食品工程原理第一章习题测验

第一章 流体力这基础

1． 解：已知d 1 ＝ 0.０２ｍ，d 2 ＝ 0.01２,Δｐ = ８00P ａ，ρ = 940kg ／m ３

列出伯努利方程

根据题意：z 1 = ｚ2，Δp = p 1 – p 2,由此得: 2

-2122u u p =∆ρ (1）

再与连续性方程联立

解得：u ２ = １.3９8 m/s,由此求得:

)/(1058.134s m Q -⨯=

2.解:已知s m Q /10233-⨯=,d = ０.02７m,s Pa ⋅⨯=-310

12.2μ,ρ = 10３0kg/m 3。

根据流量求出流速 s m u /49.3=

441011058.4Re ⨯>⨯=

∴ 此管内流动为紊流。

3.解:已知:s m Q /10

5.134-⨯=,d = ０.0１m,s Pa ⋅⨯=-31040μ,ρ = 94０kg/ｍ3，l = 2７m 。

列出伯努利方程：

∑+++=++f L u p z u p z 2g 2g 2222211

1ρρ 根据已知条件得:z １ = z 2，ｕ1 = u 2。由此得：

∑=∆f L p

ρ

根据流量求出流速，再判断流动状态

∴ 此管内流动为层流。

计算1426.0=λ

根据范宁公式:∑⋅=2

2

u d l L f λ计算kg J L f /23.702=∑ 由此得: ∑=⨯=∆kPa L p f 6600ρ

４. 解:已知:u = 6 m/s,d = 0．0３３ｍ，ｌ = 1０0m 。s Pa ⋅⨯=-310

12μ，ρ = １

000k ｇ/m ３

∑+++=++f L u p z u p z 2g 2g 2222211

1ρρ 根据已知条件得：z 1 = z ２,u 1 = u 2。由此得：

∑=∆f L p

ρ

判断流动状态

∴ 此管内流动为紊流。管内壁为水力光滑管,所以可认为粗糙度Δ = 0。查摩擦因数图,求得:λ ＝ 0.027。

代入范宁公式,得: kg J L f /73.1472=∑

由此得: ∑=⨯=⨯=

∆kPa L p f 73.1472100073.1472ρ

５. 解：根据范宁公式： ∑⋅=22u d l L f λ

已知液体作层流流动，∴ Re 64=λ，d d 2

1=' 计算流速和Re 变化的倍数

∑∑='f f L L 16

6． 解:根据范宁公式:

∑⋅=22u d l L f λ 已知：Q Q 2=',得:

u d

Q d Q u 24

2422=='='ππ Re 22e R =⨯⨯='

='μ

ρμρu d u d 已知流体处于紊流区,圆管为光滑管，根据布拉休斯公式，可得:

841.0Re)

2(3164.0)e (R 3164.025.025.0=='=λ ()∑∑=⨯⨯='⋅'='f f L u d l u d l L 36.322841.022

2λλ