化工原理题库练习与解答

1、1 一、单选题.单位体积流体所具有的（）称为流体的密度。AA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（）。AA密度；B粘度；C位能；D动能。.层流与湍流的本质区别是（）。DA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V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。BA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（）。CA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（）。AA绝对压力；B表压力；C静压力；D真空度。7.当被测流体的（）

2、大于外界大气压力时，所用的测压仪表称为压力表。DA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。AA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。DA大气压；B表压力；C相对压力；D绝对压力。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（）。BA. Um=1/2Umax;B.Um=0.8Umax;C.Um=3/2Umax。11. 从

3、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（）。AA. 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。12. 层流底层越薄（）。CA.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。13. 双液体U形差压计要求指示液的密度差（）CA.大；B.中等；C.小；D.越大越好。14. 转子流量计的主要特点是（）。CA.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。15. 层流与湍流的本质区别是：（）。DA.湍流流速>层流流速；

4、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。16. 圆直管内流动流体，湍流时雷诺准数是（）。BA. Re<2000;B.ReA4000;C.Re=20004000。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. 74.3kPa;B.101kPa;C.127.6kPa。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。CA. 2;B.8;C.4。17. 流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是（）。CA.流动速度大于零；B.管边不够光滑；C

5、.流体具有粘性。18. 在相同条件下，缩小管径，雷诺数（）。AA.增大；B.减小；C.不变。19. 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（）。AA. 1/4;B.1/2;C.2倍。23.单位时间内流过管道任意截面的流体量称为（）。CA流速；B流线；C流量；D流函数。24.单位时间内流体在流动方向上所流过的（）称为流速。A宽度；B高度；C距离；D直线。.柏努利方程式中的（）项表示单位质量流体所具有的位能。A史PAgz;B2；CP;Dwe。ua25 .柏努利方程式中的项表示单位质量流体所具有的（）。BA位能；B动能；C静压能；D有效功。.柏努利方程式中的（）项

6、表示单位质量流体所具有的静压能。C史PAgz;B2;CP;DWe。28.柏努利方程式中的（）项表示单位质量流体通过泵（或其他输送设备）所获得的能量，称为有效功。D史PAgz;B2;CF1;DWe。29.柏努利方程式中的）项表示单位质量流体因克服流动阻力而损失的能量。史EAgz;B2;CP;DEhf。30.流体在直管中流动，当（）2000时，流体的流动类型属于层流。AARe;BPr；CNu;DGr。31 .流体在直管中流动，当Re（）4000时，流体的流动类型属于湍流。Av；BA；Cv;D乒。.流体在直管中流动，当2000V（）V4000时，流体的流动类型属于不稳定的过渡区。AARe;BPr；C

7、Nu;DGr。32 .流体在管内作（）流动时，其质点沿管轴作有规则的平行运动。AA层流；B湍流；C过渡流；D漩涡流。33 .流体在管内作（）流动时，其质点作不规则的杂乱运动。BA层流；B湍流；C过渡流；D漩涡流。34 .流体在圆管内（）流动时，平均速度是最大速度的一半。AA层流；B湍流；C过渡流；D漩涡流。35 .对于（），当量直径等于四倍的流通截面积除以润湿周边。BA圆形管；B非圆形管；C矩形管；D直管。二、填空题流体静力学基本方程式P2=Pl3（乙Z2）p=Po的h定态流动的柏努利方程式能量衡算式P1u1P2u21kg流体:昭七十+We*2+下+项叫四3.单位体积流体所具有的质量称为流体的

8、密度。雷诺准数的表达式为Re=du"。当密度。=lOOOkg.m，粘度广1厘泊的水，在内径为d=1OOmm,以流速为1m.s在管中流动时，其雷诺准数等于四，其流动类型为湍流。当地大气压为75OmmHg时，测得某体系的表压为1OOmmHg,则该体系的绝对压强为85OmmHg,真空度为-1OOmmHg。当地大气压为75OmmHg时，测得某体系的表压为1OOmmHg,则该体系的绝对压强为1134O4Pa,真空度为-1334O2_Pa。4. 某物的比重为O.879,其密度为879kg/m3,其比容为O.OO114m3/kg_。圆管中有常温下的水流动，管内径d=1OOmm,测得其中的质量流量为

9、15.7kg./s,其体积流量为O.O157m3/s,平均流速为2.Om/s。当2OC的甘油（定1261kg/m3,1499厘泊）在内径为1OOmm的管内流动时，若流速为1.Om/s时，其雷诺准数Re为84.1,其摩擦阻力系数入为O.761。5. 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。6. 测量流体流量的流量计主要有如下四种：_转子流量计,孔板流量计,_文丘里流量计,_湿式气体流量计_,测量管内流体点的速度，贝惆_皮托管。7. 管出口的局部阻力系数等于_1.0_,管入口的局部阻力系数等于_0.5q化工生产中，物料衡算的理论依据是质量守恒定律热量衡

10、算的理论基础是能量守恒定律流体体积流量一定时，有效截面扩大，则流速减少_,动压头减少,静压头增_加_。8. 理想流体在变径管路中作稳定的连续流动时，在管子直径缩小的地方，其静压力减少。套管由（）57>2.5mm和（j）25>2.5mm的钢管组成，则环隙的流通截面积等于1633mm2，润湿周边等于242mm,当量直径等于27mm。9. 流体在等径管中作稳定流动，流体由于流动而有摩擦阻力损失，流体的流速沿管长_不变。液柱压力计量是基于流体静力学原理的测压装置,用U形管压差计测压时，当一端与大气相通时，读数R表示的是表压或真空度。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

11、摩擦阻力损失为原来的_J倍。米糠油在管中作层流流动，若流量不变，管长不变，管径增加一倍，则摩擦阻力损失为原来的_1/16_倍。当Re为已知时，流体在圆形管内呈层流时的摩擦系数入=_64/Re,在管内呈湍流时,摩擦系数入与Re、s/d有关。10. 液体的粘度随温度升高而减小，气体的粘度随温度的升高而增大。某流体在圆形直管中作滞流流动时，其速度分布是抛物线型曲线，其管中心最大流速为平均流速的2倍倍，摩擦系数入与Re的关系为入=64/Re。11. 牛顿型流体与非牛顿型流体的主要的区别是顿型流体符合牛顿粘性定律_。12. 稳定流动的定义是流动状况不随时间而变。三、计算题1.一套管换热器的内管外径为80

12、mm,外管内径为150mm,其环隙的当量直径为多少？流通截面积解：de=4X润湿同边=4X神5。+8。）=150-80=70mm2.某液体在一管路中稳定流过，若将管子直径减小一半，而流量不变，则液体的流速为原流速的多少倍？解：V=uA,U1A1=u2A2,A=4,当d1=2d2时U14=U24,有U1A1=U2A2可得U2=4u1,滞流时R它dup,32>1udpd1. 得U2=4u1一定量的液体在圆形直管内作滞流流动。若管长及液体物性不变，而管径减至原有的一半，问因流动阻力产生的能量损失为原来的多少倍？2. Shf=1-解：流动阻力d2,设管径改变后砧矽，皿才矿.刘遍l=16某设备上真

13、空表的读数为13.3X103Pa,计算设备内的绝对压强与表压强。已知该地区大气压强为98.7X103Pa。13.3X103=85.4刈03Pa3. 解：绝对压强=大气压一真空度=98.7X103表压强=一真空度=13.3X103Pa甲乙两地的平均大气压强分别为85.3刈03Pa和101.33X103Pa,在甲地操作的真空精储塔塔顶的真空表读数为80X103Pa,在乙地操作时，若要求塔内维持相同的绝对压强，真空表读数应为多少？解：在甲地绝对压强=大气压一真空度=85.3X10380X103=5.3刈03Pa4. 在乙地真空度=大气压一绝对压强=101.33X1035.3刈03=96.03X103

14、Pa在兰州操作的苯乙烯真空精储塔顶的真空表读数为80X103Pa,在天津操作时，若要求塔内维持相同的绝对压强，真空表的读数应为多少？兰州地区的平均大气压强为85.3X103Pa,天津地区的平均大气压强为101.33X103Pa。解：在兰州绝对压强=大气压一真空度=85.3X10380X103=5.3刈03Pa在天津真空度=大气压一绝对压强=101.33X1035.3刈03=96.03X103Pa某设备的进、出口压强分别为1200mmH2O（真空度）和1.6kgf/cm2（表压）。若当地大气压为760mmHg,求此设备进、出口的压强差。（用SI制表示）解：进口Pi（绝压）=P（大气压）-P（真空

15、度）出口P2（绝压）=P（大气压）+P（表压）Pi（真空度）=1200mmH2O=0.12kgf/cm2Pl（绝压）-P2（绝压）=-Pl（真空度）+P2（表压）=-（0.12+1.6）=-1.72kgf/cm2=-1.72X9.81X104=-1.687X105N/m211.有一内径为25mm的水管，如管中水的流速为1.0m/s,求：（1）管中水的流动类型；（2）管中水保持层流状态的最大流速（水的密度p=1000kg/m3,粘度=1cp）。解：（1）Re=du涉氏0.025X1X1000/0.001=25000>4000流动类型为湍流。12. （2）层流时，Re<2000,流速最

16、大时，Re=2000，即dup/由2000.u=2000函定2000X0.001/（0.025X1000）=0.08m/s密度为850kg/m3、粘度为8X10-3Pas的液体在内径为14mm的钢管内流动，液体的流速为1m/s。计算：（1）雷诺准数，并指出属于何种流型；（2）若要使该流动达到湍流，液体的流速至少应为多少？解：（1）Re=du涉氏0.014X1X850/8X10-3=1487.5<2000流动类型为层流13 （2）湍流时，Re>4000,流速最小时，Re=4000，即du涉4000.u=4000p/d定4000>0.008/(0.014X850)=2.69m/s

17、.用噂108X4mm的钢管从水塔将水引至车间，管路长度150m(包括管件的当量长度)。若此管路的全部能量损失为118J/kg,此管路输水量为若干m3/h?(管路摩擦系数可取为0.02，水的密度取为1000kg/m3)Shf=11=解：能量损失._118J/kg2118x2x0,1u=7.867002x150u=2.8m/s-x0.1!x3600=14 流量V=uA=2.8x479.13m3/h.用168>9mm的钢管输送原油。管线总长100km,油量为60000kg/h，油管最大抗压能力为1.57X107Pa。已知50C时油的密度为890kg/m3,粘度为181cp。假定输油管水平放置，

18、其局部阻力忽略不计。问：为完成上述输油任务，中途需设几个加压站？解：ui=u2,Zi=Z2,Pd2u=V/A=(60000/890)/(3600X0.785X0.152)=1.06m/sRe=du30.15X1.06X890/(181X10-3)=782层流Z=64/Re=64/782=0.0818AP=洲/d)(u2/2)p=0.0818><105/0.15)X1.062/2)X890=2.72刈07Pan=2.72X107/(1.57X107)=1.7315 中途应设一个加压站.在附图所示的储油罐中盛有密度为960kg/m3的油品。油面高于罐底9.6m，油面上方为常压。在罐侧壁

19、的下部有一直径为760mm圆孔，其中心距罐底800mm，孔盖用14mm的钢制螺钉紧固。若螺钉材料的工作应力取为39.23X106Pa,问：至少需要几个螺钉?解：设通过孔盖中心的水平面上液体的静压强为p,则p就是管内液体作用与孔盖上的平均压强。由流体静力学基本方程式知F=&+呻作用在孔盖外侧的是大气压强pa,故孔盖内外两侧所受压强差为Apupm+pgji-kpgjiAp=960x5.81(9.6-08)=8.29x10*作用在孔盖上的静压力为JT*鱼P=Apx一=8.29x10*x-x0.762-3.76xlON44每个螺钉能承受的力为400xlSlxlO*xxO.0141=6,04x1

20、/N4螺钉的个数=3.76X104/6.04X103=6.23个即至少需要7个螺钉。16 .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Ri=400mm,R2=50mm,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=50mm。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，Ri下端为D点，因此可认为PAWC,PBPDoPa中c=pH2ogR3+pHggR2=1000X9.81X0.05+13600>9.81X0.05=7161N/m2（表压）

21、PbPd=Pa+pHggR117 =7161+13600>9.81>0.4=6.05X104N/m2（表压）.根据本题附图所示的微差压差计的读数，计算管路中气体的表压强p。压差计中以油和水为指示液，其密度分别为920kg/m3及998kg/m3,U管中油、水交界面高度差R=300mm。两扩大室的内径D均为60mm,U管内径d为6mm。（当管路内气体压强等于大气压强时，两扩大室液面平齐。）解：当管路内的气体压强等于大气压强时，两扩大室的液面平齐，则两扩大室液面差Ah与微差压差计读数R的关系为当压差计读数R=300mm时，两扩大室液面差为Ah=R0.003m则管路中气体的表压强为p=（

22、998-920）X9.81X0.3+920X9.81X0.003=257N/m2（表压）18 .用泵将水从水池送至高位槽。高位槽液面高于水池液面50m,管路全部能量损失为20J/kg,流量为36m3/h,高位槽与水池均为敞口。若泵的效率为60%,求泵的轴功率。（水的密度取为1000kg/m3)解：设水池液面为1-17截面，高位槽液面为2-2，以水池液面为基准水平面，在两截面间列柏努利方程式。22hfu1p1u2p2、.gZ15°We=g五r'Zi=0,Z2=50m,uiW,U20,Pi=P2=0(表压)，Zhf=20J/kgwe=9.81X50+20=510.5J/kg水的质

23、量流率ws=36X1000/3600=10kg/s有效功率Ne=wews=510.5X10=5105W19 轴功率N=5105/0.6=8508.3W.水以2.5m/s的流速流经中38X2.5mm的水平：管，此管以锥形管与另一申38>3mm的水平管也）.J.nLi_i一相连。如附图所示，在锥形管两侧A、B处各插入1一一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1.5J/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1000kg/m3)解：上游截面A-A，,下游截面B-B，,通过管子中心线作基准水平面。在两截面间列柏努

24、利方程式。式中ZA=ZB=0,uA=2.5m/s,ShfA,B=1.5J/kg根据连续性方程式，对于不可压缩流体=123m/s两截面的压强差为玄Hie。=868.55N/m即1mmH2O由于Pe=%6+PkpB>pA20.如图所示，常温的水在管道中流过，两个串联的U形管压差计中的指示液均为水银，密度为Adg,测压连接管内充满常温的水，密度为每，两U形管的连通管内充满空气。若测压前两U形管压差计内的水银液面均为同一高度，测压后两U形管压差计的读数分别为Ri、R2,试求a、b两点间的压力差Pa-Pb解：Pi=Pa+Pwghi,Pa=PiPwghia=p2P2=P3+PHggRiP3=P4P4

25、=P5+Hg9日2P5=Pb，wgh5Pb=P5-，、wgh5=P4-：、HggR2-ghsPaPb=P3：HggRi：wghiP4:Hg9日2一，、wgh5-?HggRiR2)Fwghi*gh5hi=h地h5=h-R2,2所以Pa-Pb=；?HggRiR2-g;g一_i-_一、i,_=HggRiR2-jwgRiR2=:h-rRiR2g2i.在如图所示的测压差装置中，U形管压差计中的指示液为水银，其密度为Rg,其他管内均充满水，其密度为Rw,U形管压差计的读数为R,两测压点间的位差为h,试求a、b两测压点间的压力差Pa一Pbo解.由Pa-Pi'wghiPi=P2=P3P3=P4：Hgg

26、RP4=P5Pb=P5LgRwgh2所以Pa=P3Lghi=P4fggRJghi=P5fggRLghi所以Pa-Pb=HggRLghi-：wgR-Lgh?=，HggR-"wgR，wghi-h2=七ggR-LgR-Lgh=HggR-，、wgRh=："Hg-：wgR-=gh22.用离心泵将水从储槽送至水洗塔的顶部，槽内F"T水位维持恒定，各部分相对位置如本题附图所示。管路的直径均为由76>2.5mm。在操作条件下，泵入口处真空表的读数为24.66X103Pa;水流经吸入管与排出管（不包括喷头）的能量损失可分别按珏勺如与=10计算。由于管径不变，故式中U为吸入或排

27、出管的流速m/s。排水管与喷头处的压强为98.07X103Pa（表压）。求泵的有效功率。（水的密度取为1000kg/m3)解：（1）水在管内的流速与流量设储槽水面为上游截面1-1/,真空表连接处为下游截面2-2/,并以截面1-1，为基准水平面。在两截面间列柏努利方程。-u?pl-U；p2E-+=咀+Shf!2p2p式中Zi=0,Z2=1.5m,pi=0（表压），P2=-24.66X103Pa（表压）uif,£hf=2u将上列数值代入柏努利方程式，解得水在管内的流速U2*=J931x1.5/25=2心呗）m/s2xix0.0711xl000=7.92水的流量ws=uAp=4kg/s（2

28、）泵的有效功率设储槽水面为上游截面1-1,排水管与喷头连接处为下游截面2-2,仍以截面1-1为基准水平面。在两截面间列柏努利方程。22gz1MBWe=gz2堂虫、hf'hf2式中Z1=0,Z2=14m,U10,U2=2m/s,p1=0（表压）P2=98.07X"Pa（表压），辑+叫=技+1血、"将上列数值代入柏努利方程式，解得W"一11：.一J.，二一J/kg泵的有效功率Ne=wews=285.41X7.92=2260W23.在本题附图所示的实验装置中，于异径水平管段两截面间连一倒置U管压差计，以测量两截面之间的压强差。当水的流量为10800kg/h时,U

29、管压差计读数R为100mm。粗、细管的直径分别为60X3.5mm与42X3mm。计算：（1）1kg水流经两截面间的能量损失；（2）与该能量损失相当的压强降为多少Pa?（水的密度取为1000kg/m3)解：（1）1kg水流经两截面间的能量损失设导管在上游的连接处为截面1-1/,下游的连接处为截面2-2，,并通过管轴作基准水平面。在两截面间列柏努利方程r叱由r七Plfq+=gZJ+£hf2p2p式中Z1=Z2=0,u=ws/Ap10800闿=2.953600xx00362x1000m/s10800u2=1.363600x-x0053Jx!000m/s.PiWpgR,-=9.81x0.1=

30、0581-J/kg将以上各数值代入柏努利方程式，解得295J蜀£hf=0.981H4.41J/kg24 (2)与该能量损失相当的压强降=!=IX1-上、;J血N/m2.在图示装置中，水管直径为57X3.5mm。当阀门全闭时，压力表读数为0.3大气压，而在阀门开启后，压力表读数降至0.2大气压。设管路入口至压力表处的压头损失为0.5mH2O,求水的流量为若干m3/h?解：阀门全闭时，由P2=PgH,H=0.3X1.013X105/(1000X9.81)=3.1m即水槽液面距阀门中心线的高度为3.1m。阀门开启时，以水槽液面为上游截面1-1/,压力表处为下游截面2-2z,管路中心线为基准

31、水平面。在两截面间列柏努利方程式rU：Pi口U；P?1e+=Z;+-Ehf2gPg2gpggZ1=H=3m,Z2=0,P1=0,P2=0.2X1.013X105Pa,uF,Shf/g=0.5mH2O25 代入上式3.1=0.2X1.013X105/（1000>9.81）+（2X9.81）+0.5解得u2=3.24m/sVh=（兀/4）d2uX3600=22.9m3/h.如图所示，密度为850kg/m3的料液从高位槽送入塔中，高位槽内的液面维持恒定。塔内表压强为9.81X103Pa,进料量为5m3/h。连接管直径为中38X2.5mm,料液在连接管内流动时的能量损失为30J/kg（不包括出口

32、的能量损失）。求：高位槽内的液面应比塔的进料口高出多少?1-1解：以高位槽液面为上游截面1-1,连接管出口内侧为下游截面2-2z,并以截面为基准水平面。在两截面间列柏努利方程式。_U?P1-Ujpa.滨+=+£hf2p2pUj=-1.62_人3如0£顽询式中Zi=0,ui0,4m/sP1=0（表压），p2=9.81X103Pa（表压），2hf=30J/kg将上述数值代入柏努利方程，解得/9.31=-437高位槽内的液面应比塔的进料口高4.37m。26 .如图所示，用泵将储槽中密度为1200kg/m3的溶液送到蒸发器内。储槽内液面维持恒定，其上方与大气相同。蒸发器内的操作压强

33、为200mmHg（真空度），蒸发器进料口高于储槽内的液面15m,输送管道的直径为噂68X4mm,送料量为20m3/h,溶液流径全部管道的能量损失为120J/kg,求泵的有效功率。解：以储槽的液面为上游截面1-1，管路出口内侧为下游截面2-2，并以截面1-17为基准水平面。在两截面间列柏努利方程式。2u1P1gz112式中Zi=0,2U2P2vWe=gz2；-二hfp=-221x101300=-26670Z2=15m,pi=0（表压），'咒0Pa（表压）20-1973600x-xO.061m/s,Shf=120J/kg27 将以上各项数值代入柏努利方程中we2.J.J/kgwskg/sN

34、e=wews=246.9>6.67=1647W.附图中所示的高位槽液面维持恒定，管路中ab和cd两段的长度、直径及粗糙度均相同。某液体以一定流量流过管路，液体在流动中温度可视为不变。问：（1）液体通过ab和cd两管段的能量损失是否相等？（2）此两管段的压强差是否相等？写出它们的表达式。解：（1）直管的能量损失Lhf=Ad2管段ab与cd中，长度、直径均相同；流量不变则流速相同；温度不变，密度相同，粘度相同，则雷诺数相同；又由于粗糙度相同，则摩擦系数相同，所以两管段的能量损失相等。（2）两管段的压强差不相等。在两管段上分别列柏努利方程式ab管段P2p式中ua=ub,贝UP%=一溟、一邛质）

35、P记队-姑PiB+=+EMfiicd管段2p2p式中uc=ud,Zc=Zd,则国烦28.有两个液面高度相差6m底面出口连接一根直径为管分别与下槽相通，支路知摩擦系数值均为0.04,的贮槽，其底部彼此用管道连接（本题附图所示）。A槽600mm、长为3000m的管道BC,在接点C管路分为两支CD和CE的长度皆为2500m试求A槽向下槽的流量为多少？、直径均为250mm,若已（忽略所有的局部阻力）解：在分支点C所在截面与F水槽液面之间分别列支路CD二hfCD='hfCE由于dCD=dCE，故可判断出UCD=UCEVBC=2VCD和CE的机械能衡算式可确定:-206Ubc即42=20.25uc

36、d4Ucd=2.88Ubc在两水槽液面之间列机械能衡算方程:2Pa.Ua2Pf.UfZFhfA_F:g2g(a)式中：pA=pF=0(表压),uA=uFW,zA-zF=6m,I2I2hfA厂，虹虹，垃些dBc2gdcD2g2，一、2=00U空xU+004x理I(2.88Ubc)0.62g0.252g2=179.3uBc将以上数据代入（a）式中，并整理解得Ubc=0.183m/s舔233VBC=0.60.183=0.0517m/s=186m/h429.如本题附图所示用泵将20C水经总管分别打人容器A、B内，总管流量为176m3/h,总管直径为168x5mm,C点处压力为1.97kgf/cm2（表

37、），求泵供给的压头及支管CA、CB的阻力(忽略总管内的阻力)。Uc=V=17?=2.49m/s:.236000.7850.1582白、-=d。解：（1）总管流速4在图示的O-O与C-C截面之间列机械能衡算方程:22Pc一PoUc-UoHe=；（Zc-Zo）、ho_c'g2g式中：Pc-pO=1.9798100=193257Pa,uO：0,uC=2.49m/s,Zc-Zo=-2m,'hfoq0(2)求支路阻力在C-C和A-A截面之间列机械能衡算方程:Pc2.也2g2,Zc=&业Za-hfcA;g2g式中：pcPA=193257Pa,uc=2.49m/s,Ua=0,zcZa

38、=16m，故支路cA的阻力为hfcAM3地圣l_16=4.0m100038129.81液柱同理22'hfc/B了（ZcF;g2g(1.97-1)981002.492-08=2.0m1000x9.812乂9.81液柱流体输送设备一章习题及答案一、选择题1、离心泵开动以前必须充满液体是为了防止发生（）。AA.气缚现象；B.汽蚀现象；C. 汽化现象；D.气浮现象。2、离心泵最常用的调节方法是（）。BA.改变吸入管路中阀门开度；B.改变压出管路中阀门的开度；C.安置回流支路，改变循环量的大小；D.车削离心泵的叶轮。3、离心泵的扬程，是指单位重量流体经过泵后获得的（）。BA.包括内能在内的总能量

39、；B.机械能；C.压能；D.位能（即实际的升扬高度）。4、离心泵的扬程是（）。DA.实际的升扬高度；B.泵的吸液高度；C.液体出泵和进泵的压差换算成液柱高度D. 单位重量液体出泵和进泵的机械能差值。5、某同学进行离心泵特性曲线测定实验，启动泵后，出水管不出水，泵进口处真空计指示真空度很高，他对故障原因作出了正确判断，排除了故障，你认为以下可能的原因中，哪一个是真正的原因（）。CA.水温太高；B.真空计坏了；C.吸入管路堵塞；D.排出管路堵塞。6、为避免发生气蚀现象，应使离心泵内的最低压力（A）输送温度下液体的饱和蒸汽压。A.大于；B.小于；C.等于。7、流量调节，离心泵常用（），往复泵常用（）

40、。A;CA.出口阀B.进口阀C.旁路阀8、欲送润滑油到高压压缩机的气缸中，应采用（）。输送大流量，低粘度的液体应采用（）。C;AA.离心泵；B.往复泵；C.齿轮泵。9、1m3气体经风机所获得能量，称为（）。AA.全风压；B.静风压；C.扬程。10、往复泵在启动之前，必须将出口阀（）。AA.打开；B.关闭；C.半开。11、用离心泵从河中抽水，当河面水位下降时，泵提供的流量减少了，其原因是（）。CA.发生了气缚现象；B.泵特性曲线变了；C.管路特性曲线变了。12、离心泵启动前，是为了防止气缚现象发生。DA灌水；B放气；C灌油；D灌泵。13、离心泵装置中的滤网可以阻拦液体中的固体颗粒被吸入而堵塞管道

41、和泵壳。AA.吸入管路；B.排出管路；C.调节管路；D.分支管路。14、为提高离心泵的经济指标，宜采用叶片。BA前弯；B后弯；C垂直；D水平。15、离心泵最常用的调节方法是（）。BA.改变吸入管路中阀门开度；B.改变排出管路中阀门开度；C.安置回流支路，改变循环量的大小；D.车削离心泵的叶轮。16、往复泵的调节是采用回路调节装置。CA.容积；B.体积；C.流量；D.流速。二、填空题1、某输水的水泵系统，经管路计算得，需泵提供的压头为H=19m水柱，输水量为20kgs-1,则泵的有效功率为。3728w2、离心泵的主要部件有如下三部分：,。泵壳；叶轮；泵轴3、调节泵流量的方法有：,。改变阀门的开度

42、；改变泵的转速；车削叶轮外径4、泵起动时，先关闭泵的出口开关的原因是。降低起动功率，保护电机，防止超负荷而受到损伤；同时也避免出口管线水力冲击5、离心泵的流量调节阀安装在离心泵管路上，关小出口阀门后，真空表的读数，压力表的读数。出口；减小；增大6、离心泵的工作点是曲线与曲线的交点。离心泵特性；管路特性7、泵的扬程的单位是，其物理意义是。M;泵提供给单位重量流体的能量8、离心泵输送的液体粘度越大，其扬程,流量，轴功率,效率c越小；越小；越大；越小9、离心泵输送的液体密度变大，则其扬程，流量，效率,轴功率。不变；不变；不变；变大10、通风机的全风压是指的气体通过风机所获得的能量，单位常用;习惯上以

43、单位表示。单位体积；Pa;mmH2O11、水环真空泵可以造成的最大真空度为85%，即真空泵能达到的最低压力（绝压）是mmHg。11412、启动往复泵时灌泵。不需要13、齿轮泵的流量而扬程。较小；较高14、石油化工厂常用的压缩机主要有和两大类。往复式；离心式15、往复泵常用的方法来调节流量。回路调节16、往复泵适用于。流量较小，扬程较高的场合三、计算题1、如图2-1用离心泵将20C的水由敞口水池送到一压力为2.5atm的塔内，管径为4108X4mm管路全长100m（包括局部阻力的当量长度，管的进、出口当量长度也包括在内）。已知：水的流量为56.5m3h-1，水的粘度为1厘泊，密度为1000kgm

44、-3，管路摩擦系数可取为0.024,计算并回答：（1）水在管内流动时的流动形态；（2）管路所需要的压头和功率；解：已知：d=108-2X4=100mm=0.1mA=(Tt/4)d2=3.14X1/4)>0.12=0.785刈0-2ml+Sle=100mqv=56.5m3/h.u=q/A=56.5/(3600X0.785刈0-2)=2m/s=1cp=10-3PaSp=1000kg.m-3,入=0.024.Re=dup/四=0.1X2X1000/10-3=2刈05>4000水在管内流动呈湍流以1-1面为水平基准面，在1-1与2-2面间列柏努利方程:Z1+(u12/2g)+(p1/pg)

45、+H=Z2+(U22/2g)+(p2/pg)+2Hf.Z1=0,u1=0,p=0(表压),Z2=18m,U2=0p2/pg=2.5X9.81X104/(1000X9.81)=25mSHf=?(l+2le)/d(u2/2g)=0.024X(100/0.1)><22/(2X9.81)=4.9mH=18+25+4.9=47.9mNe=Hqvpg=47.9刈000X9.81>56.5/3600=7.4kw2、拟用泵将碱液由敞口碱液槽大入位差为10m高的塔中，塔顶压强(表压)为0.06Mpa.全部输送管均为*fe7mmX3.5mm无缝钢管。管长50m(包括局部阻力的当量长度)。W液的密

46、度P=1200kg/m3,粘度为卜=2mPas。管路粗糙度为0.3mm。试求：(1) 流动处于阻力平方区时的管路特性曲线；(2) 流量为30m3/h时的He和Pe。解：(1)在阻力平方区，兀=f(明)=0.033s/d=0.006,查图得：管路特性方程：uu+座曷+8抓2HF=H?/一q矿:ggd50.0610680.033502=10:精品贵q1/12009.819.813.1420.052'52=154.4105q矿(2)qv=30m3/h时,525302H。=154.4105q：,2=154.4105（）2=45.6J/N'3600P=H即：,：g=45.6-312009

47、.81=4.5103W3、柔用IS80-65-125水泵从36阿水槽输送60C热水。最后槽内液面将降到泵人口以下2.4m。已知该泵在额定流量60m3/h下的（NPSH）r为3.98m,60C水的饱和蒸汽压Pv为19.92kpa、p为983.2kg/m3,泵吸入管路的阻力损失为3.0m,问该泵能否正常工作。解：小许驾号-Npsh"e1.013105983.29.8119.92103983.29.81一3.98-3.0=1.46m2.4m该泵不能正常工作。说明安装局度偏局。4、拟用一台IS65-50-160A型离心泵将20oC的某溶液由溶液罐送往高位槽中供生产使用，溶液罐上方连通大气。已

48、知吸入管内径为50mm,送液量为20m3/h,估计此时吸入管的阻力损失为3m液柱，求大气压分别为101.3kPa的平原和51.4kPa的高原地带泵的允许安装高度，查得上述流量下泵的允许汽蚀余量为3.3m,20oC时溶液的饱和蒸汽压为5.87kPa,密度为800kg/m3。解：1101.3-5.87103Zi1=3-3.3=5.86m8009.813r'51.45.8710Z21=-3-3.3=-0.5m8009.81才能保证正常操0.5m,变成其中Z2为为负值，表明在高原安装该泵时要使其入口位于液面以下，作。同时考虑实际操作的波动一般还应给予适当的裕量，比如安装高度再降低-1m。5、今

49、选用IS型水泵将水从低位水池向高位槽送水，要求送水量为40t/h，槽内压强（表压）为0.03Mpa，槽内水面离低位水池水面16m，管路总阻力为4.1J/N。试确定选用哪一种类型为宜？解：在槽内水面和低位水池水面之间列柏努利方程：p0.03106H=z,业'Hr=164.1=23.2m:g'1000精品9.8123.2m。340103-1000一3=40m/h即管路所需压头为q冲qw=7查课本附录9，选IS-80-65-160型合适。6、用泵将5C的水从水池吸上，经换热器预热后打入某容器。已知泵的流量为1000kg/h,加热器的传热速率为11.6W，管路的散热率为2.09kw，泵

50、的有效功率为1.2kw。设池面与容器的高度不变，求水进入容器时的温度。分析：本系统对水提供能量的来源有二：泵和加热器。泵所提供的能量除使水的机械能增加外，其余部分则因克服流动阻力而转化为热能。这部分热能和加热器加入的热能，一部分散失到环境中，-该问题就迎刃而解。部分被水吸收转化为内能使水温升高。如果设法求出水的内能增加值,2=210m图2-2解：(1)水的内能增加值如图2-2，以0-0'面为基准面，列1-1'.2-2'截面间的柏努利方程式，以表压计。22Zg均头haQUgZ2与U2式中U1,U2截面1,2水的内能，J/Kg;Q加热器加入的热量，J/Kg。已知U1=U2o

51、P1=p2=0Z=4mZ2=10m将其代入上式，整理得U2-U1=g(z_Z2)蚀Q传热速率：Q=11.6-2.09=9.51kW3=3.42104J/kg八9.51103600Q=可写成1000泵对水加入的能量:1.2103360010004=4.32104J/kg水的内能增加值:344.：U=9.81(-4-10)4.32103.4210=3.8410J/kg=38.4kJ/kg(2)水温取水的比热容为4.19kJ/(kg"C),则水进入容器时的温度为_4=14.2C3.841034.1910沉降与过滤一章习题及答案一、选择题1、一密度为7800kg/m3的小钢球在相对密度为1.

52、2的某液体中的自由沉降速度为在20C水中沉降速度的1/4000，则此溶液的粘度为(设沉降区为层流)。DA4000mPas；B40mPas;C33.82Pas;D3382mPas2、含尘气体在降尘室内按斯托克斯定律进行沉降。理论上能完全除去30期的粒子，现气体处理量增大1倍，则该降尘室理论上能完全除去的最小粒径为。DA2湖凤；b。1/2伯岫；c。3°娜；d。扼"°53、降尘室的生产能力取决于。BA.沉降面积和降尘室高度；B.沉降面积和能100%除去的最小颗粒的沉降速度；C.降尘室长度和能100%除去的最小颗粒的沉降速度；D.降尘室的宽度和高度。4、降尘室的特点是。D

53、A结构简单，流体阻力小，分离效率高，但体积庞大;B.结构简单，分离效率高，但流体阻力大，体积庞大;C.结构简单，分离效率高，体积小，但流体阻力大；D结构简单，流体阻力小，但体积庞大，分离效率低5、在降尘室中，尘粒的沉降速度与下列因素无关。CA.颗粒的几何尺寸B. 颗粒与流体的密度C.流体的水平流速;D.颗粒的形状6、在讨论旋风分离器分离性能时，临界粒径这一术语是指。CA.旋风分离器效率最高时的旋风分离器的直径；B.旋风分离器允许的最小直径；C.旋风分离器能够全部分离出来的最小颗粒的直径；D.能保持滞流流型时的最大颗粒直径7、旋风分离器的总的分离效率是指。DA.颗粒群中具有平均直径的粒子的分离效

54、率；B.颗粒群中最小粒子的分离效率；C.不同粒级（直径范围）粒子分离效率之和；D.全部颗粒中被分离下来的部分所占的质量分率8、对标准旋风分离器系列，下述说法哪一个是正确的。CC. A.尺寸大，则处理量大，但压降也大；B.尺寸大，则分离效率高，且压降小；尺寸小，则处理量小，分离效率高；D.尺寸小，则分离效率差，且压降大。9、恒压过滤时，如滤饼不可压缩，介质阻力可忽略，当操作压差增加1倍，则过滤速率为原来的。B1倍；B.2倍；C.7'2倍；D.1/2倍10、助滤剂应具有以下性质。BA.颗粒均匀、柔软、可压缩；B.颗粒均匀、坚硬、不可压缩；C.粒度分布广、坚硬、不可压缩；D.颗粒均匀、可压缩

55、、易变形11、助滤剂的作用是。BA.降低滤液粘度，减少流动阻力；B.形成疏松饼层，使滤液得以畅流；C.帮助介质拦截固体颗粒；D.使得滤饼密实并具有一定的刚性12、下面哪一个是转筒真空过滤机的特点。BA.面积大，处理量大；B.面积小，处理量大；C.压差小，处理量小；D.压差大，面积小13、以下说法是正确的。BA.过滤速率与A（过滤面积）成正比；B.过滤速率与A2成正比；C.过滤速率与滤液体积成正比；D.过滤速率与滤布阻力成反比14、恒压过滤，如介质阻力不计，过滤压差增大一倍时，同一过滤时刻所得滤液量cA.增大至原来的2倍;B.增大至原来的4倍;C.增大至原来的成倍;D.增大至原来的1.5倍15、

56、过滤推动力一般是指。BA.过滤介质两边的压差；B.过滤介质与滤饼构成的过滤层两边的压差；C.滤饼两面的压差；D.液体进出过滤机的压差16、恒压板框过滤机，当操作压差增大1倍时，则在同样的时间里所得滤液量将（忽略介质阻力）。AA.增大至原来的J2倍；B.增大至原来的2倍；C.增大至原来的4倍；D.不变二、填空题1、一球形石英颗粒，分别在空气和水中按斯托克斯定律沉降，若系统温度升高，则其在水中的沉降速度将，在空气中的沉降速度将。下降，增大2、在滞流（层流）区，颗粒的沉降速度与颗粒直径的次方成正比。23、降尘室的生产能力与降尘室的和（）有关。长度宽度4、已知某沉降室在操作条件下的气体流率为3600m3/h,沉降室长、宽、高尺寸为LbxH=5乂32，则其沉降速度为m/S。0.0675、在除去某粒径的颗粒时，若降尘室的高度增加一倍，气流速度。减少一倍6、若降尘室的高度增加，则沉降时间，气流速度，生产能力。增加；下降；不变7、一降尘室长8m,宽4m,高1.5m，中间装有14块隔板，隔板间距为0.1m。现颗粒最小直径为12*m，其沉降速度为0.02m/s,欲将最小直径的颗粒全部沉降下来，则含尘气体的最大流速不能超过m/s。1.68、在旋风分离器中，某球形颗粒的旋转半径为0.4m,切向速度为15m/s