化工原理之流体流动练习题
1
流体流动章节
1．若将90kg 相对密度为0.83的油品与60kg 相对密度为0.71的油品混合，试求混合油的密度。 解：)/(777710
608309060
903m kg m =++=
ρ
2．试计算空气在-40℃和41kPa(真空度)下的密度和重度，大气压力为1.013×105Pa 。
解：335/902.0)
4015.273(831429
)104110013.1(m kg RT pM =-???-?==ρ
33/902.0/85.881.9902.0m kgf m N ==?=γ
3．燃烧重油所得的燃料气，经分析测知其中含生8.5%CO 2，7.5％02，76％N 2，8%H 20(均系体积百分率)。试求温度为500℃，压力为1.013×105Pa 时，该混合气体的密度。 解：3/693.0)
50015.273(831444
1013002m kg RT pM CO =+??==
ρ 3/504.0)
50015.273(831432
1013002
m kg RT pM O =+??==
ρ 3/441.0)
50015.273(831428
1013002
m kg RT pM N =+??==
ρ 3/284.0)
50015.273(831418
1013002
m kg RT pM O H =+??==
ρ
2
3/455.0m kg x i
V i m =∑=ρρ
4．烟道气的组成约为含13％CO 2，11％H 20，76％N 2(均系体积％),计算400℃时常压烟道气的粘度。 解：
cp
M y M y i i i i i m 62
/12/12/12/162/162/162
/12
/1101.302876.01811.04413.028100.3176.018100.2311.044100.3013.0----?=?+?+????+???+???=
∑∑=
μμ5．液体混合物的组成为乙烷40％和丙烯60％(均为摩尔百分率)，计算此液体混合物在-100℃时的粘度。乙烷和丙烯在-100℃时的粘度分别为0.19mPa ·s 和0.26mPa ·s 。
解：6395.026.0lg 6.019.0lg 4.0lg lg -=?+?=∑=i i m x μμ
S mPa m ?=229.0μ
6．某流化床反应器上装有两个U 形管压差计，如本题附图所示。测得R 1＝400mm ，R2＝50mm 指示液为汞。为防止汞蒸气向空间扩散，在右侧的U 形管与大气连通的玻璃管内装入一段水，其高度R 3＝50mm 。试求A 、B 两处的表压力。 解：05.081.91360005.081.91000232??+??=+=gR gR p H g O H A ρρ
mmHg kPa Pa 7.5316.71016.73==?=
3
7．如本题附图所示的汽液直接接触混合式冷凝器，水蒸气被水冷凝后的凝液和水一起沿气压管流入敞口水池并连续排至地沟。冷凝器上真空表的读数为80kPa ，大气压力为98kPa 。为了防止水池中的水倒流到冷凝器，试问气压管内的液柱高度H 应不小于多少m 。(气压管及其出口的阻力损失可忽略不计)。 解：容器中的压力为：kPa p 1880981=-=
由静力学方程：a O H p gH p =+21ρ
()m g p p H O H a 15.881
.910001018983
12=??-=-=∴ρ
8．用一多U 形管压差计测定水流管路中A 、B 两点的压差，压差计的指示液为汞，两段汞柱之间充满水，如本题附图所示。今测得h l ＝1200mm ，h 2＝1300mm ，R l ＝900 mm ， R 2＝950mm ，试向A 、B 两点问的压差p ?为多少Pa?
4
解：由静力学方程：
()()11222211222R h h g gR R h g p gR gh p O H H g O H B H g O H A +--+-+=-+ρρρρρ ()()()
()21212122R R g R R g R R g p p p O H H g O H H g B A +-=+-+=-=?∴ρρρρ
()()Pa 51029.295.09.081.91000
13600?=+??-= 9．用一如图1-13所示的双液体微差压差计来测量输送甲烷管路中某一段的压差，压差计读数为200mm ，压差计中的双指示液为四氯化碳和水，相对密度分别为1.6和1.0，U 型管内径为6mm ，扩大室直径为60mm ，试求该段压差p ?为多少mmH 20。
(1)忽略扩大室中液面变化； (2)考虑扩大室中液面变化；
(3)两种情况下的测量误差为多少?
5
解：⑴如忽略扩大室中液面的变化，则可按如下公式计算：
()()O mmH Pa g R p B A 230.1201018.181.91000
16002.0=?=?-?=-=?ρρ ⑵如考虑扩大室中液面的变化，则：
()()81.91000606100016002.02
2????
?????????
??+-?=??????????? ??+-=?g D d R p B B A ρρρ
O mmH Pa 230.1221020.1=?= ⑶二者误差为：
%64.1%1000
.122120
0.122=
?-
l0．在如本题附图所示的贮油罐中装有密度为960kg/m 3的油品，油面距罐底的高度为9.6m ，油面上方为常压。在罐侧壁的下部有一直径为760mm 的人孔，其中心距罐底800mm ，人孔盖用14mm 的钢制螺钉紧固。若螺钉材料的工作应力取为39.23Mpa ，问至少需要几个螺钉?
解：人孔中心处压力为：
()Pa gH p A 41029.88.06.981.9960?=-??==ρ
6
则人孔平均受力为：
N A p F A A A 4241076.376.04
1
14.31029.8?=????==
每个螺钉可以承受的力为：
()N F B 32
61004.6014.014.34
11023.39?=????=
需要的螺钉数目为：
72.610
04.61076.33
4≈=??==B A F F n 11．密度为910kg/m 3的原油经过管径为φl08×4mm 的管道流动，流速为0.85m/s 。试求原油的体积流量(m 3/h)、质量流量(kg/h)和质量流速(kg/m 2·s)。
解：体积流量为：h m uA V h 320.2436001.014.34
1
85.0=????==
质量流量为：h kg V W h h 41019.29100.24?=?==ρ
质量流速为：s
m kg
u G s ?=?==25.77391085.0ρ
12．某厂用φ114×4.5mm 的钢管输送压力P ＝2.0MPa(绝压)、温度为20℃的空气，流量为6300m 3/h (标准状况)。试求空气在管道中的流速、质量流速和质量流量。
解：在操作状况下的体积流量为：
h m T T p p V V h 36
5011004
.34215.2732015.273100.210013.16300=+????== 操作状况下气体密度为：
7
3561001078
.2320
15.27315.27310013.1100.2293.1m kg T T p p =+????==ρρ 操作状况下气体流速为：s m A V u s 98.10105.014.341
36004
.3422=??=
= 气体质量流速为：s
m kg
u G ?=?==21.26178.2398.10ρ 气体质量流量为：h
kg V W 31014.878.234.342?=?==ρ
13．从容器A 用泵B 将密度为890kg/m 3的油品输送到塔C 顶部。容器内与塔顶的表压力如本题附图所示，管子的规格为
φ114×4mm 。油品的输送量为
5.4xl04kg/h ，输送管路的全部阻力损失为122J/kg ，试求泵的有效功率。 解：管内流体的流速：
S m u 910.1106
.036008904
104.52
42=?????=π 以容器A 的液面为截面1，以塔C 为截面2，在1-2截面间列柏努利方程： ∑++
+
=++
+
f
h p u g Z We p u g Z ρ
ρ
2
221
212
2
2
1
8
122890
1021602910.181.9360081.91.23
2+?++?=+++?We 得：kg J 108833.23?=W e
kW
S J h J WeW Ne 25.4310325.410557.1 104.5108833.24
8
4
3=?=?=???==
14．如图l-58所示，从敞口高位槽向精馏塔供料，高位槽内液面维持不变，塔进料口处的压力为40kPa(表压)原料液的密度为890kg/m 3，管子直径为φ60×3mm ，从高位槽至塔的进料管入口处的阻力损失为22J/kg 。试问要维持14m 3/h 的进料量，高位槽中的液面须高出塔的进料口多少m 。
解：以进料口为基准水平面，在1－1和2－2间列柏努利方程：
∑+++=++f H g
u g p z g u g p z 222
2
222111ρρ
其中：p 1=0，u 1=0，z 1=？
z 2=0 p 2=40kPa ，s m A V u 70.154.014.341
360014
22=??==
∑==
m H f 24.281
.922
代入上式得：∑+?+??=++=24.281
.9270.181.9890104022
32
221f H g u g p z ρ
m 97.6=
15.如本题附图所示，油水分离器中的油水分界面借助于Π形管来维持和调节。
9
汽油的密度为780kg/m 3，水的密度为996kg/m 3。试分析和计算:
(1)分离器中的油水分界面高度H 与分离器的直径、油水混合液的处理量、油水混合液中水的含量、汽油密度、Π形管的直径和高度有何关系。
(2)如阀1和阀2均关闭时，油水分界面的高度H 为多少米(忽略损失)?
(3)如打开阀2时，H 为多少米(忽略Π形管内的阻力损失)?
(4)如水在Π形管内的流动阻力损失为f
h ∑＝0.2J/kg 时，重新计算(2)和(3)的内容。 解：⑴在1－1和2－2间列柏努利方程：
=++g u g p z 22111ρ∑+++f H g
u g p z 22
2
22ρ
其中：z 1=H ，p 1=ρ
gas
g(4.5-H)，u 1=0
z 2=h ，p 2=0，u 2=u 2，∑=g
u d l H f 22
2
λ
代入可得：
gas
gas
g u d l h H ρρρρλρ--??? ??++
=
5.4212
2
由上式可以看出，油水界面高度H 与分离器直径无关；油水处理量增加，则H 降低；油水混合物中水含量增加则H 降低；汽油密度增加则H 降低；Π形
10
管直径增加则H 降低；Π形管高度增加则H 增加。
⑵当阀1和阀2均全关闭时，以油水界面为截面1，以Π形管管顶为截面2。在1-2截面间列柏努利方程：
∑++
+
=+
+
f h p u
g Z p u g Z ρ
ρ
2
221
212
2
2
1
式中：H Z =1，()H g p -=5.41油ρ（表压），01=u m Z 2.42=，02=p （表压），02=u ，
∑=0f
h
代入式中：()
81.92.45.481.9?=-+
?水
油ρρH g H
整理得：()2.45.4?=-+g H g gH 水油水ρρρ 得：m H 117.3=
⑶打开阀2而不考虑阻力损失，以油水界面为截面1，以阀2为截面位。
在1-3截面间列柏努利方程： ∑++
+
=+
+
f h p u
g Z p u g Z ρ
ρ
2
2
21
212
2
2
1
式中：H Z =1，()H g p -=5.41油ρ（表压），01=u m Z 9.32=，
03=p （表压）
，03=u ，∑=0f h 代入式中：()
81.99.35.481.9?=-+
?水
油ρρH g H
整理得：()9.35.4?=-+g H g gH 水油水ρρρ
11
得： m H 733.1=
⑷若考虑阻力损失：在⑴中阀1、2关闭时： ∑++
+
=+
+
f h p u
g Z p u g Z ρ
ρ
2
2
21
212
2
2
1
()
2.02.45.4+=-+g H g Hg 水
油ρρ，得： m H 211.3=
在⑵中阀2打开时： ∑++
+
=+
+
f h p u
g Z p u g Z ρ
ρ
2
221
212
2
2
1
()
2.09.35.4+=-+
g H g Hg 水
油ρρ， 得：m H 827
.1= 16．如本题附图所示，为丙烯精馏塔的回流系统，即回流罐内的丙烯通过回流管返回至精馏塔顶。精馏塔顶的操作压力为 1.3MPa(表压)，回流罐内液面上方压力为2.0MPa(表压)。塔内回流管口距回流罐内液面的垂直距离为30m ，回流管内径为140mm ，丙烯精馏塔的回流量为4×104kg/h ，丙烯的密度为600kg/m 3回流管路的全部阻力损失为150J/kg ，试问将丙烯从回流罐送到精馏塔顶是否需要泵。
12
解：以回流罐液面为基准水平面。
s
m A
W u 20.114.014.34
1
6003600
1042
4
=????==
ρ
塔顶部：kg J u p g z E 32
6211
111076.22
2.160010
3.181.9302?=+?+?=++=ρ
回流罐：kg J u p g z E 36
2
22
221033.30600
100.202?=+?+=++=ρ
∑
J
h E f
∴不需要加泵。
17．如本题附图所示，打开阀C 和阀D ，将贮槽A 中的NaOH 和Nacl 的混合水溶液放入反应槽B 中，问贮槽A 中的液面从3m 降至0.3m 需要多少时间。已知贮槽A 和反应槽B 的直径均为2m ，管路尺寸为φ32×2.5mm ，溶液在管路中的
13
瞬时流速Z u ?=7.0m/s ，式中Z ?为该瞬时两槽的液面高度差。
解：解法一：设A 槽中水位高度为z ，则：()z z z z 212315+=+--=?
瞬时流速为：z z u 2127.07.0+=?=
设A 槽在dt 时间内下降的液位为dz ，则由物料衡算：
dt z d udt d dz D 2127.04
1
4141222+?==-πππ 整理得： dt D d z dz 22
27.06=+-
积分： ??
?
?
? ???=+-t
dt z dz 0
2
3
.03
2027.027.06
h s t 51.11043.53=?=∴
解法二：设A 槽中下降的水位高度为z ，则：()z z z z 218)15(3-=-+-=?
14
瞬时流速为： z z u 2187.07.0-=?=
设A 槽在dt 时间内下降的液位为dz ，则由物料衡算：
dt z d udt d dz D 2187.04
1
4141222-?==πππ 整理得：
dt D d z
dz 22
27.09=-
积分：
??
?
?
?
???=-t
dt z dz 0
2
7
.20
2027.027.09
h s t 51.11043.53=?=∴
18．求出下列流体在φ57×3.5mm 的管内流动时如果保持层流状态允许的最大平均流速。 (1)20℃的水；
(2)粘度为35mPa ·s 及相对密度为0.963的重油；
(3)20℃和0.1MPa 下的空气。
解：⑴查得：20℃时水的粘度μ＝1.005×10-3Pa ·s ，ρ＝998.2kg/m 3
μ
ρ
du =
Re ρ
μ
d u ?=
∴Re 取Re=2000 则：s m u 040.02
.99805.010005.120003max
=???=-
⑵s m d u 45.1963
05.010352000Re 3
max
=???=?=-ρμ
⑶查得：20℃时空气的粘度μ＝18.1×10-6Pa ·s
15
35610010189
.12015.27315.27310013.1101.0293.1m kg T T p p =+????==ρρ s m d u 609.0189
.105.0101.182000Re 6
max
=???=?=∴-ρμ
19．求如本题附图所示20℃水稳定流动管路的阻力损失
f h ∑ (J/kg)。大、小管的管径分别为φ57×2.5mm 和φ32×2.5mm ，绝对粗糙度为0.5mm 管路中装有一个截止阀，水在大管中的流速为0.5m/s ，其它有关数据如附图所示。
解：水在小管中流速为：s m u d
d u 85.15.027522
12
2
1
2=???? ??=???
? ??=
20℃时水的粘度μ=1.005×10-3Pa ·s ，密度ρ＝998.2kg/m 3
20001058.210
005.12.9985.0052.0Re 43
111>?=???=
=
∴-μ
ρ
u d
16
20001096.410
005.12.99885.1027.0Re 4
3
222>?=???=
=
-μ
ρ
u d ∴水在管中均为湍流。
0096.0525
.011
==d ε 查得：027.01=λ 0185.027
5
.02
2
==d ε 查得：026.02=λ
查得截止阀全开时：m l e 11=；90°大弯头：m l e 2.2= 90°小弯头：m l e 1.1=；变径：m l e 65.0= 另外：进口阻力系数 5.0=ξ；出口阻力系数 1=ξ
()()∑+++++=∴2
222
2
2
2
2112
22
22
2
11
11
u u u d l l u d l l h e e f ξξλλ 285.1027.065.01.1115.13026.025.0052.02.245.7027.02
2?++++?+?++?=
kg J 9.312
85.1125.05.02
2=?+?+
20．用泵将冷却水从水池输送到冷却塔，已知从水池到泵的吸入口管路的管径为φ114×4mm 、长度为10m ，在吸入段管路上有1个90○标准弯头、1个吸滤底阀；从泵的出口到冷却塔顶喷嘴的管路的管径为φ88.5×4mm 、长度为36m ，在排出段管路上有2个标准90○弯头 1个1/2开度的闸阀。已知水温为20℃，塔内压力为69kPa(表压)，喷嘴进口处的压力比塔内压力高lOkPa ，输送管道
17
的绝对粗糙度均为0.2mm ；其它数据如本题附图上所示。要求水的流量为56m 3/h ，求泵所需的有效功率Pe 。
解：查得：20℃时水的粘度μ=1.005×10-3Pa ·s ，密度ρ＝998.2kg/m 3
吸入管路流速：s m A V u 76.1106.014.34
1360056
2
11=??==
排出管路流速：s m A V u 06.30805.014.34
1360056
2
22=??==
取地面为参考水平面，如图在1－1和2－2之间列柏努利方程：
∑+++=+++f e
h u p g z w u p g z 2
22
2
22211
1ρρ
其中：z 1=-2m ，p 1=0，u 1=0
18
z 2=21m ，p 2=69+10=79kPa ，u 2=3.06m/s 5
3
1111085.110005.12.99876.1106.0Re ?=???=
=
-μ
ρ
u d 53
2221045.210
005.12
.99806.30805.0Re ?=???=
=-μ
ρ
u d 00189.0106
2
.01
==d ε
查得：017.01=λ 00248
.05
.802
.02==d ε
查得：016.02=λ
90°弯头：75.0=ξ ；底阀：5.1=ξ ；半开闸阀：5.4=ξ
∑∑∑+++=∴2
2222
2
2
2112222221111u u u d l u d l h f ξξλλ ()276.15.175.0206.30805.036016.0276.1106.010017.02
22?++??+??= ()kg J 6.672
06.35.475.022
=?
+?+ 代入柏努利方程得：
()∑+++-=f e h u p g z z w 2
2
2
2
12ρ
()kg J 0.3776.672
06.32.998107981.92212
3=++?+
?+= kW W V w Ne e 85.51085.52.9983600560.3773=?=??==ρ
19
21．一定流量的液体在圆形直管内作层流流动。若管长和液体物性不变，而管径减至原来的l/2，问阻力损失为原来的多少倍。 解：层流时，由哈根－泊谡叶公式知： 2
32d lu p μ=
? 如12
21
d d = 则： 112
2
1
24u u d
d u =???
? ??= 164432322
212
2
122121221
1
222
12=?===??d u d u d u d u d lu d lu p p μμ 22．液体在光滑圆形直管内作湍流流动。若液体的物性、管长和管径均不变，而流量增至成的2倍，问阻力损失为原来的多少倍(设两种情况下，雷诺数均在3×103
～1×105
范围内) 解：对光滑管：μ
ρ
λdu =
=
Re Re 3164.025.0，若122u u =，则：12Re 2Re =
()
84.05.0Re Re 25
.025
.02
112==???
?
??=λλ 即：1284.0λλ=
由范宁公式：2
2
u d l h f λ=
36.3484.02
1
121121122212=?==∴
u u u u h h f f λλλλ 23．有一管壳式换热器，外壳内径为300mm ，内装有60根管径为φ25×2mm 的光滑管组成的管束。空气以3000m 3/h 的流量在管外平行流过，空气的平均温
20
度为30℃，换热器长度为4m 。试估算空气通过换热器时的压力降。 解：30℃空气的物性：3165.1m kg =ρ，S Pa ?=μμ6.18 s m A V u 21.2060025.04
3.0436********=??-?==
m de 02917.060
025.03.060
025.04
3.04
422=??+???-
??=πππ
π
湍流 400010692.310
6.18165.121.200291
7.0Re 4
6
>?=???=
=
-μ
ρ
u d e 以光滑管形式来确定λ：0228.0Re 3164
.025
.0==
λ 则：kg J u d h e f 2.639221.2002917.040228.022
2=??== λ
2 7.7442.639165.1m N h P f f =?==ρ O g
P H f
f 2275.91mmH =O mH 0759.081
.910007
.744=?=
=
ρ
24．用泵将密度为820kg/m 3、粘度为80mPa ·s 的燃料油通过管径为φ89×4.5mm 的钢管输送到油罐。管路的直管长度为520m ，管路上有2个全开闸阀，6个90○标准弯头，油从油罐的侧面进入。当燃料油的流量为6.5m 3/h 时，整个管路的能量损失和压力降为多少? 解：s m d V u 3592.03600
05.05
.64422=???==
ππ
(完整版)化工原理流体流动题库..
第一章《流体力学》练习题 一、单选题 1．单位体积流体所具有的（）称为流体的密度。 A 质量； B 粘度； C 位能； D 动能。 A 2．单位体积流体所具有的质量称为流体的（）。 A 密度； B 粘度； C 位能； D 动能。 A 3．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。 D 4．气体是（）的流体。 A 可移动； B 可压缩； C 可流动； D 可测量。 B 5．在静止的流体内，单位面积上所受的压力称为流体的（）。 A 绝对压力； B 表压力； C 静压力； D 真空度。
C 6．以绝对零压作起点计算的压力，称为（）。 A 绝对压力； B 表压力； C 静压力； D 真空度。 A 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。 A 真空度； B 表压力； C 相对压力； D 绝对压力。 D 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 大于； B 小于； C 等于； D 近似于。
A 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 压力表； B 真空表； C 高度表； D 速度表。 A 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。 A 大气压； B 表压力； C 相对压力； D 绝对压力。 D 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（）。 A. Um＝1/2Umax； B. Um＝0.8Umax； C. Um＝3/2Umax。 B 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. 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。 A
化工原理(流体输送机械练习题)
第2章流体输送机械 学习目的与要求 1、掌握离心泵的工作原理、结构及主要性能参数。 2、掌握离心泵特性曲线、管路特性曲线、工作点。 3、理解汽蚀现象成因，掌握离心泵最大安装高度计算。 4、了解往复泵和旋转泵结构。 5、了解风机结构和工作原理。 6、了解真空泵、真空技术及相关知识。 综合练习 一. 填空题 1．离心泵的主要部件有_________、_________和_________。 2．离心泵的泵壳制成螺壳状，其作用是_________。 3．离心泵特性曲线包括_________、_________和_________三条曲线。 4．离心泵特性曲线是在一定_________下，用常温_________为介质，通过实验测定得到的。 5．离心泵启动前需要向泵充满被输送的液体，否则将可能发生_________现象。．6．离心泵的安装高度超过允许吸上高度时，将可能发生_________现象。 7．离心泵的扬程是指_________，它的单位是_________。 8．若离心泵人口处真空表读数为 kPa，当地大气压强为 kPa，则输送42℃水（饱和蒸气压为 kPa）时，则泵内_________发生气蚀现象。 9．离心泵安装在一定管路上，其工作点是指_________。 10．若被输送液体的粘度增高，则离心泵的压头_________、流量_________、效
率_________、轴功率_________。 答案：1. 叶轮泵壳轴封装置 2. 转能，即使部分动能转化为静压能、N-Q、η-Q 4．转速水 5. 气缚 6. 气蚀 7. 泵对单位重量流体提供的有效能量 m 8. 会 9. 泵的特性曲线与管路曲线交点 10. 减小减小下降增大 二、选择题 1．离心泵的扬程是指（）。 A．实际的升扬高度 B．泵的吸上高度 C．单位重量液体通过泵的能量 D．液体出泵和进泵的压强差换算成的液柱高 2．离心泵的轴功率是（）。 A．在流量为零时最大 B．在压头最大时最大 C．在流量为零时最小 D．在工作点处最小 3．离心泵的效率η和流量Q的关系为（）。 A．Q增大，η增大 B． Q增大，η先增大后减小 C．Q增大，η减小 D． Q增大，η先减小后增大 4．离心泵的轴功率N和流量Q关系为（）。 A．Q增大，N增大 B． Q增大，N先增大后减小 C．Q增大，N减小． D．Q增大，N先减小后增大 5．离心泵气蚀余量△h与流量Q关系为（）。 A． Q增大, △h增大 B． Q增大, △h减小 c． Q增大, △h不变 D．Q增大, △h先增大后减小 6．离心泵在一定管路系统下工作，压头与被输送液体密度无关的条件是（）。 A．z 2-z 1 =0 B．Σh f =0 C． 2 2 2 1 2 2= - u u D．P 2 – P 1 =0 7．离心泵停止操作时，宜（）。 A．先关出口阀后停电 B．先停电后关出口阀
化工原理流体流动
化工原理绪论、流体流动、流体输送机械 、填空题 一个生产工艺是由若干个 各单元操作的操作原理及设备计算都是以 四个概念为依据的。 常见的单位制有 一个过程在一定条件下能否进行，以及进行到什么程度，只有通过 断。 单位时间过程的变化率称为 问答题 7. 什么是单元操作？主要包括哪些基本操作? 8. 提高过程速率的途径是什么？ 第一章流体流动 填空题 流体垂直作用于单位面积上的力，称为 两种。 当管中流体形成稳定流动时，管中必定充满流体，即流体必定是 因。另外，管壁粗糙度和管子的长度、直径均对流体阻力 流体在管道中的流动状态可分为 点运动方式上的区别是 判断液体处于同一水平面上的各点压强是否相等的依据是 流体若由低压头处流向高压头处时，所加入外加功的作用是 在测量流体的流量时，随流量的增加孔板流量计两侧的压差将 ________ ，若改用转 子流量计，随流量增加转子两侧压差值 ___________________ 。 选择题 构成的。 由于在计量各个物理量时采用了不同的 ，因而产生了不同的单位制。 来判 单位体积流体的质量称为 ，它与 互为倒数。 单位时间流经管道任一截面的流体量称为 ,其表示方法有 的。 产生流体阻力的根本原因是 ；而 是产生流体阻力的第二位原 .两种类型，二者在部质 10 . 液体的密度随温度的升高而
11 表压值是从压强表上读得的，它表示的是 D 大气压强 13 - 气体在等截面的管道中流动时，如质量流量不变则其质量流速 14 - 粘度愈大的流体其流动阻力 15 - 柏努利方程式既可说明流体流动时的基本规律也能说明流体静止时的基本规律, 响却越来越明显。 18 - 当液体部任一点的压强有变化时，将使液体部其它各点的压强 二' 判断题 19 - 气体的粘度随压力的升高而增大。 （） 20 - 层流层的厚度随流体湍动程度的增加而增加。 21 -流体在管路中作稳定流动时，任一截面处流体的流速、密度与截面积的乘积均相等。 22 ■当液体部某点压强一定时，则液体的密度越大，此点距液面的高度也越大。 23 -流体阻力的主要表现之一是静压强下降。 24 ■ 真空度为定值时，大气压强越大，则绝对压强越大。 A 增大 B 减小 C 不变 不一定 A 比大气压强高出的部分 B 设备的真实压力 比大气压强低的部分 12 ■ 流体的流动类型可以用 的大小来判定。 A 流速 B 雷诺准数 C 流量 摩擦系数 A 随温度大小变化 B 随压力大小变化 C 不变 D 随流速大小变化 A 愈大 B 愈小 C 二者无关系 D 不会变化 表明静止流体任一点流体的 是常数。 A 总能量 B 静压能与动压能的和 C 压强 静压 台匕 冃匕 16 -流体的流动状态是由多方面因素决定的, 增大，都使流体向 向移动， 增大，使流体向 方向移动。 A 湍流 B 滞流 C 过渡流 D 稳流 17 ■ 湍流流动的流体随 Re 值的增大，摩擦系数与 关系不大，而 的影 A 雷诺准数 B 粘度 C 管壁粗糙度 D 流体阻力 A 发生变化 B 发生同样大小的变化 C 不变化 D 发生不同情况的变
化工原理选择题题库—流体流动解析
流体流动 【当前章节】流体流动内部结构【当前难度】1 1、如下各物理量中，与压强有关的有几个（B ）①压强不太高时气体的黏度； ②压强不太高时气体的运动黏度③压强不太高时气体的流速；④压强不太 高时气体的质量流速 A.1 B.2 C.3 D.4 2、流体在管内流动时，如下有几项会使层流内层增厚？（B ）* ①流体黏度变小；②流体流速减小；③如为液体，升高其温度；④如为气体，升高其温度 A.1 B.2 C.3 D.4 3、如下关于定态流动和非定态流动的说法，正确的是（B ） A.定态流动时，流体内各处的流动参数（）均相同 B.定态流动时，流体内各处的流动参数（）均不随时间而变化 C.非定态流动时，流体内各处的流动参数都不相同 D.非定态流动时，流体流量随时间的推移而减小 4、管内流体流动时，如下哪一项不利于形成湍流（B ） A.增大管径 B.减小流体密度 C.增加流体流量 D.减小流体粘度 5、 针对圆管内的流体流动，关于层流与湍流的区别，如下表述中正确的是 （C ）* A.剪应力沿径向分布的数学规律不同 B.湍流时不存在由于分子热运动而造成的动量传递，而层流时存在 C.同种流体在同样的速度梯度下，湍流剪应力大于层流 D.湍流时流体所有的质点都在脉动，而层流时流体所有质点都不脉动 6、某黏度为50mPa.s的流体在内径为60mm的圆管内做定态流动，管截面上的速度分布服从u=20y-200y*y。式中y为管截面上某一点至管壁的距离，m；u为
该点处流速，m/s。则管内最大剪应力为（A）* A.1.0Pa B.0.4Pa C.0.021 D.条件不足，无法计算 7、某流体在内径为60mm的圆管内做定态流动，管截面上的速度分布服从u=20y-200y*y。式中y为管截面上某一点至管壁的距离，m；u为该点处流速，m/s。则管内最大速度为（C） A.0.5m/s B.0.48m/s C.0.42m/s D.1.0m/s 8、当圆管内流动充分发展时，其边界层的厚度（B ） A.等于管子的内直径 B.等于管子的内半径 C.大于管子的内半径 D.大于管子的内直径 9、 在研究流体流动问题时，最小的考察对象通常是（ A） A.流体的质点 B.流体的分子 C.液滴或气泡 D.流体层 10、流体的连续介质假定是指（D ） A.流体分子之间没有间隙 B.液流之中没有气泡，气流之中没有液滴 C.流体层之间没有间隙 D.流体质点之间没有间隙 11、理想气体状态方程中的压强是指气体的（B ） A.表压强 B.绝对压强 C.真空度 D.以上压强都可用于气体状态方程 12、以下哪项为基准的压强称为真空度（A ） A.当地大气压 B.标准大气压 C.绝对0压强 D.其他三个都不是
化工原理实验
《化工原理实验》 讲稿 二0一四年二月
1.雷诺实验 一、实验目的 1.观察层流、湍流的流态及其转化特征； 2.测定临街雷诺准数，掌握圆管流动形态的判别准则； 3.观察紊流（或湍流）产生过程，理解紊流产生机理。 二、实验原理 1. 液体在运动时，存在着两种根本不同的流动状态。当液体流速较小时，惯性力较小，粘滞力对质点起控制作用，使各流层的液体质点互不混杂，液流呈层流运动。当液体流速逐渐增大，质点惯性力也逐渐增大，粘滞力对质点的控制逐渐减弱，当流速达到一定程度时，各流层的液体形成涡体并能脱离原流层，液流质点即互相混杂，液流呈紊流运动。这种从层流到紊流的运动状态，反应了液流内部结构从量变到质变的一个变化过程。 2.当初始状态流速较大时，从紊流到层流的过渡流速为下临界流速，对应的雷诺准数为下临界雷诺数，反之为上临界流速和上临界雷诺数。 μ ρu d = Re （1） 式中 d ——导管直径，m ； ρ——流体密度，kg ·m 3-； μ——流体粘度，Pa ·s ； u ——流体流速，m ·s 1-； 大量实验测得：当雷诺准数小于某一下临界值时，流体流动型态恒为层流；当雷诺数大于某一上临界值时，流体流型恒为湍流。在上临界值与下临界值之间，则为不稳定的过渡区域。对于圆形导管，下临界雷诺数为2000，上临界雷诺数为10000。一般情况下，上临界雷诺数为4000时，即可形成湍流。 应当指出，层流与湍流之间并非是突然的转变，而是两者之间相隔一个不稳定过渡区域，因此，临界雷诺数测定值和流型的转变，在一定程度上受一些不稳定的其他因素的影响。 三、实验装置 (雷诺实验仪CEA —F01型) 雷诺试验装置主要由稳压溢流水槽、试验导管和转子流量计等部分组成，如图1所示。自来水不断注入并稳压溢流水槽。稳压溢流水槽的水流经试验导管和流量计，最后排入下水道。稳压溢流水槽的溢流水，也直接排入下水道。
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＝； 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
化工原理习题第一部分流体流动答案
化工原理习题：第一部分 流体流动 一、填空 1.流体在圆形管道中作层流流动，如果只将流速增加一倍，则阻力损失为原来的 2 倍；如果只将管径增加一倍而流速不变，则阻力损失为原来的 1/4 倍。 2.离心泵的特性曲线通常包括 H-Q 曲线、 η-Q 和 N-Q 曲线，这些曲线表示在一定 转速 下，输送某种特定的液体时泵的性能。 3.处于同一水平面的液体，维持等压面的条件必须是 静止的 、 连通着的 、 同一种连续的液体 。流体在管内流动时，如要测取管截面上的流速分布，应选用 皮托 流量计测量。 4.牛顿粘性定律的表达式τ=μ，其应用条件是 牛顿型流体层（滞）流流体。 5.如果流体为理想流体且无外加功的情况下，写出： 单位质量流体的机械能衡算式为????常数=++=g p g u z E ρ22 ??????????????； 单位重量流体的机械能衡算式为????? 常数=++=p u gz E 22 ρρ????????????； 单位体积流体的机械能衡算式为?????? 常数=++=g p g u z E ρ22???????????； 6.有外加能量时以单位体积流体为基准的实际流体柏努利方程为 z 1ρg+（u 12ρ/2）+p 1+W s ρ= z 2ρg+（u 22ρ/2）+p 2 +ρ∑h f ，各项单位为 Pa （N/m 2） 。 7.气体的粘度随温度升高而 增加 ，水的粘度随温度升高而 降低 。 8.流体在变径管中作稳定流动，在管径缩小的地方其静压能 减小 。 9.并联管路中各管段压强降 相等 ；管子长、直径小的管段通过的流量 小 。 10 在离心泵工作时，用于将动能转变为压能的部件是____泵壳__________。 11.测流体流量时，随流量增加孔板流量计两侧压差值将 增加 ，若改用转子流量计，随流量增加转子两侧压差值将 不变 。 12. 离心泵的轴封装置主要有两种： 填料密封 和 机械密封 。 13.若被输送的流体粘度增高，则离心泵的压头 降低，流量减小，效率降低，轴
流体流动阻力的测定化工原理实验报告
北 京 化 工 大 学 实 验 报 告 课程名称： 化工原理实验 实验日期： 2008.10.29 班 级： 化工0602 姓 名：许兵兵 学 号： 200611048 同 组 人 ：汤全鑫 阮大江 阳笑天 流体流动阻力的测定 摘要 ● 测定层流状态下直管段的摩擦阻力系数（光滑管、粗糙管和层流管）。 ● 测定湍流状态不同（ε/d）条件下直管段的摩擦阻力系数（突然扩大管）。 ● 测定湍流状态下管道局部的阻力系数的局部阻力损失。 ● 本次实验数据的处理与图形的拟合利用Matlab 完成。 关键词 流体流动阻力 雷诺数 阻力系数 实验数据 Matlab 一、实验目的 1、掌握直管摩擦阻力系数的测量的一般方法； 2、测定直管的摩擦阻力系数λ以及突扩管的局部阻力系数ζ； 3、测定层流管的摩擦阻力 4、验证湍流区内λ、Re 和相对粗糙度的函数关系 5、将所得光滑管的Re -λ方程与Blasius 方程相比较。 二、实验原理 不可压缩流体（如水），在圆形直管中作稳定流动时，由于粘性和涡流的作用产生摩擦阻力；流体在流过突然扩大和弯头等管件时，由于流体运动的速度和方向突然发生变化，产生局部阻力。影响流体流动阻力的因素较多，在工程研究中，利用因次分析法简化实验，引入无因此数群 雷 诺 数： μρ du = Re 相对粗糙度： d ε 管路长径比： d l 可导出： 2)(Re,2u d d l p ??=?εφρ 这样，可通过实验方法直接测定直管摩擦阻力系数与压头损失之间的关系： 22u d l p H f ? ?=?=λρ
因此，通过改变流体的流速可测定出不同Re 下的摩擦阻力系数，即可得出一定相对粗糙度的管子的λ—Re 关系。 在湍流区内，λ = f（Re ，ε/ d ），对于光滑管大量实验证明，当Re 在3×103至105的范围内，λ与Re 的关系遵循Blasius 关系式，即： 25 .0Re 3163.0=λ 对于层流时的摩擦阻力系数，由哈根—泊谡叶公式和范宁公式，对比可得： Re 64=λ 局部阻力： f H =2 2 u ?ξ [J/kg] 三、装置和流程 四、操作步骤 1、启动水泵，打开光滑管路的开关阀及压降的切换阀，关闭其它管路的开关阀和切换阀； 2、排尽体系空气，使流体在管中连续流动。检验空气是否排尽的方法是看当流量为零时候U 形压差计的两液面是否水平； 3、调节倒U 型压差计阀门1、2、3、 4、5的开关，使引压管线内流体连续、液柱等高； 4、打开流量调节阀，由大到小改变10次流量（Re min ＞4000）,记录光滑管压降、孔板压降数据； 5、完成10组数据测量后，验证其中两组数据，确保无误后，关闭该组阀门； 6、测量粗糙管（10组）、突然扩大管（6组）数据时，方法及操作同上； 7、测量层流管压降时，首先连通阀门6、7、8、9、10所在任意一条回流管线，其次打开进入高位水灌的上水阀门11，关闭出口流量调节阀16； 8、当高位水灌有溢流时，打开层流管的压降切换阀，对引压管线进行排气操作； 9、打开倒U 型压差计阀门5，使液柱上升到n 型压差计示数为0的位置附近，然后关闭该阀门，检 图1 流体阻力实验装置流程图 1． 水箱 2．离心泵 3．孔板流量计 4．管路切换阀 5．测量管路 6．稳流罐 7．流量调节阀
化工原理流体习题
化工原理流体习题
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1. 当地大气压为750mmＨｇ，测得一容器内的绝对压力为360mmＨg,则真空度 O。测得另一容器内的表压强为9８0mmHg,则其绝对压强为＿为＿_____＿__mH ２ Ｏ；２3０.66KPa __＿____KPa。 5.3ｍH 2 ２．液体在圆形管道中流动,如果只将流量增加一倍后仍为层流流动，则阻力 损失为原来的___＿＿__＿倍;如果保持流量不变只将管径增加一倍，则阻力损失为原来的____＿_____倍。２；１/４ 3.已知某油品在圆管中稳定流动,其雷诺数为16０0。测得此时管中心处的点 速度为１ｍ／s，则此管截面上的平均速度为_____＿m/s。１/２(或0.５m/s） ４. 水在内径一定的圆形管中稳定流动,若质量流量一定,当温度降低时,Re 值将__＿__＿__。减小 5. 如图所示，用离心泵将密封储槽中的20°C的水通过φ１００×2mm的管道送往敞口高位储槽。两储槽液面高度差为１6m，密封槽液面上真空表p1读数为500mｍHg(真空度),泵进口处真空表p2读数为290ｍmＨg(真空度)。泵排出管路上装有一个孔板流量计,其孔口直径为７0ｍｍ,流量系数为0.7，所接U型水银压差计读数Ｒ为170mm。已知全部管路能量损失为36J／kｇ，试求: （1）泵的输水量(m3/ｈ)。 （2）泵出口处压力表p3的指示值（KPａ）。（已知真空表与压力表相距０.2m） （3）包 括全部 局部阻 力的当 量长度 在内的 管路长 度。(已 知摩擦系数为0．01）
化工原理 流体流动
化工原理绪论、流体流动、流体输送机械 一、填空题 1．一个生产工艺是由若干个__________ 和___________构成的。 2．各单元操作的操作原理及设备计算都是以__________、___________、___________、和___________四个概念为依据的。 3．常见的单位制有____________、_____________和_______________。 4．由于在计量各个物理量时采用了不同的__________，因而产生了不同的单位制。 5．一个过程在一定条件下能否进行，以及进行到什么程度，只有通过__________来判断。 6．单位时间内过程的变化率称为___________。 二问答题 7．什么是单元操作？主要包括哪些基本操作？ 8．提高过程速率的途径是什么？ 9．第一章流体流动 一填空题 1．单位体积流体的质量称为________，它与________互为倒数。 2．流体垂直作用于单位面积上的力，称为____________。 3．单位时间内流经管道任一截面的流体量称为________，其表示方法有________和________两种。 4．当管中流体形成稳定流动时，管中必定充满流体，即流体必定是_________的。 5．产生流体阻力的根本原因是________；而___________是产生流体阻力的第二位原因。另外，管壁粗糙度和管子的长度、直径均对流体阻力_______________。 6．流体在管道中的流动状态可分为______ 和__________两种类型，二者在内部质点运动方式上的区别是_____________________________________。 7．判断液体内处于同一水平面上的各点压强是否相等的依据是_________、___________、________________。 8．流体若由低压头处流向高压头处时，所加入外加功的作用是______________________________。 9．在测量流体的流量时，随流量的增加孔板流量计两侧的压差将_______，若改用转子流量计，随流量增加转子两侧压差值________。 一、选择题 10．液体的密度随温度的升高而_________。
化工原理实验答案
实验四 1.实验中冷流体和蒸汽的流向，对传热效果有何影响? 无影响。因为Q=αA△t m，不论冷流体和蒸汽是迸流还是逆流流动，由 于蒸汽的温度不变，故△t m不变，而α和A不受冷流体和蒸汽的流向的影响， 所以传热效果不变。 2.蒸汽冷凝过程中，若存在不冷凝气体，对传热有何影响、应采取什么 措施？ 不冷凝气体的存在相当于增加了一项热阻，降低了传热速率。冷凝器 必须设置排气口，以排除不冷凝气体。 3.实验过程中，冷凝水不及时排走，会产生什么影响？如何及时排走冷 凝水？ 冷凝水不及时排走，附着在管外壁上，增加了一项热阻，降低了传热速 率。在外管最低处设置排水口，及时排走冷凝水。 4.实验中，所测定的壁温是靠近蒸汽侧还是冷流体侧温度？为什么？传热系数k 接近于哪种流体的 壁温是靠近蒸汽侧温度。因为蒸汽的给热系数远大于冷流体的给热系 数，而壁温接近于给热系数大的一侧流体的温度，所以壁温是靠近蒸汽侧温度。而总传热系数K接近于空气侧的对流传热系数 5.如果采用不同压强的蒸汽进行实验，对α关联式有何影响？ 基本无影响。因为α∝(ρ2gλ3r/μd0△t)1/4，当蒸汽压强增加时，r 和△t 均增加，其它参数不变，故(ρ2gλ3r/μd0△t)1/4变化不大，所以认为蒸汽压强 对α关联式无影响。
实验五固体流态化实验 1.从观察到的现象，判断属于何种流化？ 2.实际流化时，p为什么会波动？ 3.由小到大改变流量与由大到小改变流量测定的流化曲线是否重合，为什么？ 4流体分布板的作用是什么？ 实验六精馏 1．精馏塔操作中，塔釜压力为什么是一个重要操作参数，塔釜压力与哪些因素有关? 答（1）因为塔釜压力与塔板压力降有关。塔板压力降由气体通过板上孔口或通道时为克服局部阻力和通过板上液层时为克服该液层的静压力而引起，因而塔板压力降与气体流量（即塔内蒸汽量）有很大关系。气体流量过大时，会造成过量液沫夹带以致产生液泛，这时塔板压力降会急剧加大，塔釜压力随之升高，因此本实验中塔釜压力可作为调节塔釜加热状况的重要参考依据。（2）塔釜温度、流体的粘度、进料组成、回流量。 2．板式塔气液两相的流动特点是什么? 答：液相为连续相，气相为分散相。 3．操作中增加回流比的方法是什么，能否采用减少塔顶出料量D的方法? 答：（1）减少成品酒精的采出量或增大进料量，以增大回流比；（2）加大蒸气量，增加塔顶冷凝水量，以提高凝液量，增大回流比。 5．本实验中进料状态为冷态进料，当进料量太大时，为什么会出现精馏段干板，甚至出现塔顶既没有回流也没有出料的现象，应如何调节?
化工原理流体力学习题及答案
一、单选题1．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。 2．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。 3．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。 4．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真空表。 B A 大于； B 小于； C 等于； D 近似于。 5. 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。 6. 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。 7.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。 8.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。 9.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。 10.流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是（）。 C A. 流动速度大于零； B. 管边不够光滑； C. 流体具有粘性。 11.水在园形直管中作滞流流动，流速不变，若管子直径增大一倍，则阻力损失为原来的（）。 A A. 1/4； B. 1/2； C. 2倍。 12．柏努利方程式中的项表示单位质量流体所具有的（）。 B A 位能； B 动能； C 静压能； D 有效功。
化工原理流体习题
１. 当地大气压为750ｍmHg,测得一容器内得绝对压力为360mmHg,则真空度为 O、测得另一容器内得表压强为98０mmHg,则其绝对压强为___＿＿＿_＿_ｍH ２ O;230、66KPa ________KPa。5、3mH ２ 2.液体在圆形管道中流动,如果只将流量增加一倍后仍为层流流动,则阻力 损失为原来得＿__＿____倍;如果保持流量不变只将管径增加一倍,则阻力损失为原来得_＿___＿＿__＿倍。2; 1／4 3。已知某油品在圆管中稳定流动,其雷诺数为1600。测得此时管中心处得点 速度为1m/s, 则此管截面上得平均速度为___＿＿_ｍ/s。１/2(或０。５m/s) 4.水在内径一定得圆形管中稳定流动,若质量流量一定,当温度降低时,Rｅ 值将_＿_＿_＿_＿。减小 5。如图所示,用离心泵将密封储槽中得20°C得水通过φ100×2mm得管道送往敞口高位储槽、两储槽液面高度差为16ｍ,密封槽液面上真空表p1读数为500ｍmHg(真空度),泵进口处真空表p2读数为290mmHｇ(真空度)、泵排出管路上装有一个孔板流量计,其孔口直径为70mm,流量系数为0。7,所接U型水银压差计读数R为170mm。已知全部管路能量损失为36Ｊ/ｋg,试求: （1）泵得输水量(m3/h)。 （2）泵出口处压力表p3得指示值(KPａ)。(已知真空表与压力表相距０.2m)（3）包括全部局部阻力得当量长度在内得管路长度。(已知摩擦系数为０、01) (1) (2) 选低槽 液面1 －１与 高液面4-４之间列伯努利方程:
O mH H g p Z Z H f 23311446.2681 .93681.9101066.6616)(41=+??+=+--=∑-ρ 选泵进出口为２-2与３-3截面列伯努利方程 (３) 1. 当地大气压强为750m ｍH ｇ,测得一容器内得绝对压强为３50m ｍH ｇ,则真 空度为 mmH ｇ。测得另一容器内得表压强为1３40 m ｍHg,则其绝压 为 mmHg 、 400; 209０ ２. 某水平直管输水量为,今改为输送得有机物,且、 设两种输液下,流体均在层流下流动,则管路两端压差为水得_＿___＿__倍。 ４ ３。层流底层越薄,则以下结论正确得就是 、C A 、近壁处速度梯度越小 B 、流动阻力越小 C 、流动阻力越大 Ｄ、流体湍动程度越小 ４。 如图所示,水流经一扩大管段ｄ1=40ｍm, d 2=80mm,已知d 1中水得流速为 2.4m ／s,倒U 形压差计中水位差R=150mm 。 试求:1)水流经两测压点间得阻力损失h f (Ｊ/ｋg); 2)如将粗管端抬高,使管段倾斜放置,而流量不变,问此时R 得读数如何变 化？(定性说明,不必计算) 解:1) 在两测压点间列伯努利方程,以管子轴线为基准面,化简得,
化工原理流体习题
1. 当地大气压为750mmHg，测得一容器内的绝对压力为360mmHg，则真空度为_________mH2O。测得另一容器内的表压强为980mmHg，则其绝对压强为________KPa。； 2．液体在圆形管道中流动，如果只将流量增加一倍后仍为层流流动，则阻力 损失为原来的________倍；如果保持流量不变只将管径增加一倍，则阻力损失为原来的__________倍。2；1/4 3．已知某油品在圆管中稳定流动，其雷诺数为1600。测得此时管中心处的点速度为1m/s，则此管截面上的平均速度为______m/s。1/2（或s） 4. 水在内径一定的圆形管中稳定流动，若质量流量一定，当温度降低时，Re 值将________。减小 5. 如图所示，用离心泵将密封储槽中的20°C的水通过φ100×2mm的管道送往敞口高位储槽。两储槽液面高度差为16m，密封槽液面上真空表p1读数为500mmHg（真空度），泵进口处真空表p2读数为290mmHg（真空度）。泵排出管路上装有一个孔板流量计，其孔口直径为70mm，流量系数为，所接U型水银压差计读数R为170mm。已知全部管路能量损失为36J/kg，试求： （1）* 3/h)。 （2）泵的输水量(m （3）泵出口处压力表p3的指示值(KPa)。(已知真空表与压力表相距 （4）包 括全部 局部阻 力的当 量长度 在内的 管路长 度。（已 知摩擦系数为）
' （1） /h 62.84m /s 0.0174m 03.4207.0785.07.0 1000 ) 100013600(17.081.9207.04 7.0 ) (233220==???=-???? ?? =-=πρρρgR A C V O O s ￥ （2） s m d V u /405.2096 .0785.00174 .04 2 2 =?= = π 选低槽液面1-1和高液面4-4之间列伯努利方程： kPa p kPa p H g u g p Z H g u g p Z f 66.3833.101760 29066.6633.101760500 22212 4 2421114 1=?==?=+++=+++-∑ρρ O mH H g p Z Z H f 23311446.2681 .936 81.9101066.6616)(41=+??+=+--=∑-ρ 选泵进出口为2-2和3-3截面列伯努利方程
化工原理流体流动章节习题
第一章 流体流动 一 基本概念 1、连续性方程 2、液体和气体混合物密度求取 3、离心泵特性曲线的测定 二、核心公式 第一章、流体流动与流体输送机械 （1）流体静力学基本方程 （例1－9） U 型管压差计 （2）柏努利方程的应用（例1－14） （3）范宁公式 （4）离心泵的安装高度（例2-5） 三．问答题 1． （7分）离心泵的特性曲线是如何测定的？其特性曲线主要由哪几条曲线构成? 答:离心泵的特性曲线是在一定转速和常压的清水为工质做实验测得的.主要曲线有:H-Q,N-Q,η-Q 三条曲线,在曲线中要注明泵型号、转速. 2． （8分）试说明层流和湍流的主要区别。 答:1.质点的运动运动方式不同,层流只有轴向的运动,没有径向的脉动,而湍流质点是杂乱无章的运动,两个方向的运动都存在. 2. 流体流动速度分布不同:层流为抛物线形式,而湍流则是严格的抛物线,它的速度分布线前端基本是平直的. 3.运动的受力情况不同:层流主要是内摩擦力,服从牛顿粘性定律,而湍流由湍流应力和内摩擦力共同作用,可以仿造牛顿粘性定律写为:dy du ) e (+ν=τ 3． 离心泵启动前，为什么要先灌满水？与离心泵安装高度有关的性能指标有那些？ 4．选择输送管路的管径时，从技术经济角度应考虑那些因素？如何选择？ 5．离心泵的实验中，泵启动前与关闭时注意什么问题，为什么？流量调节采用什么方法，其优缺点各是什么？ 6． 搞清楚离心泵的扬程与升扬高度、允许吸上高度和安装高度各组概念的区别和联系。（6 分） （1）扬程又称压头，是泵对1N 液体所提供的有效能J/N ；而升扬高度指泵上、下游两液面的垂直高度，它只是扬程中位能差一项。 （2）允许吸上高度Hg 是指上游贮槽液面与泵吸入口之间允许达到的最大垂直距离。
化工原理实验思考题答案汇总
流体流动阻力的测定 1.在测量前为什么要将设备中的空气排尽？怎样才能迅速地排尽？为什么？如何检验管路中的空气已经被排除干净？ 答：启动离心泵用大流量水循环把残留在系统内的空气带走。关闭出口阀后，打开U 形管顶部的阀门，利用空气压强使U 形管两支管水往下降，当两支管液柱水平，证明系统中空气已被排除干净。 2.以水为介质所测得的？~Re关系能否适用于其他流体？ 答：能用，因为雷诺准数是一个无因次数群，它允许d、u、、变化 3?在不同的设备上（包括不同管径），不同水温下测定的?~Re数据能否关联在同一条曲线上？ 答:不能，因为Re二du p仏与管的直径有关 离心泵特性曲线的测定 1.试从所测实验数据分析，离心泵在启动时为什么要关闭出口阀门？本实验中，为了得到较好的实验效果，实验流量范围下限应小到零，上限应到最大，为什么？ 答：关闭阀门的原因从试验数据上分析：开阀门意味着扬程极小，这意味着电机功率极大，会烧坏电机 （2）启动离心泵之前为什么要引水灌泵？如果灌泵后依然启动不起来，你认为可能的原因是什么？ 答：离心泵不灌水很难排掉泵内的空气，导致泵空转而不能排水；泵不启动可能是电路问题或是泵本身已损坏，即使电机的三相电接反了，泵也会启动的。 （3）泵启动后，出口阀如果不开，压力表读数是否会逐渐上升？随着流量的增大，泵进、出口压力表分别有什么变化？为什么？ 答：当泵不被损坏时，真空表和压力表读数会恒定不变，水泵不排水空转不受
外网特性曲线影响造成的 恒压过滤常数的测定 1.为什么过滤开始时，滤液常常有混浊，而过段时间后才变清？ 答：开始过滤时，滤饼还未形成，空隙较大的滤布使较小的颗粒得以漏过，使滤液浑浊，但当形成较密的滤饼后，颗粒无法通过，滤液变清。? 2.实验数据中第一点有无偏低或偏高现象？怎样解释？如何对待第一点数据？ 答：一般来说，第一组实验的第一点△ A A q会偏高。因为我们是从看到计量桶出现第一滴滤液时开始计时，在计量桶上升1cm 时停止计时，但是在有液体流出前管道里还会产生少量滤液，而试验中管道里的液体体积产生所需要的时间并没有进入计算，从而造成所得曲线第一点往往有较大偏差。 3?当操作压力增加一倍，其K值是否也增加一倍？要得到同样重量的过滤液，其过滤时间是否缩短了一半？ 答：影响过滤速率的主要因素有过滤压差、过滤介质的性质、构成滤饼的 颗粒特性，滤饼的厚度。由公式K=2I A P1-s, T=qe/K可知，当过滤压强提高一倍时，K增大，T减小，qe是由介质决定，与压强无关。 传热膜系数的测定 1.将实验得到的半经验特征数关联式和公认式进行比较，分析造成偏差的原因。 答：答：壁温接近于蒸气的温度。 可推出此次实验中总的传热系数方程为 其中K是总的传热系数，a是空气的传热系数，02是水蒸气的传热系数，3是铜管的厚度，入是铜的导热系数，R1、R2为污垢热阻。因R1、R2和金属壁的热阻较小，可忽略不计，则Tw- tw,于是可推导出，显然，壁温Tw接近于给热系数较大一侧的流体温度，对于此实验，可知壁温接近于水蒸气的温度。
化工原理实验三单相流体阻力测定实验
实验三 单相流体阻力测定实验 一、实验目的 ⒈ 学习直管摩擦阻力△P f 、直管摩擦系数的测定方法。 ⒉ 掌握不同流量下摩擦系数 与雷诺数Re 之间关系及其变化规律。 ⒊ 学习压差传感器测量压差，流量计测量流量的方法。 ⒋ 掌握对数坐标系的使用方法。 二、实验内容 ⒈ 测定既定管路内流体流动的摩擦阻力和直管摩擦系数。 ⒉ 测定既定管路内流体流动的直管摩擦系数与雷诺数Re 之间关系曲线和关系式。 三、实验原理 流体在圆直管内流动时，由于流体的具有粘性和涡流的影响会产生摩擦阻力。流体在管内流动阻力的大小与管长、管径、流体流速和摩擦系数有关，它们之间存在如下关系。 h f = ρf P ?=2 2 u d l λ （3-1） λ= 22u P l d f ?? ?ρ （3-2） Re = μ ρ ??u d （3-3） 式中：-d 管径，m ； -?f P 直管阻力引起的压强降，Pa ； -l 管长，m ； -u 管内平均流速，m / s ； -ρ流体的密度，kg / m 3 ； -μ流体的粘度，N ·s / m 2 。 摩擦系数λ与雷诺数Re 之间有一定的关系，这个关系一般用曲线来表示。在实验装置中，直管段管长l 和管径d 都已固定。若水温一定，则水的密度ρ和粘度μ也是定值。所以本实验实质上是测定直管段流体阻力引起的压强降△P f 与流速u （流量V ）之间的关系。 根据实验数据和式3-2可以计算出不同流速（流量V ）下的直管摩擦系数λ，用式3-3计算对应的Re ，从而整理出直管摩擦系数和雷诺数的关系，绘出λ与Re 的关系曲线。
四、实验流程及主要设备参数： 1.实验流程图:见图1 水泵8将储水槽9中的水抽出,送入实验系统,首先经玻璃转子流量计2测量流量,然后送入被测直管段5或6测量流体流动的光滑管或粗糙管的阻力,或经7测量局部阻力后回到储水槽, 水循环使用。被测直管段流体流动阻力△p可根据其数值大小分别采用变送器18或空气—水倒置∪型管10来测量。
化工原理流体流动部分模拟试题及答案
化工原理流体流动部分模拟试题及答案 一填空 (1）流体在圆形管道中作层流流动，如果只将流速增加一倍，则阻力损失为原来的 2 倍；如果只将管径增加一倍而流速不变，则阻力损失为原来的 1/4 倍。 (2）离心泵的特性曲线通常包括 H-Q 曲线、 η-Q 和 N-Q 曲线，这些曲线表示在一定 转速 下，输送某种特定的液体时泵的性能。 (3) 处于同一水平面的液体，维持等压面的条件必须是 静止的 、 连通着的 、 同一种连续的液体 。流体在管内流动时，如要测取管截面上的流速分布，应选用 皮托 流量计测量。 (4) 如果流体为理想流体且无外加功的情况下，写出： 单位质量流体的机械能衡算式为????常数=+ + =g p g u z E ρ22 ???少乘一个g ???????????； 单位体积流体的机械能衡算式为????? 常数=++ =p u gz E 2 2 ρρ????????????； 单位重量流体的机械能衡算式为?????? 常数=+ + =g p g u z E ρ22 ???????????； (5) 有外加能量时以单位体积流体为基准的实际流体柏努利方程为 z 1ρg+（u 12 ρ/2）+p 1+W s ρ= z 2ρg+（u 22ρ/2）+p 2 +ρ∑h f ，各项单位为 Pa （N/m 2） 。 (6）气体的粘度随温度升高而 增加 ，水的粘度随温度升高而 降低 。 (7) 流体在变径管中作稳定流动，在管径缩小的地方其静压能 减小 。 (8) 流体流动的连续性方程是 u 1A ρ1= u 2A ρ2=······= u A ρ ；适 用于圆形直管的不可压缩流体流动的连续性方程为 u 1d 12 = u 2d 22 = ······= u d 2 。 (9) 当地大气压为745mmHg 测得一容器内的绝对压强为350mmHg ，则真空度为 395mmHg 。测得另一容器内的表压强为1360 mmHg ，则其绝对压强为2105mmHg 。 (10) 并联管路中各管段压强降 相等 ；管子长、直径小的管段通过的流量 小 。 (11) 测流体流量时，随流量增加孔板流量计两侧压差值将 增加 ，若改用转子流量计，随流量增加转子两侧压差值将 不变 。 (12) 离心泵的轴封装置主要有两种： 填料密封 和 机械密封 。 (13) 离心通风机的全风压是指 静风压 与 动风压 之和，其单位为 Pa 。 (14) 若被输送的流体粘度增高，则离心泵的压头 降低，流量减小，效率降低，轴功率增加。 降尘室的生产能力只与 沉降面积 和 颗粒沉降速度 有关，而与 高度 无关。 (15) 分离因素的定义式为 u t 2 /gR 。 (16) 已知旋风分离器的平均旋转半径为0. 5m ，气体的切向进口速度为20m/s ，则该分离器的分离因数为 800/9.8 。 (17) 板框过滤机的洗涤速率为最终过滤速率的 1/4 。 (18) 在层流区，颗粒的沉降速度与颗粒直径的 2 次方成正比，在湍流区颗粒的沉降速度与颗粒直径的 0.5 次方成正比。 二选择