化工原理例题与习题

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《化工原理》练习题及解答

《化工原理》练习题及解答

《化工原理》练习题一、简答题1、汽蚀现象2、真空度3、层流二、选择题1. 在静止流体内部各点的静压强相等的必要条件是( )A. 同一种流体内部B. 连通着的两种流体C. 同一种连续流体D. 同一水平面上,同一种连续的流体2. 离心泵的效率η和流量Q的关系为()。

A. Q增大,η增大B. Q增大,η先增大后减小C. Q增大,η减小D. Q增大,η先减小后增加3. 双层平壁定态热传导,两层壁厚相同,各层的导热系数分别为λ1和λ2,其对应的温度差为△t1和△t2,若△t1>△t2,则λ1和λ2的关系为()。

A. λ1<λ2,B. λ1>λ2C. λ1=λ2D. 无法确定4. 在阻力平方区内,摩擦系数λ()。

A. 为常数,与ε/d、Re均无关B.随Re值加大而减小C. 与Re值无关,是ε/d的函数D. 是Re值与ε/ d的函数三、计算题1.有一石油裂解装置,所得热裂物的温度300℃。

今欲设计一换热器,欲将石油从25℃预热到180℃,热裂物经换热后终温不低于200℃,试计算热裂物与石油在换热器中采用并流与逆流时的对数平均温差ΔΤm。

2.如图所示,水由常压高位槽流入精馏塔中。

进料处塔中的压力为0.1大气压(表压),送液管道为φ 45×2.5 mm、长8 m的钢管。

管路中装有180°回弯头一个(le/d =75),90°标准弯头一个(le/d =35)。

塔的进料量要维持在3.6m3/h,试计算高位槽中的液面要高出塔的进料口多少米?参考数据:水的粘度为1cP Array《化工原理》练习题答案一、简答题1、汽蚀现象泵的入口处的压力低于被输送流体的饱和蒸汽压,形成大量气泡,气泡进入到离心泵的高压区破裂,液滴填充真空区击打器壁,形成汽蚀现象。

2、真空度真空度= 大气压力-绝对压力3、层流流体质点仅沿着与管轴平行的方向作直线运动,质点无径向脉动,质点之间互不混合二、选择题1.D2.B3.A4.C三、简答题1. 解:求得 ∆Tm1=97.2℃∆Tm2=145.7℃2.解: 由流量可求得流速为u=0.8 m/s(5分)。

《化工原理》习题集精选全文完整版

《化工原理》习题集精选全文完整版

可编辑修改精选全文完整版《化工原理》习题集第二章气体吸收1、当总压为101.3 kPa,温度为25℃时,100克水中含氨1克,该溶液上方氨的平衡分压为0.933 kPa;若在此浓度范围内亨利定律适用,试求溶解度系数H和相平衡常数m(溶液密度近似取为1000kg/m3)。

2、含有4%(体积)氨气的混合气体,逆流通过水喷淋的填料塔,试求氨溶液的最大浓度,分别以摩尔分率,质量分率,比摩尔分率,比质量分率表示。

塔内绝对压强为2.03×105 Pa, 在操作条件下,气液平衡关系为p* = 2000x(式中p的单位为mmHg, x为摩尔分率)。

3、已知NO2水溶液的亨利系数如下:指出下列过程是吸收过程还是解吸过程,推动力是多少?并在x - y图上表示。

(1)含NO20.003(摩尔分率)的水溶液和含0.06 (摩尔分率) 的混合气接触,总压为101.3 kPa,T=35℃;(2)气液组成及总压同(1),T=15℃;(3)气液组成及温度同(1),总压达200kPa(绝对压强)。

4、已知某吸收系统中,平衡关系为y = 0.3x ,气膜吸收分系数k y = 1.815×10-4 kmol / (m2.s),液膜吸收分系数k x = 2.08×10-5 kmol / (m2.s),并由实验测得某截面上气液相浓度分别为y = 0.014,x = 0.02,试求:(1)界面浓度y i、x i分别为多少?(2)液膜阻力在总阻力中所占的百分数,并指出控制因素;(3)气相推动力在总推动力中所占的百分数。

4、在吸收塔内用水吸收混于空气中的低浓度甲醇,操作温度为27℃,压力为101.3kPa(绝对压力)。

稳定操作状况下,塔内某截面上的气相中甲醇分压为5.07 kPa,液相中甲醇浓度为2mol / m3。

甲醇在水中的溶解度系数H = 1.995 kmol / (m3.kpa.),液膜吸收分系数k L = 2.08×10-5 m / s,气膜吸收分系数k G = 1.55×10-5 kmol / (m2.s.kpa.)。

化工原理练习与答案

化工原理练习与答案

第一篇练习与讲评练习一流体流动一、填充与选择:1.圆形直管内,V一定,设计时若将d增加一倍,则层流时h f是原有值___倍;高度湍流时λ不变),h f是原有值的___倍.2.,两槽3.4.5.区)6.圆形直管D i=100mm,一般情况下输水能力为()A.3m3/hB.30m3/hC.200m3/hD.300m3/h7.某孔板流量计,当水量为V时,U压差计R=600mm(ρi=3000kg/m3),若改用ρi=6000kg/m3的指示液,水流量不变,则此时读数R为()A.150mmB.120mmC.300mmD.240mm8.倒U形压差计,指示剂为空气,现改为油后(流向不变),则R()A.增大B.变小C.不变D.不变,但倒U形管中左侧高于右侧二、计算:1.如图标三只容器A、B、C均装有水(液面恒定),已知:z1=1m,z2=2m,U形水银压差计读数R=0.2m,H=0.1m。

试求(1)容器A上方压力表读数p1为多少MPa(2)若p1(表压)加倍,则(R+H)为多少23.数C0=0.62,管长L OC=45m,L CB=15m,L CA=15m(包括所有阻力的当量长度),管径d OC=50mm,d CB=40mm,d CA=40mm,当阀A全关,B阀打开时,压力表P B=0.24at,试计算:1).孔板两侧的压差为多少mmHg2).若维持阀B的开度不变,逐渐打开阀A,直到CB、CA两管中流速相等,此时压力表的读数分别为多少at(已知流体密度ρ=1000kg/m3,λ均取0.03)。

h′f/h f=(d/d′)5=2-5=1/322.H f=H.因H不变,故H f不变=56J/kg3.ab和cd段管尺寸相同,流速相同Δp fab=Δp cd在a.b间应用B.e.q.得:p a-p b=Δp fcd-ρgZ在c.d间应用B.e.q.得:p c-p d=Δp fcd故p c-p d>p a-p b4.解题思路同第一题充分湍流情况HH f=λ×l/d×u2/2gH=H f=λ×(l1/d1)×u12/2g=λ×(l2/d2)×u22/2gu22=u12d1/d2,u2=2-0.5u1---------------------------------------------------------(1)由连续性方程πnd22u2/4=πd12u1/4,u2n=4u1------------------------------------------------------(2) (1)(2)联解得:n=5.66,取整为6根。

化工原理试题库及答案

化工原理试题库及答案

化工原理试题库及答案一、单项选择题(每题2分,共10分)1. 化工生产中,下列哪个过程不涉及相变?A. 蒸馏B. 蒸发C. 吸收D. 过滤答案:D2. 在传热过程中,下列哪种方式不是热传导?A. 固体传导B. 液体传导C. 气体传导D. 辐射答案:D3. 化工过程中,下列哪种设备不是用于分离的?A. 离心机B. 过滤器C. 反应器D. 蒸馏塔答案:C4. 根据传质的基本方式,下列哪个选项不是传质过程?A. 扩散B. 对流C. 热传导D. 蒸发答案:C5. 在化工生产中,下列哪种操作不是单元操作?A. 混合B. 粉碎C. 反应D. 蒸馏答案:C二、多项选择题(每题3分,共15分)1. 化工过程中,下列哪些设备是用于传热的?A. 热交换器B. 冷凝器C. 蒸发器D. 离心机答案:A, B, C2. 在化工生产中,下列哪些操作属于单元操作?A. 过滤B. 蒸发C. 反应D. 粉碎答案:A, B3. 化工原理中,下列哪些因素会影响传热效率?A. 流体流速B. 热传导系数C. 热交换面积D. 反应速率答案:A, B, C4. 在化工生产中,下列哪些因素会影响过滤效果?A. 过滤介质的孔径B. 过滤压力C. 过滤时间D. 反应条件答案:A, B, C5. 化工原理中,下列哪些是影响蒸发速率的因素?A. 溶液的浓度B. 蒸发器的表面积C. 溶液的温度D. 溶液的粘度答案:A, B, C三、判断题(每题1分,共10分)1. 化工生产中,蒸馏是一种常见的分离操作。

(对)2. 过滤是一种利用固体颗粒大小进行分离的操作。

(对)3. 热传导仅发生在固体中。

(错)4. 蒸发是一种利用液体分子运动进行分离的操作。

(对)5. 传质过程总是伴随着能量的传递。

(错)6. 离心机是一种利用离心力进行分离的设备。

(对)7. 反应器是用于化学反应的设备,不属于单元操作。

(对)8. 蒸馏塔是用于传热的设备。

(错)9. 传质过程包括扩散和对流两种基本方式。

化工原理考试题含参考答案

化工原理考试题含参考答案

化工原理考试题含参考答案一、单选题(共58题,每题1分,共58分)1.( )塔板是最简单的塔板,造价低廉,目前已成为应用最为广泛的一种板型。

A、筛孔B、浮阀C、回收D、舌片正确答案:A2.对于塔设备的种类,按照化工操作单元的特性(功能),可将塔设备分为_____、______、萃取塔、反应塔、解吸塔、再生塔和干燥塔等。

A、板式塔、加压塔B、加压塔、精馏塔C、填料塔、吸收塔D、精馏塔、吸收塔正确答案:D3.板式塔是__________接触式气液传质设备;填料塔是______接触式气液传质设备,操作时为连续相。

A、微分、微分B、逐级、逐级C、逐级、微分D、连续、微分正确答案:C4.浮阀塔与泡罩塔比较,其最主要的改进是( )。

A、增大气液负荷B、简化塔板结构C、形成可变气道,拓宽高效操作区域D、提高塔板效率正确答案:C5.辐射式温度计是利用物质的()的原理显示温度的变化。

A、热辐射B、受热膨胀C、产生的热电势D、热电效应正确答案:A6.列管式换热器中,管子与管板为活动连接的是()。

A、浮头式换热器B、U形管式换热器C、固定管板式换热器正确答案:A7.确定下列硝酸的分子式()。

A、HClB、COC、NH3D、HNO3正确答案:D8.对管束和壳体温差不大,壳程物料较干净的场合可选()换热器。

A、U型管式B、浮头式C、套管式D、固定管板式正确答案:D9.板式塔总体结构分为塔顶、塔体和群座部分,其中塔顶部分主要功能是:()A、固液分离B、液体再分布C、气液分离正确答案:C10.常压塔顶酸性水中Fe2+是( )产生的。

A、原油分解B、设备腐蚀C、电脱盐注水D、原油中的微量元素正确答案:B11.在传质设备中,塔板上的气液两相之间可能的接触状态有:( )、泡沫和喷射。

A、逐级B、间接C、鼓泡D、直接正确答案:C12.填料塔盘的压力降比浮阀塔盘的压力降( )。

A、相等B、低C、高正确答案:B13.喷射泵是利用流体流动时的()的原理来工作的。

化工原理例题及习题

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 。

化工原理试题及答案

化工原理试题及答案

化工原理试题及答案一、选择题1.饱和蒸汽压是指:A. 在一定温度下,液体和其饱和蒸汽之间的平衡压强B. 在一定温度下,饱和蒸汽中的液相分子的蒸发速度等于凝华速度C. 在一定温度下,液体与其饱和蒸汽之间没有压强差D. 在一定温度下,液体蒸发的速度等于凝华的速度答案:A2.热力学第一定律是指:A. 系统的内能变化等于对外做功和吸收热量之和B. 系统的内能变化等于对外做功减去吸收热量C. 系统的内能变化等于对外做功加上吸收热量D. 系统的内能变化等于内能增加减去对外做功答案:A3.催化剂加入反应中的作用是:A. 降低活化能,加快反应速率B. 降低反应速率,提高产物选择性C. 增加活化能,提高反应速率D. 不改变反应速率和产物选择性答案:A4.离心机常用于:A. 分离液体和固体的混合物B. 分离液体和液体的混合物C. 分离固体和固体的混合物D. 分离固体和气体的混合物答案:B5.化学反应速率与以下哪个因素无关:A. 温度B. 反应物浓度C. 压力D. 催化剂答案:C二、填空题1.氧化反应中,氧气起的作用是____________。

答案:氧化剂2.在常见的酸碱滴定反应中,__酸度__ 指标常用来作为滴定终点指示剂。

答案:酸度3.物质在恒定温度下,其蒸气压与温度呈__________关系。

答案:正比4.化学反应速率可以通过以下哪个因素调控:–反应物的浓度–反应物的温度–催化剂的加入答案:反应物的浓度,反应物的温度,催化剂的加入三、简答题1.请简述化工原理中常用的分离技术之一——蒸馏的原理和应用场景。

答案:蒸馏是一种常见的分离技术,其原理是根据液体组分的不同挥发性,利用液体的蒸汽化和凝结过程将液体混合物分离为不同组分。

在蒸馏过程中,混合物被加热至使其中某些组分蒸发,蒸汽进入冷凝器后变为液体,从而实现分离。

蒸馏技术广泛应用于化工工艺中,可以用于纯化有机溶剂、提取和净化石油、制取酒精、分离气体等。

2.简要解释催化剂在化学反应中的作用原理。

化工原理试题及答案

化工原理试题及答案

化工原理试题及答案一、选择题(每题2分,共10分)1. 化工生产中,下列哪种设备主要用于分离液体和固体混合物?A. 离心泵B. 过滤机C. 换热器D. 蒸发器答案:B2. 传热的基本方式不包括以下哪一项?A. 热传导B. 热对流C. 热辐射D. 热扩散答案:D3. 某化学反应的速率常数k与温度T的关系为k=Ae^(-Ea/RT),其中Ea代表的是:A. 反应速率B. 活化能C. 反应热D. 反应熵答案:B4. 在化工生产中,控制反应条件以提高反应的选择性,通常不包括以下哪一项?A. 增加反应时间B. 调整反应温度C. 改变反应物浓度D. 优化催化剂答案:A5. 以下哪种方法不是化工中常用的物料输送方式?A. 管道输送B. 带式输送C. 气力输送D. 离心输送答案:D二、填空题(每空1分,共10分)1. 化工原理中的三传一反指的是______、______、______、______和化学反应。

答案:传热、传质、传递动量2. 在连续搅拌的化学反应器中,反应物的转化率与______成正比。

答案:反应时间3. 化工生产中,为了提高分离效率,常用的分离方法包括______、______、______等。

答案:蒸馏、萃取、结晶4. 根据牛顿冷却定律,物体的冷却速率与______成正比。

答案:温度差5. 化工设备的设计中,为了确保安全,需要考虑的最大压力称为______。

答案:设计压力三、简答题(每题5分,共20分)1. 简述化工生产中常见的三种传热方式及其特点。

答案:化工生产中常见的三种传热方式包括热传导、热对流和热辐射。

热传导是通过物质内部分子振动和自由电子运动传递热量的过程,主要发生在固体中;热对流是通过流体的宏观运动传递热量的过程,常见于气体和液体;热辐射是通过电磁波传递能量的过程,不需要介质,可以在真空中进行。

2. 描述化工生产中如何通过控制反应条件来提高产物的选择性。

答案:在化工生产中,可以通过调整反应温度、改变反应物浓度、优化催化剂以及控制反应时间等方法来提高产物的选择性。

化工原理试卷习题及答案 .

化工原理试卷习题及答案 .

化工原理(上)练习题一、填空1. 离心泵与往复泵在启动与流量调节的不同之处是离心泵启动前 _ 、 启动后通过__ 调节流量;住复泵 启动前_ _、 启动后通过_____ 调节流量。

2.用管子从高位槽放水,当管径增大一倍时,则水的流量为原来流量的_______倍,假定液面高度、管长、局部阻力及摩擦系数均不变。

3.流体在管路中典型流动形态有________和________两种,一般以________来区分,前者值为___ ____,后者值为___ ____;而两者的本质区别在于流体流动时 。

4.研究流体在管中流动的沿程阻力系数λ与Re 的关系,可用 图表示,根据两者关系及流动状态,可将图分为四个区,其中,滞流区λ与Re ,完全湍流区λ与Re 。

5.有相变时的对流传数系数比无相变时________,粘度值大,对流传热系数________;热壁面在冷空气之下比热壁面在冷空气之上时对流传热系数________。

6. 离心泵的工作点是__ _____曲线与___ ____曲线的交点,生产中离心泵工作点的变化意味着 会发生变化。

7.对于旋风分离器,其尺寸增大,分离效率将 ;若颗粒直径增大,则分离效率将 。

8.旋风分离器当切向进口速度相同时,随着旋风分离器的直径增大.其离心分离因数越______;而同样转速下离心分离机随着转鼓直径的增大其离心分离因数越______。

9.降尘室气固两相分离设备,它们的生产能力Vs 与该设备的 、 _ ___和 __有关,与______无关。

单层降尘室Vs≤ ;具有n 层水平隔板的多层单层降尘室Vs≤ 。

10.一套管式换热器,用水冷却油,水走管内,油走管外,为强化传热,加翅片,问翅片加在管 侧。

11. 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。

12. 用板框过滤机过滤某种悬浮液。

测得恒压过滤方程为θ5210402.0-⨯=+q q (θ的单位为s ),则K 为 m 2/s ,q e 为 m 3/ m 2,e θ为 s 。

化工原理典型习题及解答

化工原理典型习题及解答

化工原理典型习题解答上 册一、选择题1、 某液体在一等径直管中稳态流动,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(1) 层流时,流动阻力变为原来的 C 。

A .4倍B .8倍C .16倍D .32倍 (2) 完全湍流(阻力平方区)时,流动阻力变为原来的 D 。

A .4倍B .8倍C .16倍D .32倍解:(1) 由 222322642d luu d l du u d l h f ρμμρλ=⋅⋅=⋅⋅= 得162442122122122121212==⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛==d d d d d d d u d u h h f f (2) 由 2222ud l d f u d l h f ⋅⋅⎪⎭⎫ ⎝⎛=⋅⋅=ελ 得322 55212142122112212==⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=⋅⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛==d d d d d d d u d u h h f f2. 水由高位槽流入贮水池,若水管总长(包括局部阻力的当量长度在内)缩短25%,而高位槽水面与贮水池水面的位差保持不变,假定流体完全湍流流动(即流动在阻力平方区)不变,则水的流量变为原来的 A 。

A .1.155倍B .1.165倍C .1.175倍D .1.185倍解:由 f h u p gz u p gz ∑+++=++2222222111ρρ 得 21f f h h ∑=∑ 所以 ()()2222222111u d l l u d l l e e ⋅+⋅=⋅+⋅λλ 又由完全湍流流动得 ⎪⎭⎫⎝⎛=d f ελ所以 ()()222211u l l u l l e e ⋅+=⋅+而 24d u uA V π⋅== 所以 ()()1547.175.01211212==++==e e l l l l u u V V3. 两颗直径不同的玻璃球分别在水中和空气中以相同的速度自由沉降。

已知玻璃球的密度为2500kg/m 3,水的密度为998.2kg/m 3,水的粘度为1.005⨯10-3Pa ⋅s ,空气的密度为1.205kg/m 3,空气的粘度为1.81⨯10-5Pa ⋅s 。

化工原理试题库(附参考答案)

化工原理试题库(附参考答案)

化工原理试题库(附参考答案)一、单选题(共60题,每题1分,共60分)1、常用的胺液净化技术有()。

A、溶剂过滤技术B、浅层床离子交换脱热稳态盐技术C、电渗析脱盐技术D、以上都对正确答案:D2、启动离心泵时,若电流超额定值(),应立即停泵防止损坏电机。

A、3分钟B、2分钟C、1分钟D、30秒正确答案:C3、在生产异常情况下,需要暂时切除联锁系统,是将联锁置于()状态。

A、自动B、手动C、程序D、旁路正确答案:D4、加氢催化剂钝化主要用O来钝化。

A、硫化氢B、氢气C、氮气D、空气正确答案:D5、硫化氢浓度在Omg∕m3时会使人失去知觉,很快中毒死亡。

A、1000B、5C、100D、10正确答案:A6、克劳斯部分停工吹扫最需要注意的是()。

A、燃料气的当量燃烧B、制硫炉炉膛温度控制在700o C左右C、配风比在2左右D、必须用瓦斯代替酸性气进制硫炉正确答案:A7、酸性气制硫炉内硫的转化率约()。

A、40"50%B、60^70%C、20〜30%D、80~90%正确答案:B8、硫黄在O°C时流动性最好。

A、160"180B、K)(TI30C、180^200D、130^160正确答案:D9、酸烧伤时,应用()溶液冲洗。

A、清水B、5%硼酸C、5%碳酸钠D、5%碳酸氢钠正确答案:D10、用压力法测量开口容器液位时,液位的高低取决于()。

A、取压点位置和容器的横截面B、介质密度和横截面C、取压点位置和介质密度D、容器高度和介质密度正确答案:C11、阀门的严密性试验应以公称压力进行或O倍工作压力进行。

A、1.50B、1.0C、1.25D、1.30正确答案:C12、降低醇胺溶液降解损失的措施()。

A、严格控制醇胺溶液的再生温度B、保持脱硫系统密闭,避免空气进入系统C、醇胺溶液储罐应采用充入惰性气保护。

D、以上都对正确答案:D13、硫化氢浓度大于150mg∕m3(IOOppm)的管线应设置色环标识,按照O 的间隔色环进行漆色标识。

化工原理试题及答案

化工原理试题及答案

化工原理试题及答案一、选择题(每题5分,共40分)1. 下列哪种状态改变不能通过加热实现?A. 固态向液态转变B. 液态向气态转变C. 固态向气态转变D. 气态向液态转变答案:C2. 化学反应速率的单位是:A. mol/LB. mol/L·sC. mol/sD. L/mol·s答案:C3. 反应物A、B摩尔比为2:1,若反应满足完全反应定律,则生成物C的摩尔比为:A. 2:1B. 1:2D. 3:1答案:B4. 下列哪一个过程不是化学反应?A. 铁与氧气发生燃烧反应B. 水的蒸发过程C. 酸与碱中和生成盐D. 乙醇与氧化剂酸酐氧化生成乙酸答案:B5. 燃烧反应是一种:A. 同化反应B. 反同化反应C. 插入反应D. 氧化还原反应答案:D6. 化学平衡常数与下列哪个物理量有关?A. 反应速率C. 压力D. 物质的量答案:B7. 已知一化学反应的摩尔比为1:2:1,若反应物A组分的摩尔数为3 mol,生成物C的摩尔数为:A. 9 molB. 6 molC. 3 molD. 12 mol答案:B8. 燃烧是一种:A. 氧化反应B. 还原反应C. 氧化还原反应D. 插入反应答案:C二、解答题(共60分)1. 请简要描述化学反应速率与反应物物质的量、温度、浓度和催化剂的关系。

答案:化学反应速率与反应物物质的量成正比,反应物物质的量越多,反应速率越快。

温度升高会增加反应物分子的平均动能,使反应物分子更易碰撞并产生化学反应,因此反应速率也会增加。

反应物浓度的增加会增加反应物分子之间的碰撞频率,从而加快反应速率。

催化剂能提高反应物分子的反应活性,降低活化能,从而加速反应速率。

2. 简要说明酸碱中和反应的特征及其在生活中的应用。

答案:酸碱中和反应的特征是酸和碱在适当的比例下反应生成盐和水。

在这种反应中,酸和碱的氢离子和氢氧根离子结合成水,同时生成的盐是由酸和碱中的阳离子和阴离子组成。

酸碱中和反应在生活中有广泛应用,例如制备食盐、调味品的生产、酸雨中和、药品的制备等。

化工原理试题库及答案

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化工原理试题库及答案一、选择题1. 化工生产中,下列哪种设备通常用于分离液体和固体混合物?A. 离心泵B. 蒸馏塔C. 过滤器D. 换热器答案:C2. 根据传热方式的不同,下列哪项不属于常见的换热器类型?A. 壳管式换热器B. 板式换热器C. 直接接触式换热器D. 热管换热器答案:D二、填空题1. 化工生产中,______是用于控制流体流动的设备。

答案:阀门2. 在化工过程中,______是用来测量压力的仪器。

答案:压力表三、简答题1. 简述精馏塔的工作原理。

答案:精馏塔是一种利用不同组分的沸点差异来实现混合物分离的设备。

在精馏塔中,混合物被加热至部分汽化,形成上升的蒸汽。

蒸汽通过塔板或塔盘上升,与下降的液体进行热量交换,使轻组分进一步汽化,而重组分则被冷凝并回流至塔底。

2. 描述化工过程中常见的三种传热方式。

答案:化工过程中常见的三种传热方式包括:导热、对流和辐射。

导热是指热量通过物质内部分子振动和碰撞传递的过程;对流是指流体中温度不同的各部分之间通过宏观位移传递热量的过程;辐射是指热量通过电磁波传递的过程,不需要介质。

四、计算题1. 已知某换热器的热负荷为5000 kW,传热系数为1000 W/m²·K,求换热器的传热面积。

答案:首先,根据公式Q = U × A × ΔT,其中 Q 是热负荷,U 是传热系数,A 是传热面积,ΔT 是温度差。

将已知数值代入公式,得到A = Q / (U × ΔT)。

假设温度差为10 K,则 A = 5000 kW / (1000 W/m²·K × 10 K) = 50 m²。

2. 某精馏塔的设计要求分离乙醇和水的混合物,已知乙醇的沸点为78.4℃,水的沸点为100℃。

如果混合物的初始温度为60℃,求在常压下进行精馏所需的最小回流比。

答案:回流比的计算较为复杂,通常需要通过物料平衡和能量平衡方程来求解。

化工原理习题及答案

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化工原理习题及答案第一章流体流动姓名____________班级____________学号_____________成绩______________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______.***答案***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.***答案***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_________.***答案***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______.***答案***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。

***答案***q =u.A q =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______。

***答案***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________。

***答案***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。

化工原理练习题库与参考答案

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化工原理练习题库与参考答案一、单选题(共50题,每题1分,共50分)1、能缓和冲击、吸收振动并且允许被连接的两轴间有微小位移的是:()A、钢性联轴器B、链条联轴器C、弹性套柱销联轴器正确答案:C2、填料塔操作时控制在载液区区域时,连续相是,分散相是A、气体、固体B、固体、液体C、气体、液体D、液体、气体正确答案:C3、机械工作时不运动,依靠特定的机械结构等条件,让物料通过机械内部自动完成工作任务的,称为()。

入、化工机械8、化工设备顷化工机器正确答案:B4、当化学反应的热效应较小,反应过程对温度要求较宽,反应过程要求单程转化率较低时,可采用()。

A、换热式固定床反应器8、自热式固定床反应器C、多段绝热式固定床反应器D、单段绝热式固定床反应器正确答案:D5、在各种板式塔中,筛板塔的压降,造价,生产能力大。

A、大、低B、小、低C、小、高D、大、高正确答案:B6、按所承受的压力高低,压力为1.78MPa的压力容器属于()。

A、超高压容器B、中压容器C、低压容器D、高压容器正确答案:B7、塔内汽相负荷增加,塔顶压力()。

A、不变B、下降C、上升正确答案:C8、填料塔所用的填料分为实体填料和网体填料两大类,以下属于实体填料的是:()A、阶梯环B、波纹板C、鞍形网正确答案:B9、确定输送生活用水管道的涂色为()。

A、红B、绿C、黄D、白正确答案:B10、筛板塔与浮阀塔相比较,筛板塔塔板效率()浮阀塔。

A、稍低于B、稍高于C、远高于D、远低于正确答案:A11、刚性圆筒会不会发生被压瘪的情况()。

A、不会B、无法确定C、会正确答案:A12、为用于连接工艺管线,使塔设备与其他相关设备连接,一般在塔设备中完成此任务的结构是()。

A、吊柱B、接管C、底座D、除沫器正确答案:B13、化工设备常见的安全附件有视镜、安全阀、()。

A、蜂鸣器B、爆破片C、报警器正确答案:B14、反应物流经床层时,单位质量催化剂在单位时间内所获得目的产物革称为()A、催化剂选择性B、催化剂空时收率C、催化剂负荷D、空速正确答案:B15、启动离心泵前关闭泵出口阀的目的是()。

化工原理习题(含答案)

化工原理习题(含答案)

·流体流动部分1.某储油罐中盛有密度为960 kg/m 3的重油(如附图所示),油面最高时离罐底9.5 m ,油面上方与大气相通。

在罐侧壁的下部有一直径为760 mm 的孔,其中心距罐底1000 mm ,孔盖用14 mm 的钢制螺钉紧固。

若螺钉材料的工作压力为39.5×106 Pa ,问至少需要几个螺钉(大气压力为101.3×103 Pa )?解:由流体静力学方程,距罐底1000 mm 处的流体压力为[](绝压)Pa 10813.1Pa )0.15.9(81.9960103.10133⨯=-⨯⨯+⨯=+=gh p p ρ 作用在孔盖上的总力为N 10627.3N 76.04π103.10110813.1)(4233a ⨯⨯⨯⨯⨯-==)-=(A p p F每个螺钉所受力为N 10093.6N 014.04π105.39321⨯=÷⨯⨯=F因此)(个)695.5N 10093.610627.3341≈=⨯⨯==F F n2.如本题附图所示,流化床反应器上装有两个U 管压差计。

读数分别为R 1=500 mm ,R 2=80 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R 3=100 mm 。

试求A 、B 两点的表压力。

解:(1)A 点的压力()(表)Pa 101.165Pa 08.081.9136001.081.9100042汞3水A ⨯=⨯⨯+⨯⨯=+=gR gR p ρρ(2)B 点的压力 ()(表)Pa 107.836Pa 5.081.91360010165.1441汞A B ⨯=⨯⨯+⨯=+=gR p p ρ习题2附图习题1附图3、如本题附图所示,水在管道内流动。

为测量流体压力,在管道某截面处连接U 管压差计,指示液为水银,读数R=100毫米,h=800mm 。

为防止水银扩散至空气中,在水银液面上方充入少量水,其高度可忽略不计。

化工原理考试题及答案

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B
参考答案:
降尘室的最大生产能力为多少?
为你计算的最小长度的一半,你认为应采取 什么措施来完成此除尘任务?
(3)若因厂房面积有限,降尘室的长度仅允许
( 6分) 某厂准备建一个降尘室来净化常压,温度为40℃的含尘空气流,气体进入降尘室的流速u保持在0.15m/s,而微粒在室内的沉降速度ut为0.025m/s,现依厂房面积分配,降尘室只允许做成宽为3m,高为2m;问:
评价旋风分离器性能的主要两个指标为(B )
01
A、压降和速度 B、分离效率和压降 C、分离效率和分割直径 D、总效率和粒级效率
02
三、判断题(10分,对的划√,错的划×,每题1分):
流体在圆管内流动时,管的中心处速度最大,而管壁处速度为零。( √ )
离心泵的出口阀关闭,其流量为零,则所需的轴功率也为零。( × )
∴V=
1
(2分)
2
(7分) 某离心泵以71m3/h的送液量输送密度为850kg/m3的溶液,在压出管路上压力表读数为3.14×105Pa.吸入管路上真空表读数为220mmHg,两表之间的垂直距离为0.4m,泵的进出口管径相等。两测压口间管路的流动阻力可忽略不计,如泵的效率为60%,
求该泵的轴功率。
12.吸收率等于1的物体称为( B) A、灰体 B、黑体 C、白体 D、透热体
稳定的多层平壁的导热中,某层的热阻愈大,则该层的温度差(A )。
01
A、愈大 B、愈小 C、不变
02
14.工业沸腾装置应在( B )状态下操作: A、表面汽化 B、核状沸腾 C、不稳定膜状沸腾 D、稳定膜状沸腾
11. 介质阻力系数ζ=24/Rep的适用范围是( B )。
(1)、圆柱形微粒;(2)、球形微粒;(3)、方形微粒;

化工原理练习题+参考答案

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化工原理练习题+参考答案一、单选题(共60题,每题1分,共60分)1、装置开车操作引瓦斯烘炉时制硫炉配风原则是()。

A、保持制硫炉温度大于800℃B、瓦斯过剩,保证不完全燃烧C、风过量,保证瓦斯完全燃烧D、风和瓦斯按当量燃烧配比正确答案:D2、孔体积是描述催化剂孔结构的一个物理量,孔体积是多孔性催化剂颗粒内孔的体积总和,单位通常用O表示。

A、m3∕gB^m1∕m2C、m2∕gD、m1/g正确答案:D3、突然降低汽包的压力,汽包液位的变化是()。

A、先降低,后上升B、不会变化C、一直上升到压力平稳D、先上升,后降低正确答案:D4、仪表定期保养时,需要暂时切除报警联锁系统,必须经生产装置O同意,才可切除,并严格执行工作票制度。

A^技术人员B、当班班长C、车间领导D、总工程师正确答案:B5、C1AUS转化器催化剂活性下降的现象?OA、床层的温升变小B、床层的阻力降变小C、出口硫化氢明显下降D、出口有机硫明显下降正确答案:A6、酸性气体中硫化氢的含量在15—50%之间时,硫黄回收装置宜采用()工艺。

A、部分燃烧法B、分流法C、直接氧化法D、SCOT法正确答案:B7、配平斯科特反应中S02+()H2=H2S+2II20+QoA、3B、5C、4D、2正确答案:A8、离心泵叶轮小范围切割,切割前后扬程之比和切割前后叶轮外径之比关系正确的是()。

A、3次方B、4次方C、1次方D、2次方正确答案:D9、硫磺装置的原料是酸性气,属于易燃易爆物,其火灾危害性属于()。

A、乙类B、丁类C、甲类D N丙类正确答案:C10、硫磺装置尾气处理工艺类型较多,其中,硫黄回收率最高的是O工艺。

Λ^超级C1aus工艺B、加氢还原吸收工艺C、钠法碱洗工艺D、氨法脱硫工艺正确答案:BIK对同一类反应,在给定条件下,化学平衡常数越大,表示()。

A、正反应速率越快B、逆反应进行得越完全C、正反应进行得越完全D、逆反应速率越快正确答案:C12、应税大气污染物计税依据,按照污染物排放量折合的污染O数确定。

化工原理考试题及答案

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化工原理考试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 化工中,物料衡算的基本方程式是:A. 质量守恒B. 能量守恒C. 动量守恒D. 熵守恒答案:A2. 在连续操作的化工过程中,以下哪个参数是恒定的?A. 反应时间B. 反应速率C. 反应物浓度D. 反应器体积答案:D3. 以下哪个不是化工过程中常见的传热方式?A. 导热B. 辐射C. 对流D. 蒸发答案:D4. 在化工分离过程中,蒸馏操作是基于哪种原理?A. 溶解度差异B. 沸点差异C. 密度差异D. 粘度差异答案:B5. 以下哪个设备不用于化学反应?A. 反应器B. 冷凝器C. 蒸发器D. 吸收塔答案:B6. 化工过程中,以下哪种流体流动属于层流?A. 雷诺数小于2000的流动B. 雷诺数大于4000的流动C. 雷诺数在2000到4000之间的流动D. 雷诺数大于10000的流动答案:A7. 在化工生产中,以下哪个参数不是反应速率的影响因素?A. 温度B. 催化剂C. 反应物浓度D. 反应器的材质答案:D8. 以下哪个不是化工过程中的分离技术?A. 过滤B. 离心C. 蒸馏D. 混合答案:D9. 在化工生产中,以下哪个参数不是影响传热效率的因素?A. 流体的流速B. 流体的热容C. 传热面积D. 反应器的形状答案:D10. 以下哪个不是化工过程中的物料衡算方法?A. 质量平衡B. 能量平衡C. 动量平衡D. 熵平衡答案:D二、填空题(每空1分,共20分)1. 化工过程中,物料衡算的基本方程式是_______。

答案:质量守恒2. 在连续操作的化工过程中,_______是恒定的。

答案:反应器体积3. 化工分离过程中,蒸馏操作是基于_______差异。

答案:沸点4. 化工过程中,雷诺数小于2000的流动属于_______。

答案:层流5. 化工生产中,影响传热效率的因素不包括_______。

答案:反应器的形状三、简答题(每题10分,共40分)1. 描述化工过程中的物料衡算和能量衡算的主要区别。

南京理工大学化工原理例题与习题

南京理工大学化工原理例题与习题

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/m 3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 。

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化工原理例题与习题第一章 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+=mρ=(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/m 3根据式1-3a 气体的平均密度为:3kg/m 916.0373314.896.281081.9=⨯⨯⨯=mρ【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 。

试求两截面间的压强差。

解:因为倒置U 管,所以其指示液应为水。

设空气和水的密度分别为ρg 与ρ,根据流体静力学基本原理,截面a-a'为等压面,则p a =p a '又由流体静力学基本方程式可得p a =p 1-ρgMp a '=p 2-ρg (M -R )-ρg gR联立上三式,并整理得 p 1-p 2=(ρ-ρg )gR 由于ρg 《ρ,上式可简化为 p 1-p 2≈ρgR所以p 1-p 2≈1000×9.81×0.2=1962Pa【例1-5】 如本题附图所示,蒸汽锅炉上装置一复式U 形水银测压计,截面2、4间充满水。

已知对某基准面而言各点的标高为z 0=2.1m , z 2=0.9m , z 4=2.0m ,z 6=0.7m , z 7=2.5m 。

试求锅炉内水面上的蒸汽压强。

解:按静力学原理,同一种静止流体的连通器内、同一水平面上的压强相等,故有p 1=p 2,p 3=p 4,p 5=p 6对水平面1-2而言,p 2=p 1,即 p 2=p a +ρi g (z 0-z 1) 对水平面3-4而言,p 3=p 4= p 2-ρg (z 4-z 2) 对水平面5-6有p 6=p 4+ρi g (z 4-z 5)锅炉蒸汽压强 p =p 6-ρg (z 7-z 6)p =p a +ρi g (z 0-z 1)+ρi g (z 4-z 5)-ρg (z 4-z 2)-ρg (z 7-z 6) 则蒸汽的表压为p -p a =ρi g (z 0-z 1+ z 4-z 5)-ρg (z 4-z 2+z 7-z 6)=13600×9.81×(2.1-0.9+2.0-0.7)-1000×9.81×(2.0-0.9+2.5-0.7) =3.05×105Pa=305kPa【例1-6】 某厂要求安装一根输水量为30m 3/h 的管路,试选择合适的管径。

解:根据式1-20计算管径d =u V sπ4式中 V s =360030m 3/s 参考表1-1选取水的流速u=1.8m/smm 77m 077.08.1785.0360030==⨯=d查附录二十二中管子规格,确定选用φ89×4(外径89mm ,壁厚4mm )的管子,其内径为: d =89-(4×2)=81mm=0.081m 因此,水在输送管内的实际流速为:()m/s 621081078503600302...u =⨯=【例1-7】 在稳定流动系统中,水连续从粗管流入细管。

粗管内径d 1=10cm ,细管内径d 2=5cm ,当流量为4×10-3m 3/s 时,求粗管内和细管内水的流速?解:根据式1-20 ()m/s 51.01.041042311=⨯⨯==-πA V u S根据不可压缩流体的连续性方程 u 1A 1=u 2A 2 由此倍4510222112=⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=d d u u u 2=4u 1=4×0.51=2.04m/s【例1-8】 将高位槽内料液向塔内加料。

高位槽和塔内的压力均为大气压。

要求料液在管内以0.5m/s 的速度流动。

设料液在管内压头损失为1.2m (不包括出口压头损失),试求高位槽的液面应该比塔入口处高出多少米?解:取管出口高度的0-0为基准面,高位槽的液面为1-1截面,因要求计算高位槽的液面比塔入口处高出多少米,所以把1-1截面选在此就可以直接算出所求的高度x ,同时在此液面处的u 1及p 1均为已知值。

2-2截面选在管出口处。

在1-1及2-2截面间列柏努利方程:fh up gZ u p gZ ∑ρρ+++=++2222222111式中p 1=0(表压)高位槽截面与管截面相差很大,故高位槽截面的流速与管内流速相比,其值很小,即u 1≈0,Z 1=x ,p 2=0(表压),u 2=0.5m/s ,Z 2=0,fh ∑/g =1.2m 将上述各项数值代入,则9.81x =()25.02+1.2×9.81x =1.2m计算结果表明,动能项数值很小,流体位能的降低主要用于克服管路阻力。

【例1-9】20℃的空气在直径为80mm 的水平管流过。

现于管路中接一文丘里管,如本题附图所示。

文丘里管的上游接一水银U 管压差计,在直径为20mm 的喉颈处接一细管,其下部插入水槽中。

空气流过文丘里管的能量损失可忽略不计。

当U 管压差计读数R =25mm 、h =0.5m 时,试求此时空气的流量为若干m 3/h 。

当地大气压强为101.33×103Pa 。

解:文丘里管上游测压口处的压强为 p 1=ρHg gR =13600×9.81×0.025 =3335Pa(表压) 喉颈处的压强为p 2=-ρgh =-1000×9.81×0.5=-4905Pa (表压)空气流经截面1-1'与2-2'的压强变化为()()%20%9.7079.0333510133049051013303335101330121<==+--+=-p p p 故可按不可压缩流体来处理。

两截面间的空气平均密度为()300 1.20kg/m 10133029349053335211013302734.22294.22=⨯⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+⨯===Tp p T M m m ρρ在截面1-1'与2-2'之间列柏努利方程式,以管道中心线作基准水平面。

两截面间无外功加入,即W e =0;能量损失可忽略,即fh ∑=0。

据此,柏努利方程式可写为 ρρ2222121122p u gZ p u gZ ++=++式中 Z 1=Z 2=0所以2.1490522.1333522221-=+u u简化得 137332122=-u u (a )据连续性方程 u 1A 1=u 2A 2得212211211202.008.0⎪⎭⎫⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛==u d d u A A u uu 2=16u 1(b )以式(b )代入式(a ),即(16u 1)2-21u =13733 解得 u 1=7.34m/s 空气的流量为/h m 8.13234.708.0436004360032121=⨯⨯⨯=⨯=ππu d Vs【例1-10】水在本题附图所示的虹吸管内作定态流动,管路直径没有变化,水流经管路的能量损失可以忽略不计,试计算管内截面2-2'、3-3'、4-4'和5-5'处的压强。

大气压强为1.0133×105Pa 。

图中所标注的尺寸均以mm 计。

解:为计算管内各截面的压强,应首先计算管内水的流速。

先在贮槽水面1-1'及管子出口内侧截面6-6'间列柏努利方程式,并以截面6-6'为基准水平面。

由于管路的能量损失忽略不计,即fh ∑=0,故柏努利方程式可写为ρρ2222121122pu gZ p u gZ ++=++ 式中 Z 1=1m Z 6=0 p 1=0(表压) p 6=0(表压) u 1≈0 将上列数值代入上式,并简化得2181.926u =⨯解得 u 6=4.43m/s由于管路直径无变化,则管路各截面积相等。

根据连续性方程式知V s =Au =常数,故管内各截面的流速不变,即u 2=u 3=u 4=u 5=u 6=4.43m/s 则J/kg 81.9222222625242322=====u u u u u因流动系统的能量损失可忽略不计,故水可视为理想流体,则系统内各截面上流体的总机械能E 相等,即常数=++=ρp u gZ E 22总机械能可以用系统内任何截面去计算,但根据本题条件,以贮槽水面1-1'处的总机械能计算较为简便。

现取截面2-2'为基准水平面,则上式中Z =2m ,p =101330Pa ,u ≈0,所以总机械能为 J/kg 8.1301000101330381.9=+⨯=E 计算各截面的压强时,亦应以截面2-2'为基准水平面,则Z 2=0,Z 3=3m ,Z 4=3.5m ,Z 5=3m 。

(1)截面2-2'的压强()Pa120990100081.98.13022222=⨯-=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=ρgZ u E p (2)截面3-3'的压强()Pa 915601000381.981.98.13023233=⨯⨯--=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=ρgZ u E p(3)截面4-4'的压强()Pa 8666010005.381.981.98.13024244=⨯⨯--=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=ρgZ u E p(4)截面5-5'的压强()Pa 915601000381.981.98.13025255=⨯⨯--=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=ρgZ u E p从以上结果可以看出,压强不断变化,这是位能与静压强反复转换的结果。

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