第一章知识题与作业任务

1、某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的关系为。

2、水由敞口恒液位的高位槽通过一管道流向压力恒定的反应器，当管道上的阀门开度减小后，水流量将，摩擦系数，管道总阻力损失。3．277K的水粘度为1cP，在内径为20mm的管内作稳定连续层流时的最大流速为m*s－1。

4. 产生流体阻力的根本原因是。

5．由实验可确定直管摩擦系数λ与Re的关系。层流区，摩擦系数λ与管壁的无关，λ与Re的关系为。而阻力平方区，摩擦系数λ与无关，仅与有关。

6．牛顿粘性定律的表达式为，动力粘度

（简称为粘度）μ的SI单位为，运动粘度γ的

SI单位为。

7．如图U形管压差计测得: 。

a. AB间的阻力损失

b. AB间的压强差

c. AB间的位头差加阻力损失

d. AB间位头差

8．如右图管中充满水,U形差压计的读数为零,则_____。

(A)管内流体肯定处于静止状态;

(B)管内流体肯定从1流向2;

(C)管内流体肯定从2流向1;

(D)以上三种答案都不对。

9．如图1所示，液体在等径倾斜管中稳定流动，则阀的局部阻力系数ξ与压差计读数Ｒ

2 12 1

的关系式为_______。

10．如图三根等径管(其内径d 1=d 2=d 3)内的流量相同,二测压点间距离相同。

(1)记ΔP 1=P 1-P 2,ΔP 2=P 3-P 4, ΔP 3=P 5-P 6,则_______。

(2)差压计读数R 1、R 2、R 3间关系为_________。

11、如图所示，液体分别从两容器中流出，液面保持不变，排出管径相

同。问(1)图a 中1-1′和2－2’截面的u l >u 2还是u l =u 2？为什么？(2)图a 、b 中Z 3>Z 4,其它条件不变，忽略阻力损失，则出口处的速度u 3与u 4哪个大？为什么？(3)图a 、b 中Z 2＝Z 4，则截面2－2’处的速度与u 4哪个大？为什么？

12. 在本题附图所示的列管换热器内，冷溶液与热苯溶液交换热量。换热器的外壳内径600mm ，壳内装有269根Ф25X2.5mm 的热交换列管束。215m 3/h 的热苯在管束内流过，从95 o C 被冷却到25o C ，ε＝0.2mm.试求（1）苯在管束流过时因克服摩擦阻力引起的压降（2）管束外溶液5×104kg/h ，ρ＝810kg/m 3，求管束外流动的流型。

d u → d d 1 2 3 4 5 6

13.用泵将密度1100kg/m3、粘度1.2X10－

3Pa*s 的溶液从贮槽送至表压0.2Xl05Pa的密闭

高位槽。管子直径为Ф108*4mm、直管长度

70m、各管件的当量长度之和为100m(不包括进

口与出口阻力)。ε＝0.3mm，输送量为50m3/h，

两槽液面恒定，其间垂直距离为20m，今用η＝

65％、N轴＝7.5kW的库存离心泵，问该泵能否完成任务？

14．用泵将敞口贮槽中的溶液送往10m高的容器中去，容器表压强为0.05MPa。泵的吸入管路为Ф57mm×3.5mm的无缝钢管，长6m，管路中泵进口处有一个止逆底阀，一个90。弯头。压出管路为Ф48mm×4mm 无缝钢管，管长25m，装有闸阀(全开)一个，90。弯头10个。操作温度下溶液ρ＝900kg/m3，μ＝1.5mPa*s。求流量为4.5×10－3m3/s时需向单位重量（每牛顿）液体补加的能量。（ε＝0.2mm）

1．包括所有局部阻力当量长度),当阀a全关,阀b打开时,压力表P B的读数为2.4×104Pa。假设阻力系数λ均为0.03,水的密度为1000kg/m3。(1)试计算B管道(CB段)的流速;(2)若维持阀b的开度不变,逐渐打开阀a,直到CB、CD两管中流速相等,此时B管的流速又为多少?

[ф50, L OC=45,L CB=15, a关b开时P B=2.4×104Pa,λ=0.03,ρ=1000kg/m3．求（１）u CB;(2)a 打一至u CB=u CD, 此时的u CB＝？]

如下图所示,用管路连接水槽A、B、C。已知管径都为Φ32×2.5,点O至槽A、B、C的管长分别为6m、3m、5m(包括进出口、弯头及三通管件的局部当量长度),三槽水面维持恒定:支管OC上有一闸阀K,全开时的阻力系数为0.17,管的摩擦因数估计为0.02,流体为常温水。试求:

(1)闸阀的局部阻力系数为多少时OB管段的流速为零?

当闸阀全开时各管段内水的流向和流量。

[Φ32×2.5, L OA=6, L OB=3, L OC=5,ζ开=0.17,λ=0.02,求：(1）ζ=?, u OB=0;（2）全开时,流向及流量?]

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/m 3。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/m 3。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） 人孔盖共受多少液柱静止力，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/m 3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 =9.8×104Pa ，水的密度ρ=1000 kg/m 3。

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=1.04×105Pa （绝压），塔顶蒸气压强p 2=1.08×105Pa （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。

习题6附图 习题7附图

习题8附图 习题9附图 1―精馏塔；2―冷凝器

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：

()22

112D

d 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98.7×103Pa 。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：φ25×2.5mm 钢管外径为25mm ，壁厚为2.5mm ，内径为20mm 。