化工原理第一章习题
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。
化工原理课后习题答案
第一章流体流动1.某设备上真空表的读数为 13.3×103 Pa,试计算设备内的绝对压强与表压强。
已知该地区大气压强为 98.7×103 Pa。
解：由绝对压强 = 大气压强–真空度得到：设备内的绝对压强P绝= 98.7×103 Pa -13.3×103 Pa=8.54×103 Pa设备内的表压强 P表 = -真空度 = - 13.3×103 Pa2．在本题附图所示的储油罐中盛有密度为 960 ㎏/㎥的油品，油面高于罐底 6.9 m，油面上方为常压。
在罐侧壁的下部有一直径为 760 mm 的圆孔，其中心距罐底 800 mm，孔盖用14mm的钢制螺钉紧固。
若螺钉材料的工作应力取为39.23×106 Pa ，问至少需要几个螺钉？分析：罐底产生的压力不能超过螺钉的工作应力即P油≤σ螺解：P螺 = ρgh×A = 960×9.81×(9.6-0.8) ×3.14×0.762150.307×103 Nσ螺 = 39.03×103×3.14×0.0142×nP油≤σ螺得 n ≥ 6.23取 n min= 7至少需要7个螺钉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／㎥。
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。
分析：解此题应选取的合适的截面如图所示：忽略空气产生的压强，本题中1－1´和4－4´为等压面，2－2´和3－3´为等压面，且1－1´和2－2´的压强相等。
根据静力学基本方程列出一个方程组求解解：设插入油层气管的管口距油面高Δh在1－1´与2－2´截面之间P1 = P2 + ρ水银gR∵P1 = P4，P2 = P3且P3 = ρ煤油gΔh ， P4 = ρ水g（H-h）+ ρ煤油g（Δh + h）联立这几个方程得到ρ水银gR = ρ水g（H-h）+ ρ煤油g（Δh + h）-ρ煤油gΔh 即ρ水银gR =ρ水gH + ρ煤油gh -ρ水gh 带入数据1.0³×10³×1 - 13.6×10³×0.068 = h(1.0×10³-0.82×10³)ｈ= 0.418ｍ6. 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——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。
化工原理习题答案.
第一章 流体流动1.某设备上真空表的读数为 13.3×10 3Pa ，试计算设备内的绝对压强与表压强。
已知该地区大气压强为 98.7×10 4Pa 。
解：略2.在本题附图所示的贮油罐中盛有密度为 960 kg/m 3的油品，油面高于罐底 9.6m ，油面 上方为常压。
在罐侧壁的下部有一直径为 760mm 的圆孔，其中心距罐底 800mm ，孔盖用 14 的钢制螺钉紧固。
若螺钉材料的工作应力取为 39.23×106Pa ，问至少需要几个螺钉？解：设通过孔盖中心的水平面上液体的静压为 p ，则p 便 是罐内液体作用于孔盖上的平均压强。
根据流体静力学基本方程，知：p=p a +ρgh作用在孔盖外侧的是大气压强 p a ，故孔盖内外两侧所受 压强差为：Δp=p p a = p a +ρgh p a =ρgh∴Δp=960×9.81(9.60.8)=8.29×10 4Pa作用在孔盖上的净压力为：P=Δp ×πd 2 /4=8.29×10 4 ×π0.76 2 /4=3.76×10 4N每个螺钉能承受的力为：400×9.807×10 4 ×π/4×0.014 2 =6.04×10 3N螺钉的个数＝3.76×10 4 /6.04×10 3=6.23 个≈7 个 即至少要 7个螺钉。
3.某流化床反应器上装有两个 U 管压差计， 如本题附图所示。
测得 R 1=400mm,R 2=50mm, 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=50mm 。
试求 A 、B 两处的表压强。
解：U 管压差计连接管中是气体。
以ρg 、ρH2O 及 ρHg 分别表示气体、水与水银的密度。
化工原理上册复习题
第一章流体流动与输送一、填空题1.流体的密度是指单位体积流体所具有的质量,其单位为 kg/m3 ;2. 20℃时苯的密度为880kg/m3,甲苯的密度为866kg/m3,则含苯40%质量苯、甲苯溶液的密度为3/mkg;3.流体的粘度是描述流体流动性能的物理量,一般用符号μ表示；流体的粘度越大,流动时阻力损失越大 ;4.流体的流动形态有层流和湍流两种,可用雷诺数Re 判断;5.流体阻力产生的根本原因是流体本身的粘性 ,而流动型态与管路条件是产生流体阻力的外因;6转子流量计应垂直安装,流体由下而上流动；读数读转子的最大截面处 ,一般为转子的顶部 ;8.离心泵的构造主要包括叶轮和泵轴组成的旋转部件以及泵壳和轴封组成的固定部件;9.离心泵开车时,泵空转、吸不上液体、进口处真空度低,此时泵发生了气缚现象,其原因可能是没有灌泵或轴封不严密 ;10.离心泵运转时,泵振动大、噪音大、出口处压力低、流量下降,此时泵发生了气蚀现象,其原因可能是安装高度过高或吸入管路阻力太大或者被输送流体温度过高;11.流体的特征是具有一定的体积；无一定的形状 ,其形状随容器的形状而改变；在外力作用下内部会发生相对运动 ;二、选择题1.有一串联管道,分别由管径为d1与d2的两管段串接而成;d1＜d2;其流体稳定流过该管道;今确知d1管段内流体呈层流;请断定流体在d2管段内的流型为 c ;A.湍流B.过渡流C.层流D.须计算确定;2.有两种关于粘性的说法： a ;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3.水以2 m·s-1的流速在35 mm×2.5 mm钢管中流动,水的粘度为1×10-3Pa·s,密度为1000 kg·m-3,其流动类型为 b ;A.层流B.湍流C.过渡流D.无法确定4.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 a kPa;A. 150B. 50C. 75D. 255.各种型号的离心泵特性曲线 d ;A.完全相同B.完全不相同C.有的相同,有的不同D.图形基本相似6.某设备上真空表读数为,若当地大气压强为,则设备内绝对压强为 b ;A. kPaB. 10 kPaC. kPaD. 90 kPa8.当两个同规格的离心泵串联使用时,只能说 c ;A.串联泵较单台泵实际的扬程增大一倍B.串联泵的工作点处较单台泵的工作点处扬程增大一倍C当流量相同时,串联泵特性曲线上的扬程是单台泵特性曲线上的扬程的两倍D.在管路中操作的串联泵,流量与单台泵操作时相同,但扬程增大两倍10.判断流体流动类型的准数为 a ;A. Re数B. Nu数C. Pr数D. Fr数11.牛顿粘性定律适用于牛顿型流体,且流体应呈 c ;A.过渡型流动B.湍流流动C.层流流动D.静止状态12.在一水平变径管路中,在小管截面A和大管截面B连接一U型压差计,当流体流过该管时,压差计读数R值反映 a ;A. A、B两截面间的压强差B. A、B两截面间的流动阻力C. A、B两截面间动压头变化D. 突然扩大或缩小的局部阻力14. 关于黏性和黏度的叙述错误的是 c ;A.静止的流体和流动的流体都具有黏性B.黏度是衡量流体黏性大小的物理量C.流体的黏度随温度的升高而减小D.压力改变对液体黏度的影响很小,可以忽略,不很高的压力对气体黏度的影响也可以忽略15.下列说法正确的是 d ;A.柏努利方程不能表示静止流体内部能量转化与守恒的规律B.流体作用在单位面积上的压力,称为静压强C.可以用液柱高度表示压力的大小D.在静止、连通的流体中,处于同一水平面上各点的压力均相等16.关于U 形管压差计的指示液,下列说法错误的是 c ;A.指示液与被测流体不互溶B.指示液不能与被测流体发生化学反应C.指示液的密度一定要比被测流体大D.指示液最好带一些颜色,方便读数17.下列说法错误的是 b ;A.黏性是流体阻力产生的根本原因B.静止的流体没有黏性C.静止的流体没有阻力D.流体的流动型态与黏度有关18.下列说法正确的是 b ;A.流体的流动型态有层流、过度流和湍流三种B.湍流与滞流的本质区别是流体质点有无作径向运动C.流体在管内流动时,湍流和滞流不可能同时存在D.直管阻力与局部阻力均与流体的动能成正比例关系19.流体在直管内作湍流流动时,若管径和长度都不变,且认为λ不变,若流速为原来的2倍,则阻力为原来的 d 倍; A. 41 B. 21C. 2D. 420.不能减少流体阻力的措施是 c ;A.减短管路,减少管件、阀门B.放大管径C.增大流速D.加入某些药物,以减少旋涡23.下列说法正确的是 d ;A.在离心泵的吸入管末端安装单向底阀是为了防止“气蚀”B.“气蚀”与“气缚”的现象相同,发生原因不同C.调节离心泵的流量可用改变出口阀门或入口阀门开度的方法来进行D.允许安装高度可能比吸入液面低24.对由外管直径为d 1,内管直径为d 2组成的套管而言,按润湿周边计算而得得当量直径为 c ; A.221d d + ＋2 C －d 2 －d 1 三、判断题1.压力的单位也可用流体的液柱高度来表示;√2.国际单位制中表示压力的单位为大气压即atm; ×3.流体的流速是指单位时间流体质点流过的距离,化工计算中一般用管路截面上的平均流速,通过体积流量除以流通截面积得到; √4.流体的粘度是表示流体流动性能的一个物理量,粘度越大的流体,同样的流速下阻力损失越大; √5.流体的粘度是流体的动力学性质,静止时粘度为0; ×6. U 形管压差计中指示液密度必须大于被测流体的密度; ×7.压差一定时,U 形管压差计的读数R 与U 形管的长、短无关; √8.柏努利方程是流体的机械能衡算式,不包括能量损失; ×9.流体的流动型态有三种,即层流、过渡流和湍流; ×10.雷诺数Re 是一个描述流体流动型态的无因次数群,只要各参数用同一单位制的数值代入,其计算结果都是一样的; √ 11. μρdu =Re ,所以,当管路中流量不变时,管径增大Re 也增大; ×12.当量直径等于4倍的水力半径; √ 13.粘性是产生流体阻力的根本原因; √14.摩擦系数λ随Re 的增大而增大;× 15.转子流量计应垂直安装在管路中,流体自上而下流过流量计; ×16.离心泵上铭牌注明的性能参数是轴功率最大时的参数; ×17.离心泵的扬程为用泵将液体从低处送到高处的高度差; ×18.在离心泵的吸入管末端安装单向底阀是为了防止“气蚀”; ×四、简答题1.静止的流体有粘度吗温度对流体粘度影响如何试分析之答：有,但没有表现；液体的黏度随温度的升高而降低,气体的粘度随温度的升高而升高,因为温度升高,液体的分子间距增大,分子之间的作用力减小,粘度降低,而对于气体,分子之间的作用是靠碰撞进行的,温度越高,碰撞机会越多,所以粘度增大;2.流体的流动型态有哪两种如何来判断流体的流动型态影响流动型态的因素有哪些答：流体的流动型态有层流和湍流；用Re 来判定,Re 小于等于2000为层流,Re 大于4000为湍流；影响流动型态的因素主要有管径、流速及流体的密度和粘度;3.试述减小流体阻力的途径答：缩短直管长度、减少不必要的管件,适当放大管径,加入一些添加剂以减小流体粘度,减小管路的相对粗糙度;4.离心示输送流体的工作原理答：借助于高速旋转的叶轮施加于流体离心力,使流体获得较高的动能,在泵壳的作用下,部分动能转化为静压能排出泵外,而叶轮旋转中心随流体抛出后形成负压而吸入流体; 5.什么是离心泵的气缚现象,试分析引起原因答：现象：泵空转,吸不上流体; 原因：泵内有空气;一是没灌泵或没灌满；二是可能轴封不严密;6.什么是离心泵的气蚀现象,试分析引起原因答：现象：泵振动大,噪音大,流量与扬程下降,泵壳和叶轮金属离子被剥落;原因：叶轮旋转中心负压太大;一是泵的安装高度可能过高；二是可能吸入管路阻力太大；三是可能被输送流体的温度过高;第二章非均相物系的分离一、填空题1.非均相物系一般有两相组成,其中一相称为连续相另一相称为分散相 ;2.非均相物系的主要分离方法有沉降、过滤、离心分离及湿法分离;3.沉降分离是依据分散介质与分散物质间的密度差来分离的;4.沉降器的生产能力与面积和颗粒的沉降速度正比；与降尘室的沉降高度无关;5.沉降分离的必要条件是颗粒在沉降器中的停留时间大于或等于沉降时间;6.旋风分离器的操作是混合气体从筒体上部的切向方向进入径向或切向, 顶部排出净化气体, 底部间歇排灰顶部或底部;7.过滤方法有饼层过滤、深床过滤和动态过滤三种;8.常用的过滤介质有织物状、粒状和固体多孔三种;9.根据连续相的状态不同,非均相物系可分为气态非均相物系和液态非均相物系;10.过滤操作中,待过滤的悬浮液称为滤浆,而过滤后分离出的固体称为滤渣或滤饼 ,通过过滤介质的液体称为滤液;二、选择题2.在重力场中,固体颗粒的沉降速度与下列因素无关的是 D ;A .粒子几何形状 B. 粒子几何尺寸 C .粒子与流体密度 D .流体的流速3.描述颗粒特性的参数不包括 C ;A.形状B.大小C.密度D.表面积4.含尘气体通过长4m、宽3m、高1m的降尘室,已知颗粒的沉降速度为0.25m/s,则除尘室的生产能力为 A ;A. 3 m3/sB. 1 m3/sC. 0.75m3/sD. 6 m3/s5.某粒径的颗粒在降尘室中沉降,若降尘室的高度增加一倍,则该降尘室的生产能力将C ;A.增加一倍B.为原来1/2C.不变D.不确定6.织物状过滤介质不包括 D ;A.滤布B.滤纸C.滤网D.滤板7.过滤方法不包括 B ;A.饼层过滤B.滤布过滤C.深层过滤D.动态过滤8.下列各项中不用于表示过滤推动力的是 B ;A.液柱静压力B.浓度差C.惯性离心力D.压力差9.固液分离不可以选用的分离设备是 A ;A.旋风分离器B.砂滤器C.转筒真空过滤机D.叶滤机10.下列为连续式操作设备的是 B ;A.板框压滤机B.转筒真空过滤机C.叶滤机D.三足式离心机11.旋液分离器是利用离心力分离 B ; A.气液混合物的设B.液固混合物的设备C.液液混合物的设备D.气固混合物的设备12.下列说法哪种是错误的 C ;A.降尘室是分离气固混合物的设备B.叶滤机是分离液固混合物的设备C.沉降式离心机是分离气固混合物的设备D.沉降槽是分离液固混合物的设备13.下列不属于沉降设备的是 D ;A.旋风分离器B.降尘室C.增稠器D.叶滤机三、判断题1.液-液相物系不构成非均相物系; ×2.沉降操作只能用来分离悬浮液; ×3.过滤操作适用于分离含固体物质的非均相物系; √4.沉降分离的原理是依据分散物质与分散介质之间的粘度差来分离的; ×5.沉降分离的必要条件是物料的停留时间必须大于或等于粒子的沉降间√6.沉降速度一般是指粒子在匀速沉降时的速度;√7.过滤推动力是指悬浮液的压力大小; ×8.过滤阻力主要是过滤介质的阻力; × 9.滤饼是主要的过滤阻力; √10.转筒真空过滤机是连续生产的过滤机;√ 11.旋风分离器是分离气-固相混合物的设备;√12.离心机是分离液-固相混合物的设备; √四、问答题1.什么是非均相物系答：物系内部存在有稳定的相界面,界面两侧物质的性质是完全不同的,这种物系称为非均相物系;2.过滤方法有几种分别适用于什么场合答：有饼层过滤、深床过滤以及动态过滤三种饼层过滤适用于固粒浓度较高的物料,深床过滤适用于固粒浓度极低的物料,动态过滤适用于固粒浓度较低的物料;3.工业上常用的过滤介质有哪几种,分别适用于什么场合答：有织物状介质、固体多孔介质以及粒状介质三种；织物状介质适用于过滤颗粒浓度高、粒径小的物料；固体多孔介质适用于过滤颗粒浓度小、粒径较大的物料；粒状介质适用于过滤固粒浓度小于%的物料;4.过滤得到的滤饼是浆状物质,使过滤很难进行,试讨论解决方法答：采用活性碳助滤剂,直接混合在悬浮液中,让其随机地停留在滤饼层中起支撑作用,使过滤过程得以进行;5.旋风分离器的进口为什么要设置成切线方向答：①以使气流进入分离器后沿筒壁作向下的螺旋运动,减小沉降距离；②不至于将已沉降的颗粒再重新卷起;第三章传热一、填空题1.列管式换热器中,用饱和水蒸气加热空气,则传热管的壁温接近饱和水蒸气,总传热系数K的值接近空气传热膜系数 ;2.多程列管式热交换器的壳程中常装有一定数目与管束相垂直的折流挡板简称挡板,其目的是提高对流传热系数 ;3.在换热过程中,温度较高放出热量的流体称为热载热体；温度较低吸收热量的流体称为冷载热体 ;5.导热速率与温度梯度以及垂直于热流方向的导热面积成正比;7.间壁式换热器中传热速度与传热温度差成正比,与传热热阻成反比;8.换热器中两流体的流动形式有：并流、逆流、错流和折流等;9.强化传热的途径有增大传热面积提高传热温度差及提高传热系数 ;二、选择题1.下列说法中错误的是C ;A.热量总是自发地从高温处向低温处传递B.固体中存在热传导,不存在热对流C.液体中存在热对流,不存在热传导D.辐射传热不仅是能量的传递,同时还拌有能量形式的转换2.关于热导率的叙述错误的是 D ;A.金属的热导率随纯度的增高而增大B.气体的热导率随压力的升高而增大C.与固体和液体相比气体的热导率最小D.物质的热导率均随温度的升高而增大3.气体的导热系数数值随温度的变化趋势为 A ;A. T升高,λ增大B. T升高,λ减小C. T升高,λ可能增大或减小D. T变化,λ不变5.下列比较铜、铁、熔化的铁水三种物质导热系数的大小论断中正确的是 A ;A.铜的导热系数最大,铁水的最小B.铁水导热系数最大,铁的最小C铜的导热系数最大,铁的最小 D.铁的导热系数最大,铁水的最小6.多层平壁定态热传导时,各层的温差与各相应层的热阻 A ;A.成正比B.成反比C.没关系D.不确定7.对由三层平壁组成的多层平壁稳定热传导而言,若三层的传热推动力△t1＞△t2＞△t3,则三层平壁的传热阻力R1,R2,R3之间的关系是 A ;＞R2＞R3＜R2＜3C＞R3＞R2＞R1＞R38.双层平壁稳定热传导,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 ;A.λ1＜λ2B.λ1＞λ2C.λ1＝λ2D.无法确定9.由厚度都相同的平壁组成的三层平壁而言,若λ1＞λ2＞λ3,则热阻R1,R2,R3之间的关系为 B ;＞R2＞R3＜R2＜3C＞R3＞R2＞R1＞R211.能显着提高传热速率的是 B ;A.尽量减少管壁的厚度B.定期检查除垢C.间壁两侧对流传热系数相差很大时,增加对流传热系数大的那一侧流体的流速D.间壁两侧对流传热系数相差很小时,增加对流体热系数小的那一侧流体的流速12.对于三层圆筒壁的稳定热传导而言,若Q1,Q2,Q3为从内向外各层的导热量,则它们之间的关系为 C ;＞Q2＞Q3＞Q1＞2C＝Q2＝Q3D.无法比较13.某燃烧炉炉壁内外表面温度分别为t1,t2,今在炉壁外表面加一层保温层,炉壁内外表面的温度变化为T1,T2;下列判断中正确的是 B ;=T2,T1－T2＞t1－t2＞T2,T1－T2＞t1－t2＜T2,T1－T2＞t1－t2D.以上都不对14.由傅立叶定律,可以定义出导热系数λ；由牛顿冷却定律,可以定义出对流传热系数α;对于λ及α的下列认识中正确的是 C ;A.λ和α皆为物质的热物理性质B.λ和α具有相同的因次C.λ和α不一样,仅λ为物质的热物理性质D.λ和α不一样,仅α为物质的热物理性质15. 一般情况下,下列说法错误的是 B ;A.湍流时α的值比滞流时大得多B.无相变时α的值比有相变时大得多C.强制对流时α的值比自然对流大D.计算α常采用实验得到的关联式16.生产中为提高传热推动力尽量采用 A ;A.逆流B.并流C.错流D.折流17.适用于壳程流体清洁且不结垢,两流体温差不大或温差较大但壳程压力不高场合的是A 换热器;A.固定管板式B.浮头式形管式 D.填料函式18.下列结构最紧凑且流体作严格的逆流流动的是 B 换热器;A.列管式B.套管式C.夹套式D.螺旋板式19.可在器内设置搅拌器的是 C 换热器;A.套管B.釜式C.夹套D.热管20.在列管换热器中,用饱和蒸气加热空气,下面两项判断中正确的是 A ;甲：传热管的壁温将接近加热蒸气温度乙：换热器总传热系数K将接近空气侧的对流传热系数A.甲、乙均合理B.甲、乙均不合理C.甲合理、乙不合理D.乙合理、甲不合理三、判断题1.化工生产中对传热的要求可分为强化传热和削弱传热两种情况; √3.多管程换热器中,一般管程数为偶数; √4.热负荷是对换热器换热能力的要求,而传热速率是换热器本身具有的换热能力; √5.换热器还未选定或设计出来之前无法确定传热速率,但可计算热负荷; √6.显热法可用于物质无相变或有相变的传热量的计算; ×7.冷、热流体间的平均温度差即流体进出口温度差的算术平均值×8.水蒸气是生产过程中最常见的加热剂; √ 9.水是生产过程中最常用的冷却剂; √12.换热器内设置挡板是为了提高管外流体流速,提高传热速率; √13.在蒸气冷凝传热中,不凝气体的存在对α没有影响;× 14.温度升高,气体的热导率增大; √15.对流传热过程既包括热对流,也包括热传导; √ 16.传热过程中,热负荷一定小于或等于换热器的传热速率;√ 17.传热速率是冷、热流体在单位时间内通过传热面所传递的热量;√四、简答题2.什么叫稳态传热什么叫不稳态传热答稳定传热：流体在管道内流动时,任一管截面处的物理量如流量、流速、压强等不随时间而改变; 不稳定传热：流体在管道内流动时,任一管截面处的物理量如流量、流速、压强等要随时间而改变;3.何谓换热器的传热速率和热负荷两者关系如何答换热器的传热速率是指单位时间内通过换热面传递的热量,常用Q表示,单位为W或J/s.换热器的热负荷是指工艺上或生产任务对换热器提出的换热要求;一台合用的换热器,其传热速率必须等于或稍大于热负荷;4.换热器热负荷的确定方法有哪几种答换热器的确定方法有以下三种：1显热法,适用于流体在换热过程没有相变的情况;2潜热法,适用于换热过程中流体仅发生恒温相变时的情况;3焓差法;5.热导率λ的物理意义和单位是什么答热导率λ的物理意义：热导率也称导热系数,表示当导热面积为1m2,温度梯度为1K/m时,单位时间内以导热方式传递的热量,其单位为W/m·K6.传热系数K的物理意义和单位是什么提高传热系数的具体方法有哪些答传热系数K的物理意义为：当冷、热流体主体的温度差为1K时单位时间内单位传热面积所传递的热量;其单位为：W/m2·K; 由K的关联式：可知,在忽略管壁热阻的情况下,要提高传热系数K,必须要提高壁面两侧的对流给热系数αi、αo及减小管壁两侧的污垢热阻Rsi和Rso;具体来说就是提高α较小侧的流体的流速及湍动程度、改变流动条件和经常清洗管壁以减小管壁热阻等;7.当间壁两则流体均无相变时,试写出传热的平均温差的计算式,为什么工程上并不都采用逆流传热8.什么叫强化传热强化传热的有效途径是什么可采取哪些具体措施9.当间壁两侧流体的给热系数α相差较大时,为提高传热系数K,以提高哪一侧流体的给热系数更为有效为什么当间壁两侧流体的给热系数α相差较大时,为提高传热系数K,以提高较小侧的α更为有效;因为根据讨论,此时的总传热系数K数值上接近于较小侧的给热系数;。
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。
化工原理第一章流体流动练习题
1、当不可压缩理想流体在水平放置的变径管路中作稳定的连续流动时，在管子直径缩小的地方，其静压力 C 。
(A)不变 (B)增大 (C)减小 (D)不确定2、水在内径一定的圆管中稳定流动，若水的质量流量保持恒定，当水温升高时，Re 值将 B 。
(A)不变 (B)增大 (C)减小 (D)不确定3、层流与湍流的本质区别是 D 。
(A)湍流流速大于层流流速； (C)层流的雷诺数小于湍流的雷诺数；(B)流动阻力大的为湍流； (D)层流无径向脉动，而湍流有径向脉动。
4、某流体在圆形直管中作滞流流动时，其速度分布是 曲线，其管中心流速为平均流速的 倍。
（抛物线，2倍）5、清水在φ14×2mm 的圆形直管中以0.15m/s 的速度流动，圆管中的流体流动形态为 ；每流过25m 管道，流体的静压强降低 Pa 。
（层流；1200）6、某液体在圆形直管内作滞流流动。
若管长及液体物性不变，而管径减至原有的一半，且仍然作滞流流动。
问因流动阻力产生的能量损失为原来的多少倍？ （16倍）7、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）8、雷诺准数的表达式为________________。
当密度ρ＝1000kg.m-3,粘度μ=1[厘泊]的水,在内径为d=100[mm],以流速为1[m.s-1]在管中流动时,其雷诺准数等于__________,其流动类型为_____. （Re=d ｕρ/μ ; 105; 湍流）判断1、粘性是流体的物性之一，无论是有粘性。
（ ）2、尽管粘性是流体的物性之一，但只有流动的流体才考虑粘性的影响，对静止的流体可不粘性的影响。
（ ）3、U 型压差计测量的是两间静压强之间的差值。
（ ）4、转子流量计工作时转子受到两个力的作用，一个是重力，另一个是浮力。
（ ）5、孔板流量计工作时，流体在流过孔板前静压强差不变。
化工原理上册课后习题及答案
第一章：流体流动二、本章思考题1-1 何谓理想流体？实际流体与理想流体有何区别？如何体现在伯努利方程上？1-2 何谓绝对压力、表压和真空度？表压与绝对压力、大气压力之间有什么关系？真空度与绝对压力、大气压力有什么关系？1-3 流体静力学方程式有几种表达形式？它们都能说明什么问题？应用静力学方程分析问题时如何确定等压面？1-4 如何利用柏努利方程测量等直径管的机械能损失？测量什么量？如何计算？在机械能损失时，直管水平安装与垂直安装所得结果是否相同？1-5 如何判断管路系统中流体流动的方向？1-6何谓流体的层流流动与湍流流动？如何判断流体的流动是层流还是湍流？1-7 一定质量流量的水在一定内径的圆管中稳定流动，当水温升高时，将如何变化？1-8 何谓牛顿粘性定律？流体粘性的本质是什么？1-9 何谓层流底层？其厚度与哪些因素有关？1-10摩擦系数λ与雷诺数Re及相对粗糙度的关联图分为4个区域。
每个区域中，λ与哪些因素有关？哪个区域的流体摩擦损失与流速的一次方成正比？哪个区域的与成正比？光滑管流动时的摩擦损失与的几次方成正比？1-11管壁粗糙度对湍流流动时的摩擦阻力损失有何影响？何谓流体的光滑管流动？1-12 在用皮托测速管测量管内流体的平均流速时，需要测量管中哪一点的流体流速，然后如何计算平均流速？三、本章例题例1-1 如本题附图所示，用开口液柱压差计测量敞口贮槽中油品排放量。
已知贮槽直径D为3m，油品密度为900kg/m3。
压差计右侧水银面上灌有槽内的油品，其高度为h1。
已测得当压差计上指示剂读数为R1时，贮槽内油面与左侧水银面间的垂直距离为H1。
试计算当右侧支管内油面向下移动30mm后，贮槽中排放出油品的质量。
HH1DR11CEFBA10mn11-1附图解：本题只要求出压差计油面向下移动30mm时，贮槽内油面相应下移的高度，即可求出排放量。
m首先应了解槽内液面下降后压差计中指示剂读数的变化情况，然后再寻求压差计中油面下移高度与槽内油面下移高度间的关系。
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。
化工原理第四版第一章课后习题答案
第一章 流体的压力【1-1】容器A 中的气体表压为60kPa ，容器B 中的气体真空度为.⨯41210Pa 。
试分别求出A 、B 二容器中气体的绝对压力为若干帕，该处环境的大气压力等于标准大气压力。
解 标准大气压力为101.325kPa容器A 的绝对压力 ..p kPa ==A 101325+60161325 容器B 的绝对压力 ..B p kPa =-=1013251289325【1-2】某设备进、出口的表压分别为-12kPa 和157kPa ，当地大气压力为101.3kPa 。
试求此设备的进、出口的绝对压力及进、出的压力差各为多少帕。
解 进口绝对压力 ..进101312893 =-=p kPa出口绝对压力 ..出101 31572583 =+=p kPa 进、出口的压力差..p kPa p kPa ∆=--=+=∆=-=157（12）15712169 或 258 389 3169流体的密度【1-3】正庚烷和正辛烷混合液中，正庚烷的摩尔分数为0.4，试求该混合液在20℃下的密度。
解 正庚烷的摩尔质量为/kg kmol 100，正辛烷的摩尔质量为/kg kmol 114。
将摩尔分数换算为质量分数 正庚烷的质量分数 (104100)03690410006114ω⨯==⨯+⨯正辛烷的质量分数 ..2103690631ω=-=从附录四查得20℃下正庚烷的密度/kg m ρ=31684，正辛烷的密度为/kg m ρ=32703 混合液的密度 /..3169603690631684703ρ==+m kg m【1-4】温度20℃，苯与甲苯按4:6的体积比进行混合，求其混合液的密度。
解 20℃时，苯的密度为/3879kg m ，甲苯的密度为/3867kg m 。
混合液密度 ../3879048670．68718 ρ=⨯+⨯=m kg m 【1-5】有一气柜，满装时可装36000m 混合气体，已知混合气体各组分的体积分数为2224H N COCO CH .04 0.2 0.32 0.07 0.01操作压力的表压为5.5kPa ，温度为40℃。
(01)第一章 流体流动1化工原理答案
第一章 流体流动流体的重要性质1．某气柜的容积为6 000 m 3，若气柜内的表压力为5.5 kPa ，温度为40 ℃。
已知各组分气体的体积分数为：H 2 40%、 N 2 20%、CO 32%、CO 2 7%、C H 4 1%，大气压力为 101.3 kPa ，试计算气柜满载时各组分的质量。
解：气柜满载时各气体的总摩尔数()mol 4.246245mol 313314.860000.10005.53.101t =⨯⨯⨯+==RT pV n 各组分的质量：kg 197kg 24.246245%40%4022H t H =⨯⨯=⨯=M n m kg 97.1378kg 284.246245%20%2022N t N =⨯⨯=⨯=M n mkg 36.2206kg 284.246245%32%32CO t CO =⨯⨯=⨯=M n m kg 44.758kg 444.246245%7%722CO t CO =⨯⨯=⨯=M n m kg 4.39kg 164.246245%1%144CH t CH =⨯⨯=⨯=M n m2．若将密度为830 kg/ m 3的油与密度为710 kg/ m 3的油各60 kg 混在一起，试求混合油的密度。
设混合油为理想溶液。
解： ()kg 120kg 606021t =+=+=m m m331221121t m 157.0m 7106083060=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+=+=ρρm m V V V 33t t m m kg 33.764m kg 157.0120===V m ρ 流体静力学3．已知甲地区的平均大气压力为85.3 kPa ，乙地区的平均大气压力为101.33 kPa ，在甲地区的某真空设备上装有一个真空表，其读数为20 kPa 。
若改在乙地区操作，真空表的读数为多少才能维持该设备的的绝对压力与甲地区操作时相同？ 解：（1）设备内绝对压力 绝压=大气压-真空度= ()kPa 3.65Pa 1020103.8533=⨯-⨯ （2）真空表读数真空度=大气压-绝压=()kPa 03.36Pa 103.651033.10133=⨯-⨯4．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。
化工原理1_7章习题答案解析
在1-1与2-2间列柏努利方程：
（a）
或 （b）
其中：z1=0；p1=0（表压）；u1≈0
z2=7m；p2=20×103Pa（表压）
已知泵入口管的尺寸及碱液流速，可根据连续性方程计算泵出口管中碱液的流速：
m/s
ρ=1100kg/m3，ΣWf=40J/kg
第六章蒸馏···································································（95）
第七章固体干燥·······························································（119）
解：
混合液密度
3．某地区大气压力为101.3kPa，一操作中的吸收塔塔内表压为130kPa。若在大气压力为75 kPa的高原地区操作该吸收塔，且保持塔内绝压相同，则此时表压应为多少？
解：
4．如附图所示，密闭容器中存有密度为900kg/m3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。
简化:
12．一水平管由内径分别为33mm及47mm的两段直管组成，水在小管内以2.5m/s的速度流向大管，在接头两侧相距1m的1、2两截面处各接一测压管，已知两截面间的压头损失为70mmH2O，问两测压管中的水位哪一个高，相差多少？并作分析。
解：1、2两截面间列柏努利方程：
其中：
说明2截面处测压管中水位高。这是因为该处动能小，因而静压能高。
6．为测得某容器内的压力，采用如图所示的U形压力计，指示液为水银。已知该液体密度为900kg/m3，h=0.8m，R=0.45m。试计算容器中液面上方的表压。
化工原理习题册答案
第一章 流体流动一、名词解释（每小题2分）31、法定计量单位：由国家以命令形式规定允许使用的计量单位。
62、稳定流动：流动系统中各截面上的流速、压强、密度等各有关物理量仅随位置变化不随时间变化。
63、不稳定流动：流动系统中各截面上的流速、密度、压强等随位置及时间而变。
64、流动边界层：流体流过壁面时，如果流体润湿壁面，则必然形成速度梯度很大的流体层叫流动边界层。
35、边界层分离：流体在一定条件下脱离壁面的现象叫边界层的分离。
66、速度梯度：du dy 速度梯度，即在与流动方向垂直的y 方向上流体速度的变化率。
37、牛顿黏性定律：dydu μτ= 68、当量长度e l ：把流体流过某一管件或阀门的局部阻力折算成相当于流过一段与它直径相同、长度为e l 的直管阻力。
所折算的直管长度称为该管件或阀门的当量长度。
69、因次分析法：用维数不多的无因次数群代替较多的变量，对一个复杂的物理现象可简化实验工作，该方法称为因次分析法。
310、相对粗糙度 ：ε /d—相对粗糙度。
611、黏性：运动流体内部产生的阻碍流体向前运动的特性。
612、黏度：S y u F ∆∆=μ，μ—比例系数，流体的黏性愈大，其值愈大，所以称为粘滞系数或动力。
黏度，简称黏度。
312、点速度：流通截面上某一点的速度，可直接测量m/S 。
313、绝压：以绝对零压作起点计算的压强，称为绝对压强。
314、表压：表示被测流体的绝对压强比大气压强高出的数值，称为表压强。
315、真空度：真空度等于大气压强减去绝对压强。
二、单选择题（每小题2分）31、某物体的质量为1000kg ，则其重量为______。
BA 1000 NB 9810 NC 9810 kgfD 1000/9.81 kgf32、4℃水在SI 制中密度为______；重度为______；在工程单位制中密度为______；重度为______。
B ；D ；C ；AA 1000kgf/m 3B 1000kg/m 3C 102kgf·s2/m4D 9810N/m363、如图所示，若液面恒定，忽略流动阻力损失，则放水管的出口速度U与______有关。
第一章 习题
一、填空题（2×18=36分）
1、某设备的表压强为100kPa，则它的绝对压强为___kPa； 另一设备的真空度为400mmHg，则它的绝对压强为____。 （当地大气压为101.33 kPa）
2、不同管径的管子串联，其中大管内径为d1=50mm，小管内
径为d2=24mm，若大管管内流速为0.4m/s，则小管管内流
D．滞流无径向脉动，而湍流有径向脉动
4、滞流内层越薄,则以下结论是正确的
。
A．近壁面处速度梯度越小 B．流体湍动程度越低
C．流动阻力越小
D．流动阻力越大
5、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=2L2、管内径d1=2d2，则体积流量V2/V1为。
A．1/2
B．1/4
C．1/8
C．对液体粘度t升高μ减小，对气体则相反.
D．对液体t升高μ增大，对气体则相反
2、流体在圆形直管中流动时，若其已进入阻力平方区，
则摩擦系数λ与雷诺数Re的关系为
。
A．Re增加，λ增大 C．Re增加，λ基本上不变 大后减小
B．Re增加，λ减小 D．Re增加，λ先增加
3、滞流和湍流的本质区别是
。
A．湍流流速大于滞流流速 B．滞流时Re数小于湍 流时Re数 C．流道截面大时为湍流，截面小的为滞流
值
。（选填“增大，减小，不变”）
8、一转子流量计，当流量为50m3/h时，测定流量计转子
上下压差为250Pa，现流量变为100m3/h，则流量计转子
上下压差为
Pa。 (
)
A．250
B．500
C．125
D. 1000
三、计算题（3小题，共40分） 1、（20分）欲用离心泵将20℃的清水以40m3/h的流量由
化工原理课后习题答案(全)
绪论1解：换算因数： 1.010********/==⋅=⋅=⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅sm kg s m s cm g sN m scm g spa scm g∴1g ⋅cm -1⋅s -1=0.1pa ⋅s 2.解：51001325.1Paatm ⨯= 1m N Pa 2=⋅- 1m N J =⋅ 3310m L -= ∴2321001325.1m J m N m N atm L ⨯=⋅⋅⋅⋅⋅⋅-∴21001325.1J atm L ⨯=⋅以J ·mol -1·K -1表示R 的值R =0.08206×1.01325×102 J ﹒mol -1﹒K -1=8.315 J ﹒mol -1﹒K -1第一章 流体流动1. 表压=－真空度=－4.8×104Pa 绝压=5.3×104 Pa2.解：设右侧水面到B ′点高为h 3，根据流体静力学基本方程可知P B =P B ′ 则ρ油gh 2=ρ水gh 3mm mkg mmm kg h 4921000600820h 3323=⋅⨯⋅==--水油ρρ h=h 1+h 3=892mm5解:以图中截面a-a ′为等压面，则P 啊=Pa ′ρ油g(h 1+h 0)=ρ油g(h 2-R+h 0) + ρ水银gR （h 0为水银压差计高液面与容器底部的高度差） ∴ h 2=h 1 + R - ρ水银R/ρ油 = 4 +0.2-13600*0.2/860 = 1.04m6解：h=P(表压)/ ρ水g =81.9*10001000*10 =1.02 m7.解：由公式AVsu =可得 Vs=uA=u πd 2/4=0.8×π×(57-3.5×2)2×10-6/4=1.57×10-3m 3/sWs=Vs ρ=1.57×10-3×1840=2.89kg/ss m kg u AWsG ⋅=⨯===2/147218408.0ρ 9解：以地面以下的水管所在的平面为基准水平面，则：fh Pu gz u P gz ∑+++=++ρρ2222211122Z 1=9m, u 1=0, P 1=P 2=P 0 ,Z 2=4m,u 2=u∴9.81*9=9.81*4+222u +40*222u∴u=1.55m/s,Vs=uA=1.55*3.1415926*0.0252=10.95m3/h 若Vs'=Vs*(1+25%)=1.25Vs,则u'=1.25u=1.9375m/s ∴Z 1-Z 2=7.86m,即将水箱再升高7.86-5=2.86m 10解:Vs=8m3/h 时，该系统管路中水的流速为u 1=4Vs/3600πd 2=4*8/3600*3.1415926*0.0532=1.008m/s以压力表处为截面1-1'，水箱液面为截面2-2'，并以截面1-1'为基准水平面，则：f h Pu gz u P gz ∑+++=++ρρ2222211122Z2-Z1=24m P2=0 u2=0∴P1=(234.93+∑h f )*1000而3424.5001.01000*008.1*053.0Re===μρduε/d=0.2/53=0.00377查表得λ=0.0282 ∴∑h f = （h f + ξ）﹒u 12/2 =（0.0282*100/0.053 + 1）* 1.0082/2 =27.54J/Kg ∴P 1=(234.93+27.54)*1000=0.262MPa即压力表的读数为0.262MPa 时才能满足进水量为8m3/h 的需要。
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31. 黏度为30cP 、密度为900kg/m 3的某油品自容 器A 流过内径40mnr 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 。
现将阀门打幵至1/4幵度，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:3P 1 - P a88.3 10“ 1 a10m:g 900 9.81(a )由于该油品的黏度较大，可设其流动为层流，则0.042 900 (10-5) 9.81 32 30 10’(50 30 20)3代入式（a ），有(Z A -Z B )g 二64」I de u 2 du d 232^(1 口 e )uZ AZ B(Z A -Z B )g 二 3W fI Il e U 2 >L ----------------d 2d 2仏 _ZB )g 32」(l He)0.736 m/s题31 附图校核：R「d JO.。
4 5 900严6=883— 2000 卩30"0P2-P a 44.2 10 m5 m :g 900 9.81当阀打幵14幵度时，在A与B截面间列柏努利方程: 其中：P A=P B=0（表压），U A二U B =0假设成立。
油品的流量： (2)阀打幵后：在A 与1截面间列柏努利方程: 简化得1 2 D iZ A gU 1 - =W fA 1 2r -或 1 2P 1丄/」1丄八U 1 Z Ag- C & 陀显然，阀打开后U 1 f, P 1 J,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P 2 12 U ；厂Z Bg（d 「）2因为阀后的当量长度 12中已包括突然扩大损失，也即7-10，故阀打幵后U 2 f, p 2 f,即阀后压力表读数增加。
当流体从管子直接排放到管外空间时， 管出口内侧截面上的压力可取为与 管外空间相同，但出口截面上的动能及出口阻力应与截面选取相匹配。
若截 面取管出口内侧，则表示流体并未离开管路，此时截面上仍有动能，系统的 总能量损失不包含出口阻力；若截面取管出口外侧，则表示流体已经离开管 路，此时截面上动能为零，而系统的总能量损失中应包含出口阻力。
由于出 口阻力系数出口 =1，两种选取截面方法计算结果相同。
34.如附图所示，高位槽中水分别从 BC 与BD 两支路排出，其中水面维持恒定。
高位槽液面与两支管出口间的距离为10m AB 管段的内径为38mm 长为28m; BC 与 BD支管的内题34附图径相同，均为32mm 长度分别为12m 15m （以上各长度均包括管件及阀门全幵时 的当量长度）。
各段摩擦系数均可取为 0.03。
试求：（1） BC 支路阀门全关而BD 支路阀门全幵时的流量；（2） BC 支路与BD 支路阀门均全幵时各支路的流量及总流量。
解：（1）在高位槽液面与 BD 管出口外侧列柏努利方程:简化：厶Zg =為W fABDl2i 2而 、W fABD 八W fAB •、W fBD 「乎斗…子学 d 1 2 d 2 2有：2 228 u ；15 u ；10 9.81 = 0.0310.0320.038 20.032 2化简 11.05u 2 7.03u ； =98.1又由连续性方程:代入上式:解得： 比=1.98m/s> > -| fj r 223流量： V^- d 1 u 1 =0.785 0.0381.98 =2.244 10 m4（2）当BD BC 支路阀均全幵时:C ，D 出口状态完全相同，分支管路形如并联管路,u 3 =1.118u 2又 V 叫V s32 2 2 238 u 1 =32 u 232 u 3=32 2.118匕u^1.502u 2（2）在高位槽液面与BD 出口列柏努利方程：11.05u ； 7.03u ； =98.1（3）将（2）代入（3）式中：(1)= 8.08m解得：U2 =1.752m s山=2.63m s U3 =1.96 m s流量：V s1=#42山=0.785 X0.0382X2.63 =2.98 x10 - 口贻=10.73口贻例1-1一台操作中的离心泵，进口真空表及出口压力表的读数分别为0.02MPa 和O.IIMPa,试求：（1）泵出口与进口的绝对压力，kPa; （2）二者之间的压力差设当地的大气压为101.3kPa 。
解：（1）进口真空表读数即为真空度，则进口绝对压力3p, =101.3-0.02 10 =81.3kPa出口压力表读数即为表压，则出口绝对压力P2 =101.3 0.11 103=211.3kPa（2）泵出口与进口的压力差p2 - p1 =211.3 一81.3 =130kPa或直接用表压及真空度计算：p2「P1=0.11 103「（_0.02 103）=130kPa例1-2 如附图所示，水在水平管道内流动。
为测量流体在某截面处的压力，直接在该处连接一U形压差计，指示液为水银，读数R= 250mm m= 900mm已知当地大气压为101.3kPa，水的密度—1000kg/m3，水银的密度?0 =13600例1-2 附图kg/m3。
试计算该截面处的压力。
解：图中A-A'面为等压面，即P A = p A'而p A=P a于是p a=P 'gm JgR则截面处绝对压力或直接计算该截面处的真空度由此可见，当U 形管一端与大气相通时，U 形压差计读数实际反映的就是该处 的表压或真空度U 形压差计在使用时为防止水银蒸汽向空气中扩散，通常在与大气相通的一侧 水银液面上充入少量水(图中未画出)，计算时其高度可忽略不计。
例1-4 如附图所示，用一复式U 形计测量某种流体流过管路 A B 两点的压 差。
已知流体的密度为p ，指示液的密p °,且两U 形管指示液之间的流体与管 体相同。
已知两个 U 形压差计的读数分 R 、R ，试推导 A B 两点压力差的计算 由此可得出什么结论?解：图中1-1 '、2-2 '、3-3 '均为等压面，根据等压面原则，进行压力传递。
对于1-1 '面： 对于2-2 '面： 对于3-3 '面： 而 P 3 二 P B 「g(z 2 —R 2) 「o gR 2 =PB 「gz 2 (订—')gR 2 所以 P A 飞乙2 -('o - 0gR 1 =PB 「gz 2 ('o -')gR 2整理得P A -P B =(‘0 - ?)g (R 1 R 2)由此可得出结论：当复式 U 形压差计各指示液之间的流体与被测流体相同时， 复式U 形压差计与一个单 U 形压差计测量相同，且读数为各U 形压差计读数之和因此，当被测压力差较大时，可采用多个 U 形压差计串联组成的复式压差计例1-5 为了确定容器中某溶剂的液位， 采用附图所示的测量装置。
在管内通入 压缩氮气，用阀1调节其流量，使在观察器中有少许气泡逸出。
已知该溶剂的密度压差力 度为 内流例1-4 附图为1250kg/m 3, U 形压差计的读数R 为130mm 指示液为水银。
试计算容器内溶剂的 高度h o解：观察器中只有少许气泡产生，表 明氮气在管内的流速极小，可近似认为处 于静止状态。
由于管道中充满氮气，其密 度较小，故可近似认为容器内吹气管底部 A 的压力等于U 形压差计B 处的压力，即P Ap B。
而 P A = P a 「gh P B 二 P a 「o gR所以h 二二R^136000.13".41mP 1250例1-6 如附图所示，管路由一段 © 89 X 4mm 的管1、一段© 108X 4mm 的管2 和两段© 57 X 3.5mm 的分支管3a 及3b 连接而成。
若水以9X 10—3ni/s 的体积流量流动，且在两段分支管内的流量相等，试求水在各段管内的速度解：管1的内径为 则水在管1中的流速为管2的内径为由式（1-20d ），则水在管2中的流速为 管3a 及3b 的内径为 又水在分支管路3a 、3b 中的流量相等，则有 即水在管3a 和3b 中的流速为例1-8 容器间相对位置的计算如附图所示，从高位槽向塔内进料，高位槽例1-5附图 远距离液位测量 1 —调节阀；2 —鼓泡观察器； 3 -U 形压差计；4 —吹气管；5 —贮槽1中液位恒定，高位槽和塔内的压力均为大气压。
送液管为© 45 X 2.5mm 的钢管，要求送液量为4.2m7h 。
设料液在管内的压头损失为 1.4m （不包括出口压头损失），试 问高位槽的液位要高出进料口多少米？解：如图所示，取高位槽液面为 1-1 '截面，进料管出口内侧为 2-2 '截面，以 过2-2 '截面中心线的水平面 0-0 '为基准面。
在1-1 '和2-2 '截面间列柏努利方 程（由于题中已知压头损失，用式（1-23a ）以单位重量流体为基准计算比较方便） 其中： z 1=h ; U 1~ 0; p 1=0 （表压）；H =0V s4.2 3600二.2 " 0.785 0.042 —d4将以上各值代入上式中，可确定高位槽液位的高度计算结果表明，动能项数值很小，流体位能主要用于克服管路阻力 解本题时注意，因题中所给的压头损失不包括出口压头损失，因此2-2 '截面应取管出口内侧。
若选 2-2 '截面为管出口外侧，计算过程有所不同，在下节中将详细 说明例1-10 流体输送机械功率的计算用水吸收混合气中氨的常压逆流吸收流程 如附图所示。
用泵将敞口水池中的水输送至吸 收塔顶，并经喷嘴喷出，水流量为 35朋巾。
泵 的入口管为© 108X 4mm 无缝钢管，出口管为© 76X 3mm 无缝钢管。
池中水深为 1.5m ，池底至 塔顶喷嘴入口处的垂直距离为 20m 水流经所Z 2=0;p 2=0 （表压）；工 h f =1.4mU 2 = 0.929 m/s1 h= 2 9.810.9292 1.4 =1.44 m 1 m 1 //2 2有管路的能量损失为42J/kg （不包括喷嘴），在喷嘴入口处的压力为 34kPa （表压） 设泵的效率为60%试求泵所需的功率。
（水密度以1000kg/m 3计）解：如图所示，取水池液面为 1-1 '截面，塔顶喷嘴入口处为 2-2 '截面,并以1-1 '截面为基准水平面。