流体流动与输送习题
流体流动与输送 习题
第二章流体流动与输送习题1．燃烧重油所得的燃烧气，经分析测知其中含%CO2，%O2，76%N2，8%H2O（体积%）。
试求温度为500℃、压强为×103Pa时，该混合气体的密度。
2．在大气压为×103Pa的地区，某真空蒸馏塔塔顶真空表读数为×104Pa。
若在大气压为×104Pa的地区使塔内绝对压强维持相同的数值，则真空表读数应为多少3．敞口容器底部有一层深0.52m的水，其上部为深3.46m的油。
求器底的压强，以Pa 表示。
此压强是绝对压强还是表压强水的密度为1000kg/m3，油的密度为916 kg/m3。
4．为测量腐蚀性液体贮槽内的存液量，采用图1-7所示的装置。
控制调节阀使压缩空气缓慢地鼓泡通过观察瓶进入贮槽。
今测得U型压差计读数R=130mmHg，通气管距贮槽底部h=20cm，贮槽直径为2m，液体密度为980 kg/m3。
试求贮槽内液体的储存量为多少吨5．一敞口贮槽内盛20℃的苯，苯的密度为880 kg/m3。
液面距槽底9m，槽底侧面有一直径为500mm的人孔，其中心距槽底600mm，人孔覆以孔盖，试求：（1）人孔盖共受多少静止力，以N表示；（2）槽底面所受的压强是多少6．为了放大所测气体压差的读数，采用如图所示的斜管式压差计，一臂垂直，一臂与水平成20°角。
若U形管内装密度为804 kg/m3的95%乙醇溶液，求读数R为29mm时的压强差。
7．用双液体U型压差计测定两点间空气的压差，测得R=320mm。
由于两侧的小室不够大，致使小室内两液面产生4mm的位差。
试求实际的压差为多少Pa。
若计算时忽略两小室内的液面的位差，会产生多少的误差两液体密度值见图。
8．为了排除煤气管中的少量积水，用如图所示的水封设备，水由煤气管路上的垂直支管排出，已知煤气压强为1×105Pa(绝对压强)。
问水封管插入液面下的深度h应为若干当地大气压强p a=×104Pa，水的密度ρ=1000 kg/m3。
化工原理绪论、流体流动、流体输送机械题库
静止流体既受切向力
重力属于质量力,其不仅作用于流体表面,也作用
力,其力的方向既
可能是切向亦可
条件不足,无法判距液面深度不同,同一
水平面静止连续的同一液体内各点的静压液体种类不同,同一液柱高度表示的压力或压力面上方压力不同,同一液柱高度表示的压力或压力
(b)图对应的压力差最。
轴功率随流量增加而
工作原理同离心泵,亦是依靠惯性离心力作用对叶片数量较多且轴功率随流量增加而
减小工作原理同离心泵,亦是依靠惯性离心力作用对液体做功叶片数量较多且为后弯叶片。
化工原理考研 流体流动、流体输送机械计算题及解题思路
化工原理考研流体流动、流体输送机械计算题及解题思路第一章流体、泵1.已知输水管内径均为100mm，管内为常温水，流量为30m3/h，U形管中指示液密度为1260kg/m3，R1=872mm，R2=243mm。
求90°弯头的阻力系数ζ和当量长度。
2.槽内水位恒定。
槽的底部与内径为100mm的水平管连接，当A阀关闭时，测得R=600mm，h=1500mm，U形压差计为等直径玻璃管，试求：(1) 当A阀部分开启时，测得R=400mm，此时水管中的流量为多少(m3/h)？已知λ=0.02，管子入口处ζ=0.5。
(2) 当A阀全开时，A阀的当量长度l e=15d，λ=0.02，则水管中流量为多少(m3/h)？B点压强应为多少Pa(表)？读数R为多少？3.用离心泵将密闭贮槽A中的常温水送往密闭高位槽B中，两槽液面维持恒定。
输送管路为Φ108mm×4mm的钢管，全部能量损失为40×u2/2(J/kg)。
A槽上方的压力表读数为0.013MPa，B槽处U形压差计读数为30mm。
垂直管段上C、D两点间连接一空气倒U形压差计，其示数为170mm。
取摩擦系数为0.025，空气的密度为1.2 kg/m3，试求：(1) 泵的输送量；(2) 单位重量的水经泵后获得的能量；(3) 若不用泵而是利用A，B槽的压力差输送水，为完成相同的输水量，A槽中压力表读数应为多少？4.输水管路系统，AO管长l AO=100m、管内径为75mm，两支管管长分别为l OB=l OC=75m，管内径均为50mm，支管OC上阀门全开时的局部阻力系数ζ=15。
所有管路均取摩擦系数λ=0.03。
支管OB中流量为18m3/h，方向如图所示。
除阀门外其他局部阻力的当量长度均已包括在上述管长中。
试求：(1) 支管OC的流量(m3/h)；(2) A槽上方压强表的读数p A(kPa)。
5.用Φ89mm×4.5mm，长80m的水平钢管输送柴油，测得该管段的压降为5000Pa，已知柴油密度为800kg/m3，黏度为25mPa·s，试求：(1) 柴油在管内的流速(m/s)；(2) 该管段所消耗的功率(W)。
食品工程原理 流体流动与输送
食品工程原理练习题第一章流体流动与输送一、填空题1.牛顿粘性定律的表达式为τ=μdu/dy 。
2.某流体在圆形直管中作滞流流动时，其速度分布是___抛物线____型曲线，其管中心最大流速为平均流速的___2____倍，摩擦系数λ与Re的关系为____ λ＝64/Re _______。
3.流体在管路中作连续稳定流动时，任意两截面流速与管径的关系为U1/ U 2=d22/d12，所以，流速随着管径的减小而增大。
4.流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是____流体具有粘性_________5.苯（密度为880kg.m-3，粘度为0.65厘泊）流经内径20mm的圆形直管时，其平均流速为0.06m/s，其雷诺准数为__1625____，流动形态为___层流_，摩擦系数为___0.039________。
6.某石油化工厂用φ108×4mm的钢管每小时输送原油38吨，油的密度为900kg/.m3，粘度为0.072 Pa.s ，此时Re为__1867__ ，流型为_层流_______。
7.流体在圆形直管中作层流流动，如果流量等不变，只是将管径增大一倍，则阻力损失为原来的__1/16______。
8.液体在园管内作稳定连续滞流流动时，其摩擦阻力损失与管内径的__2____次方成反比。
9.液体在园管内作稳定连续流动时，当Re≤_2000____时为滞流流动，其λ=_64/Re_____;当Re≥__4000___时为湍流流动。
10.P/(ρg)的物理意义是表示流动系统某截面处单位____重量____流体所具有的静压能，称为__静压头________。
11.流体在园管内流动时，由于流体具有粘性，使得_____管壁______处速度为零，管的____中心____处速度最大。
12.测量流体的流量一般可采用__孔板；文丘里；转子，____等流量计。
测量管内流体点速度，则用__皮托管_____。
13.离心泵主要性能参数为扬程、流程、功率、效率。
例题与习题
化学工程学例题与习题严世强编兰州大学化学化工学院第一章流体流动与输送例1. 水从倾斜直管中流过，在断面A和B之间接一空气压差计，其读教R=10mm，两测压点垂直距离h = 0.3m。
试求：（1）A、B两点的压差等于多少？（2）若采用密度为830kg·m-3的煤油作指示液，压差计读数为多少？（3）管路水平放置而流量不变，压差计读数及两点的压差有何变化？, 即解：如图取等压面1－2，p1= p2ρgh A）= p B-ρg（h B- R）-ρ0gR（pA-p A-ρgh A= p B-ρgh B+ Rg（ρ -ρ0）等式两边同时加Hρg，得p A+ρg(H - h A)= p B+ρg(H - h B) + Rg（ρ-ρ0）ρgZ A）-（p B + ρgZ B）=Rg（ρ -ρ0）（A）（pA +p B =Rg（ρ - ρ0）- ρg（Z A- Z B）（1）pA-=0.01× 9.81×1000 + 1000 × 9.81 × 0.3=3.04 ×103Pa注：∵ρ水>>ρ空∴ρ - ρ0 ≈ρ（2）若采用煤油作指示液，压差计读数为R'，由式（A）得：（p A + ρgZ A）-（p B + ρgZ B）=R'g(ρ - ρ0) = Rg（ρ -ρ0）= 0.01× 9.81× 1000 = 98.1PaR/ = == 5.88 × 10-2m = 58.8mmρgZ A）-（p B + ρgZ B）]不变，压差计读不变。
又因管路（3）若管路流量不变，[（pA +水平放置，Z即：A= Z BρgZ A）-（p B + ρgZ B）=p A - p B（pA +=Rg（ρ -ρ=98.1Pa0）从本例可知，若管路中流体流量不变时，U形管压差计所指示值不变。
但应注意R值在两种情况下所表示的意义。
化工原理——流体流动习题及答案
化工原理——流体流动习题及答案一•填空或选择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几倍；如果只将管径增加一倍而流速不变，则阻力损失为原来的几倍。
（答：2 、 1/4 ）2 、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 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ；单位重量流体的机械能衡算式为 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ；单位体积流体的机械能衡算式为 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ；（答：，，）3 、如图所示，容器中盛有ρ＝ 800kg /m 3 的油品， U 形管中指示液为水 (ρ＝1000kg /m3) ， a1 、 a2 、 a3 在同一水平面上， b 1 、 b 2 、 b 3 及 b 4 也在同一高度上， h 1 = 100mm ， h 2 = 200mm ，则各点的表压 Pa 1 =____ ， Pa 2 =____ ， Pb 2=____ ， Pb 3 =____ ， Pb 3 =____ 。
（表压值以 mm H 2 O 表示）（答： 0，100，200，300，340，200）4 、 3．流体在圆形直管中作滞流流动时，其速度分布是____型曲线。
其管中心最大流速为平均流速的____倍，摩擦系数λ与Re关系为____。
[答：抛物线，2， =64/Re]5．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。
[答：Re，；]6．流体作湍流流动时，邻近管壁处存在一____，雷诺数愈大，湍流程度愈剧烈，则该层厚度____。
7 、测流体流量时，随流量增加孔板流量计两侧压差值将，若改用转子流量计，随流量增加转子两侧压差值将。
（答：增加，不变）8、在压力为 202.66kPa （表压），温度为300 ℃ 条件下，由分析得知某混合气体成分如下（圴为体积 %）：CO 2 :8.5%； O 2 :7.5%；N 2 ：76% H 2 O：8%则该混合气体的密度为。
化学工程基础习题及答案——上课用
第一章 流体流动与输送设备1．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+=+=ρχρχρm3/36.881m kg m =∴ρ相对误差：%74.5-%100193536.881%100=⨯⎪⎭⎫⎝⎛=⨯——实实m m m ρρρ 2．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3．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。
解：液面下测压口处压力gh p z g p p ρρ+=+=21Δmh g p p g p gh p z 36.255.081.990010)4258(31212=+⨯⨯-=+-=-+=∴ρρρΔ4. 如附图所示，敞口容器内盛有不互溶的油和水，油层和水层的厚度分别为700mm 和600mm 。
在容器底部开孔与玻璃管相连。
已知油与水的密度分别为800 kg/m 3和1000 kg/m 3。
（1）计算玻璃管内水柱的高度；（2）判断A 与B 、C 与D 点的压力是否相等。
解：（1）容器底部压力gh p gh gh p p 水水油ρρρ+=++=0210mh h h h h 16.16.07.010008002121=+⨯=+=+=∴水油水水油ρρρρρ（2）B A p p ≠ D C p p =题3 附图B Dh 1 h 2AC 题4 附图5．用一复式U 形压差计测量水流过管路中A 、B 两点的压力差。
第三章 化工基础流体流动过程与输送设备练习题
第三章流体流动过程及输送设备练习题一、填空题：1.牛顿粘性定律用内摩擦力的表达式为_____________. 用剪应力的表达式为____________.2.当地大气压为750mmHg时,测得某体系的表压为50mmHg,则该体系的绝对压强为_________mmHg, 真空度为_______mmHg.3.计算流体局部阻力损失的方法有:_______________,_________________,其相应的阻力损失计算公式为_______________,____________________。
4.理想流体是指________________________________；而实际流体是指___________________________。
5.牛顿粘性定律表达式为______________，其比例系数 (粘度) 的物理意义是_____________________。
6. 流体流动的型态用_____来判断，当________时为湍流，当________时为滞流，当______时为过渡流。
7.化工生产中，物料衡算的理论依据是_________________，热量衡算的理论基础是________________。
8.当流体的体积流量一定时,流动截面扩大,则流速__________,动压头___________,静压头___________。
9.流体的粘度指______________________________________。
粘度随温度变化而变化,液体的粘度随温度升高而________；气体的粘度则随温度升高而________。
10.液柱压力计量是基于______________原理的测压装置,用U形管压强计测压时,当压强计一端与大气相通时,读数R表示的是_________或___________。
14.液体的粘度随温度升高而________,气体的粘度随温度的升高而_______。
流体流动、流体输送机械计算题
流体流动、流体输送机械习题课例题1、用离心泵将池中水送到高位槽，已知管路总长 100m（包括当量长），其中压力表后为80m,管路摩 擦系数，管内径0.05m,当流量为10m'/h 时泵效率 为80%,求：（1）泵的轴功率；（2）压力表读数。
（取 =1000kg/m 3）解：（1）如图取1-1、2-2截面，以1-1截面为基准列柏努利方程:•••勺=0; % = 2 +18 = 20/?/; ]\ =卩2；珥=“2=0（2）以3-3截面为基准，在3-3、2-2截面间列柏努利方程: gz 3 +—+^- = gz 2 +—+^+ZW f3_2 P 2 p 2••• Zj = 0; z 2 = 18m; p 2 = 0; u 2 = 0; u 3 =u = 1.415m/ s p /有效功率 £• 一爲旳•一纽0攸一 10 X 1000X 246.26-684[J/5] 3600IV =gz.2 + X W f =9.81x20 + 50.06 = 246.26( J/kg]轴功率 = 855"] 10/3600 =1・415[加/$] 100 ------ x 0.051.415? 2 =50・06[丿/如 “ 77 80% 一 0.785 x 0.052=0.025 x 9 OQQ=0.025 x ——x 0.05 p ir 1 415 —=^3+ 1^3 ,-^- = 9.81x18 + 40.04-—^ = 215.6[J/^] P 2 22、欲用离心泵将209水以30m 3/h 的流量由水池打 到敞口髙位槽，两液面均保持不变，液面髙差为18m, 泵的吸入口在水池上方2m 处，泵的吸入管路全部阻 力为lm 水柱，压出管路全部阻力为3m 水柱，泵效 率 60%。
求：(1)泵的轴功率；(2)若允许吸上真空高度为5m,用上述安装高 度是否合适(=1000kg/m 3;动压头可略) 解：(1)如图，取1TL 2-2截面，以1-1截面为基准列柏努利方程:已知：Z { =0,Z 2 =18”Pi = p 2.u } =u 2 =0H e = z 2 + 工如-2 =18 + 1 + 3 = 22(/n)泵的轴功率：30 x 22x1000 x 9.813600 x 60%- (2)比=/-仕-为比=5-0-1=4(加)2g比＞2林•・安装高度合适。
化工原理习题
第二章流体流动与输送习题1．燃烧重油所得的燃烧气，经分析测知其中含8.5%CO2，7.5%O2，76%N2，8%H2O（体积%）。
试求温度为500℃、压强为101.33×103Pa时，该混合气体的密度。
2．在大气压为101.33×103Pa的地区，某真空蒸馏塔塔顶真空表读数为9.84×104Pa。
若在大气压为8.73×104Pa的地区使塔内绝对压强维持相同的数值，则真空表读数应为多少？3．敞口容器底部有一层深0.52m的水，其上部为深3.46m的油。
求器底的压强，以Pa 表示。
此压强是绝对压强还是表压强？水的密度为1000kg/m3，油的密度为916 kg/m3。
4．为测量腐蚀性液体贮槽内的存液量，采用图1-7所示的装置。
控制调节阀使压缩空气缓慢地鼓泡通过观察瓶进入贮槽。
今测得U型压差计读数R=130mmHg，通气管距贮槽底部h=20cm，贮槽直径为2m，液体密度为980 kg/m3。
试求贮槽内液体的储存量为多少吨？5．一敞口贮槽内盛20℃的苯，苯的密度为880 kg/m3。
液面距槽底9m，槽底侧面有一直径为500mm的人孔，其中心距槽底600mm，人孔覆以孔盖，试求：（1）人孔盖共受多少静止力，以N表示；（2）槽底面所受的压强是多少？6．为了放大所测气体压差的读数，采用如图所示的斜管式压差计，一臂垂直，一臂与水平成20°角。
若U形管内装密度为804 kg/m3的95%乙醇溶液，求读数R为29mm时的压强差。
7．用双液体U型压差计测定两点间空气的压差，测得R=320mm。
由于两侧的小室不够大，致使小室内两液面产生4mm的位差。
试求实际的压差为多少Pa。
若计算时忽略两小室内的液面的位差，会产生多少的误差？两液体密度值见图。
8．为了排除煤气管中的少量积水，用如图所示的水封设备，水由煤气管路上的垂直支管排出，已知煤气压强为1×105Pa(绝对压强)。
流体输送练习题
流体输送练习题流体输送是一门重要的工程学科，涉及到液体和气体在管道系统中的输送、流体力学、管道设计等内容。
为了巩固对流体输送原理和计算方法的理解，下面将提供一些流体输送的练习题，供大家参考。
题目一：水泵选型计算某工程需要通过一段长度为500米的水平管道输送水。
根据实际工程要求，水的流量为15立方米/小时，输送距离为500米。
已知管道的摩擦系数为0.02，管道内径为0.2米，请计算所需的水泵功率。
解答：首先，我们需要计算水的体积流速。
由于流量已知为15立方米/小时，可将其转换为体积流速为4.17×10^-3立方米/秒。
接下来，计算水的线速度为体积流速除以管道的横截面积（πr^2，其中r为管道半径）得到5.26米/秒。
根据流体力学的基本原理，管道内的摩擦阻力与管道长度和摩擦系数成正比，与管道内径和水的线速度的平方成正比。
因此，通过摩擦阻力计算公式 F = k × L × (v^2) / (2 × r)，可以计算出摩擦阻力为1936牛顿。
最后，我们可以计算所需的水泵功率。
水泵所提供的功率等于输送水的功率加上摩擦阻力所做的功率。
输送水的功率由公式P = Q × H / ρ × g 计算得到，其中Q为流量，H为水的扬程，ρ为水的密度，g为重力加速度。
根据题目中的数据，可以计算出水的扬程为0（水平管道无扬程），水的密度取约为1000千克/立方米，重力加速度为9.8米/秒^2。
代入公式计算得到输送水的功率为0瓦特（Joule/秒）。
综上所述，所需的水泵功率为1936瓦特。
题目二：气体压缩机选择某工业过程中，气体需要从1.5巴升压到8巴进行输送。
已知气体的流量为10立方米/分钟，温度为25摄氏度。
请计算所需的气体压缩机功率。
解答：首先，我们需要将气体的流量转换为体积流速。
由于流量已知为10立方米/分钟，可将其转换为体积流速为1.67×10^-4立方米/秒。
01第一章流体流动输送习题资料
第一章 习题详解工程训练某食品厂一生产车间，要求用离心泵将冷却水由贮水池经换热器送到另一敞口高位槽。
已知高位槽液面比贮水池液面高出10m ，管内径为75mm ，管路总长（包括局部阻力的当量长度在内）为400m 。
液体流动处于阻力平方区，摩擦系数为0.03。
流体流经换热器的局部阻力系数为0.32。
离心泵在转速n ＝2900r/min 时的H-Q 特性曲线数据如下：现因生产需要，要求流量增加为0.0055m /s ，其他条件不变，试通过计算，提出几种不同的解决方案，并对其进行比较。
（工厂有同型号备用泵）解：取贮水池液面为1-1截面，高位槽液面为2-2截面，在两截面间列柏努利方程。
以1-1截面所在水平面为基准面22111e 222f 2z u g p g h z u g p g h ρρ+++=+++∑其中：z 1＝0 m ，z 2＝10 m ，u 1≈u 2≈0，p 1＝p 2＝0(表压)，2f 2224240080.030.324185540.0750.075e l uh d gQ Q g λζπ∑⎛⎫∑=+∑ ⎪⎝⎭⎛⎫=+= ⎪⨯⎝⎭则，管路特性方程为2e f 1010418554h h Q =+∑=+根据离心泵特性曲线数据及管路特性曲线方程绘制，两曲线交点即为离心泵的工作点。
HQ则其流量为：0.0047m 3/s ；扬程为：19.1m 现需流量增加到0.055 m 3/s 方案1：改变泵的转速2, Q n H n Q n H n ''''⎛⎫== ⎪⎝⎭ 则 0.00550.00472900'3393 r /minn n '==此时扬程为：26.2 m 。
方案2：根据生产任务要求，购置新泵。
方案3：两台泵串联HQ则其流量为：0.0065m 3/s ；扬程为：27.5m 。
方案4：两台泵并联HQ则其流量为：0.0056m 3/s ；扬程为：23.5m 。
化工-第二章_流体流动与输送
2个90 弯头:
1个三通: 1个截止阀（半开）
le/d = 35 ×2 = 70
le/d = 50 le/d = 475
Σle = 833
23
（3）求ΣHf：
l le u H f + d d 2g
2 30 0 . 8 0.029 + 833 0.1 2 9.8 1.07(m)
2 1
2 2
头 损 失
7
机械能衡算方程（柏努利方程）讨论：
(1) 适用条件：不可压缩（压强变化 < 20%）、 连续、均质流体、等温流动
(2) 对静止流体, u = 0, Hf = 0, He = 0： p1 p2 z1 + z2 + --------静力学方程 g g
(3) 理想流体的柏努利方程表明，理想流体在等 温流动过程中任意截面上的总机械能或总压头为 常数，但不同截面上各形式的能量不一定相等， 相互间可转换
16
解：取贮槽液面为截面1-1，管路出口端面 为截面2-2，并以1-1面为基准面，在两截面 间列能量衡算式：
p1
2 u2 p2 + H e z2 g + + + hf 2
He
p2 - p1
2 u2 + z2 g + + hf 2
17
p2 – p1 = 0.2 atm =2.026 104 N· m-2
【例】：在兰州操作的苯乙烯真空蒸馏塔塔顶真空表 读数为80kPa，在天津操作时，真空表读数应为多 少？已知兰州地区的平均大气压85.3kPa，天津地 区为101.33kPa。 分析：维持操作的正常进行，应保持相同的绝对压， 根据兰州地区的压强条件，可求得操作时的绝对压。 解: 绝压=大气压 - 真空度 = 85300 – 80000 = 5300[Pa] 真空度=大气压-绝压 =101330 - 5300 =96030[Pa]
第一章 流体流动与输送设备(习题及答案)
第一章 流体流动与输送设备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。
解：液面下测压口处压力gh p z g p p ρρ+=∆+=10m h g p p g p gh p z 36.255.081.990010)4258(30101=+⨯⨯-=+-=-+=∆∴ρρρ5. 如附图所示，敞口容器内盛有不互溶的油和水，油层和水层的厚度分别为700mm 和600mm 。
化工原理上册习题以及答案
第1-2章流体流动及流体输送机械一、选择题1. 流体在圆形直管内作定态流动，雷诺准数Re＝1500，则其摩擦系数应为（）（A） 0.032 （B）0.0427 （C）0.0267 （D）无法确定2.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3.在一水平变径管道上，细管截面A及粗管截面B与U管压差计相连，当流体流过时，U管压差计测量的是（）（A）A、B两截面间的总能量损失（B）A、B两截面间的动能差（C）A、B两截面间的压强差（D）A、B两截面间的局部阻力4. 双液体U形差压计要求指示液的密度差（）。
(A) 大 (B) 中等 (C) 小 (D) 越大越好5. 管路由直径为Φ57×3.5mm的细管，逐渐扩大到Φ108×4mm的粗管，若流体在细管内的流速为4m/s。
则在粗管内的流速为（）（A） 2m/s （B）1m/s （C） 0.5m/s （D） 0.25m/s6.湍流与滞流的本质区别是（）（A）湍流的流速大于滞流的（B）湍流的Re值大于滞流的（C）滞流无径向脉动，湍流有径向脉动（D）湍流时边界层较薄7. 在阻力平方区内，摩擦系数λ（）（A）为常数，与Re，ε/d 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值和ε/d的函数8. 流体在圆形直管中作滞流流动时，其直管阻力损失与流速u的关系为（）（A）与u2成正比（B）与u成正比（C）与u1.75成正比(D) 与u0.55成正比9. 在计算突然扩大及突然缩小的局部阻力时，公式中的流速应该用（）中的流速。
（A）大管（B）小管(C）大管和小管任取其一10. 所谓定态流动是指（）(A) 理想流体的流动(B) 服从牛顿粘性定律的流体流动(C) 流体在流动过程中，其操作参数只是位置的函数，而不随时间变化11. 离心泵的扬程是指（）(A)实际的升扬高度 (B)泵的吸上高度(C)泵对单位重量液体提供的有效能量 (D)泵的允许安装高度12. 当液体的密度改变时，离心泵的压头H和轴功率N的变化为（）(A) H、N均不变 (B) H不变，N改变(C) H 改变，N不变 (D) H、N均改变13. 离心泵的安装高度与（）(A) 泵的结构无关 (B) 液体流量无关(C) 吸入管路的阻力无关 (D) 被输送流体的密度有关14. 下列两设备，均须安装旁路调节流量装置（）(A)离心泵与往复泵 (B)往复泵与齿轮泵(C)离心泵与旋涡泵 (D)离心泵与齿轮泵参考答案1. B2.D3.C4.C5.B6.C7. C8. B9.B10.C 11.C 12.B 13.D 14. B二、填空题1.边界层的形成，是液体具有的结果。
流体流动、流体输送机械练习题
u= Q 30 ÷ 3600 = = 1.62m / s 2 2 0.785d 0.785 × 0.081
20℃水的粘度为1.005cP。 ℃水的粘度为 。
0.081 × 1.62 × 1000 Re = = = 1.306 × 105 1.005 × 10−3 µ λ = 0.01227 + 0.7543 /(1.305 × 105 )0.38 = 0.0209 dup
3．常温下水密度为1000kg／m3，粘度为 ．常温下水密度为 粘度为1cP，在d内=100mm管 ／ ， 管 内以3m/s的速度速度流动，其流动类型为 的速度速度流动， 内以 的速度速度流动 。 4．12kgf·m＝ ． ＝ J。 。 5．空气在标准状态下密度为1.29kg／m3，在0.25MPa下(绝 ．空气在标准状态下密度为 ／ 下绝 压)80 ℃时的密度为 。
流量改变后， 流量改变后，总压降与原来总压降相同
lu lu λ3 + λ1 =λ 2d 2d 2d 高度湍 ,λ3 = λ1 = λ, l原 = ( l3 + l1 ) = 2l1 流 u3 u1 = 2
2 3 3
2 1 1
l原u2
2 u3 u3 1 + = u2 2 2 2
2
5 2 8 2 u3 = u u3 = u 8 5 8 8 qv3 = qv = ×5000 = 6330m3 / h 5 5
式中H的单位为 ，Q的单位为 3/min。求最高效率点的效 式中 的单位为m， 的单位为m 。 的单位为 的单位为 率并评价此泵的适应性；（ ）若此泵适用， 率并评价此泵的适应性；（3）若此泵适用，用关小阀门调节流 ；（ 量，求调节阀门消耗的功率；（ ）若（2）的泵不用改变阀门 求调节阀门消耗的功率；（4） ；（ ） 的开度而改变转速调节流量，试求转速应调节到多少？ 的开度而改变转速调节流量，试求转速应调节到多少？
第2章流体的流动过程与输送机械习题解答
pB pA Hg gR1 7.16103 136009.810.4 6.05104 Pa (表)
3. 列管换热器的管束由 121 根 Φ25mm×2.5mm 的钢管组成。空气以 9m/s 的速度在列管内流 动。空气在管内的平均温度为 50℃、压强为 196×103 Pa（表压），当地大气压为 98.7×103 Pa。 试求：⑴ 空气的质量流量；⑵ 操作条件下的空气的体积流量；⑶ 将⑵的计算结果换算为 标准状况下空气的体积流量。 解：
0.343
m3
/s
⑶ 标况下空气的密度 PM 10129 1.29 kg/m3 RT 8.314273
因此，标况下空气的体积流量
qv
qm
1.09
1.29
0.845
m3
/s
4. 水在内径为 250mm 的钢管内流动。已知截面 1-1 处的流速为１m/s，测压管中水柱高为 １m；在截面 2-2 处管内径为 150ｍｍ。试计算在截面 1-1 与 2-2 处产生的水柱高度差ｈ为多 少ｍ水柱？（忽略阻力损失）
=0.316 Re–0.25=0.316 (6734) –0.25=0.0349
以贮酸槽液面 1—1 截面至高位槽管入口 2—2 截面为衡算系统，并以 1—1 截面为基准 面列出伯努利方程：
Z1g+
p1
+ u12 2
= Z2g+
p2
+
u
2 2
2
+
Σhf,1-2
因 Z1=0，u1≈0，p2=0(表压)
10. 硫酸是一种腐蚀性很强的酸，工厂中常用压缩空气和耐压容器（酸蛋）来输送硫酸（见
附图）。现欲将地下贮酸槽中的硫酸以 0.10 m3/min 的流量通过 38 mm×3 mm 的钢管，将酸
第一章流体流动习题
第一章流体的流动与输送一、选择题1. 流体在圆形直管内做稳定层流流动时，其平均速度与管内最大流动速度的比值为。
A．约0.8/1 ； B．0.5 /1 ； C．2.0/1 ； D 1/0.82.容器中装有某种液体，任取两点A，B，A点高度小于B点高度，则 ( )A. p A > p BB. p A < p BC. p A = p BD.当液面上方的压强改变时，液体内部压强不发生改变3．流体流过两个并联管路管1和2，两管内均呈滞流。
两管的管长L1＝L2、管内径d1＝2d2，则体积流量Q2/Q1为( )。
A．1/2；B．1/4；C．1/8；D．1/16。
4．牛顿粘性定律适用于牛顿型流体，且流体应呈( )。
A．层流流动；B．湍流流动；C．过渡型流动；D．静止状态。
5．流体在圆直管内流动，充分湍流(阻力平方区)时，摩擦系数λ正比于( )。
(G为质量流速)A．G2；B．G；C．G0；D．G-1。
6．有两种关于粘性的说法：( )(1) 无论是静止的流体还是运动的流体都具有粘性。
(2) 粘性只有在流体运动时才会表现出来。
A．这两种说法都对B．第一种说法对，第二种说法不对C．这两种说法都不对D．第二种说法对，第一种说法不对7．水以2 m·s-1的流速在Ø35 mm×2.5 mm钢管中流动，水的粘度为1×10-3 Pa·s，密度为1000 kg·m-3，其流动类型为( )。
A．层流；B．湍流；C．过渡流；D．无法确定。
8．离心泵原来输送水时的流量为q V，现改用输送密度为水的1.2倍的水溶液，其它物理性质可视为与水相同，管路状况不变，流量( )。
A．增大；B．减小；C．不变；D．无法确定。
9．装在某设备进口处的真空表读数为50 kPa，出口压力表的读数为100 kPa，此设备进出口之间的绝对压强差为( )kPa。
A．150；B．50；C．75；D．25。
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第二章流体流动与输送习题1．燃烧重油所得的燃烧气，经分析测知其中含%CO2，%O2，76%N2，8%H2O（体积%）。
试求温度为500℃、压强为×103Pa时，该混合气体的密度。
2．在大气压为×103Pa的地区，某真空蒸馏塔塔顶真空表读数为×104Pa。
若在大气压为×104Pa的地区使塔内绝对压强维持相同的数值，则真空表读数应为多少？3．敞口容器底部有一层深0.52m的水，其上部为深3.46m的油。
求器底的压强，以Pa 表示。
此压强是绝对压强还是表压强？水的密度为1000kg/m3，油的密度为916 kg/m3。
4．为测量腐蚀性液体贮槽内的存液量，采用图1-7所示的装置。
控制调节阀使压缩空气缓慢地鼓泡通过观察瓶进入贮槽。
今测得U型压差计读数R=130mmHg，通气管距贮槽底部h=20cm，贮槽直径为2m，液体密度为980 kg/m3。
试求贮槽内液体的储存量为多少吨？5．一敞口贮槽内盛20℃的苯，苯的密度为880 kg/m3。
液面距槽底9m，槽底侧面有一直径为500mm的人孔，其中心距槽底600mm，人孔覆以孔盖，试求：（1）人孔盖共受多少静止力，以N表示；（2）槽底面所受的压强是多少？6．为了放大所测气体压差的读数，采用如图所示的斜管式压差计，一臂垂直，一臂与水平成20°角。
若U形管内装密度为804 kg/m3的95%乙醇溶液，求读数R为29mm时的压强差。
7．用双液体U型压差计测定两点间空气的压差，测得R=320mm。
由于两侧的小室不够大，致使小室内两液面产生4mm的位差。
试求实际的压差为多少Pa。
若计算时忽略两小室内的液面的位差，会产生多少的误差？两液体密度值见图。
8．为了排除煤气管中的少量积水，用如图所示的水封设备，水由煤气管路上的垂直支管排出，已知煤气压强为1×105Pa(绝对压强)。
问水封管插入液面下的深度h应为若干？当地大气压强p a=×104Pa，水的密度ρ=1000 kg/m3。
9．如图示某精馏塔的回流装置中，由塔顶蒸出的蒸气经冷凝器冷凝，部分冷凝液将流回塔内。
已知冷凝器内压强p 1=×105Pa （绝压），塔顶蒸气压强p 2=×105Pa （绝压），为使冷凝器中液体能顺利地流回塔内，问冷凝器液面至少要比回流液入塔处高出多少？冷凝液密度为810 kg/m 3。
10．为测量气罐中的压强p B ，采用如图所示的双液杯式微差压计。
两杯中放有密度为ρ1的液体，U 形管下部指示液密度为ρ2。
管与杯的直径之比d/D 。
试证：()22112Dd hg hg p p a B ρρρ---= 11．列管换热器的管束由121根φ25×2.5mm 的钢管组成，空气以9m/s 的速度在列管内流动。
空气在管内的平均温度为50℃，压强为196×103Pa （表压），当地大气压为×103Pa 。
试求：（1）空气的质量流量；（2）操作条件下空气的体积流量；（3）将（2）的计算结果换算为标准状态下空气的体积流量。
注：φ25×钢管外径为25mm ，壁厚为，内径为20mm 。
12．高位槽内的水面高于地面8m，水从φ108×4mm的管路中流出，管路出口高于地面2m。
在本题中，水流经系统的能量损失可按h f=计算，其中u为水在管内的流速，试计算：（1）A－A截面处水的流速；（2）出口水的流量，以m3/h计。
13．在图示装置中，水管直径为φ57×3.5mm。
当阀门全闭时，压力表读数为×104Pa。
当阀门开启后，压力表读数降至×104Pa，设总压头损失为0.5m。
求水的流量为若干m3/h？水密度ρ=1000kg/m3。
14．某鼓风机吸入管直径为200mm，在喇叭形进口处测得U型压差计读数R=25mm，指示液为水。
若不计阻力损失，空气的密度为1.2kg/m3，试求管路内空气的流量。
15．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。
各部分相对位置如图所示。
管路的直径均为φ76×2.5mm，在操作条件下，泵入口处真空表读数为×103Pa，水流经吸入管与排出管（不包括喷头）的阻力损失可分别按h f1=2u2与h f2=10u2计算。
式中u 为吸入管或排出管的流速。
排出管与喷头连接处的压强为×103Pa（表压）。
试求泵的有效功率。
16．图示为30℃的水由高位槽流经直径不等的两段管路。
上部细管直径为20mm，下部粗管直径为36mm。
不计所有阻力损失，管路中何处压强最低？该处的水是否会发生汽化现象？17．图示一冷冻盐水的循环系统。
盐水的循环量为45 m3/h，管径相同。
流体流经管路的压头损失自A至B的一段为9m，自B至A的一段为12m。
盐水的密度为1100 kg/m3，试求：（1）泵的功率，设其效率为；（2）若A的压力表读数为×104Pa，则B处的压力表读数应为多少Pa？18．在水平管路中，水的流量为2.5l/s，已知管内径d1=5cm，d2=2.5cm及h1=1m，若忽略能量损失，问连接于该管收缩面上的水管，可将水自容器内吸上高度h2为多少？水密度ρ=1000 kg/m3。
19．密度850 kg/m3的料液从高位槽送入塔中，如图所示。
高位槽液面维持恒定。
塔内表压为×103Pa，进料量为5m3/h。
进料管为φ38×2.5mm的钢管，管内流动的阻力损失为30J/kg。
问高位槽内液面应比塔的进料口高出多少？20．有一输水系统如图所示。
输水管径为φ57×3.5mm。
已知管内的阻力损失按h f=45×u2/2计算，式中u为管内流速。
求水的流量为多少m3/s？欲使水量增加20%，应将水槽的水面升高多少？21．水以×10－3m3/s的流量流经一扩大管段。
细管直径d=40mm，粗管直径D=80mm，倒U型压差计中水位差R=170mm，求水流经该扩大管段的阻力损失h f，以mH2O表示。
22．贮槽内径D为2m，槽底与内径d0为32mm的钢管相连，如图所示。
槽内无液体补充，液面高度h1=2m。
管内的流动阻力损失按h f=20u2计算。
式中u为管内液体流速。
试求当槽内液面下降1m所需的时间。
23．90℃的水流入内径为20mm的管内，欲使流动呈层流状态，水的流速不可超过哪一数值？若管内流动的是90℃的空气，则这一数值又为多少？24．由实验得知，单个球形颗粒在流体中的沉降速度u i与以下诸量有关：颗粒直径d；流体密度ρ与粘度μ，颗粒与流体的密度差ρa－ρ；重力加速度g。
试通过因次分析方法导出颗粒沉降速度的无因次函数式。
25．用φ168×9mm的钢管输送原油，管线总长100km，油量为60000kg/h，油管最大抗压能力为×107Pa。
已知50℃时油的密度为890kg/m3，油的粘度为·s。
假定输油管水平放置，其局部阻力忽略不计，试问为完成上述输送任务，中途需几个加压站？所谓油管最大抗压能力系指管内输送的流体压强不能大于此值，否则管子损坏。
26．每小时将2×104kg的溶液用泵从反应器输送到高位槽（见图）。
反应器液面上方保持×103Pa的真空度，高位槽液面上方为大气压。
管路为φ76×4mm钢管，总长50m，管线上有两个全开的闸阀，一个孔板流量计（ζ=4）、五个标准弯头。
反应器内液面与管出口的距离为15m。
若泵的效率为，求泵的轴功率。
溶液ρ=1073 kg/m3，μ=×10－4Pa·s，ε=0.3mm。
27．用压缩空气将密闭容器（酸蛋）中的硫酸压送到敞口高位槽。
输送流量为0.1m3/min，输送管路为φ38×3mm无缝钢管。
酸蛋中的液面离压出管口的位差为10m，在压送过程中设位差不变。
管路总长20m，设有一个闸阀（全开），8个标准90°弯头。
求压缩空气所需的压强为多少（表压）？硫酸ρ为1830kg/m3，μ为·s，钢管的ε为0.3mm。
28．粘度为 Pa·s、密度为900 kg/m3的液体自容器A流过内径40mm的管路进入容器B。
两容器均为敞口，液面视作不变。
管路中有一阀门，阀前管长50m，阀后管长20m（均包括局部阻力的当量长度）。
当阀全关时，阀前、后的压力表读数分别为×104Pa和×104Pa。
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）管路的流量；（2）阀前、阀后压力表的读数有何变化？29．如图所示，某输油管路未装流量计，但在A、B两点的压力表读数分别为p A=×106Pa，p B=×106Pa。
试估计管路中油的流量。
已知管路尺寸为φ89×4mm的无缝钢管。
A、B两点间的长度为40m，有6个90°弯头，油的密度为820 kg/m3，粘度为 Pa·s。
30．欲将5000kg/h的煤气输送100km，管内径为300mm，管路末端压强为×104Pa（绝压），试求管路起点需要多大的压强？设整个管路中煤气的温度为20℃，λ为，标准状态下煤气的密度为m3。
31.一酸贮槽通过管路向其下方的反应器送酸，槽内液面在管出口以上2.5m。
管路由φ38×2.5mm无缝钢管组成，全长（包括管件的当量长度）为25m。
由于使用已久，粗糙度应取为0.15mm。
贮槽及反应器均为大气压。
求每分钟可送酸多少m3？酸的密度ρ=1650 kg/m3，粘度μ=·s。
（提示：用试差法时可先设λ=）。
32．水位恒定的高位槽从C、D两支管同时放水。
AB段管长6m，内径41mm。
BC段长15m，内径25mm。
BD长24m，内径25mm。
上述管长均包括阀门及其它局部阻力的当量长度，但不包括出口动能项，分支点B的能量损失可忽略。
试求：（1）D、C两支管的流量及水槽的总排水量；（2）当D阀关闭，求水槽由C支管流出的水量。
设全部管路的摩擦系数λ均可取，且不变化，出口损失应另行考虑。
33．用内径为300mm的钢管输送20℃的水，为了测量管内水的流量，采用了如图所示的安排。
在2m长的一段主管路上并联了一根直径为φ60×3.5mm的支管，其总长与所有局部阻力的当量长度之和为10m。
支管上装有转子流量计，由流量计上的读数知支管内水的流量为2.72m3/h。
试求水在主管路中的流量及总流量。
设主管路的摩擦系数λ为，支管路的摩擦系数λ为。
34．拟用一泵将碱液由敞口碱液槽打入位差为10m高的塔中，塔顶压强为×104Pa（表压），流量20m3/h。