化工原理习题课

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1、 1.某水泵进 口管处真空表的读数为0.86at, 出口管处压 力表的读数为2.5at,则该 水泵 前后水的压差为 _kPa. A.1.5102 B.329 C.250 D.229 2.兰州市平均气压为85.3103Pa,天津市则 为101.33103Pa.在天津操作的设备 中的真 空读数为80103Pa,若想维持相同的绝对 压强,该设备 在兰州市操作时真空表的读 数应为 _KPa. A.5300 B.8530 C.1013 D.63970 3.液体在不等径管道中稳定流动时,管道的 体积流量V,质量流量W,管道平均流速u,平 均质量流速G四个流动参数中,不发生变化 的数值为_ A. G、u B

2、.V、G C.W、u D.V 、W 4. 20oC的水在内径为100mm的管道中流过时,其 质量流量为5104kg/h,则其体积流量,流速,质量 流速各为多少?(假定水的密度为1000Kg/m3) 5.管路中流动流体的压强降P与对应沿程 阻力hf数值相等的条件是_. A. 管道等径,滞流流动 B. 管路平直,管道等径 C. 管路平直,滞流流动 D. 管路平直,管道等径,滞流流动 6.流体流动时,管径和管长都不变,而流体的 流量增加一倍(摩擦阻力系数可以认为不变, 流动为湍流),则阻力增加的倍数为_;若 是变化的,(可按=0.3164/Re0.25考虑),则阻 力增加的倍数为_;若流动为层 流,

3、则阻 力增加的倍数为_. 7.提高流体在直管中的流速,流动的摩擦系 数与沿程阻力损失hf的变化规律是_. A. 将减小, hf将增大. B. 将增大, hf将减小. C. hf都将增大. D. hf都将减小. 8.管道内流体流动的局部阻力损失hf,与管内流体的平 均流速u的关系,一般可以表达成下面对该关系式的理解中正确的是_. 甲:局部阻力损失与流体的动能成正比. 乙:局部阻力损失与流体在管道内的平均流速有关,但不一定是正比关系,只能说流速越小,局部阻力损失越小 丙:该关系式表明局部阻力损失与管道内平均流速有一定关系. A.甲对 B.乙对 C.丙对 D 甲乙都对. 9.要将某液体从A输送到B,

4、可以采取用真空泵接管2抽吸 的办法,也可用压缩空气通入管1压送的办法,对于同样的 输送任务,流体在管路中的摩擦损失与这两种输送方式 的选择关系为_. A.抽吸输送摩擦损失大 B压送的摩擦损失大 C.要具体计算才能比较 D两种方式一样 10.下面有关直管阻力损失与固体表面间摩 擦损失论述中错误的是_. A.固体摩擦仅发生在接触的外表面,摩擦力 大小与正压力成正比. B.直管阻力损失发生在流体内部,紧贴管壁 的流体层与管壁之间并没有相对滑动. C.实际流体由于具有粘性,其粘性作用引起 的直管阻力损失也仅发生在紧贴管壁的流 体层上. 11.用U形管压差计测量气体管路上两点间 的压强差,指示液为水,其

5、密度为1000kg/m3, 读数为12mm,为了放大读数,改用微差压差 计,如图所示,其中指示液A是含40%酒精的 水溶液,密度为920kg/m3,指示液C是煤油,密 度为850kg/m3,则读数可扩大到_倍. 解:用U形管测量气体的压强差时,其简化式: P=示gR 用微差压差计测量其他的压强差时, P=(A- C)gR.改用微差压差计后,所 测得的压强差P并无变化,将以上二式联 立,整理后得读数可提高到原来的171/12=14.3倍 12.输油管路如图所示,未装流量计,但在A和B两点分别 测得压强PA=1.5105Pa, PB=1.46105Pa,管道中油的 流量为_m3/h.已知管为89m

6、m4mm,A与B间距 40mm,其中管道le=19.4m,油=121cP,=820Kg/m3. 解:取A,B两点列柏努利方程将(2)式代入(1)式得 13.如图所示为一液体流动系统,AB段管长为 40m,内径为68mm,BC段管长为10m(管长均包括 局部阻力的当量长度),内径为40mm,高位槽内的 液面稳定,液体密度为900kg/m3,粘度为 0.03N.s/m2,管路出口流速为1.5m/s,则高位槽的 液面与管子出口的高度差Z应为_m. 解:高位槽液面为1-1截面,管子出口为2-2截 面,以出口管的中心线所在平面为基准面,已 知 u1=0,u2=1.5m/s,Z1=Z,Z2=0,p1=p2

7、,lAB=40m, dAB=0.068m, lBC=10m, dBC=0.068m, 得 AB段管内雷诺准数Re为BC段管内雷诺准数Re为管内流体流动均为层流状态,故: 14.如图为一并联管路,于B点处分为两支,在C点处 又会合为一条管路,图中所标管长均包括局部阻力 的当量长度,总管路中液体流量为60m3/h,则液体在 两支管中的流量分别为多少?(两支管的摩擦系数均 可取为0.02) 解:在并联管路中,BC段的阻力等于任一支管 的阻力,即h损BC=h损1=h损2总管中的流量等于各支管流量之和,即V总=V1+V2=60/3600=0.0167m3/s管子内径d1=0.053m,d2=0.0805

8、m, 由及知: 因为h损1=h损2,所以得:V总=V1+V2=60/3600=0.0167m3/s由得V2=0.0115m3/s=41.3m3/h V1=60-41.3=18.7m3/h思考题 某高位水槽底部接有一长度为30m(包括局部阻力 的当量长度),内径为20mm的钢管,如图,管路摩擦 系数为0.02,管路末端分为两个支管,每个支管装一 球心阀,因支管很短,除阀门的局部阻力外,支管其他 阻力可以忽略,支管直径与总管相同,高位槽内水位 恒定,水面与支管出口垂直距离为5m,只开一个阀 门(=6.4)时的流量是多少?流体输送机械 1.泵在实际工作时,其实际压头和流量较理论值为 低,而输入泵的功

9、率较理论值为高,造成上面的原因 为_ A.泵叶轮外缘液体的势能高于中心吸入口,使部分 液体由泵体与旋转叶轮之间的缝隙漏回吸入口 B.真实叶轮中叶片数目并非无限多,液体刚进入叶 轮内缘要受到叶片的撞击,流体在流动过程中存在 沿程阻力. C.高速转动时叶轮盘面与液体间的摩擦以及轴承 轴封等处的机械摩擦. D.泵质量不过关,质量好的泵不存在该区别. 2.安装有泵的管路的输液量,即管路的流量的调节方法有 _. A.在离心泵出口管路上安装调节阀,改变调节阀的开度( 改变管路阻力系数)从而达到流量调节的目的,对调节幅 度不大而经常需要改变流量时采用此法 B.通过改变泵的特性曲线,如车削叶轮,改变转速等在不

10、额 外增加管路阻力情况下实现流量调节;对调节幅度大,时 间又长的季节性流量调节时使用这种方法. C.通过改变泵的组合方式(串联和并联)达到流量调节的目 的,此时,无论串联或并联,组合后泵的总效率与单台效率 一样 D.泵的组合方式中,并联组合流量总是优于串联组合流量. 3.倘若关小离心泵的出口阀门,减小泵的输 液量,此时将会引起_. 甲:泵的扬程增大,轴功率下降 乙:泵的输液阻力及轴功率均增大. 丙:泵的扬程及轴功率均下降. 4.倘若开大离心泵的出口阀门,提高泵的输 液量,会引起_. A.泵的效率提高 B.泵的效率降低 C.泵的效率可能提高也可能降低 D.泵的效率只决定于泵的结构及泵的转速, 与

11、流量变化无关. 5.在某单泵输液管路中,并联一台同型号的 离心泵,单泵与并联双泵的输液效果是_. A.并联的输液量是单泵的两倍 B.并联输液的扬程是单泵的两倍 C.并联的能耗是单泵的两倍 D.无论输液量,扬程或能耗都不是单泵的两 倍 6.某管路要求输液量Q=80m3/h,压头 H=18m,今有以下四个型号的离心泵,分别可 提供一定的流量Q和压头H,则宜选用_. A. Q=88m3/h, H=28m B. Q=90m3/h, H=28m C. Q=88m3/h, H=20m D. Q=88m3/h, H=16m 7.下列有关往复泵论断中正确的是_ A.往复泵是通过活塞的往复运动直接以压强能的形式

12、向液 体提供能量. B.由于流量不均匀是往复泵的严重缺点,故一般通过采用多 缸往复泵,装置空气室等措施来提高管路流量的均匀性. C.往复泵的输液能力只决定于活塞的位移,与管路情况无 关,而往复泵提供的压头只决定于管路情况 D.往复泵的流量调节可采用出口阀门调节,旁路调节,改变 曲柄转速和活塞行程调节. E.使用出口阀门不但不能改变往复泵的流量,而且很危险, 在出口阀门完全关闭下,泵缸内的压强将急剧上升,严重时 将导致机件破损或电机烧毁. 8.某台离心泵每分钟输送12m3的水,接在该 泵压出管上的压强计读数为372.78KPa,接 在吸入管上的真空读数为210mmHg,压强计 和真空计连接处的垂

13、直距离为410mm,吸入 管内径为350mm,压出管内径为300mm,水 在管中的摩擦阻力可以忽略,则该泵产生的 压头为_mH2O 解:泵的压头由题目知:Z=410mm=0.41m,d1=0.35m,d2=0.3m P表=372.78KPa,P真= 210mmHg得: 9.用离心泵将河水送到常压水塔中,河水液 面与水塔液面间垂直距离为35m,温态流动, 输水管直径为165mm4.5 mm,管路长度 为1300m,所有局部阻力的当量长度为50m, 若泵的流量为100m3/h,泵的效率为65%,则 泵的轴功率为_Kw(假设摩擦系数可取 为0.02,水的密度为1000kg/m3) 解:取河水面为截面

14、1-1并为基准面,水塔水面为截面2-2,列 柏努利方程:其中:Z1=0, Z2=35m,P1=P2=0(表压),u1=u2=0所以: 10.用两台离心泵从水池向密闭容供水,单台泵的特性曲 线可近似表示为H=50-1.1106V2,适当关闭或开启阀门, 两泵既可串联又可并联工作,如图2-7所示,已知水池和 容器内液面高度差为10m,容器内压强为1atm(表压),管 路总长为 20m(包括各种管件的当量长度,但不包括阀门 A),管径为50mm,假设管内流动已进入阻力平方区,阻力 系数=0.025,两支路很短,其阻力损失可以忽略,则阀门 A全开,输送能力大的为_ A.并联 B.串联 C.无法确定 解

15、:阀门全开时的管路特性方程为: 11.某单级双缸双动空气压缩机,其活塞直径 为300mm,冲程为200mm,每分钟往复480次 ,压缩机的吸气压强为1atm,排气压强为 3.5atm.设汽缸的余隙系数为8%,排气系数 为容积系数的85%,绝热总效率为0.7,空气的 绝热指数为1.40.则该压缩机的排气量和轴 功率各为多少? 解:(1)求压缩机的排放气量: 双缸双动压缩机的理论吸气量为: V理,min=2(2A-a)sn A=0. 7850.32=0.0707m2,a可以忽略 S=200mm=0.2m,n=480min-1 V理,min=220.07070.2480=27.15m3/min 又=0.08,K=1.40,P2/P1=3.5= 0.884d= 容=0.8840.85=0.751V实际,mind V 理,min=20.39m3/min(2)求轴功率,压缩机的理论功率为 如图所示,用离心泵将水由水槽送至水洗塔中,塔内 的表压为9.807104Pa,水槽液面恒定,其上方通大 气,水槽液面与输水管出口端的垂直距离为20m,在 某送液量下,泵对水做功