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1、“化工原理”第一章复习题及参考答案一、填空题：1. （3 分）雷诺准数的表达式为_。当密度 1000kg/m3,粘度 =1 厘泊的水 ,在内径为d=100mm,以流速为1m/s,其雷诺准数等于_,其流动类型为_.（ Re=d / ; 105； 湍流）2.（2 分）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 _.（1m/s3.（ 2 分）牛顿粘性定律用粘滞力的表达式为_. 用剪应力的表达式为_.（ F= Adu/dy; = du/dy）4.（2 分）当地大气压为750mmHg 时,测得某体系的表压为100mmHg,则该体系的绝对压强为_mmHg, 真
2、空度为 _mmHg. （ 850; -100）5.（2 分）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11.8kg/s/,其体积流量为 _.平均流速为 _.( 0.0118m3/s, 1.5m/s)6.（4 分）当 20的水 ( =998.2kg/m3, =1.005 厘泊 )在内径为100mm 的光滑管内流动时,若流速为 1.0m/s 时 ,其雷诺准数Re 为_,直管摩擦阻力系数 为_.(9.93 104; 0.0178) 7.（2 分）某长方形截面的通风管道, 其截面尺寸为30 20mm,其当量直径de 为_.( 24mm) 8.（3 分）测量流体流量的流量计主要
3、有如下四种: _ _,_,_ , _,测量管内流体点的速度,则用 _. (转子流量计 ;孔板流量计 ;丘里流量计 ;湿式气体流量计;皮托管 ) 9.（2 分）测量流体压强的仪器主要有如下两种: _,_.( U 管压差计 ;弹簧压力计 ) 10. （4 分）计算管道流体局部阻力的方法有: _,_,其相应的阻力计算公式为_,_,( 当量长度法 ; 阻力系数法 ; hf= (le/d)(u2/2g); h f=(u2/2g) ) 11.（3 分）题号 1038 第 1 章知识点400 难度容易在流体阻力计算中,当量长度的定义是_. (能产生与某局部阻力相当的直管长度, 称为该局部阻力的当量长度。)
4、12. （2 分） 管出口的局部阻力系数等于_,管入口的局部阻力系数等于_.( 1.0; 0.5) 13. （ 3 分）理想流体是指_；而实际流体是指。(没有粘性、没有摩擦阻力、液体不可压缩；具有粘性、有摩擦力、液体可压缩、受热膨胀、消耗能量。 ) 14.（3 分）流体体积流量用来计算；质量流量用来计算；而流体流速用来计算。(Vs u.A msu.A. uVs /A) 15.（3 分）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，其平均速度为。( 湍流，um0.8umax，滞流，um0.5 umax。) 16.（3 分）流体体积流量
5、一定时,有效截面扩大,则流速 ,动压头,静压头。(填增加 ,减少 ,不变） ( 减少 ,减少 ,增加。 ) 17.（2 分）当量直径的定义是de,在套管环间流动的流体,外管的内径是d1,内管的外径是d2,则当量直径de。( de4 流通截面积 /浸润周边 ; de d1d2)18. 流体的粘度指_ 。粘度值随温度变化而变化,对于液体，温度升高，粘度 _；对于气体，温度升高，粘度_。 ( 流体流动时 ,相邻流体层间,在单位接触面上,速度梯度为1 时,所产生的内摩擦力; 减少 ; 增大 ) 19.(2 分）米糠油在管中作流动,若流量不变 ,管径不变 ,管长增加一倍 ,则摩擦阻力损失为原来的_倍。
6、(2 倍 ) 20.（3 分）柏努利方程如衡算基准以J/kg 表示 ,柏努利方程可表示为_ , 若用J/m3表示则可表示为_。 ( gZ1+P1/ +u12/2= gZ 2+P2/ +u22/2+ W f; gZ1+P1+ u12/2 = gZ 2+P2+ u22/2 +W fg) 21. .(2 分）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_。( 截面；压差；压差；截面) 22.（2 分）在测速管中,测压孔正对水流方向的测压管液位代表_,流体流过测速管侧壁小孔的测压管液位代表_。( 冲压头；静压头) 23. （ 3分）某流体在圆形直管中作滞流流动时,其速度分
7、布是 _型曲线 ,其管中心最大流速为平均流速的_倍 ,摩擦系数 与 Re的关系为 _。 (抛物线；;2 倍; 64/Re) 24.（3 分）水由敞口恒液位的高位槽通过一管道流向压力恒定的反应器,当管道上的阀门开度减小后 ,水流量将 _,摩擦系数 _,管道总阻力损失_。(减小 ;增大 ;不变 ) 25.（2 分）流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是流体具有_。(粘性 ) 26.（2 分）液体在等直径的管中作稳态流动,其流速沿管长_,由于有摩擦阻力损失,静压强沿管长 _。(不变 ;降低 ) 27.（4 分）流体在圆形直管中作层流流动,如果流量等不变,只是将管径增大一倍,则阻力损失为原来的 _。( 1
8、/16) 28 （4 分）液体在园管内作稳定连续滞流流动时,其摩擦阻力损失与管内径的_次方成反比。 ( 2) 29.（ 2 分）水塔内的水能通过管路引至各车间使用,这是因为水塔内的水具有_。（高位压头）30.（ 4 分）流体在园管内流动时,由于流体具有粘性,使得 _ 处速度为零,管的_处速度最大。（ 管壁；中心）31.（4 分）测量流体的流量一般可采用_等流量计。 测量管内流体点速度 ,则用 _。 （孔板；文丘里；转子；皮托管。）32（3 分）在输送液体的管路中,要使 P1-P2= Pf的条件 _。（ 管径相等，处于同一水平面，无外加能量。）33.（2 分）圆管中有常温下的水流动,管内径 d=
9、100mm,测得中的体积流量为0.022m m3/s,质量流量为 _,平均流速为 _。( 22kg/s; 2.8m/s)二、选择题1. （2 分） 一个被测量体系外柱按上一个U 型压差计 ,出现如图情况,说明体系与大气压是 （）关系 (答案 A) A. 体系大气压B. 体系大气压C. 体系大气压2.（3 分）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( )（答案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3.（2 分）层流与湍流的本质区别是：( )。 （* 答案
10、 * 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 p2/ 时, 由 1 流向 2, 当(pa/ +Zg) d2= (8LV h/3600 gH)d= (8LVh/3600 gH)0.5 代入数据： d=0.023 (815010/3600 9.8110) =0.0466m=46.6mm2.（12 分） 某厂如图所示的输液系统将某种料液由敞口高位槽A 输送至一敞口搅拌反应槽B中,输液管为 38 2.5mm的铜管 ,已知料液在管中的流速为u m/s,系统的 Wf=20.6u2/2 J/kg,因扩大生产，须再建一套同样的系统, 所用输液管直径不变，而
11、要求的输液量须增加30%,问新系统所设的高位槽的液面需要比原系统增高多少? * 答案 * 低液面 2-2 为基准，在1-1 与 2-2 间列柏努力方程：gZA+uA2/2+p A/ = gZB+uB2/2+p B/ +Wf u1 0u2; p1=p2于是 gZ1=gZ2+Wfg(Z1-Z2)= Wf =20.6 u2/2 u=2g(Z1-Z2)/20.60.5 =(2 9.81 6/20.6)0.5=2.39m/sZ1 =Z2+20.6u 2/2g =5+20.6(1.32.39)2/(2 9.81) =15.14m 增高为： Z1-Z1=15.14-11=4.14m 3. （15 分）如图所
12、示的管路系统中，有一直径为 38 2.5mm、 长为 30m 的水平直管段AB, 并装有孔径为16.4mm 的标准孔板流量计来测量流量,流量系数Co=0.63。 流体流经孔板永久压强降为 3.5 104N/m2， AB 段的摩擦系数可取为0.024。 试计算 : 液体流经 AB 管段的压强差；若泵的轴功率为500W，效率为60%，则 AB 管段所消耗的功率为泵的有效功率的百分率。* 答案 * 在 A-B 之间列柏方程 (管中心线为基准面)：gZA+uA2/2+p A/ = gZB+uB2/2+p B/ +WfpA-p2=Wf= Lu2/2d+p 孔u0=C02gR( 2- )/ =0.6329
13、.81 0.6(13600-867)/867 =8.284m/su=(16.4/33)2 8.284=2.046 m/spA -pB=0.024 (30/0.033)(2.0462/2) 867+3.5 104 =74590 N/m2Ne=We .Ws=(74590/867)( /4)d2u =86(0.785 0.0332 2.046 867)=130w 有效功率百分数=130/(500 0.6) 100%=43.3% 4.（18 分）如本题附图所示，槽内水位维持不变。槽底部与内径为 100mm 钢管相连，管路上装有一个闸阀，阀前离管路入口端15m 处安有一个指示液为汞的U 管压差计，测压点与管路出口端之间距离为20m。1当闸阀关闭时测得R600mm， h1500mm；当闸阀部分开启时， 测得 R 400mm， h1400mm， 管路摩擦系数取0.02，入口处局部阻力系数取0.5， 问每小时从管中流出水量为多少m3。2当阀全开时 （取闸阀全开le/d 15， 0.0 18） ， 测压点 B 处的静压强为若干N/m2（表压）。* 答案 * （1）当闸阀全关时，根据静力学关系：（Z h） R. 汞得水槽液位高度：ZR汞/ h=0.6 13.6-1.5=6.66m 列 AA 与 BB 截面柏努利方程式：Z2/2 P B/ fPB/ （ R汞h ）/
