第四章颗粒与流体之间的相对流动

9．果汁中滤渣为可压缩的，测得其压缩指数为0.6。在表压为100 kPa 下由压滤机过滤。

最初l h 可得清汁2.5 m 3，问若其他条件相同，要在最初l h 得到3.5 m 3的清汁，要用多大压

力？设介质阻力可忽略不计。(答：5.4×105 Pa)

解：根据题意，有：τ2

2KA V =

又∵s p k K -?=12 ∴τ2122A p k V s -?=

初始条件：Δp = 100kPa ，τ1 = 1h ，V 1 = 2.5m 3；新条件：τ2 = 1h ，V 2 = 3.5m 3

?????'?=?=--221221212122ττA p k V A p k V s s 将已知数据代入，并将两式相比，可得：

6.016

.01221005.35.2--'?=p

解得：Δp = 537.8kPa 10．用某板框过滤机过滤葡萄糖溶液，加入少量硅藻土作助滤剂。在过滤表压100 kPa

下过滤2 h ，头l h 得滤液量8 m 3。假设硅藻土是不可压缩的，且忽略介质阻力不计，试问：

(1)在第2小时内可得多少滤液？(2)过滤2 h 后用2 m 3清水(粘度与滤液相近)，在同样压力下

对滤饼进行横穿洗涤，求洗涤时间；(3)若滤液量不变，仅将过滤压差提高1倍，问过滤时

间为多少？(4)若过滤时间不变，仅将过滤压强提高l 倍，问滤液量为多少？(答：3.31 m 3；

2.83 h ；1 h ；15.99m 3)

解：(1) 根据题意，有： ?????==2

2221221ττKA V KA V τ1 = 1h ，V 1 = 8m 3；τ2 = 2h ，代入后，并将两式相比，得：

21822

2=V 解得：V 2 = 11.31m 3； 第2小时所得滤液ΔV=11.31–8 = 3.31m 3

(2) ∵过滤介质阻力忽略不计 ∴ 代入数据后得：h m d dV w /707.02

831.113=?=??? ??τ h d dV V w

w w 83.2707.02==??? ??=ττ (3)∵s p k K -?=12，∴当Δp 增加1倍后，s p k K -?='1)2(2

又∵滤饼不可压缩 ∴s = 0

∴K K 2='

∵滤液量不变 τ''=22A K V

当τ = 2h 时，h 1='τ

(4) 当压强增加1倍，可知Δp 增加1倍，由s p k K -?='1)2(2，s = 0可得：

K K 2='，并由题意知，过滤时间不变，即τ = 2h

?????='='τ

τ2222KA V A K V 两式相比，并代入数据得：231.1122='V 解得：399.15m V ='

12．在202.7 kPa(2atm)操作压力下用板框过滤机处理某物料，操作周期为3 h ，其中过滤1.5 h ，滤饼不需洗涤。已知每获l m 3滤液得滤饼0.05 m 3，操作条件下过滤常数K =

3.3×10-5m 2/s ，介质阻力可忽略，滤饼不可压缩。试计算：(1)若要求每周期获0.6 m 3的滤饼，需多大过滤面积？(2)若选用板框长×宽的规格为1m×1m ，则框数及框厚分别为多少？ (答：28.43 m 2；15个，0.04 m ；)

解：(1) 由已知条件可求得：31205.06.0m V V s ===

ν 过滤介质忽略不计，τ22KA V =，代入数据得：

36005.1103.312252????=-A

解得：A = 28.43m 2

(2) A = 2BLZ ∴ 28.43 = 2×1×1×Z 得：Z = 15

滤饼体积：V s = BL δZ 0.6 = 1×1×15×δ 得：δ = 40mm

13．有一转筒真空过滤机，每分钟转2周，每小时可得滤液4 m 3。若滤布阻力忽略不计，问每小时要获得5 m 3滤液，转鼓每分钟应转几周？此时转鼓表面的滤饼厚度为原来的几倍？假定所用的真空度不变。(答：3.1 r /min ；0.8倍)

解：∵过滤介质忽略不计 ∴n K A Q ?=

?????'

='=n K A Q n K A Q ?? 两式相比，得：n n Q Q '='，代入数据得： n '

=254则可得：min /1.3r n =' 滤饼厚度与每转所获滤液量成正比。

分别求得不同条件下每转滤液量后再相比，可得：

8.026041.3605=??

流体流动习题答案

流体流动习题 1. 雷诺准数的表达式为_________。当密度ρ＝1000kg/m3,粘度μ=1厘泊的水,在内径为d=100mm,以流速为1m/s 在管中流动时,其雷诺准数等于__________,其流动类型为______. 答案：Re=d ｕρ/μ ; 105； 湍流 2. 某流体在圆管中呈层流流动,今用皮托管测得管中心的最大流速为2m/s,此时管内的平均流速为_________. 答案： 1m/s 3. 圆管中有常温下的水流动,管内径d=100mm,测得其中的质量流量为s/,其体积流量为______.平均流速为_______.答案：s ；s 4. 管出口的局部阻力系数等于,管入口的局部阻力系数等于. 5. 流体在园直管内流动，当Re≥4000时的流型称为＿＿＿， 其平均速度与最大流速的关系为＿＿＿，而Re≤2000的流型称为＿＿＿，平均速度与最大流速的关系为＿＿＿。 答案：湍流； ≈； 层流； ＝ umax 6. 某设备上，真空度的读数为80mmHg ，其绝压=____mH2O= _____Pa. （该地区的大气压为720mmHg) 答案： ； ×104pa 7. 应用柏努利方程所选取的截面所必须具备的条件是______________。 8．流体静压强P 的作用方向为（ B ） A ．指向受压面 B ．垂直指向受压面 C ．垂直受压面 D ．平行受压面 9. 层流与湍流的本质区别是 ( D ) A. 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。 10. 在稳定流动系统中,水由粗管连续地流入细管,若粗管直径是细管的2倍，则细管流速是粗管的（ C ）倍 A. 2 B. 8 C. 4 11. 某液体在一等径直管中作稳态流动，若体积流量不变，管内径减小为原来的一半，假定管内的相对粗糙度不变，则层流时，流动阻力变为原来的（ C ） 2 22322642d lu u d l du u d l h f ρμμ ρλ= ??=??=

流体通过颗粒层的流动典型例题

第4章 流体通过颗粒层的流动典型例题 例1：过滤机的最大生产能力 用一板框压滤机对悬浮液进行恒压过滤，过滤20分钟得滤液 20m 3 ，过滤饼不洗涤，拆装时间为15分钟，滤饼不可压缩，介质阻力可略。试求： （1） 该机的生产能力，以 m 3 （滤液）/h 表示 (2)如果该机的过滤压力增加 20℅，该机的最大生产能力为多少 m 3 （滤液）/h ？ 解：（1）h m V Q D /3.346015 2020 3=?+=+= θθ （2）根据恒压过滤方程V 2=KA 2θ 2020 202 2 2 ===θV KA 为了得到最大生产能力，则应 min 15==D f θθ 在原压力下对应的滤液量为 300152022 =?==f opt KA V θ 33.17m V opt = ΔP ’=1.2ΔP V ∝ΔP 1/2 395.183.172.1m V opt =?= h m V Q D f opt /9.376015 1595 .183max =?+= += θθ 例2：滤饼的洗涤问题 采用板框压过滤机进行恒压过滤，操作1小时后，得滤液 15m 3 ，然后用2m 3 的清水在相同的压力下对滤饼进行横穿洗涤。假设清水的粘度与滤液的粘度相同。滤布阻力可略，试求： （1） 洗涤时间 （2） 若不进行洗涤，继续恒压过滤1小时，可另得滤液多少 m 3 ？ 解：V 2=KA 2θ KA 2=152 采用横穿洗涤法，则有： E w d dV d dV ??? ??=??? ??θθ41 hr V KA V f w w 07.115 215 4122412 2=??=?= θ 或者 hr J f w 07.114 1152 22=?? ==θδθ

第一章.流体流动习题及答案

一、单选题 1．单位体积流体所具有的（ A ）称为流体的密度。 A 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（ A ）。 A 密度； B 粘度； C 位能； D 动能。 3．层流与湍流的本质区别是（ D ）。 A 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（ B ）的流体。 A 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（ C ）。 A 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（ A ）。 A 绝对压力； B 表压力； C 静压力； D 真空度。 7．当被测流体的（ D ）大于外界大气压力时，所用的测压仪表称为压力表。 A 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（ A ）外界大气压力时，所用的测压仪表称为压力表。 A 大于； B 小于； C 等于； D 近似于。 9．（ A ）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。 A 压力表； B 真空表； C 高度表； D 速度表。 10．被测流体的（ D ）小于外界大气压力时，所用测压仪表称为真空表。 A 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（ B ）。 A. Um＝1/2Umax； B. Um＝0.8Umax； 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( A )。 A. 与指示液密度、液面高度有关，与U形管粗细无关；

颗粒与流体之间的相对运动

第三章 颗粒与流体之间的相对运动 一、前言：(本章:本质上讲:属于流体流动过程,从方法或手段上讲:属于非均相分离过程,下册讲的 蒸馏、吸收、萃取等单元操作都是均相分离过程)。 1、相：体系中具有相同组成，相同物理性质和相同化学性质的均匀物质。相与相之间有明确的 界面。 例如：气、液、固称为三态，每一态又称为一相。再例如：空气（或溶液）虽是混合物，但 由于内部完全均匀，所以是一个相。水和冰共存时，其组成虽同是O H 2，但因有不同的物理性质，所以是两个相；水、冰和蒸汽共存时是三个相。两块晶体相同的硫磺是一个相，两块晶体不同的硫磺（如 斜方硫和单斜硫）是两个相。 2、均相：凡物系内部各处物理料质均匀而不存在相界面者，称为均相混合物或均相物系。溶 液及混合气都是均相混合物。 3、非均相：凡物系内部有隔开两相的界面存在，而界面两侧的物料性质截然不同者，称为非 均相混合物或非均相物系。 非均相??? ?? ?? 属于气体非均相间煤气中夹杂煤渣子）合成氨厂造气车（如尘气体气体与固体微粒组成含 沫液）（含有气泡的液体即泡 液态非均相）（如碎木屑放在水面上浮液液体与固体离子组成悬 ,:,,, 非均相物系里，处于分散状态的物质称为分散物质（或分散相），包围着分散物质而处于 连续状态的流体，称为分散介质（或连续相）。如:浮悬液中的固体颗粒，称为分散物质，液体是分散介质。 4、非均相物系的分离：通过机械方法分离非均相物系的单元操作。具体点讲机械方法:沉降和过滤。 二、工业上非均相物系分离的目的 1、 收取分散物质：如从催化反应器出来的气体中，往往带有催化剂颗粒，必须把这些有 价值的颗粒回收利用。 2、 净化分散介质：合成氨生产，半水煤气中含有2CO 、S H 2灰尘等杂质，为了防止合 成触媒中毒，必须将这些杂质一一去除，以保证触媒的活性。 3、 环境保护：对三废：废气、废液、废渣的处理，地球由于被污染加剧,环保越来越受 到人们的重视。综上所述,非均相物系分离的目的是除害收益。 三、本章解决的问题 以硫铁矿为原料生产硫酸，在沸腾炉中进行的主化学反应为： 23222 82114SO O Fe O FeS +=+ 在焙烧时还有一些副反应，如生成3SO 、 硫酸盐、砷与硒的氧化物、氟化氢等。同时2SO 炉气中含有大量矿尘，它们主要是铁、铅、铜、钴、钡、锑、铋的氧化物和硫酸盐，此外 还含有气体杂质。如：三氧化硫、三氧化二砷、二氧化硒、氟化氢等。这些杂质能够堵塞管路和催化床,并使催化剂（52O V ）中毒，（二氧化硫催化氧化变成三氧化硫）。故炉气需

流体通过颗粒层的流动

第4章流体通过颗粒层的流动 概述 由众多固体堆积而成的静止颗粒层称为固定床。工业生产中流体通过固定床流动的典型例子： 1. 固定床反应器----催化剂颗粒堆积成的固定床。 2. 悬浮液的过滤----悬浮液中颗粒沉积形成的滤饼可看成固定床． 本章重点考查流体通过固定床的基本流动规律和过滤操作规律。 ４.2 颗粒床层的特性 颗粒床层由不同大小和形状的颗粒组成，流体在其中的流动与管内流动类似。但颗粒床层内的流道尺寸不同，形状各异，具有复杂的网状结构。对其特性的了解应从组成通道的颗粒着手。 4.2.1 单颗粒的特性 () 球形颗粒的几何特性可用单一参数d p全面表示，如：体积： （ ４－１） 面积： （４－２） 球形颗粒比表面积： （４－３） 非球形颗粒：非球形颗粒的几何特征不能用单一参数全面表示，通常以某种等当的球形颗粒近似表示，以使所考查领域内非球形颗粒的特征与球形颗粒等效。此球的直径称d e。当量直径可用不同方式定义。 (1). 体积当量直径：使当量球形颗粒的体积等于实际颗粒的体积V。 （４－４）

(2). 面积当量直径：使当量球形颗粒的表面积πd es2等于实际颗粒的表面积S。 （４－５） (3). 比表面当量直径：使当量球形颗粒的6/d ea等于实际颗粒的比表面积a （４－６） 非球形颗粒的形状系数：对非球形颗粒，只以一个当量直径不能确定其几何特征，因此定义形状系数。 （４－７） 4．2．2 颗粒群特性 由不同大小、形状颗粒组成的颗粒群，各单个颗粒的尺寸不会完全一样。颗粒群的大小分布用筛分分析得出。 筛分分析——用一组具有不同大小筛孔的利用筛孔的机械阻挡，将颗粒群按其粒度范围分为若干子群即对其分布进行测定（为促使颗粒通过筛孔，筛面应作某种运动）。通过筛孔的颗粒量称为筛过量，截留于筛面的颗粒量称为筛余量。称取各筛面上的颗粒筛余量，即得筛分分析基本数据，筛分分析适用于>70μm的颗粒 () 标准筛--不同国家采用不同的标准筛制，其筛孔为正方形时，其尺寸可直接用边长（mm）表示；也可用筛号或筛目（筛网单位长度上的孔数）表示。相邻筛间尺寸变化通常为或倍。 筛分分析结果--粒度分布常用分布函数表或分布函数曲线、频率分布表或频率函数曲线表示. 分布函数--某号筛（筛孔尺寸为d pi）的筛过量（质量）占试样总量的分率（F i）。不同筛号的F i与d pi标绘在图上，成为分布函数曲线。其特性为： （1）对应某一尺寸d pi的F i值表示直径小于d pi的所有颗粒占全部试样的质量分率； （2）在该批试样的颗粒最大直径处，其F i=1。 频率函数--各种粒径相对应颗粒的质量分率f i或某号筛面上筛余量占全部试样的质量分率。将不同筛号的f i与d pi标绘在图上，成为频率函数曲线，其特性为：（1）在一定粒度范围内的颗粒占全部颗粒的质量分率等于该粒度范围内频率函数曲线下的面积；

第三章 颗粒流体力学与机械分离习题

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 dh d d h d h d d h d d b a a a d a d a d a v e v e v e v e v e +=?+==∴==?= ?= ?=∴=2) 18()/(2])2/3[(] )2/3[()4/)6/()() 6/(6/6(6) /6()6/()(][3 122 32 23 1 2 ,2 3,3 1 2 2 32 2 2,3 1,33,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 v e v e m v e v e 7.177]10 46.325.0185.152.052.0175.1)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[(3 2 323532,2 22,32 530,3 231 2 ,=???-?+????-?=???-?+??-?=???===+???=+=?∴+==----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 2O 0.6 93.94mmH 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

流体力学课后习题第四章作业答案

第四章作业答案 4-3水在变直径竖管中流动，已知粗管直径 d 1=300mm ，流速v 1=6m/s 。两断面相距3m,为使两断面的压力表读值相同。试求细管直径（水头损失不计）。 解： 221122122222 112222p v p v Z Z g 2g g 2g p v p v v 6 300 3 4.837m v 9.74m/s g 2g g 2g 2g 2g l h ρρρρ++=+++++=+++=+=?= 2 2 2211 21v d v d d 300235.5mm ==== 4—4变直径管段AB ，d A =0.2m,d B =0.4m ，高差△h=1.5m，测得p A =30kPa ，p B =40kPa ，B 点处断面平均流速v B =1.5m/s ，试判断水在管中的流动方向。 解： 222 2222 0.43061.5()6m/s 0 4.900.229.8240 1.51.5 5.69m 29.819.6 B A A A B A A A B B B B d p H z m d g g g p H Z g g υυυρυρ==?==++=++==++=++= H B >H A , 水由B 流向A; 水头损失5.69-4.90=0.79m 4—5用水银压差计测量水管中的点流速u ，如读值 △h=60mm ，（1）求该点流速；（2）若管中流体是30.8/kg m ρ=的油，△h 不变，不计水头损失，则该点的流速是多少？ 解： (1) 3.85m/s u === (2) 4.34m/s u === 4—6 利用文丘里管的喉管处负压抽吸基坑中的积水，已经知道管道直径1100d mm =， 喉管直径2 50d mm =，2h m =，能量损失忽略不计。试求管道中流量至少为多大， 才能抽出基坑中的积水？ 解：由题意知，只有当12 12()()p p z z h g g ρρ+-+=时，刚好才能把水吸上来，由文丘里流 量计原理有Q =， 其中211 d k π=， 代入数据，有12.7Q l s =。

【采矿课件】第4章颗粒在流体中的运动

【采矿课件】第4章颗粒在流体中的运动 习题解答 1．什么是体积分数、质量分数？两者的关系如何？已知石英与水的密度分不为2650kg/m3和 1000kg/m3，将相同质量的石英砂和水配置成悬浮液，求悬浮液的质量分数、体积分数、物理密度和黏度？ 【解】悬浮体的体积分数ΦB（旧称容积浓度λ）是指悬浮体中固体颗粒（或气泡、液滴）的体积占有率，它是无量纲数，数值上等于单位体积的悬浮体中固体颗粒（或气泡、液滴）占有的体积。悬浮体的质量分数w B（旧称重量浓度C）是指悬浮体中固体颗粒的质量占有率，它也是无量纲数。若颗粒和流体的密度分不用δ和ρ表示，体积分数ΦB与质量分数w B有下面的关系： 已知δ=2650kg/m3和ρ=1000kg/m3，设石英砂和水的质量差不多上W，则有 故质量分数、体积分数、物理密度和黏度分不为0.5000、0.2740、1452kg/m3和2.2902μ。 2．牛顿流体和非牛顿流体的有效黏度和微分黏度有何特点？什么叫屈服切应力？哪些非牛顿流体的流变特性可用幂律模型描述？幂律模型中的参数K和n有何物理意义？ 【解】有效粘度是流变曲线上指定点到原点的直线斜率；微分粘度是流变曲线上指定点的切线斜率。牛顿流体的有效黏度等于微分黏度，同时差不多上常数；宾汉流体，微分粘度为常数，但有效黏度不为

常数，同时有效黏度大于微分黏度，当剪切速率趣近于零时有效黏度变为无穷大；假塑性流体的有效黏度大于微分黏度；胀塑性流体的有效黏度小于微分黏度；屈服假塑性流体与宾汉流体有些类似，只是微分黏度不是常数。 宾汉认为，当悬浮液的浓度大到其中的颗粒互相接触之后，就有塑性现象发生，欲使系统开始流淌，施加的剪切力必须足以破坏使颗粒形成的网架结构，那个刚好能够破坏颗粒网架结构的切应力确实是屈服切应力。 假塑性流体（包括胀塑性流体）的流变特性可用如下幂律模型描述： 幂律模型中的参数K也是流体黏性的量度，它不同于黏度，流体越黏，K值越大；指数n是液体非牛顿性的量度，n值与1相差越大，则非牛顿性越明显；关于假塑性流体的n<1（关于胀塑性流体n>1）。 3．什么是自由沉降？什么是干涉沉降？ 【解】颗粒在流体中沉降时，若不受周围颗粒或容器壁干扰，称为自由沉降。颗粒在有限空间中的沉降称之为干涉沉降。矿物加工中粒群在矿浆中的沉降确实是典型的干涉沉降，球体在窄管中的沉降也是干涉沉降。 4．已知石英与水的密度分不为2650kg/m3和1000kg/m3，水的运动黏度为1.007x10-6 m2/s，求直径为0.2mm的球形石英颗粒在水中的自由沉降速度、雷诺数和阻力系数？ 【解】已知δ=2650kg/m3、ρ=1000kg/m3、ν=1.007x10-6 m2/s和d=0.0002m，则 先试用通用公式运算：

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。 A A 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（）。 A A 密度； B 粘度； C 位能； D 动能。 3．层流与湍流的本质区别是（）。 D A 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。 B A 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（）。 C A 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（）。 A A 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。D A 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。 A A 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。 A A 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。 D A 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（）。B A. Um＝1/2Umax； B. Um＝0.8Umax； 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( )。 A A. 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( )。 C A. 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。 14.双液体U形差压计要求指示液的密度差( ) C A. 大； B. 中等； C. 小； D. 越大越好。 15.转子流量计的主要特点是( )。 C A. 恒截面、恒压差； B. 变截面、变压差； C. 恒流速、恒压差； D. 变流速、恒压差。 16.层流与湍流的本质区别是：( )。 D A. 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。 17.圆直管内流动流体，湍流时雷诺准数是（）。B A. Re ≤ 2000； B. Re ≥ 4000； C. Re = 2000～4000。 18.某离心泵入口处真空表的读数为200mmHg ，当地大气压为101kPa, 则泵

化工原理考试大纲

复习要求： 1．熟练掌握最基本的单元操作的基本概念和基础理论，对单元过程的典型设备具备基础的判断和选择能力； 2．掌握本大纲所要求的单元操作的常规计算方法，常见过程的计算和典型设备的设计计算或选型； 3．熟悉运用过程的基本原理，根据生产上的具体要求，对各单元操作进行调节； 4．了解化工生产的各单元操作中的故障，能够寻找和分析原因，并提出消除故障和改进过程及设备的途径。 复习内容： 绪论 1．化工过程与单元操作的关系化工生产过程的特点单元操作的任务专2．课程的性质，内容基础理论典型单元操作 3．课程规律和重要基础概念物料衡算能量衡算单位换算和公式转换 基本要求：-了解《化工原理》课程的性质和学习要求。336260 37 重点：化工原理课程中三大单元操作的分类和过程速率的重要概念的内涵。难点：使学生通过对课程性质的了解，把基础课程的学习思维逐步转移到对专业技术课程的学习上，在经济效益观点的指导下建立起“工程”观念。辅导第一章流体流动 1．概述 流体的特性连续介质模型 2．流体静力学原理和应用 流体密度流体静压强流体静力学基本方程 U型压差计 3．流体流动中的守恒定律 流体流动的连续性方程及其应用定态流动 柏努利方程及其几何意义和应用流线与轨线 4．流体流动的阻力 管流现象流动型态——层流和湍流 雷诺数的物理意义和临界值流动阻力分析管流阻力计算 牛顿粘性定律管流速度分布边界层的发展和和分离 5．流体流动阻力的计算 直管阻力计算式层流时的摩擦系数湍流时的摩擦系数 海根-泊稷叶公式布拉修斯公式范宁公式 局部阻力系数法和当量长度法非圆管道的当量直径计算法 因次分析法 Moody图及其使用 6．管路计算 简单管路与复杂管路简单管路计算的方程组 管路的设计型计算管路的操作型计算 空气、水在管中的常用流速范围简单管路的典型试算法 7．流速和流量的测量 皮托管孔板流量计文丘里流量计转子流量计 基本要求： 熟练掌握流体静力学基本方程式，连续性方程式和柏努利方程式及其应用；正确理解流体的流动类型和流动阻力的概念；掌握流体流动阻力的计算，简单管

单元练习 流体流动及输送机械(答案)

单元练习：流体流动及输送机械 一、填空题（仅供练习使用，需掌握基本概念与基本公式） 1. 层流时，摩擦系数λ与Re的关系为λ=64/Re。 2. U型管压差计指示液为水，若所测压差不变，要使读数R增大，应更换一种密度比水 小的指示液。 3. 流体输送机械向流体提供的能量主要用于流体势能提高和 阻力损失。 4. 离心泵前必须先灌泵是因为空气密度小，造成的压差或泵吸入口的真空度小 而不能将液体吸入泵内。 5. 用离心泵将地面敞口容器中的碱液送至离地面10m高处密闭容器中，容器上方真空表读数 为P，现在表的读数增大，其他管路条件不变，则管路总阻力损失将增大。6. 水由敞口高位槽通过一管路流向压力恒定的反应器，当管路上的阀门开度减小（湍流态变 为层流态），水流量将减小，摩擦系数增大，管路总阻力损失增大。（增大，减小，不变） 二、选择题 1. 对离心泵允许安装高度没有影响的是下列情况中的 D 。 A. 安装处的大气压； B. 输送液体温度； C. 吸入管道的流动阻力； D. 排出管道的流动阻力 2．流体在圆管内层流流动时，最大速度是平均速度的（ C ） A. 四分之一 B. 一半 C .二倍 D. 四倍 3. 当被测流体的绝对压强大于外界大气压强时，所用的测压仪表称为（ A ） A. 压力表 B. 真空表 C. 高度表 D. 速度表 4. 流体在直管中流动，当Re≤2000时，流体的流动类型属于（ A ） A.层流 B. 湍流 C.过渡流 D. 漩涡流 三、简答题 1. 离心泵在开车前为何要先关闭出口阀门？ 答：离心泵开动时的瞬时启动电流为正常工作电流的5～7倍，为保护电机，关闭出口阀以减小负荷，减小电流，防止电极因瞬时电流过大而烧毁。 2. 汽蚀现象产生的原因是什么？会造成什么样的结果？

流体力学习题及答案-第四章

第四章 流体动力学基本定理及其应用 4-1 欧拉运动微分方程和伯努利方程的前提条件是什么，其中每一项代表什么意义 答：（1）欧拉运动微分方程是牛顿第二定律在理想流体中的具体应用，其矢量表达式为： ()p f v v t v ?-=??+??ρ 1ρρρρ 其物理意义为：从左至右，方程每一项分别表示单位质量理想流体的局部惯性力、迁移惯性力、质量力和压力表面力。 （2）伯努利方程的应用前提条件是：理想流体的定常运动，质量力有势，正压流体，沿流 线积分。单位质量理想流体的伯努利方程的表达式为： C gz p =++ρ 2V 2，从左至右方程每项分别表示单位质量理想流体的动能、压力能和位能，方程右端常数称流线常数，因此方程表示沿流线流体质点的机械能守恒。 4-2 设进入汽化器的空气体积流量为s m /15.0Q 3 =，进气管最狭窄断面直径D=40mm ，喷油嘴直径d=10mm 。试确定汽化器的真空度。又若喷油嘴内径d=6mm ，汽油液面距喷油嘴高度为50cm ，试计算喷油量。汽油的重度3 /7355m N =γ。 答：（1）求A 点处空气的速度： 设进气管最狭窄处的空气速度为1v ，压力为1p ，则根据流管的连续方程可以得到： () Q v d D =-1224 1 π， 因此：() 2 214d D Q v -= π。 （2）求真空度v p 选一条流线，流线上一点在无穷远处F ，一点为A 点；并且： 在F 点：0F p p =，0F =v ； 在A 点：?1A ==p p ，1A v v =。 将以上述条件代入到伯努利方程中，可以得到： g v p p 202 11 +=+γγ

流体力学练习题及答案

流体力学练习题及答案 一、单项选择题 1、下列各力中，不属于表面力的是（）。 A．惯性力B．粘滞力 C．压力 D．表面张力 2、下列关于流体粘性的说法中，不准确的说法是（）。 A．粘性是实际流体的物性之一 B．构成流体粘性的因素是流体分子间的吸引力 C．流体粘性具有阻碍流体流动的能力 D．流体运动粘度的国际单位制单位是m2/s 3、在流体研究的欧拉法中，流体质点的加速度包括当地加速度和迁移加速度，迁移加速度反映（）。 A．由于流体质点运动改变了空间位置而引起的速度变化率 B．流体速度场的不稳定性

C ．流体质点在流场某一固定空间位置上的速度变化率 D ．流体的膨胀性 4、重力场中平衡流体的势函数为（ ）。 A ．gz -=π B ．gz =π C ．z ρπ-= D ．z ρπ= 5、无旋流动是指（ ）流动。 A ．平行 B ．不可压缩流体平面 C ．旋涡强度为零的 D ．流线是直线的 6、流体内摩擦力的量纲[]F 是（ ）。 A. []1-MLt B. []21--t ML C. []11--t ML D. []2-MLt 7、已知不可压缩流体的流速场为xyj zi x 2V 2+= ，则流动属于（ ）。 A ．三向稳定流动 B ．二维非稳定流动 C ．三维稳定流动 D ．二维稳定流动 8、动量方程 的不适用于in out QV QV F )()(ρρ∑-∑=∑

( ) 的流场。 A．理想流体作定常流动 B．粘性流体作定常流动 C．不可压缩流体作定常流动 D．流体作非定常流动 9、不可压缩实际流体在重力场中的水平等径管道内作稳定流动时，以下陈述错误的是：沿流动方向 ( ) 。 A．流量逐渐减少 B．阻力损失量与流经的长度成正比 C．压强逐渐下降 D．雷诺数维持不变10、串联管道系统中,其各支管内单位质量流体的能量损失（）。 A．一定不相等 B．之和为单位质量流体的总能量损失 C．一定相等 D．相等与否取决于支管长度是否相等

化工原理流体流动试题(跟答案)

化工原理第1章 化工原理试题(附答案) 姓名 _________ 班级 _________ 学号 __________ 一、填空题: 1.( 3分) 题号 1001 第 1章知识点: 600 难度: 易 雷诺准数的表达式为________________。当密度ρ＝1000 kg.m,粘度μ=1[厘泊]的水,在内径为d=100[mm],以流速为1 [m.s]在管中流动时,其雷诺准数等于__________,其流动类型 为_____. ***答案*** Re=dｕρ/μ ; 10; 湍流 2.( 3分) 题号 1002 第 1章知识点: 600 难度: 易 雷诺准数的表达式为________________。当密度ρ＝1000 kg. m,粘度μ=1[厘泊]的水,在内径为d=10[mm],以流速为0.15 [m. s]在管中流动时,其雷诺准数等于__________,其流动类型 为_____. ***答案*** Re=dｕρ/μ ; 1500; 层流 3.( 3分) 题号 1003 第 1章知识点: 600 难度: 易 雷诺准数的表达式为________________。当密度ρ＝820 kg. m,粘度μ=3[厘泊]的水,在内径为d=100[mm],以流速为2[m.s] 在管中流动时,其雷诺准数等于__________,其流动类型为_____. ***答案*** Re=dｕρ/μ ; 5,46X10; 湍流 4.( 3分) 题号 1004 第 1章知识点: 600 难度: 易 雷诺准数的表达式为________________。当密度ρ＝820 kg. m,粘度μ=3[厘泊]的水，在内径为d=10[mm]，以流速为0.5[m. s]在管中流动时,其雷诺准数等于__________,其流动类型为__ ___. ***答案*** Re=dｕρ/μ ; 1366; 层流 5.( 2分) 题号 1005 第 1章知识点: 600 难度: 易 某流体在圆管中呈层流流动,今用皮托管测得管中心的最大流 速为2m.s,此时管内的平均流速为_____________. ***答案*** 1m.s 6.( 2分) 题号 1006 第 1章知识点: 600 难度: 易 某流体在圆管中呈层流流动,今用皮托管测得管中心的最大流 速为3m.s,此时管内的平均流速为_____________.

流体通过颗粒层的流动

第十一章 习 题 单级萃取 1．现有含15%（质量）醋酸的水溶液30kg ，用60kg 纯乙醚在25℃下作单级萃取，试求： （1）萃取相、萃余相的量及组成； （2）平衡两相中醋酸的分配系数，溶剂的选择性系数。 物系的平衡数据如下表： 在25 ℃下，水（B ）－醋酸（A ）－乙醚（Ｓ）系统的平衡数据如下表（均以质量％表示） 水层 乙醚层 水 醋酸 乙醚 水 醋酸 乙醚 93.3 88.0 84.0 78.2 72.1 65.0 55.7 0 5.1 8.8 13.8 18.4 23.1 27.9 6.7 6.9 7.2 8.0 9.5 11.9 16.4 2.3 3.6 5.0 7.2 10.4 15.1 23.6 0 3.8 7.3 12.5 18.1 23.6 28.7 97.7 92.6 87.7 80.3 71.5 61.3 47.7 2．图示为溶质（A ），稀释剂（B ）、溶剂（S ）的液液相平衡关系，今有组成为x f 的混合液100kg ，用80kg 纯溶剂作单级萃取，试求： （1）萃取相、萃余相的量及组成； （2）完全脱除溶剂之后的萃取液E °、萃余液R °的量及组成。 *3．醋酸水溶液100kg ，在25℃下用纯乙醚为溶剂作单级萃取。原料液含醋酸x f =0.20，欲使萃余相中含醋酸x A =0.1（均为质量分率）。试求： （1）萃余相、萃取相的量及组成； （2）溶剂用量S 。 已知25℃下物系的平衡关系为 y A =1.356 x A 1.201 y S =1.618-0.6399exp(1.96 y A ) 习题2附图 x S =0.067+1.43 x A 2.273 式中y A －与萃余相醋酸浓度x A 成平衡的萃取相醋酸浓度； y S －萃取相中溶剂的浓度； x S －萃余相中溶剂的浓度； y A 、y S 、x S 均为质量分数。 多级萃取 4．丙酮（A ）、氯仿（B ）混合液在25℃下用纯水作两级错流萃取，原料液中含丙酮40%（质量），每级溶剂比均为1：1。物系的相平衡关系如图所示，试作图以求取最终萃余相中的丙酮的浓度。 5．含醋酸0.20（质量分数，下同）的水溶液100kg ，用纯乙醚为溶剂作多级逆流萃取，采用溶剂比S/F 为1，以使最终萃余相中含醋酸不高于0.02。操作在25℃下进行，物系的平衡方程参见习题3。试 求：最终萃取相的量及组成、最终萃余相的量及组成。 习题4附图 203

流体流动测验题及答案

流体流动 一选择与填空（4×15 共 60分） 1.①孔板流量计和转子流量计的最主要区别在于：前者是恒______， 变_______；后者是恒_______，变______。 ②边长为0.5m的正方形通风管道,其当量直径为_________。 答：①截面，压差，压差，截面；② 0.5 。 2.当Re为已知时，流体在圆形管内呈层流时的摩擦系数λ =_______，在粗糙管内呈 湍流时，摩擦系数λ与____________、_____________有关。 答： 64/Re ， Re ，ε/d 3.对如图所示的测压装置，分别写出ΔＰ＝Ｐ1－Ｐ2 （ａ）图ΔＰ_____________，（ｂ）图ΔＰ________________， （ａ）ΔＰ＝Ｒｇ（ρm－ρ） （ｂ）ΔＰ＝Ｒｇρ 4．下图中高位槽液面保持恒定，液体以一定流量流经管路，ａｂ与ｃｄ两段长度相等，管径与管壁粗糙度相同，则： ①ΔＰab__＜____ΔＰcd，②ｈf ab____＝_____ｈf cd ，③R1__＝_____R2 (填＝、＞、＜ )

5．层流与湍流的本质区别是：________。 Ａ．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 6．水从大管流入小管，管材相同，d大＝2d小,管内流动为层流，则小管每米直管中因流动阻力产生的压降是大管中的____________________倍？ A、8 B、16 C、32 D、＞32 二计算题 1．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R1 = 400 mm，R2 = 50 mm，指示液为水银。为防止水银蒸气向空间扩散，在右侧的U管与大气连通的玻璃管内灌入一段水，其高度R3 =50 mm。求A、B两处的表压强。 解：U管压差计连接管中是气体，其密度远远小于水银及水的密度，由气柱高度所 产生的压强差可以忽略。设R2下端为C点，R1下端为D点，因此可认为 P A≈P C,P B≈P D。 P A≈P C =ρH2O gR3 +ρHg gR2 = 1000×9.81×0.05 + 13600×9.81×0.05 = 7161 N/m2（表压） P B≈P D = P A +ρHg gR1 = 7161 + 13600×9.81×0.4 = 6.05×104 N/m2（表压） 2．水以2.5m/s的流速流经Φ38×2.5 mm的水平管，此管以锥形管与另一Φ38×3 mm 的水平管相连。如附图所示，在锥形管两侧A、B处各插入一垂直玻璃管以观察两截面的 压强。若水流经A、B两截面间的能量损失为1.5 J/kg，求两玻璃管的水面差（以mm记），并在本题附图中画出两玻璃管中水面的相对位置。（水的密度取为1000 kg/m3）

流体流动习题及答案

流体流动习题及答案 Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】

一、单选题 1．单位体积流体所具有的（）称为流体的密度。 A A 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（）。 A A 密度； B 粘度； C 位能； D 动能。 3．层流与湍流的本质区别是（）。 D A 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。 B A 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（）。 C A 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（）。 A A 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。 D A 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。 A A 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。 A A 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。 D A 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（）。 B A. 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( )。 A A. 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( )。 C A. 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。 14.双液体U形差压计要求指示液的密度差( ) C A. 大； B. 中等； C. 小； D. 越大越好。 15.转子流量计的主要特点是( )。 C A. 恒截面、恒压差； B. 变截面、变压差； C. 恒流速、恒压差； D. 变流速、恒压差。 16.层流与湍流的本质区别是：( )。 D A. 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。 17.圆直管内流动流体，湍流时雷诺准数是（）。 B A. Re ≤ 2000； B. Re ≥ 4000； C. Re = 2000～4000。 18.某离心泵入口处真空表的读数为 200mmHg ，当地大气压为101kPa, 则泵入口处的绝对压强为（）。 A A. ； B. 101kPa； C. 。 19.在稳定流动系统中，水由粗管连续地流入细管，若粗管直径是细管的2倍，则细管流速是粗管的（）倍。 C A. 2； B. 8； C. 4。 20.流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是（）。 C

流体流动习题答案

11. 本题附图所示的贮槽内径D 为2 m ，槽底与内径d 0为32 mm 的钢管相连，槽内无液体补充，其液面高度h 1为2 m(以 管子中心线为基准)。液体在本题管内流 动时的全部能量损失可按2 20f h u =∑计算，式中u 为液体在管内的流速。试求 当槽内液面下降1 m 时所需的时间。 解：根据物料衡算，在d θ时间内，槽内由于液面下降dh 而减少的液体量均由管路出口流出，于是有 2244D dh d ud ππθ= (1) 取管中心线所在的水平面位能基准面，在瞬时截面11'- 与管路出口截面22'-间列柏努利方程，得 22112212,1222 f p u p u gz gz h ρρ-++=+++∑ 其中，1z h = 20z = 120p p ==(表压) 10u ≈ 2,1220f h u -=∑ 解得20.6920.0692u z h == (2) 将(2)式代入(1)式，并在下列边界条件下积分 10θ= 12h m = 2θθ= 21h m = 2 122000()4644 1.29320.692s h h θ=-?==? 12. 本题附图所示为冷冻盐水循环系统。盐水的密度为1100 kg/m 3，循环量为36 m 3/h 。管路的直径相同，盐水由A 流经两 个换热器而至B 的能量损失为 J/kg ，由B 流 至A 的能量损失为49 J/kg ，试计算：(1) 若 泵的效 率为70%时，泵的轴功率为若干kW (2) 若

A 处的压强表读数为245.2?103 Pa 时， B 处的压强表读数为若干 解：对循环系统，在管路中任取一截面同时作上游和下游截面，列柏努利方程，可以证明泵的功率完全用于克服流动阻力损失。 (1) 质量流量 331100/36/360011/s S w V kg m m s kg s ρ==?= ,,98.149147.1/f A B f B A We h h J kg --=+=+=∑∑ 147.1111618.1/e e s N W w J s ==?= /1618.1/0.7 2.31N Ne kW η=== (2) 在两压力表所处的截面A 、B 之间列柏努利方程，以通过截面A 中心的水平面作为位能基准面。 22,22A A B B A B f A B p u p u gz gz h ρρ-++=+++∑ 其中，0A z =，7B z m =，A B u u =，245.2A p =kPa ，,98.1/f A B h J kg -=∑ 将以上数据代入前式，解得4,() 6.210A B B f A B p p gz h Pa ρρ-=--=?∑(表压) 13. 用压缩空气将密度为1100 kg/m 3的腐蚀性液体自低位槽送到高位槽，两槽的液面维持恒定。管路直径均为60 3.5mm mm φ?，其他尺寸见本题附图。各管段的能量损失为2,,f AB f CD h h u ==∑∑，2, 1.18f BC h u =∑。两压差计中的指示液均为水银。试求当R 1=45 mm ，h =200 mm 时：(1) 压缩空气的压强p 1为若干 (2) U 管压差计读R 2数为多少 解：求解本题的关键为流体在管中的流速 (1)在B 、C 间列柏努利方程，得 22,22C C B B B C f B C p u p u gz gz h ρρ-++=+++∑ ,()B C C B f B C p p g z z h ρ--=-+∑ (1) 1()()B C Hg C B p p gR g z z ρρρ-=-+- 3(136001100)9.81451011009.815-=-???+??