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1、第一篇 化工原理练习与讲评第一篇 练习与讲评练习一 流体流动一、填充与选择：1.圆形直管内，V一定，设计时若将d增加一倍，则层流时hf是原有值_倍；高度湍流时不变)， hf是原有值的_倍.2.图标管路系统中，已知流动总阻力损失hf=56J/kg，若关小阀门，则总阻力损昆失hf=_J/kg，两槽液面垂直距离H=_m. 3.图标管路系统中，已知dab=dcd， lab=lcd， u0， 比较ua_uc， ( pa-pb)_(pc-pd).4.如图标管路，管长l，流量V，今因修管，用若干根直径为0.5d，管长等同于l的管子并联代替原管，保证输水量V不变，设为常数，/d相同，局部阻力忽略，则并联管数至
2、少_根。5.如图通水管路，当流量为V时，测得(p1-p2)=5mH2O，若流量为2V时，则(p1-p2)=_mH2O (设为阻力平方区)。 6.圆形直管Di=100mm，一般情况下输水能力为( )A.3m3/h B.30m3/h C.200m3/h D.300m3/h7.某孔板流量计，当水量为V时，U压差计R=600mm(i=3000kg/m3)，若改用i=6000kg/m3的指示液，水流量不变，则此时读数R为( )A.150mm B.120mm C.300mm D.240mm8.倒U形压差计，指示剂为空气，现改为油后(流向不变)，则R( )A.增大 B.变小 C.不变 D.不变，但倒 U形管
3、中左侧高于右侧二、计算：1.如图标三只容器A、B、C均装有水(液面恒定)，已知：z1=1m，z2=2m，U形水银压差计读数R=0.2m，H=0.1m。试求(1)容器A上方压力表读数p1为多少MPa (2)若p1(表压)加倍，则(R+H)为多少2A槽截面积Aa=80m2，水深10m，B槽截面积Ab=20m2，水深1m，二槽用截面积A0=0.01m2的圆直管联机，中有一阀，其阻力系数1=6.5(常数)；直管阻力可忽略。求开阀后A槽液面下降1m要多少时间？ 3.某敞口高位槽输送管路(见图)，在管路OC段的水平位置装有一孔板流量计，已知孔径d0=25mm，流量系数C0=0.62，管长LOC=45m，L
4、CB=15m，LCA=15m(包括所有阻力的当量长度)，管径dOC=50mm，dCB=40mm，dCA=40mm，当阀A全关，B阀打开时，压力表PB=0.24at，试计算：1).孔板两侧的压差为多少mmHg2).若维持阀B的开度不变，逐渐打开阀A，直到CB、CA两管中流速相等，此时压力表的读数分别为多少at(已知流体密度=1000kg/m3，均取0.03)。练习一 流体流动解答与讲评一、填充与选择：1. (1)层流： Hf=l/du2/2gRe-1d-1u-2u-1d-1d-1u-2d-2u-1d-4hf/ hf=(d/d)4=2-4=1/16(2)湍流：Hf=l/du2/2gd-1u-2d-
5、1d-4d-5hf/ hf=(d/d)5=2-5=1/322.Hf=H. 因H不变，故Hf不变=56J/kg3.ab和cd段管尺寸相同，流速相同 pfab= pcd在a.b间应用B.e.q.得： pa- pb=pfcd-gZ在c.d间应用B.e.q.得： pc-pd=pfcd故pc-pdpa-pb4.解题思路同第一题充分湍流情况H Hf =l/du2/2gH=Hf=(l1/d1)u12/2g=(l2/d2)u22/2gu22= u12 d1/d2，u2=2-0.5u1 -（1）由连续性方程nd22u2/4=d12u1/4，u2n=4u1- (2) （1）(2)联解得： n=5.66，取整为6根
6、。5.P= P2-P1，We=0，u2=0.P-P= pf+g (Z1-Z2)若流动方向相反，则P1-P2=2-3=-1m.P/g+ u2/2g+Z=He-Hf，P=P2-P1 ，Z=Z2- Z1， He=0，u2=0.故（P1-P2）/g = Hf +（Z2- Z1）= Hf+6/2=5m，Hf =2m. Hfu2，Hf=24=8m.故（P1-P2）/g=8+3=11m.6.V=d2u/4=0.7850.0113600=28.26.故（B）答案较合理.7.u=c0A02(0-) gR /0.5= c0A0(2P/)0.5，流量一定，则P一定。P =(0-)gR=(0-)gR，R=(0-)R/
7、 (0-)=240mm.故D正确8P不变。P= (0-air) gR=(0-oil)gR，R = (0-air)R/ (0-oil) 1，RR，故A正确。二、计算题1解析：基本思路是从容器C表面逆推得P1，因容器C接触大气，PC压力已知。1)沿C液面作水平面与A容器相交于A1处，则求解相当于复式压差计。PA=(0-)g(H+R)=126009.810.3=37080Pa，P1= PA-g(Z2-Z1)=0.027272 (MPa)2) 又P1=(0-)g(H+R)-g(Z2-Z1)，故H+R=2 P1+g(Z2-Z1)/(0-)g=0.521 (m) 2、这是非稳态流动体系问题，首先选择某一时
8、刻处（瞬间）建立关系，其后用物衡建立微分式，确定边界条件求解。若某一时刻，A槽内液面为Z1则（10- Z1）80=（Z2-1）20，Z2=41-4 Z1此时在A槽面与B槽面间用B e q. u=0，Z1-Z2= hf，5Z1-41=6.5 u0 /（29.81） =0.3313u0=1.7347(5z-41)1/2 -（1）在从变化到时间内可看成不变，则A0d=(-dZ1)A1，0.01 d=-80 dZ1，即 d=-8000dZ/u0 -(2)(1)代入(2) 结合边界条件，=0，Z1=10； =，Z=9. 3、解 本题属分支管路计算题型(1) 当阀A全关时，是简单管路 在1-1与B处截面间
9、应用B.e.qu1=0；Z1=15m；p1=0； uB=； Z2=3m；p2=0.24at=2.354104Pahf0-B=hf0-C+hf0-CBuC=(dB/dC)2uB=0.64uBhf0-B=11.1546uB2应用B.e.q 9.81(15-3)-2.354104/-uB2/2=hf0-B=11.1546uB2uB2=8.08 uB=2.8427 (m/s)V=dB2�；uB/4=3.57103 (m3/s)(2) 从B表至出口D处的总阻力系数由1）情况下B、D间的B.e.q求得 当阀A开时，在1-1与D-D应用B.e.qg(ZC-ZB)= hf0-D=hf0-C+hfC-B+h
10、fB-DhfC-B=5.625uB2 hfB-D=5.827uB2/2=2.919uB2而 dC2uC=2dB2uB uC2=1.28uB2hf0-C=0.03(45/0.05) 0.5(1.28uB)2=22.1184uB2117.2=(22.1184+5.625+2.919) uB2uB 2=3.8392 (m2/s2) uB =1.96 (m/s) uC=2.217(m/s)在1-1与A-A间应用B.e.qgZc=hfo-c+hfc-A+uA2/2+pA/phf0-c=22.1184uB2=84.917m2/s2hfc-A=0.0315/0.043.8392/2=21.5955 m2/s
11、29.8115=84.917+21.5955+3.8392/2+ pA/ppA=3.8718104pa=0.3947at(表)练习二 流体流动一、填空题1连续介质假定是指_稳定流动条件下，连续性方程的物理意义是_。2圆管内湍流和层流的差别是：流型层流湍流本质区别Re 范围u/umax(满足17次方律)与Re关系高度湍流一般湍流与d 关系圆形直管内，体积流量一定，设计时若将管内径增大一倍，则层流时摩擦阻力损失Wf 是原值的_倍；高度湍流时，Wf是原值的_倍。流体在直管内流动造成阻力损失的根本原因是_.某孔板流量计用水测得孔流系数C0=0.64，现用于测900 kg/m3、=0.8P的液体，问此时
12、C0_0.64。（）.如图所示管路，将支管的阀门开大，则管内以下参数有何变化？VA_，VB_，VC_，P_，WfA_，WfB_，WfC_。 7在如图所示的管路系统中，已知流体的总阻力损失f56J/kg。若关小阀门，则总 阻力损失f=_ J/kg，两槽液面垂直距离_ m。一敞口容器，底部有一出口（如图所示），容器水面恒定，管内水流动速度头为0.m水柱，直管阻力可忽略。（）水由容器流入管内，则点的表压p_m水柱。（）水由管内流入容器，则点的表压p_m水柱。 如图所示的供水管线，管长L，流量。今因检修管子，用若干根直径为0.5d，管长亦为L的管子并联代替原管，保证输水量不小于。设所有管子的都相同且为常数，局部阻力均可忽略，则并联管子数量至少_根。10如图所示的通水管路，当流量为时，测得（p1-p2）=5mH2O，若流量为时，则（p1-p2）=_mH2O。（设流体流动处于阻力平方区）二、选择题1如图所示，倒型压差计，指示剂为空气，现将指示剂改为油后（流向不变），则_。.增大； B.变小； C.不变； D.不变，但倒型差计中左侧液体高于右侧。某孔板流量计，当水流量为时，型压差计读数600mm (指示液密度0 3000kg/m3)，若改用密度为0 6000kg/m3的指示液，水流量不变，则此时读数为_。.150
