第三章-颗粒流体力学与机械分离习题Word版
化工原理 第三章 机械分离自测题
第三章非均相物系的分离自测题一．填空或选择1．固体粒子的沉降过程分__ __阶段和___ _阶段。
沉降速度是指___ _阶段颗粒相对于___ _的速度。
2．在重力场中，固粒的自由沉降速度与下列因素无关（）A）粒子几何形状 B）粒子几何尺寸 C）粒子及流体密度 D）流体的流速3．在降尘室中除去某粒径的颗粒时，若降尘室高度增加一倍，则颗粒的沉降时间____，气流速度____，生产能力____。
4．在斯托克斯区，颗粒的沉降速度与其直径的____次方成正比，而在牛顿区，与其直径的 .次方成正比。
5．沉降雷诺准数Ret越大，流体粘性对沉降速度的影响____。
6．一球形石英粒子在空气中作滞流自由沉降。
若空气温度由20℃提高至50℃，则其沉降速度将____。
7．降尘室操作时，气体的流动应控制在____区。
8．含尘气体通过长4m、宽3m、高1m的降尘室，颗粒的沉降速度为0.03m/s，则降尘室的最大生产能力为____m3/s。
9．降尘室内，固粒可被分离的条件是____。
10．理论上降尘室的生产能力与____和____有关，而与____无关。
11．在降尘室内，粒径为60μm的颗粒理论上能全部除去，则粒径为42μm的颗粒能被除去的分率为____。
（沉降在滞流区）12．在离心分离操作中，分离因数是指____。
某颗粒所在旋风分离器位置上的旋转半径R＝0.2m，切向速度uT=20m/s，则分离因数为____。
13．选择旋风分离器的依据是：____、____、____。
14．化工生产中，除去气体中尘粒的设备有____、____、____、____等。
15．旋风分离器的分离效率随器身____的增大而减小。
16．根据分离目的，离心机可分为____、____、____三大类。
17．饼层过滤是指____；深床过滤是指____。
18．工业上应用最广泛的间歇压滤机有____和____，连续吸滤型过滤机为____。
19．用板框压滤机恒压过滤某种悬浮液，其过滤方程式为q2+0.062q=5×10-5θ，式中q的单位为m3/m2，θ的单位为s，则过滤常数值及其单位为：K＝__ __，qe ＝__ __，θe＝__ __。
习题3-机械分离
一、填空题1、（2分）在长为L m 、高为H m 的降尘室中，颗粒的沉降速度为u t m/s ，气体通过降尘室的水平流速为u m/s ，则颗粒能在降尘室内分离的条件是 。
答：。
2、（4分）用旋风分离器来分离含尘气体中的尘粒，若进口气速增加，则分离效率 ，其压降 。
答：提高、增加。
3、（2分）某悬浮液在离心机内进行离心分离时，若微粒的离心加速度达到9807m·s -2，则离心机的分离因数等于 。
答：10004、（2分）在旋风分离器中，某球形颗粒的旋转半径为0.4m, 切向速度为15m·s -1。
当颗粒与流体的相对运动属层流时，其分离因数c K 为 。
答：575、（3分）某板框压滤机的框的尺寸为：长×宽×厚=810×810×25 mm ，若该压滤机有10块框，其过滤面积约为 m 2。
答：13.126、（2分）在相同的操作压力下，加压叶滤机的洗涤速率与最终过滤速率之比应为 。
答：1 7、（2分）在相同的操作压力下，当洗涤液与滤液的粘度相同时，真空转筒过滤机的洗涤速率W d dV )(τ与最终过滤速率F d dV )(τ的比值为 。
答：18、（3分）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 。
答：5104-⨯，0.01， 2.59、某板框压滤机，恒压过滤1h 得滤液10m 3，停止过滤用2 m 3清水横穿洗涤（清水黏度与滤液黏度相同），为得到最大生产能力，辅助时间应控制在 h （过滤介质阻力忽略不计）。
答：2.610、降尘室生产能力仅与其 及颗粒的 有关。
表达旋风分离器性能的颗粒的临界直径是指 。
答：降尘室的底面积，沉降速度，能完全分离下来的最小颗粒粒径。
11、在长为L ，高为H 的降尘室中，颗粒沉降速度u 0，气体通过降尘室的水平速度为u ，则颗粒在降尘室内沉降分离的条件是 ，若该降尘室增加2层水平隔板，则其生产能力为原来的 倍。
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习题一、填空题（一）1.为提高U 形压差计的灵敏度较高，在选择指示液时，应使指示液和被测流体的密度差的值（B）A、偏大；B、偏小；C、越大越好2.在相同管径的圆形管道中，分别流动着粘油和清水，若雷诺数相等，二者的密度相差不大，而粘度相差很大，则油速（A）水速。
A、大于；B、小于；C、等于3.一设备表压为460 mmHg，另一设备的真空表读数为300mmHg，两设备的压强差为（）kPa（当地大气压为101.3 kPa）。
A、760；B、101.3；C、160；D、21.34.液体的温度升高粘度（）；气体的温度升高粘度（）。
A、不变；B、减小；C、增大；D、不定5.液体的密度与压力（），温度升高液体密度（）。
A、无关；B、增大；C、减小；D、不定6.压力增加气体密度（），温度升高气体密度（）。
A、不定；B、增大；C、减小；D、不变7.设备内表压为350kPa，其绝压为（）kPa（当地大气压为100 kPa）。
A、450；B、250；C、460；D、-4508.流体的粘度越大，流体内部质点之间的内摩擦力（）。
A、不变；B、越大；C、越小；D、不定9.对不可压缩流体，当体积流量一定时，流速与管径的2次方成反比；若体积流量不变，管径减小一倍，管内流体流速为原来的( )倍。
A、4；B、5；C、2；D、1.7510.流体的流量不变，将管径增加一倍，则雷诺数为原来的( ) 倍。
A、1/2；B、2；C、4；D、1/411.流体的流量不变，仅将管长增加一倍，则流动阻力为原来的( ) 倍。
A、1/2；B、2；C、4；D、1/412.当雷诺数Re<2000时，流体的流动型态为( ) ；当雷诺数Re>4000时，流体的流动型态为( )。
A、层流；B、定态流动；C、湍流；D、非定态流动16.流体在圆形管内作层流流动时，管中心处的流体质点流速为管内平均流速的( ) 倍。
A、1/2；B、1；C、2；D、2.517.若保持流量、密度和粘度不变，将管长增加一倍，雷诺数为原来的( )倍。
(完整版)流体力学第三章课后习题答案
一元流体动力学基础1.直径为150mm 的给水管道，输水量为h kN /7.980，试求断面平均流速。
解：由流量公式vA Q ρ= 注意：()vA Q s kg h kN ρ=⇒→//A Qv ρ=得：s m v /57.1=2.断面为300mm ×400mm 的矩形风道,风量为2700m 3/h,求平均流速.如风道出口处断面收缩为150mm ×400mm,求该断面的平均流速 解：由流量公式vA Q = 得：A Q v =由连续性方程知2211A v A v = 得：s m v /5.122=3.水从水箱流经直径d 1=10cm,d 2=5cm,d 3=2.5cm 的管道流入大气中. 当出口流速10m/ 时,求(1)容积流量及质量流量;(2)1d 及2d 管段的流速解：(1)由s m A v Q /0049.0333==质量流量s kg Q /9.4=ρ (2)由连续性方程：33223311,A v A v A v A v ==得：s m v s m v /5.2,/625.021==4.设计输水量为h kg /294210的给水管道，流速限制在9.0∽s m /4.1之间。
试确定管道直径，根据所选直径求流速。
直径应是mm 50的倍数。
解：vA Q ρ= 将9.0=v ∽s m /4.1代入得343.0=d ∽m 275.0 ∵直径是mm 50的倍数，所以取m d 3.0= 代入vA Q ρ= 得m v 18.1=5.圆形风道，流量是10000m 3/h,，流速不超过20 m/s 。
试设计直径，根据所定直径求流速。
直径规定为50 mm 的倍数。
解：vA Q = 将s m v /20≤代入得：mm d 5.420≥ 取mm d 450= 代入vA Q = 得：s m v /5.17=6.在直径为d 圆形风道断面上，用下法选定五个点，以测局部风速。
设想用和管轴同心但不同半径的圆周，将全部断面分为中间是圆，其他是圆环的五个面积相等的部分。
第3章 习题：非均相物系分离
不同尺寸范围内所含粒子的个数或质量给出粒子的尺寸分布。根据粒子尺寸 的大致范围，可选择不同方法测定粒子尺寸分布，如筛分、显微检测等。对于 40μm以上的颗粒群，常用一套标准筛测量，此法称为筛分分析(screen analysis)， 简称筛分。表3-1给出常用泰勒标准筛目数与孔径大小，所用网线的直径可推算 出，如100目的为0.107mm。各种筛制的标准筛规格各不相同，但都在向国际标 准组织（ISO）筛系统一。标准筛用金属丝网编织而成。常用的泰勒(Tyler)标准 筛以每英寸（25.4mm）边长上孔的数目为筛号或称目数。规定每一筛号的金属 丝粗细和筛孔的净宽，通常相邻两筛号的筛孔尺寸之比约为20.5。筛分时将目数 不同的筛子按筛号依次堆积，目数小的筛在上，目数大的筛在下。将试样倒入最 上层筛面，振动筛子，并记下各层筛面上筛余物的质量。各层筛余粒子尺寸取夹 此粒子的两层筛的筛孔尺寸（如14/20：过14目筛，截留于20目筛）的算术平均 值。筛分结果可用分布函数或频率函数表示。分布函数表征粒径小于某指定值的 颗粒所占总颗粒质量（或个数）分率与粒径的关系，可用坐标中的曲线表示。频 率fi是指某筛面上颗粒的质量分率wi与夹此颗粒两筛的孔径（di-1、di）差之比。 频率函数表征频率与粒径的关系，由fi和dpi=（di+di-1）/2绘出，di～di-1区间长度 乘以此区间的fi等于wi。
之所以作如此考虑，理由如下：就流体流动的阻力而言，影响因素之 一是固体表面积，式3-16中，ap（1－ε）/ε代表颗粒床单位体积流体 接触的颗粒固体表面积，其值为4/de，而直径为de长度为L的圆管中， 因4×（0.25πde2）L/（πde L）=de，πde L /（0.25πde2 L）为管中单 位体积流体可接触的管道表面积，其值也为4/de，所以，对直径为de 长度为L的圆管和与其对应的颗粒床层而言，单位体积流体所占固体 表面相同，则单位体积流体受阻力也可能近似相同，流体因是匀速运 动，推动力也近似相同，保证速度近似相同为u1，可推断出圆管的 ΔP /ρ=λ（L/d）u12/2应该能表达出颗粒床层的阻力情况。因此，可用 直径为de、长度为L、流速为u1的直管流动模型模拟流体通过颗粒床 层的流动。两种流动毕竟不完全相同，模拟只是近似的，并需要通过 实验加以验证和修正。
(完整word版)流体力学试题及答案
(完整word版)流体力学试题及答案一、选择题（每题5分，共25分）1. 下列哪个物理量不属于流体的基本物理量？A. 速度B. 压力C. 密度D. 温度答案：D2. 在流体力学中，下列哪个方程描述了流体的连续性方程？A. 牛顿第二定律B. 能量方程C. 连续性方程D. 动量方程答案：C3. 下列哪个现象说明了流体的粘性？A. 液体表面张力B. 液体沿管道流动时压力损失C. 液体内部温度梯度D. 液体内部速度梯度答案：D4. 在理想流体中，下列哪个方程描述了流体的伯努利方程？A. 动量方程B. 能量方程C. 连续性方程D. 伯努利方程答案：D5. 下列哪个现象说明了流体的不可压缩性？A. 液体表面张力B. 液体沿管道流动时压力损失C. 液体内部温度梯度D. 液体内部速度梯度答案：D二、填空题（每题5分，共25分）6. 流体静力学是研究____流体静力学或____流体静力学。
答案： incompressible compressible7. 如果流体是______，不可压缩性条件可以______到流体静力学方程。
答案：incompressible neglect8. 喷射流动是____流体静力学的一个实例，其中流体______。
答案： free falls9. 在______流体静力学中，流体______。
答案： off10. 流体静力学与______流体静力学密切相关。
答案： environmental三、判断题（每题5分，共20分）11. 流体静力学的目的是确定流体流动的速率和压力分布。
（）答案：正确12. 流体静力学的方程可以应用于不可压缩流体。
（）答案：错误13. 喷射流动是流体静力学的应用。
（）答案：正确14. 环境流体静力学与流体静力学无关。
（）答案：错误四、问答（共30分）15. 写下流体静力学的方程并解释其物理意义。
答案：方程：ρ(x, y, z, t) = ∂ρ/∂t +ρ(∆x)ρ/∂x + ρ(∆ρ/∆y)ρ/∂zρ(∆ρ/∂t) = 0物理意义：上述方程是流体静力学的方程，ρ(x,y,z,t)表示在点(x,y,z,t)处流体密度，流体静力学方程表明，流体流动的流体密度在流动点不变，流体流动守恒定律。
3 机械分离习题解答
ρ = 1000kg/m3 , µ = 1.005 × 10− 3 Pa ⋅ s ρ s = 2600kg/m3 , d = 60 × 10− 6 m
20 C的空气 ρ = 1.205kg/m3 , µ = 1.81 × 10 −5 Pa ⋅ s 石英颗粒
µ = 3 × 10 − 5 Pa ⋅ s,
ρ s = 4500kg/m 3 , d ′ = 5 × 10 − 5 m
解：气体在降尘室的流速：u = V s / A = V s / (BH ) = 1.736m/s 可除去颗粒的沉降速度： u = H / ( L / u ) = uH / L = 0.694m/s Re = du ρ / µ = 1.388 × 10 4 d , Ar = d 3 ρ ( ρ s − ρ )g / µ 2 = 2.943 × 1013 d 3
Kθ ,
过滤速率 dq = K ，最终过滤速率 dq = K ，最终滤液量 q F = Kθ F 。 dθ 2q dθ F 2q F 洗涤速率为最终过滤速率的 δ 倍，即有：
δK δ K dq dq = δ = = dθ W dθ F 2q F 2 θ F 洗涤时间
L′ V ′ n′ = = = 0.8 L V n
3-13. 已知： A = 3m 2 , φ = 0.3, n = 0.00833 s −1 , c = 0.23 m 3 /m 3 , r = 2 × 1012 m − 2 ,
µ = 1 × 10 − 3 Pa ⋅ s, ∆p = 71.3 × 10 3 Pa , Le = 2 × 10 − 3 m
(
) (
)(
《流体力学与流体机械》计算题及答案
Q v1A1 v2 A2
Q
v2 A2
4
0.12
3
0.0234 m3
/
s
v1
4Q
d12
4 0.0234
0.152
1.3
3
6 m
/
s
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9
• 习题3-15 判断流动 ux = xy；uy = -xy 是否满足不可压缩流动的连续性条件 。 • 解： 因为 ux = xy；uy = -xy 与时间无关，所以流动定常，根据定常不可压微分形式连续方程，
解：1.取研究截面1-1、2-2
2.取基准面1-1
3.取相对压强。 4.列方程
v2
4Q
d
2 2
z1
p1
v12 2g
H
z2
p2
v22 2g
hw
H
Hs
Hd
1 2g
4Q 2
1
d
4 2
hw
300
1 4 200 2 2 9.8 3600 3.14
1 0.24
0.1H
H = 337m矿水
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1
H
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0
0
2
2
12
• 补充例题三 20℃的水通过虹吸管从水箱吸至B点。虹吸管直径d1=60mm，出口 B处喷嘴直 径 d2＝30 mm。当 hi= 2 m、h2=4 m时，在不计水头损失条件下，试求流量和C点的压强。
• 解：①取缓变流截面，1-1，2-2。
•
②取基准面，2-2。
•
③确定p的基准，相对或绝对。
轴匀速旋转。问水恰好开始溢出时，转速ω为多少？而此时距中心线r=0.4m处桶底
流体力学课后习题答案
第一章习题答案选择题（单选题）1.1 按连续介质的概念，流体质点是指：（d ）（a ）流体的分子；（b ）流体内的固体颗粒；（c ）几何的点；（d ）几何尺寸同流动空间相比是极小量，又含有大量分子的微元体。
1.2 作用于流体的质量力包括：（c ）（a ）压力；（b ）摩擦阻力；（c ）重力；（d ）表面张力。
1.3 单位质量力的国际单位是：（d ）（a ）N ；（b ）Pa ；（c ）kg N /；（d ）2/s m 。
1.4 与牛顿内摩擦定律直接有关的因素是：（b ）（a ）剪应力和压强；（b ）剪应力和剪应变率；（c ）剪应力和剪应变；（d ）剪应力和流速。
1.5 水的动力黏度μ随温度的升高：（b ）（a ）增大；（b ）减小；（c ）不变；（d ）不定。
1.6 流体运动黏度ν的国际单位是：（a ）（a ）2/s m ；（b ）2/m N ；（c ）m kg /；（d ）2/m s N ⋅。
1.7 无黏性流体的特征是：（c ）（a ）黏度是常数；（b ）不可压缩；（c ）无黏性；（d ）符合RT p=ρ。
1.8 当水的压强增加1个大气压时，水的密度增大约为：（a ）（a ）1/20000；（b ）1/10000；（c ）1/4000；（d ）1/2000。
1.9 水的密度为10003kg/m ，2L 水的质量和重量是多少？ 解： 10000.0022m V ρ==⨯=（kg ）29.80719.614G mg ==⨯=（N ）答：2L 水的质量是2 kg ，重量是19.614N 。
1.10 体积为0.53m 的油料，重量为4410N ，试求该油料的密度是多少？ 解： 44109.807899.3580.5m G g V V ρ====（kg/m 3） 答：该油料的密度是899.358 kg/m 3。
1.11 某液体的动力黏度为0.005Pa s ⋅，其密度为8503/kg m ，试求其运动黏度。
流体流动与机械习题讲解和答案
例1：如图所示A 与B 两设备内充满水，两设备之间的U 形管液柱压差计内的指示液为水银。
试说明：（1）1、2、3、4各点压强是否都相等？ （2）5、6、7、8各点压强是否都相等？ （3）9、10、11、12各点压强是否都相等？（4）两U 形压差计读数R 与H 是否相同？为什么？ 解：（1）21p p =，43p p =，但32p p ≠（2截面与3截面之间的流体不是同一种流体） （2）65p p =，但76p p ≠（7截面与8截面之间的流体不是同一种流体） 87p p ≠（原因同上）（3）109p p =， 1110p p =，1211p p ≠（原因同上） （4）H R =设9截面到设备A 、B 的垂直距离为z对于设备A 、B 上的U 形压差计，根据流体静力学基本方程得： gz p p A ρ+=9，gH p p ρ+=311根据等压面条件得：11109p p p ==，43p p = 所以，gz gH p gz gH p p a ρρρρ++=++=0403 而()g H z p p B ρ++=4所以，()gH p p B A ρρ-=-0 （1）对于设备A 、B 下方的U 形压差计，根据流体静力学基本方程得：()gR p p B A ρρ-=-0（2）比较（1）式和（2）式可得：H R =例2：精馏塔底部用蛇管加热，液体的饱和蒸汽压为950kg/m 3，采用л形管出料，л形管顶部与塔内蒸汽空间有一细管AB 连通。
试求：（1）为保证塔底液面高度不低于1m ，л形管 高度H 应为多少？（2）为防止塔内蒸汽由连通管逸出，л形管出 口液封高度至少应为多少？ 解：（1）因A 、B 连通，所以m H 1= （2）'gH p p p p p a v C B A ρ+====所以，m g p p H a v 86.081.995010013.110093.1'55=⨯⨯-⨯=-=ρ例1：一敞口高位液槽（如图所示），其液面距输液管出口的垂直距离为6m ，液面维持恒定。
流体力学-第1-2-3-4-5章部分习题-解答PPT优秀课件
y
x
y
axu u xv u y4050 42004ayu x vv y v40 312 108
Fluid Mechanics and Machinery 流 体 力 学 与 流 体 机 械
作业： 2-5-3,已知速度场，进行运动分析 21
uxx2byy2,uyx2byx2
du i vxy 0
xy 1 M(x=1,y=1,t=0)
Fluid Mechanics and Machinery 流 体 力 学 与 流 体 机 械
15
2. 迹线 ( t 是变量 ) dxxt,dyyt
dt
dt
齐次方程 d xx d xd tln xtc
齐次方程通解 dtx齐xetc Aet
试探特解 x a b t d x a ,d x x t a b t t dtdt
线变形率
x
ux x
(x22by2x)2y,
y
uy y
2bxy (x2y2)2
ux b y2 -x2 y (x2 y2 )2
uy x
b(x2y2-yx22)2
角变形速率
uxyuyx 2bxy22 yx2 2
旋转角速度
z
1(uy 2 x
ux y
)0
kb/(2xy2)
流线
d xd y d x d y ux uy ky kx
本构关系不同，流体的应力与应变率成比例关系 固体的应力与应变成比例关系。
1-2 量纲与单位是同一概念吗？
答：不是同一概念。量纲是单位的类别。单位是量纲的 基础，单位分国际单位制、工程单位制和英制等。
Fluid Mechanics and Machinery 流 体 力 学 与 流 体 机 械
流体力学与流体机械教材课后题答案
第一章 流体及其物理性质1-4.解： 由已知可知：△P=20000Pa%02.0d =ρρ由m=ρV 可得：dm=ρdV+Vd ρ，在压强变化时，质量没有变化， 则dm=0，即ρdV+Vd ρ=0，则Vd -d V=ρρ所以体积压缩系数8-10d dp 1d dp 1-=⨯==ρρκV V 1-5.解：由体积膨胀系数：VVT d d 1k =α可得： 34-k m 41.01555105d d =⨯⨯⨯=**=V T V α 所以说膨胀水箱的最小体积应该是0.41m 3。
第二章 流体静力学2-2.解：由gh ρ=V P 可得m 88.31880.928.14000g P h V =⨯==ρ 2-3解：如图所示：同种液体能够互相连通位于同一高度处是等压面，分析可知：a139h h g -h h g -gh h -h h g -gh gh P 2141143223B KP P P P B A A =+=-+++++=）（）（）（）（油水银油水银油水银油ρρρρρρρA Bh 1h 2油油水银油h 3h 4图2-32-11解：由题意可知：侧面BC 的总压力大小为：NAF 52110048.20.24.22.18.910008.38.9830gh gh ⨯=⨯⨯⨯⨯+⨯⨯=⨯+=）（）（水油ρρ 2-14解：真空表C 的读数是1.49×104Pa ，则自由液面在原来的基础上还要补充一段h ：m 52.180.910001049.1g Ph 4-=⨯⨯-==水ρ左侧水对闸门AB 的压力：N H H F 521c 100.1829.1829.12-h 8.91000A gh ⨯=⨯⨯+⨯⨯==）（水左ρ 左侧压力中心：m 14.3829.105.3829.1829.112105.3y bh 121h y xy y 23c 3c c c =⨯⨯⨯+=+=+=A A I D 左右侧油对闸门AB 的压力：N H F 42c 1025.2829.1829.128.9750A gh ⨯=⨯⨯⨯⨯==油右ρ 右侧压力中心：根据力矩平衡得：（假设作用于B 点力的方向向左）F 左×L 左= F 右×L 右+F B ×L可得：F B =39893.79N[其中L 左=y D 左—（H 1+h-H 2）] 2-15解：曲面ab 的压力: 水平方向分力：N F 6x c x 10225.11052/58.91000A gh ⨯=⨯⨯⨯⨯==ρ竖直方向分力：N B R V F 6p z 100.1S -L 21g g ⨯=⨯==∆）（ρρ则曲面所受合力：m2193.1829.12829.1829.1829.11212829.1y bh 121h y y y 23c 3c 'C 'c =⨯⨯⨯+=+=+=A A I XD ’右N F F F 62z 2x 1058.1⨯=+=合受力方向：225.10.1225.1tan z x ===F F θ 2-17解：曲面abcd 所受的静水压力：水平方向分力为：N A F 279305.10.12.1-4.28.91000gh x c x =⨯⨯⨯⨯==）（ρ 竖直方向分力为：NB R B R V F 5.698985.10.1434.25.10.18.9100043h g g 22P z =⨯⨯⨯+⨯⨯⨯⨯=⨯+⨯⨯==）（）（ππρρ则曲面所受合力为：N F F F 752722z 2x =+=合受力方向为：4.05.6989827930tan z x ===F F θ 2-19解：这道题关键是自由液面的选取：因为在C 点的绝对压强是196120Pa ，其相对压强是：m 67.98.910001001325.1-109612.1g a 55=⨯⨯⨯=-ρP P 作用于半球的总压力只有竖直方向的分力：NR R V F F 532p z 105.23421-2h -67.98.91000g ⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⨯⨯⨯⨯⨯===ππρ）（第三章 流体运动学和动力学基础3-4解：由连续方程A 1V 1=A 2V 2可得：s m V d d V d d A V A V /5.0215.0442212221122212112=⨯====ππ所以说截面2-2处的平均流速为0.5m/s 。
《流体力学与流体机械》计算题及答案
1 2
总结词
掌握流体流动阻力和能量损失的计算方法，了解 流体流动过程中阻力和能量的变化规律。
流体流动阻力计算
根据流体流动的雷诺数和流体性质，计算流体在 管道中的流动阻力，包括直管阻力和局部阻力。
3
能量损失计算
根据伯努利方程和流体流动的能量守恒原理，计 算流体在管道中的能量损失，包括沿程损失和局 部损失。
分析流体在流动过程中 的温度变化，以及由此
产生的热能转换。
03
探讨流体流动与热能转 换之间的关系，以及其 对流体机械性能的影响。
05
详细描述
02
计算流体在流动过程中 由于热传导、对流和辐 射等热传递方式而产生
的热量交换。
04
流体流动与化学能转换计算
总结词：计算流体在流动 过程中由于化学反应而产 生的化学能转换。
详细描述
分析流体在流动过程中可 能发生的化学反应，以及 由此产生的化学能转换。
探讨流体流动与化学能转 换之间的关系，以及其在 化工、制药等领域中的应 用。
计算化学反应过程中流体 的能量变化，以及其对流 体机械性能的影响。
THANKS
感谢观看
计算流体在流动过程中由于机械能转换 而产生的能量损失或增益。
分析流体在流动过程中所受的阻力，如 摩擦力和局部阻力，对机械能转换的影 响。
详细描述
计算流体在管道中流动时的压力能变化 ，以及由此产生的速度和流量的变化。
流体流动与热能转换计算
总结词：计算流体在流 动过程中由于温度变化
而产生的热能转换。
01
必需汽蚀余量（NPSHr）
泵开始发生汽蚀时，所必须的最低有效汽蚀余量。
有效汽蚀余量（NPSHa）
泵在实际运行中，所实际具有的有效汽蚀余量。
化工原理(管国锋主编-第三版)课后习题答案3-颗粒流体力学基础与机械分离
第3章 颗粒流体力学基础与机械分离1）有两种固体颗粒，一种是边长为a 的正立方体，另一种是正圆柱体，其高度为h ，圆柱直径为d 。
试分别写出其等体积当量直径和形状系数的计算式。
d h dh dhd d h d h d d h d db aa ad ad a da v e v e ve v e ve +=⋅+==∴==⋅=⋅=⋅=∴=2)18()/(2])2/3[(])2/3[()4/)6/()()6/(6/6(6)/6()6/()(][3122322312,23,31223222,31,33,πππψππππππψππ（）解2）某内径为0.10m 的圆筒形容器堆积着某固体颗粒，颗粒是高度h=5mm ，直径d=3mm 的正圆柱，床层高度为0.80m ，床层空隙率、若以1atm ，25℃的空气以0.25空速通过床层，试估算气体压降。
[解] 圆柱体：Pad u d u L P s Pa m kg C atm mm d h dh d d h dh h d d ve v e m v e v e 7.177]1046.325.0185.152.052.0175.1)1046.3(25.010835.152.0)52.01(150[80.0])1(75.1)(1(150[10835.1,/185.1:)25,146.3)352/(533)2/(3)2()18(,])2/3[(32323532,222,32530,32312,=⨯⨯⨯-⨯+⨯⨯⨯⨯-⨯=⋅⋅⋅-⨯+⋅⋅-⨯=∆⋅⨯===+⨯⨯⨯=+=⋅∴+==----ψρεεψεμεμρψψ）按欧根公式计算压降：空气（3）拟用分子筛固体床吸附氯气中微量水份。
现以常压下20℃空气测定床层水力特性，得两组数据如下：空塔气速 0.2，床层压降 14.28mmH 2O0.693.94mmH 2O试估计25℃、绝对压强1.35atm 的氯气以空塔气速0.40通过此床层的压降。
(完整word版)流体力学与流体机械习题(含答案)参考答案
高等学校教学用书主讲：张明辉中国矿业大学出版社张景松编.流体力学与流体机械, 徐州：中国矿业大学出版社，2001.6（2005.1重印）删掉的题目：1-14、2-6、2-9、2-11、2-17、3-10、3-19、4-5、4-13《流体力学与流体机械之流体力学》第一章 流体及其物理性质1-8 1.53m 的容器中装满了油。
已知油的重量为12591N 。
求油的重度γ和密度ρ。
解：312591856.5kg/m 9.8 1.5m V ρ===⨯；38394N/m g γρ== 1-11 面积20.5m A =的平板水平放在厚度10mm h =的油膜上。
用平力拉它以0.8m/s U =速度移动（图1-6）。
若油的密度3856kg/m ρ=。
求油的动力粘度和运动粘度。
解：29.6N/m F A τ==，Uh τμ=， 所以，0.12Pa s hU τμ==g ，42/0.12/856 1.410m /s νμρ-===⨯ 1-12 重量20N G =、面积20.12m A =的平板置于斜面上。
其间充满粘度0.65Pa s μ=g 的油液（图1-7）。
当油液厚度8mm h =时。
问匀速下滑时平板的速度是多少。
解：sin 20 6.84F G N ==o ，57Pa s FAτ==g ， 因为Uhτμ=，所以570.0080.7m/s 0.65h U τμ⨯=== 1-13 直径50mm d =的轴颈同心地在50.1mm D =的轴承中转动（图1-8）。
间隙中润滑油的粘度0.45Pa s μ=g 。
当转速950r/min n =时，求因油膜摩擦而附加的阻力矩M 。
解：将接触面沿圆柱展开，可得接触面的面积为：20.050.10.016m A dL ππ==⨯⨯=接触面上的相对速度为：2 2.49m/s 2260d d nu πω=== 接触面间的距离为：0.05mm 2D dδ-==接触面之间的作用力：358.44N du F AA dy uδμμ=== 则油膜的附加阻力矩为：8.9N m 2dM F==g 1-14 直径为D 的圆盘水平地放在厚度为h 的油膜上。
流体力学、机械习题及答案word版本
流体力学部分：1.力按物理性质的不同分类：重力、摩擦力、惯性力、弹性力、表面张力等。
2. 力按作用方式分：质量力和面积力。
3 质量力是指作用于隔离体内每一流体质点上的力，它的大小与质量成正比4 最常见的质量力有：重力、惯性力。
5 比较重力场（质量力只有重力）中，水和水银所受的单位质量力f水和f水银的大小？A. f水<f水银； C. f水>f水银；B. f水=f水银； D、不一定。
6 试问自由落体和加速度a向x方向运动状态下的液体所受的单位质量力大小（f X. f Y. f Z）分别为多少？自由落体：X＝Y=0,Z=0。
加速运动：X=-a,Y=0,Z=-g。
7.静止的流体受到哪几种力的作用？理想流体受到哪几种力的作用？重力与压应力，无法承受剪切力。
重力与压应力，因为无粘性，故无剪切力8判断：在弯曲断面上，理想流体动压强呈静压强分布特征。
对错9如图所示的密闭容器中，液面压强p0＝9.8kPa，A点压强为49kPa，则B点压强为39.2kPa , 在液面下的深度为3m 。
10．露天水池水深5m处的相对压强为：A. 5kPa；B. 49kPa；C. 147kPa；D. 205kPa。
重力作用下静水压强的分布规律，如图2-9所示。
图2-911. 仅受重力作用处于静止状态的流体中，任意点对同一基准面的单位势能为一常数，即各点测压管水头相等，位头增高，压头减小。
12. 在均质连通的液体中，水平面必然是等压面13：仅在重力作用下,静止液体中任意一点对同一基准面的单位势能为_b__ A. 随深度增加而增加； C. 随深度增加而减少； B. 常数； D. 不确定。
14：试问图示中A、 B、 C、 D点的测压管高度，测压管水头。
（D点闸门关闭，以D点所在的水平面为基准面）A:测压管高度，测压管水头B:测压管高度，测压管水头C:测压管高度，测压管水头D:测压管高度，测压管水头A:0m，6m B:2m，6m C:3m，6m D:6m，6m15：如图2-10所示，，下述两个静力学方程哪个正确？图2-1016.求淡水自由表面下2m 深处的绝对压强和相对压强。
第三章 机械分离与固体流态化练习题
化工原理单元练习（三）（第三章机械分离与固体流态化）班级学号姓名一、填空题1、描述单个非球形颗粒的形状和大小的主要参数为、。
2、固体颗粒在气体中自由沉降时所受的力有力、力和力。
固体颗粒的自由沉降分为阶段和阶段。
3、沉降速度是指，此速度亦称为速度。
4、在斯托克斯定律区，颗粒的沉降速度与流体黏度的次方成反比，在牛顿定律区，颗粒的沉降速度与流体黏度的次方成反比。
5、降尘室的设计原则是时间大于等于时间。
6、理论上降尘室的生产能力与和有关，而与无关。
7、分离因数的定义式为。
如果颗粒在离心力场内作圆周运动，其旋转半径为0.2m，切线速度为20m/s，则其分离因数为。
8、选用旋风分离器时主要依据是、、。
9、旋风分离器的分割粒径d50是。
10、描述固体颗粒床层特性的主要参数有、、和。
11、过滤方式主要有、和。
12、板框过滤机由810m m×810m m×25mm的20个框组成，则其过滤面积为。
13、板框过滤机处理某悬浮液，已知过滤终了时的过滤速率EddV⎪⎭⎫⎝⎛θ为0.04m3/s，现采用横穿洗涤法洗涤10min，洗涤时操作压力差与过滤时相同，洗水和滤液为相同温度的水，则洗涤速率WddV⎪⎭⎫⎝⎛θ为，所消耗的洗水体积为。
14、用38个635m m×635m m×25mm的框构成的板框过滤机过滤某悬浮液，操作条件下的恒压过滤方程为：θ4210306.0-⨯=+qq，式中q的单位为m3/m2，θ的单位为s。
则过滤常数K= ，V e= 。
15、用叶滤机过滤固含量10%（体积分数）的某悬浮液，已知形成的滤饼的空隙率为50%，则滤饼体积与滤液体积之比υ= 。
16、根据分离因数可将离心机分为、和。
17、流体通过固体颗粒床层时，当气速大于速度、小于速度时，固体颗粒床层为流化床。
18、流化床的两种流化形式为和。
19、流化床的不正常现象有和。
20、气力输送按气流压力分类，可分为和。
按气流中固相浓度分类，可分为和。
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1）有两种固体颗粒，一种是边长为a 的正立方体，另一种是正圆柱体，其高度为h ，圆柱直径为d 。
试分别写出其等体积当量直径和形状系数的计算式。
d h dh dhd d h d h d d h d d b aa ad ad a da v e v e ve v e ve +=⋅+==∴==⋅=⋅=⋅=∴=2)18()/(2])2/3[(])2/3[()4/)6/()()6/(6/6(6)/6()6/()(][3122322312,23,31223222,31,33,πππψππππππψππ（）解2）某内径为0.10m 的圆筒形容器堆积着某固体颗粒，颗粒是高度h=5mm ，直径d=3mm 的正圆柱，床层高度为0.80m ，床层空隙率、若以1atm ，25℃的空气以0.25 空速通过床层，试估算气体压降。
[解] 圆柱体：Pa d u d u L P s Pa m kg C atm mm d h dh d d h dh h d d ve v e m v e v e 7.177]1046.325.0185.152.052.0175.1)1046.3(25.010835.152.0)52.01(150[80.0])1(75.1)(1(150[10835.1,/185.1:)25,146.3)352/(533)2/(3)2()18(,])2/3[(32323532,222,32530,32312,=⨯⨯⨯-⨯+⨯⨯⨯⨯-⨯=⋅⋅⋅-⨯+⋅⋅-⨯=∆⋅⨯===+⨯⨯⨯=+=⋅∴+==----ψρεεψεμεμρψψ）按欧根公式计算压降：空气（ 3）拟用分子筛固体床吸附氯气中微量水份。
现以常压下20℃空气测定床层水力特性，得两组数据如下：空塔气速 0.2 ，床层压降 14.28mmH 2O0.693.94mmH 2O试估计25℃、绝对压强1.35atm 的氯气以空塔气速0.40 通过此床层的压降。
（含微量水份氯气的物性按纯氯气计）氯气，[解]常压下，,/20.12030m Kg C =ρ空气：.018.0cP =μ 欧根公式可化简为O mmH P B A B A B A B A u B u A P 222223.624.088.14.17740.0014.01601:4.17716016.020.160.0018.094.932.020.120.0018.028.14:,(=⨯⨯+⨯⨯=∆==----⨯⨯+⨯⨯=----⨯⨯+⨯⨯=⋅⋅+⋅⋅=∆氯气联立①②式，解得：②①试验条件量。
）为床层结构参量，为常ρμ1） 3） 令水通过固体颗粒消毒剂固定床进行灭菌消毒。
固体颗粒的筛析数据是：0.5～0.7mm ，12%；0.7～1.0mm ，25.0%；1.0～1.3，45%；1.3～1.6mm ，10.0%；1.6～2.0mm ，8.0%（以上百分数均指质量百分数）。
颗粒密度为1875 。
固定床高350mm ，截面积为314mm 2。
床层中固体颗粒的总量为92.8g 。
以20℃清水以0.040 空速通过床层，测得压降为677mmH 2O ，试估算颗粒的形状系数 值。
计算有效校核经试差，解得即适用欧根公式：校核即可设采用康尼方程：水：计算）体积均按解：∴<=⨯-⨯⨯⨯⨯=-==⨯⨯⨯-⨯+⨯⨯⨯-⨯=⨯⋅⨯-⨯+⨯-⨯=∆>=⨯-⨯⨯⨯⨯=-==∴⨯⨯-⨯⨯⨯=⨯⋅⋅-⨯⨯=∆==∴++++==⨯-=4006.12001.0)55.01(604.010001.0851.0)1(6851.0:001.004.01055.055.0175.1)001.0(55.004.0001.0)55.01(15035.081.9677)1(75.1)()1(150207.10001.0)55.01(604.010001.068.0)1(668.0040.0001.055.0)55.01()001.06(0.535.081.9677)1()6(0.5,12000.18.108.045.110.015.145.085.025.06.012.01(550.0)14.335/()875.1/8.92(13'233232232323'32232203μερψψψψψρεεψεμεμερψψψμεεψμεu d R d u d u L P u d R ud L p cP c mm d dm cm m em m m m em m2）4）以单只滤框的板框压滤机对某物料的水悬浮液进行过滤分离，滤框的尺寸为0.20×0.20×0.025m 。
已知悬浮液中每m 3水带有45㎏固体，固体密度为1820 。
当过滤得到20升滤液，测得滤饼总厚度为24.3mm ，试估算滤饼的含水率，以质量分率表示。
滤饼水滤饼含水率解得：，做物料衡算得设滤饼空隙率为解kg Kg /336.01820)479.01(1000479.01000479.0479.0450243.020.020.010201820)1(0243.020.020.0::][3=⨯-+⨯⨯=∴==⨯⨯+⨯⨯-⨯⨯-εεεε6）某粘土矿物加水打浆除砂石后，需过滤脱除水份。
在具有两只滤框的压滤机中做恒压过滤实验，总过滤面积为0.080m 2，压差为3.0atm ，测得过滤时间与滤液量数据如下： 过滤时间，分：1.20 2.70 5.23 7.25 10.87 14.88 滤液量，升： 0.70 1.38 2.25 2.69 3.64 4.38 试计算过滤常量K ，以为单位，并计算，以为单位。
可采用由积分式导出的求K 与。
[解] 为便于直接使用题给数据：改用用最小二乘法计算。
代替代替以代替以式计算。
),/(2,,/)/(2)/(/222K A V a V x V y K A V K A V V e e ττ+=组别 X i Y i 2)(X X i -))((y y X X i i --1 0.70 1.714 3.265 1.442 2 1.38 1.957 1.270 0.6253 2.25 2.324 0.0660 i0.0483 4 2.69 2.695 0.0335 0.0335 5 3.64 2.986 1.284 0.537 64.38 3.397 3.508 1.658 ∑15.0415.0739.4274.344356.1507.2461.0512.2461.0427.9344.4)())((512.26/073.15,507.2\6/04.15/=⨯-=-===---======∑∑∑X b y a X X y y X X b y n X X iiii23333/0184.0080.0/1047.1/1047.147.1)461.02/(356.12/m m A V q m l b a V e e e =⨯==⨯==⨯==∴--s m m l A b K /1065.5)/(m in 9.338)080.0461.0/(1)/(1264222-⨯=⋅=⨯=⋅=7）欲过滤分离某固体物料与水构成的悬浮液，经小试知，在某恒压差条件下过滤常量，滤布阻力 ，每1m 3滤饼中含485㎏水，固相密度为2100，悬浮液中固体的质量分率为0.075。
现拟采用叶滤机恒压差过滤此料浆，使用的滤布、压差和料浆温度均与小试时的相同。
每只滤叶一个侧面的过滤面积为0.4m 2，每次过滤到滤饼厚度达30mm 便停止过滤，问：每批过滤的时间为多少？若滤饼需以清水洗涤，每批洗涤水用量为每批滤液量的1/10，洗涤压差及洗涤水温均与过滤时的相同，问：洗涤时间是多少？ [解] 已知：min 06.67.3631006.13855.01.0)/()/(1006.1)00221.03855.0(21023.8)(2)min 4.3018261023.81021.23855.023855.02/3855.04.0/85.12030.04.0(:/85.12075.01075.010*********)485.01,1485.01000/485,/1021.2,/1023.842345532223333323325==⨯⨯==∴⋅⨯=+⨯=+===∴⨯=⨯⨯⨯+⋅=⋅+=⨯⨯==∴-=+⨯-==⨯=⨯=-------S d dq q m s m q q K d dq s K q q q m m q m m X X Xm m m m q s m K E w w e E e e ττττττε洗涤时间（过滤终了式的过滤速度②洗涤时间：每批过滤时间即过滤终了时，基准）以一只滤叶的单侧面为①叶滤机过滤滤饼滤液（由物料横算得：滤饼对应的滤液量为设滤饼空隙率8）某悬浮液用叶滤机过滤，已知洗涤液量是滤液量的0.1倍(体积比)，一只滤叶侧面积为0.4m 2，经过小试测得过滤常数K =8.23×10-5m 2/s ,不计滤布阻力，所得滤液与滤饼体积之比为12.85 m 3滤液/m 3滤饼，按最大生产率原则生产，整理、装拆时间为20分钟,求每只滤叶的最大生产率及每批过滤的最大滤饼厚度。
DW F W F F J K q q K q J K q K q ττττττ=+⨯=⋅==∴⋅=最大生产率原则：洗涤：解：过滤：2)/()2//(/222hm s m G m m q q K J q D/3442.0/1056.9)60202/(4.022869.0/2869.06020)1.021()]1023.8/([/)21(335max 23522=⨯=⨯⨯⨯⨯=∴=∴⨯=⨯+⨯⨯⨯=+--代入数据：即τmmm m mm 3.220223.085.12/2869.085.123.222869.0)3855.0/3033====⨯=δδ滤液算出：滤饼对应的或由每（每批过滤最大滤饼厚度9）有一叶滤机，在恒压下过滤某种水悬浮液时，得到如下过滤方程：，其中 ， 。
在实际操作中，先在5分钟内作恒压过滤，此时过滤压差升至上述试验压强，然后维持恒压过滤，全部过滤时间为20分钟，试求：①每一循环中每m 2过滤面积所得滤液量？②过滤后再用相当于滤液总量的 水进行洗涤，洗涤时间为多少？解：①∵ q 2＋30q = 300τ∴ q e =15 m 3/m 2 K=300 m 2/min 恒速过程 q 12＋q e q 1=(K/2)τ1 ∴q 1=20.9 m 3/m 2恒压过程 (q 2－q 12)＋2q e (q －q 1)=K(τ－τ1) ∴q=60.7 m 3/m 2②dq d K q q E e τ⎛⎝ ⎫⎭⎪=+=2198().m 3/(m 2·min) dq d dq d W E ττ⎛⎝ ⎫⎭⎪=⎛⎝ ⎫⎭⎪()τττW WWE WV dV d Jq A dq d A ==⎛⎝ ⎫⎭⎪=⨯=02607198613....min10）用某板框压滤机恒压过滤，滤框尺寸为810×810×25mm 。