a 气体的平均密度为：3kg/m 916.0373314.896.281081.9=⨯⨯⨯=m ρ【例1-3 】 本题附图所示的开口容器内盛有油和水。
油层高度h 1=0.7m 、密度ρ1=800kg/m 3，水层高度h 2=0.6m 、密度ρ2=1000kg/m 3。
（1）判断下列两关系是否成立，即 p A =p'A p B =p'B （2）计算水在玻璃管内的高度h 。
解：（1）判断题给两关系式是否成立 p A =p'A 的关系成立。
因A 与A '两点在静止的连通着的同一流体内，并在同一水平面上。
所以截面A-A'称为等压面。
p B =p'B 的关系不能成立。
因B 及B '两点虽在静止流体的同一水平面上，但不是连通着的同一种流体，即截面B-B '不是等压面。
（2）计算玻璃管内水的高度h 由上面讨论知，p A =p'A ，而p A =p'A 都可以用流体静力学基本方程式计算，即p A =p a +ρ1gh 1+ρ2gh 2 p A '=p a +ρ2gh于是 p a +ρ1gh 1+ρ2gh 2=p a +ρ2gh简化上式并将已知值代入，得 800×0.7+1000×0.6=1000h 解得 h =1.16m【例1-4】 如本题附图所示，在异径水平管段两截面（1-1'、2-2’）连一倒置U 管压差计，压差计读数R =200mm 。
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
化工原理第一章习题课
化工原理第一章习题课(总6页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--一、概念题1．某封闭容器内盛有水，水面上方压强为p 0，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R 1、R 2和R 3，试判断： 1）R 1 R 2（＞，＜，＝）； 2）R 3 0（＞，＜，＝）；3）若水面压强p 0增大，则R 1 R 2 R 3 有何变化（变大、变小，不变）2．如图所示，水从内径为d 1的管段流向内径为d 2管段，已知122d d =，d 1管段流体流动的速度头为，m h 7.01=，忽略流经AB 段的能量损失，则=2h m ，=3h m 。
3．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p 1与p 2的关系为 。
21)p p A > m p p B 5.0)21+> m p p C 5.0)21-> 21)p p D <4．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）。
5．某水平直管中，输水时流量为Vs ，今改为输2Vs 的有机物，且水μμ2=，水ρρ5.0=，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。
6．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）。
则： 1）R 0（>，=，<）2）A 、B 两点的压差p ∆= Pa 。
)()ρρ-i Rg A gh Rg B i ρρρ+-)() )()ρρρ--i Rg gh C gh Rg D i ρρρ--)()3）流体流经A 、B 点间的阻力损失f h 为 J/kg 。
4）若将水管水平放置，U 形管压差计仍竖直，则R ，p ∆ ，f h 有何变化7．在垂直安装的水管中，装有水银压差计，管段很短，1，2两点间阻力可近似认为等于阀门阻力，如图所示，试讨论：1）当阀门全开，阀门阻力可忽略时，1p 2p （＞，＜，＝）；2）当阀门关小，阀门阻力较大时，1p 2p （＞，＜，＝），R （变大，变小，不变）；3）若流量不变，而流向改为向上流动时，则两压力表的读数差p ∆，R ；（变大，变小，不变）。
化工原理计算题及答案
化工原理试卷计算题答案一、计算题 ( 共43题 320分 )1. 5 分 (2823)D2823取水池液面为1—1截面，贮槽水面为2—2截面，并以截面1—1为基准水平面。
在截面1—1和2—2间列伯努利方程：gZ 1+ρ1p +221u +.W e = gZ 2+ρ2p +222u +∑f h 式中：Z 1=0，Z 2=10 mp 1= p 2=0(表压)u 1= u 2≈0∑f h =20 J ·kg -1则泵所提供的能量为：.W e = gZ 2+∑f h =9.81×10+20=98.1+20=1.2×102 J ·kg -12. 10 分 (3758)D3758(1)求热气体向冷气体传递的热流速率, φ:已知: 冷气体的进出口温度T 1'=310 ℃,T 2'=445 ℃;冷气体的质量流量q m '=8000kg ·h -1，则冷气体单位时间获得的热量, φ'=q m 'c p '()''T T 21-; 冷气体单位时间损失的热量, φl =0.1φ';热气体向冷气体传递的热流速率, φ=φ'+φl =1.1q m 'c p '()''T T 21- =1.1×80003600×1.05×103×(445-310) =3.47×105 W(2)求热气体最终温度, T 2：由热气体热量衡算可得φ=q c T T m p ()12-=50003600×1.05×103×(580-T 2)=3.47×105 W T 2 =342 ℃∆T T T 112=-='580-445=135 ℃∆T T T 221=-'=342-310=32 ℃∆T m =-1353213532ln =71.6 ℃（即71.6 K ） K =m T A ∆φ=3.47105×200716⨯.=24.2 W ·m -2·K -1。
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
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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
化工原理计算题
化工原理试卷（计算题）班级姓名分数一、计算题( 共43题320分)1. 5 分(2823)如图，用泵将15 ℃的水从水池送至一敞口储槽中。
储槽水面与水池液面相距10 m，水面高度均保持不变。
输水管内径为68 mm，管道阻力造成的总能量损失为20 J·kg-1，试问泵需给每千克的水提供多少能量？2. 10 分(3758)一单程列管换热器, 平均传热面积A为200 m2。
310 ℃的某气体流过壳程，被加热到445 ℃, 另一种580 ℃的气体作为加热介质流过管程, 冷热气体呈逆流流动。
冷热气体质量流量分别为8000 kg·h-1和5000 kg·h-1, 平均比定压热容均为1.05 kJ·kg-1·K-1。
如果换热器的热损失按壳程实际获得热量的10%计算, 试求该换热器的总传热系数。
3. 5 分(2466)已知20℃水在φ109 mm×4.5 mm的导管中作连续定态流动（如图所示）,流速为 3.0 m·s-1。
液面上方的压强p=100 kPa。
液面至导管中心的距离为4 m，求A点的表压强为多少千帕？（20℃水的密度ρ=1000 kg·m-3）。
4. 10 分(3711)在一列管式换热器中进行冷、热流体的热交换, 并采用逆流操作。
热流体的进、出口温度分别为120 ℃和70 ℃,冷流体的进、出口温度分别为20 ℃和60 ℃。
该换热器使用一段时间后,由于污垢热阻的影响,热流体的出口温度上升至80 ℃。
设冷、热流体的流量、进出口温度及物性均保持不变,试求:污垢层热阻占原总热阻的百分比?5. 10 分(4951)某连续精馏塔在常压下分离甲醇水溶液。
原料以泡点温度进塔，已知操作线方程如下：精馏段：y n +1=0.630 x n+0.361提馏段：y m +1=1.805 x m-0.00966试求该塔的回流比及进料液、馏出液与残液的组成。
化工原理例题汇总
第一章流体流动例1.高位槽内的水面高于地面8m，水从φ108×4mm 的管道中流出，管路出口高于地面2m。
在本题特定条件下，水流经系统的能量损失可按∑ｈf = 6.5 u2计算，其中u为水在管道的流速。
试计算：⑴A—A '截面处水的流速；⑵水的流量，以m3/h 计。
解：设水在水管中的流速为u ，在如图所示的1—1,，2—2,处列柏努力方程Z1ｇ+ 0 + Ｐ1/ ρ= 2Zｇ+ ｕ2／2 + Ｐ2/ ρ + ｈ∑f（Z1 - Z2）g = u2/2 + 6.5u2代入数据（8-2） 9×.81 = 7u2 , u = 2.9m/s换算成体积流量2q V = uA= 2.9 ×π /4 2× 3 600.10= 82 m3/h例2.本题附图所示为冷冻盐水循环系统，盐水的密度为1100kg／m3，循环量为36m3 。
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98.1J／kg，由B 流至A 的能量损失为49J／kg，试求：（1）若泵的效率为70%时，泵的抽功率为若干压强表读数为245.2 ×103Pa时，B 处的压强表读数为若干Pa？解：（1）由A 到B 截面处作柏努利方程220+u A /2+P A/ ρ =B Zg+u B /2+P B/ρ +9.815 ~! p; CX9 X7 }+ ?管径相同得u A=u B ∴（P A-P B）/ ρ=Z B g+9.81* e1 W: a7 e% u, k9 Y1 o- H" x22由B 到A 段，在截面处作柏努力方程B Z B g+u B2/2+P B/ ρ+W=0+A u2+P A/ ρ+49kw ？（2）若A 处的∴W= （P A-P B）/ ρ- Z B g+49=98.1+49=147.1J/kg 3 L& P- @" D8 i4 N0 F∴q m = q v ρ =36/3600 × 1100=11kg - q /s - i3 M# a$ R/ y) p5 |Pe= q m ×W=147.1 ×11=1618.1w % E5 |0 W* y' Z% ]( ?* I( V8 b泵的抽功率 N= Ne /76%=2311.57W=2.31kw 1 s$ m& Z6 P! K) R: g; Q 2)由第一个方程得( P A -PB ) / ρ=B Zg+9.81 得 7 a6 W, @" R# w+ E& v9 vP B =P A -ρ(Z B g+9.81)=245.2 ×103-1100 ×(7 ×9.81+98.1)$ M) z: B8 f. q3 u4 L4=6.2 ×10 Pa : y7 W- m# z' m" X; p例 3. 用离心泵把 20℃的水从贮槽送至水洗 塔顶部， 槽内水位维持恒定， 各部分相对位 置如本题附图所示。
“化工原理”第1章《流体流动》复习题
“化工原理”第一章复习题及参考答案
一、填空题：
的平均流速为_________.（ 1m/s）
对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关，系电，力根保通据护过生高管产中线工资敷艺料设高试技中卷术资0配料不置试仅技卷可术要以是求解指，决机对吊组电顶在气层进设配行备置继进不电行规保空范护载高高与中中带资资负料料荷试试下卷卷高问总中题体资，配料而置试且时卷可，调保需控障要试各在验类最；管大对路限设习度备题内进到来行位确调。保整在机使管组其路高在敷中正设资常过料工程试况中卷下，安与要全过加，度强并工看且作护尽下关可都于能可管地以路缩正高小常中故工资障作料高；试中对卷资于连料继接试电管卷保口破护处坏进理范行高围整中，核资或对料者定试对值卷某，弯些审扁异核度常与固高校定中对盒资图位料纸置试.，卷保编工护写况层复进防杂行腐设自跨备动接与处地装理线置，弯高尤曲中其半资要径料避标试免高卷错等调误，试高要方中求案资技，料术编试5交写卷、底重保电。要护气管设装设线备置备4敷高动调、设中作试电技资，高气术料并中课3中试且资件、包卷拒料中管含试绝试调路线验动卷试敷槽方作技设、案，术技管以来术架及避等系免多统不项启必方动要式方高，案中为；资解对料决整试高套卷中启突语动然文过停电程机气中。课高因件中此中资，管料电壁试力薄卷高、电中接气资口设料不备试严进卷等行保问调护题试装，工置合作调理并试利且技用进术管行，线过要敷关求设运电技行力术高保。中护线资装缆料置敷试做设卷到原技准则术确：指灵在导活分。。线对对盒于于处调差，试动当过保不程护同中装电高置压中高回资中路料资交试料叉卷试时技卷，术调应问试采题技用，术金作是属为指隔调发板试电进人机行员一隔，变开需压处要器理在组；事在同前发一掌生线握内槽图部内纸故，资障强料时电、，回设需路备要须制进同造行时厂外切家部断出电习具源题高高电中中源资资，料料线试试缆卷卷敷试切设验除完报从毕告而，与采要相用进关高行技中检术资查资料和料试检，卷测并主处且要理了保。解护现装场置设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。
化工原理分章试题与解答 第一章
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p 0，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R 1、R 2和R 3，试判断： 1）R 1 R 2（＞，＜，＝）； 2）R 3 0（＞，＜，＝）；3）若水面压强p 0增大，则R 1 R 2 R 3 有何变化？（变大、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2．如图所示，水从内径为d 1的管段流向内径为d 2管段，已知122d d =，d 1管段流体流动的速度头为0.8m ，m h 7.01=，忽略流经AB 段的能量损失，则=2h m ，=3h m 。
答案：m h 3.12=，m h 5.13=g u h g u h 22222211+=+122d d =，2)21()(12122112u u d d u u === 42122u u =∴，m g u g u 2.024122122==m h 3.12=∴mg u h h 5.122223=+=3．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p 1与p 2的关系为 。
21)p p A >m p p B 5.0)21+> m p p C 5.0)21-> 21)p p D < 答：C 据伯努利方程221222p u gz p u gz BB AA ++=++ρρρρ)(2)(2221A B A B u u z z g p p -+-+=ρρ)(25.02221A B u u g p p -+-=ρρA B u u <g p p ρ5.021-<∴4．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，且水μμ2=，水ρρ5.0=，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。
化工原理(第一章练习题与答案)
第1章流体流动学习目的与要求1、掌握密度、压强、绝压、表压、真空度的有关概念、有关表达式和计算。
2、掌握流体静力学平衡方程式。
3、掌握流体流动的基本概念——流量和流速，掌握稳定流和不稳定流概念。
4、掌握连续性方程式、柏努利方程式及有关应用、计算。
5、掌握牛顿黏性定律及有关应用、计算。
6、掌握雷诺实验原理、雷诺数概念及计算、流体三种流态判断。
7、掌握流体流动阻力计算，掌握简单管路计算，了解复杂管路计算方法。
8、了解测速管、流量计的工作原理，会利用公式进行简单计算。
综合练习一、填空题1．某设备的真空表读数为200 mmHg，则它的绝对压强为____________mmHg。
当地大气压强为101.33 103Pa.2．在静止的同一种连续流体的内部，各截面上__________与__________之和为常数。
3．法定单位制中粘度的单位为__________，cgs制中粘度的单位为_________，它们之间的关系是__________。
4．牛顿粘性定律表达式为_______，它适用于_________流体呈__________流动时。
5．开口U管压差计是基于__________原理的测压装置，它可以测量管流中___________上的___________或__________。
6．流体在圆形直管内作滞流流动时的速度分布是_____________形曲线，中心最大速度为平均速度的________倍。
摩擦系数与_____________无关，只随_____________加大而_____________。
7．流体在圆形直管内作湍流流动时，摩擦系数λ是_____________函数，若流动在阻力平方区，则摩擦系数是_____________函数，与_____________无关。
8．流体在管内作湍流流动时，在管壁处速度为_____________。
邻近管壁处存在_____________层，Re值越大，则该层厚度越_____________9．实际流体在直管内流过时，各截面上的总机械能_________守恒，因实际流体流动时有_____________。
化工原理第1章--流体流动-习题及答案
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＝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》第1章《流体流动》复习题
《化工原理》第一章复习题及参考答案一、填空题：1.（3分）雷诺准数的表达式为________________。
当密度ρ＝1000kg/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______.（Re=dｕρ/μ ; 105；湍流）2.（2分）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_________.（1m/s ）3.（2分）牛顿粘性定律用粘滞力的表达式为_______________. 用剪应力的表达式为_______________.（F'=μAdu/dy; τ=μdu/dy）4.（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; -100）5.（2分）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__________.( 0.0118m3/s,1.5m/s)6.（4分）当20℃的水(ρ=998.2kg/m3,μ=1.005厘泊)在内径为100mm的光滑管内流动时,若流速为1.0m/s时,其雷诺准数Re为______,直管摩擦阻力系数λ为_____.(9.93×104; 0.0178)7.（2分）某长方形截面的通风管道, 其截面尺寸为30×20mm,其当量直径de为__.( 24mm)8.（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;丘里流量计;湿式气体流量计;皮托管)9.（2分）测量流体压强的仪器主要有如下两种: ______,_____.( U管压差计;弹簧压力计)10.（4分）计算管道流体局部阻力的方法有: ________,____________,其相应的阻力计算公式为_____________,____________,( 当量长度法; 阻力系数法; h f=λ(le/d)(u2/2g); h f=(u2/2g) ) 11.（3分）题号1038 第1章知识点400 难度容易在流体阻力计算中,当量长度的定义是_______________________________________. (能产生与某局部阻力相当的直管长度, 称为该局部阻力的当量长度。
【第一部分】化工原理 计算题
【1-1】如习题1-6附图所示，有一端封闭的管子，装入若干水后，倒插入常温水槽中，管中水柱较水槽液面高出2m ，当地大气压力为101.2kPa 。
试求：(1)管子上端空间的绝对压力；(2)管子上端空间的表压；(3)管子上端空间的真空度；(4)若将水换成四氯化碳，管中四氯化碳液柱较槽的液面高出多少米？解 管中水柱高出槽液面2m ，h=2m 水柱。
(1)管子上端空间的绝对压力绝p 在水平面11'-处的压力平衡，有.绝绝大气压力1012001000981281580 （绝对压力）ρ+==-⨯⨯=p gh p Pa(2)管子上端空间的表压 表p表绝 -大气压力=8158010120019620 =-=-p p Pa(3)管子上端空间的真空度真p()真表=-=-1962019620 p p Pa -=(4)槽内为四氯化碳，管中液柱高度'h'cclhh ρρ=4水 常温下四氯化碳的密度，从附录四查得为/ccl kg m ρ=431594'.h m ⨯==10002125 1594【1-2】在20℃条件下，在试管内先装入12cm 高的水银，再在其上面装入5cm 高的水。
水银的密度为/313550kg m ，当地大气压力为101kPa 。
试求试管底部的绝对压力为多少Pa 。
习题1-1附图解 水的密度/3水=998ρkg m()....331011001213550005998981117410=⨯+⨯+⨯⨯=⨯p Pa【1-3】如习题1-8附图所示，容器内贮有密度为/31250kg m 的液体，液面高度为3.2m 。
容器侧壁上有两根测压管线，距容器底的高度分别为2m 及1m ，容器上部空间的压力（表压）为29.4kPa 。
试求：(1)压差计读数（指示液密度为/31400kg m ）；(2)A 、B 两个弹簧压力表的读数。
解 容器上部空间的压力.29 4（表压）=p kPa 液体密度 /31250ρ=kg m ，指示液密度/301400ρ=kg m (1)压差计读数R=? 在等压面''1111上-=p p()()()()().'...p p h R g p p h g R g p h R g p h g R g Rg ρρρρρρρρ=+-++=+-++++++=+++-=11000 321 32212222 0()0因g 0，故0ρρ-≠=R(2) ().....A p p g Pa ρ=+-=⨯+⨯⨯=⨯333212941022125098156410().....333222941012125098144110ρ=+-=⨯+⨯⨯=⨯B p p g Pa【1-4】常温的水在如习题1-15附图所示的管路中流动。
第一部分化工原理计算题
第⼀部分化⼯原理计算题【1-1】如习题1-6附图所⽰，有⼀端封闭的管⼦，装⼊若⼲⽔后，倒插⼊常温⽔槽中，管中⽔柱较⽔槽液⾯⾼出2m ，当地⼤⽓压⼒为。
试求：(1)管⼦上端空间的绝对压⼒；(2)管⼦上端空间的表压；(3)管⼦上端空间的真空度；(4)若将⽔换成四氯化碳，管中四氯化碳液柱较槽的液⾯⾼出多少⽶解管中⽔柱⾼出槽液⾯2m ，h=2m ⽔柱。
(1)管⼦上端空间的绝对压⼒绝p 在⽔平⾯11'-处的压⼒平衡，有.绝绝⼤⽓压⼒1012001000981281580 （绝对压⼒）ρ+==-??=p gh p Pa(2)管⼦上端空间的表压表p (3)管⼦上端空间的真空度真p(4)槽内为四氯化碳，管中液柱⾼度'h常温下四氯化碳的密度，从附录四查得为/ccl kg m ρ=431594【1-2】在20℃条件下，在试管内先装⼊12cm ⾼的⽔银，再在其上⾯装⼊5cm ⾼的⽔。
⽔银的密度为/313550kg m ，当地⼤⽓压⼒为101kPa 。
试求试管底部的绝对压⼒为多少Pa 。
解⽔的密度/3⽔=998ρkg m【1-3】如习题1-8附图所⽰，容器内贮有密度为/31250kg m 的液体，液⾯⾼度为。
容器侧壁上有两根测压管线，距容器底的⾼度分别为2m 及1m ，容器上部空间的压⼒（表压）为。
试求：(1)压差计读数（指⽰液密度为/31400kg m ）；(2)A 、B 两个弹簧压⼒表的读数。
解容器上部空间的压⼒.29 4（表压）=p kPa 液体密度 /31250ρ=kg m ，指⽰液密度/301400ρ=kg m (1)压差计读数R= 在等压⾯''1111上-=p p(2) ().....A p p g Pa ρ=+-=?+??=?333212941022125098156410习题1-1附图【1-4】常温的⽔在如习题1-15附图所⽰的管路中流动。
在截⾯1处的流速为./05m s ，管内径为200mm ，截⾯2处的管内径为100mm 。
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。
14．雷诺准数的表达式为_____ Re=dｕρ/µ___________。
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【1-1】如习题1-6附图所示，有一端封闭的管子，装入若干水后，倒插入常温水槽中，管中水柱较水槽液面高出2m ，当地大气压力为101.2kPa 。
试求：(1)管子上端空间的绝对压力；(2)管子上端空间的表压；(3)管子上端空间的真空度；(4)若将水换成四氯化碳，管中四氯化碳液柱较槽的液面高出多少米？解 管中水柱高出槽液面2m ，h=2m 水柱。
(1)管子上端空间的绝对压力绝p在水平面11'-处的压力平衡，有.绝绝大气压力1012001000981281580 （绝对压力）ρ+==-⨯⨯=p gh p Pa(2)管子上端空间的表压表p (3)管子上端空间的真空度真p(4)槽内为四氯化碳，管中液柱高度'h 常温下四氯化碳的密度，从附录四查得为/cclkg m ρ=431594【1-2】在20℃条件下，在试管内先装入12cm 高的水银，再在其上面装入5cm 高的水。
水银的密度为/313550kg m ，当地大气压力为101kPa 。
试求试管底部的绝对压力为多少Pa 。
解 水的密度/3水=998ρkg m【1-3】如习题1-8附图所示，容器内贮有密度为/31250kg m 的液体，液面高度为 3.2m 。
容器侧壁上有两根测压管线，距容器底的高度分别为2m 及1m ，容器上部空间的压力（表压）为29.4kPa 。
试求：(1)压差计读数（指示液密度为/31400kg m ）；(2)A 、B 两个弹簧压力表的读数。
习题1-1附图解 容器上部空间的压力.29 4（表压）=p kPa 液体密度 /31250ρ=kg m ，指示液密度/301400ρ=kg m (1)压差计读数R=? 在等压面''1111上-=p p (2)().....A p p g Pa ρ=+-=⨯+⨯⨯=⨯333212941022125098156410【1-4】常温的水在如习题1-15附图所示的管路中流动。
在截面1处的流速为./05m s ，管内径为200mm ，截面2处的管内径为100mm 。
由于水的压力，截面1处产生1m 高的水柱。
试计算在截面1与2之间所产生的水柱高度差h 为多少（忽略从1到2处的压头损失）?解 ./105=u m s另一计算法计算液柱高度时，用后一方法简便。
【1-5】在习题1-16附图所示的水平管路中，水的流量为./25L s 。
已知管内径15=d cm , .225=d cm ，液柱高度11=h m 。
若忽略压头损失，试计算收缩截面2处的静压头。
解 水的体积流量 ././33252510 -==⨯V q L s m s ，截面1处的流速../.312212510127400544ππ-⨯===⨯Vq u m s d习题1-4附图 习题1-5附图截面2处的流速.../.2212120051274510025⎛⎫⎛⎫==⨯= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭d u u m s d 在截面1与2之间列伯努利方程，忽略能量损失。
截面2处的静压头 .20218=-h m 水柱 负值表示该处表压为负值，处于真空状态。
【1-6】如习题1-17附图所示的常温下操作的水槽，下面的出水管直径为.5735mm mm φ⨯。
当出水阀全关闭时，压力表读数为30.4kPa 。
而阀门开启后，压力表读数降至20.3kPa 。
设压力表之前管路中的压头损失为0.5m 水柱，试求水的流量为多少/3m h ?解 出水阀全关闭时，压力表读数30. 4kPa （表压）能反映出水槽的水面距出水管的高度h阀门开启后，压力表读数 .2203=p kPa （表压）从水槽表面至压力表处的管截面列出伯努利方程，以求出水管的流速2u 水的流量【1-7】如习题1-19附图所示，有一高位槽输水系统，管径为.mm mm φ⨯5735。
已知水在管路中流动的机械能损失为2452∑=⨯f u h(u 为管内流速)。
试求水的流量为多少/3m h 。
欲使水的流量增加20%，应将高位槽水面升高多少米？解 管径.005=d m ，机械能损失2452∑=⨯f u h习题1-6附图习题1-7附图(1) 以流出口截面处水平线为基准面， 水的流量 ().../.Vq d u m s m h ππ-==⨯⨯=⨯=22333200514628710103 ／44(2) ()'..10212=+=V V V q q q '..../221212146175 ==⨯=u u m s高位槽应升高 ..m -=7185218【1-8】 如习题1-20附图所示，用离心泵输送水槽中的常温水。
泵的吸入管为.mm mm φ⨯3225，管的下端位于水面以下2m ，并装有底阀与拦污网，该处的局部压头损失为282u g⨯。
若截面'22-处的真空度为39.2kPa ，由'11-截面至'-22截面的压头损失为2122⨯u g。
试求：(1)吸入管中水的流量，/3m h ；(2)吸入口'11-截面的表压。
解 管内径...00320002520027=-⨯=d mm，水密度/31000ρ=kg m截面'-22处的表压.2392=-p kPa ，水槽表面10=p （表压） (1) 从'''---00至22， 00为基准面， 压头损失222222118+=822222⎛⎫∑=⋅⋅+ ⎪⎝⎭f u u u H g g g水的流量 ()..223236000．0271433600295 ／44ππ=⨯=⨯⨯⨯=Vq d u m h(2) 从'',,1211至2205--==Z Z【1-9】 20℃的水在mm mm φ⨯2196的直管内流动。
试求：(1)管中水的流量由小变大，当达到多少/m s 3时，能保证开始转为稳定湍流；(2)若管内改为运动黏度为./cm s 2014的某种液体，为保持层流流动，管中最大平均流速应为多少？解 (1) 水，20℃，./.,.339982，1005100207ρμ-==⨯⋅=kg m Pa s d m习题1-20附图体量流量 ()../22430207001945 6.541044Vq d u m s ππ-==⨯⨯=⨯(2) ././24201401410υ-==⨯cm s m s【1-10】水的温度为10℃，流量为330／L h ，在直径.mm mm φ⨯5735、长为100m 的直管中流动。
此管为光滑管。
(1)试计算此管路的摩擦损失；(2)若流量增加到990／L h ，试计算其摩擦损失。
解 水在10℃时的密度.39997／ρ=kg m ，黏度.,.,Pa s d m l m μ-=⨯⋅==3130610 005 100，光滑管。
(1) 体积流量 /.V q L h m h ==3330033／流速 ../.Vq u m s dππ===⨯⨯⨯2203300467 3600360000544雷诺数 . Re .30．050．046799971787层流130610ρμ-⨯⨯===⨯du摩擦系数 Re 64640．03581787λ=== 摩擦损失 (.)/.f l u h J kg d λ==⨯⨯22100004670．0358=0．0781 20052(2) 体积流量 /.3990099 ／==Vq L h m h因流量是原来的3倍，故流速../u m s =⨯=004673014 雷诺数Re 178735360=⨯=湍流对于光滑管，摩擦系数λ用Blasius 方程式计算也可以从摩擦系数λ与雷诺数Re 的关联图上光滑管曲线上查得，.0037λ=。
摩擦损失 (.)/.22100014=0．037=0．725 20052f l u h J kg d λ=⨯⨯【1-12】把内径为20mm 、长度为2m 的塑料管（光滑管），弯成倒U 形，作为虹吸管使用。
如习题1-31附图所示，当管内充满液体，一端插入液槽中，另一端就会使槽中的液体自动流出。
液体密度为/31000kg m ，黏度为1⋅mPa s 。
为保持稳态流动，使槽内液面恒定。
要想使输液量为./m h 317，虹吸管出口端距习题1-12附图 习题1-13附图槽内液面的距离h 需要多少米？解 已知,,/330．02210,=1d m l m kg m mPa s ρμ===⋅，体积流量./317=V q m h流速 ././.22173600150400244Vq u m s d ππ===⨯从液槽的液面至虹吸管出口截面之间列伯努利方程式，以虹吸管出口截面为基准面光滑管，查得.00235λ=，管入口突然缩小.ξ=05 U 形管（回弯头）.15ξ=【1-13】如习题1-32附图所示，有黏度为.17⋅mPa s 、密度为/3765kg m 的液体，从高位槽经直径为mm mm φ⨯1144的钢管流入表压为0．16MPa 的密闭低位槽中。
液体在钢管中的流速为m/1s ，钢管的相对粗糙度/0．002ε=d ，管路上的阀门当量长度50=e l d 。
两液槽的液面保持不变，试求两槽液面的垂直距离H 。
解 在高位槽液面至低位槽液面之间列伯努利方程计算H ，以低位槽液面为基准面。
,.p p Pa u u ==⨯==61212（0表压）01610，两槽流速 0，液体密度/.33765，黏度1710ρμ-==⨯⋅kg m Pa s 雷诺数.Re ..430106176547710湍流1710ρμ-⨯⨯===⨯⨯du管长30160190=+=l m ，阀门50=el d，高位槽的管入口0．5ξ=，低位槽管出口=1ξ，90°弯头.075ξ=【1-14】如习题1-34附图所示，在水塔的输水管设计过程中，若输水管长度由最初方案缩短25%，水塔高度不变，试求水的流量将如何变化？变化了百分之几？水在管中的流动在阻力平方区，且输水管较长，可以忽略局部摩擦阻力损失及动压头。
解 在水塔高度H 不变的条件下，输水管长度缩短，输水管中的水流量应增大。
从水塔水面至输水管出口之间列伯努利方程，求得22λ=∑=⨯f l u H H d g因水塔高度H 不变，故管路的压头损失不变。
管长缩短后的长度'l 与原来长度l 的关系为 '0．75=l l在流体阻力平方区，摩擦系数恒定不变，有 故流速的比值为 流量的比值为'.1155=VVq q 流量增加了15.5%【1-15】用1689mm mm φ⨯的钢管输送流量为/60000kg h 的原油，管长为100km ，油管最大承受压力为.MPa 157。
已知50℃时油的密度为/3890kg m ，黏度为181⋅mPa s 。
假设输油管水平铺设，其局部摩擦阻力损失忽略不计，试问为完成输油任务，中途需设置几个加压站？解 .,,/m d m l km q kg h ===015 100 60000因为是等直径的水平管路，其流体的压力降为 油管最大承受压力为.MPa 157 加压站数 (273174157)==n需设置2级加压，每级管长为50km ，每级的./.27321365∆==p MPa ，低于油习题1-14附图管最大承受压力。