化工原理习题第一部分流体流动答案

1、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必倍。2 .离心泵的特性曲线通常包括H-Q 曲线、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 r = -,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：2单位质量流

2、体的机械能衡算式为_E=z + u+-p- =常数_ ;2 g :g _；-u单位体积流体的机械能衡算式为_ E=z + u-+-p- =常数2 g ：g6.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zi。g+ (u；p /2) +pi+W0 = z 2 Q g+ (U22 o /2 ) +P2 + Q =hf各项单位为 Pa (N/m2) 。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

3、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/卜效率隆以轴功率增加14.雷诺准数的表达式为Re=du ° / u当密度p =1000kg.m-3 ，粘度 单位重量流体的机械能衡算式为_ E = Pgz + u + p =常数；2n =1厘泊的水，在内径为d=100mm以流速为1m.s 在管中流动时，其雷诺准数等于10,其流动类型为湍流 15 .当地大气压为 750mmHg寸，测得某体系的表

4、压为 100mmHg®该体系的绝对压强为 850mmHg空度为-100 mmHg.16 .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0.5_。17 .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。18 .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、土/d 有关。19 .牛顿粘性定律的表达式为 pdu/dy,动力粘度(简称为粘度)仙的SI单 位为 Pa.s 或 N.s.m .。运动粘度 丫的 SI单位为 m.s 。20 .水由敞口包液位的高位槽通过一管道流向压力恒定的反应

5、器，当管道上的阀门开度减小后，水流量将 减小，摩擦系数增大,管道总阻力损失不变29.流体在变径管中作稳定流动，在管径缩小的地方其静压能O30 .流体流动的连续性方程是 u A 1= u2Ap 2= = u Ap；适用于圆形直管的不可压缩流体流动的连续性方程为 u idi2 = u 2d22 = ' = ud2031 .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。32 .离心泵的轴封装置主要有两种：填料密封 和 机械密封 。33 .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。34 . P/( p g)的物理意义是表示流动系统某截面处单位

6、重量 流体所具有的静压能，称为 静压头。35 .柏努利方程实验中，在一定流速下某测压管显示的液位高度为静压头，当流速再增大时，液位高度 _降低,因为 阻力损失增大,36 .某输水的水泵系统，经管路计算得，需泵提供的压头为He=19mK柱，输水量为0.0079m3/s ，则泵的有效功率为1472w.37 .离心泵的安装高度超过允许吸上高度时，会发生 气蚀。现象。38 .用离心泵向锅炉供水，若锅炉中的压力突然升高，则泵提供的流量减少扬程蹭大 039 .离心泵输送的液体密度变大，则其扬程 不变,流量不变,效率不变,轴功率变大。40 .离心泵在启动时应先将出口阀 关闭,目白是 减少启动功率，_保护电机

7、41 .离心泵起动时，如果泵内没有充满液体而存在气体时，离心泵就不能输送液体。这种现 象称为气缚现象。42 .离心泵的流量常用 出口阀 调节。43 .某一离心泵在运行一段时期后， 发现吸入口真空表读数不断下降， 管路中的流量也不断 减少直至断流。经检查，电机、轴、叶轮都处在正常运转后，可以断定泵内发生一气缚现象；应检查进口管路有否 泄漏现象。44 .离心泵的性能曲线通常包括 H Q 曲线、 n Q 和 N Q曲线。这些曲线表示在一定一转速下.输送某种特定的液体时泵的性能。45 .离心泵铭牌上标明的流量和扬程指的是效率最高时的流量和扬程。46 .离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵会发生_

8、气蚀现象。47 .当离心泵出口阀门开大时，流量 变大 ，泵出口压力_降低 _。48 .离心泵的流量调节阀安装在离心泵一出口. 管路上,关小出口阀门后,真空表的读数减小_,压力表白勺读数增大_ 。49 .理想流体是指黏度为零的流体。50 .雷诺准数的物理意义是惯性力与黏性力之比。51 .用压滤机分离悬浮物，忽略过滤介质阻力，滤饼不可压缩，其他条件不变。提高悬浮液 温度，单位过滤时间所得滤液量将增加 。52 .提高悬浮液的固体含量，单位过滤时间所得滤液量将减小 。53 .对恒压过滤，若滤饼不可压缩，介质阻力不计，（1）过滤量增大一倍，则过滤素缎为 原来的2, （2）当过滤面积增大一倍，则过滤速度增

9、大为原来的 4 倍,54 .用压滤机分离悬浮物，滤饼不可压缩，介质阻力不计，过滤时间增加一倍，滤液量增加到原来的，2倍，过滤面积增加一倍，滤液量增加到原来的 2 倍。二、选择1 . 流体在管内流动时，如要测取管截面上的流速分布，应选用一人流量计测量。A皮托管 B孔板流量计C 文丘里流量计D转子流量计2 . 离心泵开动以前必须充满液体是为了防止发生_A_。A气缚现象B 汽蚀现象C 汽化现象D气浮现象3 . 离心泵的调节阀开大时，BA吸入管路阻力损失不变B泵出口的压力减小C泵入口的真空度减小D泵工作点的扬程升高4 .水由敞口包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，管

10、道总阻力损失 C。A增大 B 减小 C 不变 D不能判断5 .流体流动时的摩擦阻力损失hf所损失的是机械能中的_C一项。A动能 B 位能 C 静压能 D总机械能6 .在完全湍流时（阻力平方区），粗糙管的摩擦系数，一数值 CA与光滑管一样 B 只取决于Re C 取决于相对粗糙度D与粗糙度无关7 .已知列管换热器外壳内径为 600mm壳内装有269根425X 2.5mm的换热管，每小时有 5x 104kg的溶液在管束外侧流过，溶液密度为 810kg/m3,粘度为1.91 X10 3Pai- s,则溶液 在管束外流过时的流型为 A。A层流 B 湍流 C 过渡流 D 无法确定8 .某离心泵运行一年后发

11、现有气缚现象，应 C。A停泵，向泵内灌液B降低泵的安装高度C检查进口管路是否有泄漏现象D检查出口管路阻力是否过大9 .某液体在内径为a的水平管路中稳定流动，其平均流速为 uo,当它以相同的体积流量 通过等长白内径为d2（d2=do/2）的管子时，若流体为层流，则压降Ap为原来的 C 倍 A 4 B 8 C 16 D 3210 .离心泵输水管路在操作过程中若关小输水阀，则下列哪一条有错误（C） ?A泵的特性曲线方程不变B管路阻力系数上升C管路总阻力不变D压头上升11 .在下面几种叶轮中，C的效率最高。（A）开式叶轮（B）半开式叶轮（C）闭式叶轮12 .对于恒压过滤（D ）。（A）滤液体积增大一倍

12、则过滤时间增大为原来的也倍（B）滤液体积增大一倍则过滤时间增大至原来的2倍（C）滤液体积增大一倍则过滤时间增大至原来的4倍（D）当介质阻力不计时，滤液体积增大一倍，则过滤时间增大至原来的也倍13 .过滤介质阻力忽略不计，滤饼不可压缩进行恒速过滤，如滤液量增大一倍，则（C ）（A）操作压差增大至原来的海倍 （B）操作压差增大至原来的4倍（C）操作压差增大至原来的2倍 （D）操作压差保持不变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（C ）（A）增大至原来的2倍 （B） 增大至原来的4倍（C）增大至原来的 亚倍(D)增大至原来的1.5倍15 .在一般过滤操作中，实

13、际上起到主要介质作用的是滤饼层而不是过滤介质本身，”滤渣就是滤饼"，则（C ）。（A）这两种说法都对（B）两种说法都不对（C）只有第一种说法正确（D）只有第二种说法正确16 .助滤剂应具有以下性质（B ）。（A）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、易变形17 .当不可压缩理想流体在水平放置的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 C o（A）不变（B）增大 （C）减小（D）不确定18 .水在内径一定的圆管中稳定流动，若水的质量流量保持恒定，当水温度升高时，Re值将 A 。（A） 变大 （

14、B） 变小 （C） 不变 （D） 不确定19 .层流和湍流的本质区别是 D。（A）湍流流速大于层流流速（B）流动阻力大的为湍流，流动阻力小的为层流（C）层流的雷诺数小于湍流的雷诺数（D）层流无径向脉动，而湍流有径向脉动20 .在流体阻力实验中，以水作工质所测得的直管摩擦阻力系数与雷诺数的关系不适用于 B在直管中的流动。（A）牛顿型流体（B）非牛顿型流体 （C）酒精（D）空气221 .局部阻力损失计算式hf=，量中的u是指 £。（A）小管中流速U10（B）大管中流速U2（C）小管中流速U1与大管中流速U2的平均值（u1+u2）/2 （D）与流向有关22 .用离心泵将水池的水抽吸到水塔中

15、， 设水池和水塔水面维持恒定，若离心泵在正常操作 范围内工作，开大出口阀门将导致A 。(B)送水量增加，泵的压头增大(D)送水量增加，泵的轴功率下降(A)送水量增加，泵的压头下降(C)送水量增加，泵的轴功率不变23 .离心泵性能曲线中的H-Q线是在 C的情况下测定的。(A)效率一定(B)功率一定(C)转速一定(D)管路布置一定24 .由离心泵和某一管路组成的输送系统，其工作点D (A)由泵铭牌上的流量和扬程所决定(B)即泵的最大效率所对应的点(C)由泵的特性曲线所决定(D)是泵的特性曲线与管路特性曲线的交点25 .在一输送系统中，改变离心泵出口阀开度，不会影响C (A)管路特性曲线(B)管路所

16、需压头(C)泵的特性曲线(D)泵的工作点26 .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 =0.8UmaxC. Um =3/2Umax27 .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28 .推导过滤基本基本方程时，一个基本的假设是 D(B)滤液在介质中呈层流流动(D)滤液在滤渣中呈层流流动(B)过滤面积(D)滤饼的压缩性(A)滤液在介

17、质中呈湍流流动(C)滤液在滤渣中呈湍流流动29 .过滤常数K与 B 无关。(A)滤液的黏度(C)滤浆的浓度29.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30 .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（C ）倍A. 2 B. 8 C. 431 .表压与大气压、绝对压的正确关系是（ A ）。A.表压=绝对压-大气压 B.表压=大气压-绝对压C. 表压=绝对压+真空度32.流体流动产生阻力的根本原因是，因为流体流动（C ）。A.遇到

18、了障碍物；B.与管壁产生摩擦C.产生了内摩擦切向力33 .在稳定连续流动系统中，单位时间通过任一截面的（B ）流量都相等。A. 体积 B. 质量 C.体积和质量34 .稳定流动是指流体在流动系统中，任一截面上流体的流速、压强、密度等与流动有关的 物理量（A ）。A. 仅随位置变，不随时间变B. 仅随时间变、不随位置变C.既不随时间变，也不随位置变35.将管路上的阀门关小时，其阻力系数（B ）。A. 变小 B. 变大 C. 不变32.过滤操作中，滤液流动遇到的阻力是D 0A.介质阻力B.空气阻力C.滤渣阻力D.介质和滤渣阻力之和33包压过滤且介质阻力忽略不计时，如黏度降低20%则在同一时、时刻滤

19、液增加A。A. 11 .8% B. 9. 54 % C. 20 % D. 44%34 .在板框过滤机中，如滤饼不可压缩，介质阻力不计，当过滤压差增加一倍时，其过滤速 率为原来的C 倍。A. -B.1C.2D.435 .过滤基本方程式基于 D 的假设基础推导出来的。A.滤液在介质中呈湍流流动B.滤液在介质中呈层流流动C.滤液在滤渣中呈湍流流动D.滤液在滤渣中呈层流流动17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. 1/4B. 1/2C. 218 .设备内的真空度愈高，即说明设备内的绝对压强（B ）A. 愈大 B. 愈小 C.愈接近大气压、19 .一般

20、情况下，温度升高，液体的粘度（B ）;气体的粘度（A ）。A. 增大 B. 减小 C. 不变20 . （2 分）园管的摩擦系数入=64/Re公式的适用范围是（A ）。A. 滞流 B. 过渡流 C. 湍流21.离心泵起动时，应把出口阀关闭，以降低起动功率，保护电机，不致超负荷工作，这 是因为（A ）A. Q二0, N 0 B. Q ） 0 , N ；' 0C. Q 沁，N <022.离心泵的吸液高度与（A ）无关A.排出管路的阻力大小B.吸入管路的阻力大小C.当地大气压D.被输送液体的密度23 .离心泵是依靠作旋转运动的（B ）进行工作的。A. 齿轮 B. 叶轮 C. 活塞24 .

21、离心泵的实际安装高度，应（B ）允许吸上高度。A. 高于 B. 低于 C. 等于25 .用离心泵向某设备供液，如果设备内的压强突然增大，则泵扬程会（ A ）,流量会 （B ）。A. 变大 B. 变小 C. 不变26 .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（ C ）A.发生了气缚现象B. 泵特性曲线变了C. 管路特性曲线变了27. 4B型水泵中的4是代表（C ）.A. 扬程4m B. 流量4m .s C. 吸入口径为4英寸28.B型离心泵属（ B ）泵A. 耐腐蚀泵 B. 清水泵 C. 油泵29 .离心泵启动之前要先灌满液，目的是防止（ C ）现象发生。A. 堵塞

22、B. 气蚀 C. 气缚30 .离心泵铭牌上所标的性能参数是指（B ）时的值，A. 工作点B.最高效率C.最大扬程 D. 最大功率31为减少电机的启动功率，离心泵在启动前应将（ A ）.A. 出口阀关闭 B.进口阀关闭C. 出口阀打开D.进口阀打开32 .离心泵的允许吸上真空度随泵的流量增大而（B ）A. 增大 B. 减少 C. 不变33 .由于泵内存有气体，启动离心泵而不能送液的现象，称为 （B ）现象。A. 气蚀 B. 气缚 C. 喘振34 . 一台试验用离心泵，开动不久，泵入口处的真空度逐渐降低为零，泵出口处的压力表 也逐渐降低为零，此时离心泵完全打不出水。发生故障的原因是（D ）A. 忘

23、了灌水 B.吸入管路堵塞C.压出管路堵塞D.吸入管路漏气35 .流体在管内流动时，如要测取管截面上的流速分布，应选用一人流量计测量。A皮托管 B 孔板流量计C文丘里流量计D转子流量计36 .离心泵开动以前必须充满液体是为了防止发生 A。A气缚现象B 汽蚀现象C 汽化现象D 气浮现象37 .离心泵的调节阀开大时，BA吸入管路阻力损失不变B泵出口的压力减小C泵入口的真空度减小D泵工作点的扬程升高38 .水由敞口包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，管道总阻力损失 C。A增大 B 减小 C 不变 D不能判断39 .流体流动时的摩擦阻力损失hf所损失的是机械能中的_C

24、一项。A动能 B 位能 C 静压能 D总机械能40 .在完全湍流时（阻力平方区），粗糙管的摩擦系数上数值 CA与光滑管一样B 只取决于Re C 取决于相对粗糙度 D与粗糙度无关41 .孔板流量计的孔流系数C0当R增大时.其佰 B 。A总在增大B 先减小，后保持为定值 C 总在减小D 不定42 .已知列管换热器外壳内径为 600mm壳内装有269根®25X 2.5mm的换热管，每小时有5 x 104kg的溶液在管束外侧流过，溶液密度为 810kg/m3,粘度为1.91 X10 3Pa-s,则溶液 在管束外流过时的流型为 A。A层流 B 湍流 C 过渡流 D无法确定43 .某离心泵运行一

25、年后发现有气缚现象，应 C。A停泵，向泵内灌液B降低泵的安装高度C检查进口管路是否有泄漏现象D检查出口管路阻力是否过大44 .某液体在内径为do的水平管路中稳定流动，其平均流速为 uo,当它以相同的体积流量通过等长白内径为d2（d2=do/2）的管子时，若流体为层流，则压降Ap为原来的 C 倍。A 4 B 8 C 16 D 3245 .当管路的特性曲线写为H=A+BQ寸，（B ）A.A只包括单位重量流体增加的位能B.A只包括单位重量流体增加的位能与静压能之和C. BQ2代表管路系统损失的阻力D. BQ2代表单位重量流体增加的动能三、判断题：1 .化工单元操作是一种物理操作，只改变物质的物理性质

26、而不改变其化学性质。（ V ）2 .当输送流体的管径一定时，增大流体的流量，雷诺准数减少。（ X ）3 .当流体充满导管（圆形）作稳态流动时，单位时间通过任一截面的体积流量相等。（ x ）4 .牛顿粘性定律是：流体的粘度越大，其流动性就越差。（ X ）5 .经过大量实验得出，雷诺Re<2000时，流型肯定是层流，这是采用国际单位制得出的值,采 用其他单位制应有另外数值。（X ）6 .表压强代表流体的真实压强。（ X ）7 .流体流动状态的判断依据是雷诺数 Re （，）8 . 一般情况下气体的粘度随温度的升高而增大（，）；液体的粘度随温度的升高而减小。（V ）9 .流体在园管内流动时，管的

27、中心处速度最大，而管壁处速度为零。（ V ）10 .流体阻力产生的根本原因是流体与壁面之间的摩擦而引起的。（ x ）11 .原油在园形管中作湍流流动时，其它条件不变，而管长增加一倍，则阻力损失增加一倍，12 .在并联的各条管路中稳定流动时，流体的能量损失皆相等。（ V ）13 .液体的相对密度是指液体的密度与水的密度的比值。（ V ）14 .稳定流动时，液体流经各截面的质量流量相等（，；）；则流经各截面处的体积流量也相等（V；）15 .离心泵启动时，为减小启动功率，应将出口阀门关闭，这是因为流量增加而功率增大。（V ）16 .离心泵的特点之一是有很大的操作弹性，能在相当广泛的流量范围内操作。

28、泵的铭牌上标明的数值是该泵在效率最高点上的性能。（V ）17 .离心泵开泵之前要先灌液，目的是防止气蚀现象发生。（x ）18 .若将同一转速的同一型号离心泵分别装在一条阻力很大， 一条阻力很小的管路中进行性 能测量时，具测出泵的性能曲线就不一样（ x ）。其实际供给管路的最大流量也不一样（V ） o19 .离心泵的扬程又称压头，即升扬高度（ x ）。20 .用离心泵输送密度比水大的液体时，泵的流量不会减少（，），但扬程却会减少（x ）21 .为减少吸入管路的阻力损失，一般应使吸入管径小于排出管径（ X ）22 .当关小离心泵的出口阀时，泵的扬程增大了，其升扬高度提高了（ X ）。 四、简答题：

29、1 .如图，有一敞口高位槽，由管线与密闭的低位水槽相连接，在什么条件下，水由高位槽向低 位槽流动？为什么？答：pa / p +Z g=p / p +2 hf ；当（pa /p+Zg）p/ p时，由 1 流向 2,当（pa /p+Zg）p/ p时，由 2 流向 1。2 .理想流体和实际流体如何区别？答：理想流体是流体没有粘性，流动时，不产生摩擦阻力，液体体不可压缩，受热不 膨胀；而实际流体是具有粘性，有摩擦阻力，液体是可以压缩，受热是膨胀。3 . Z +p/ p g = Z +p /pg （1）,P = P + P g h（2）这两个静力学方程式说明些什么？答：(1)说明静止的连续的同一流体，同

30、一水平面上的各点，深度相同，它的压强亦相等；(2) 说明液体内部任一点的压强是液面深度的函数，距离液面越深，则压强越大，当液面压强变化，必将引起液体内部各点发生同样大小的变化。4 .在常温下输送水，若管径一定，流量增大一倍，雷诺准数增加多少？若流量一定，管径增 大一倍，则雷诺准数又如何变化？答：V =(兀 /4)d .u u'=2u Re=du p / a Re'增大一倍V=(兀 /4)(2d).u' u'=u/4 Re'=Re/25 .何谓层流流动？何谓湍流流动？用什么量来区分它们？层流：流体质点沿管轴作平行直线运动，无返混，在管中的流速分布为抛物线，

31、平 均流速是最大流速的0.5倍。湍流：流体质点有返混和径向流动，平均流速约为最大流速的 0.8倍。以Re来区分，Re<2000为层流、Re>400M湍流。6 .何谓牛顿型流体？何谓非牛顿型流体？服从牛顿粘性定律的流体称为牛顿型流体。不服从牛顿粘性定律的，称为非牛顿型流 体。非牛顿型流体又分为假塑性流体和胀塑性流体。7 .如图所示的某一输水管路中，高位槽液位保持恒定，输水管径不变。有人说：由于受到 重力的影响，水在管路中会越流越快，即水通过2-2'截面的流速u 大通过1-1'截面的 流速uo 0这种说法对吗？为什么？*答案*不对。因为是稳定连续流动按连续性方程知：质量

32、流量相同，输水则体积流量相等， 现管径不，故流速不变8 .如图所示，水在水平管中作稳定连续流动，从 A流向B,问：(1)体积流量V 和V 一个大?为什幺？(2)流速u 和u 哪个大？为什么？(3)静压头P / ( p g)和P /(pg)哪个大？为什么？(1)因为输水，按连续性方程知 V =V(2) V =V 而 d <d u >u. Z +P /( pg)+u /(2g)=Z +P /( pg)+u /(2g)+Hf而水平管Z 二Z又二 u u若 H=0 贝U P / ( p g) P /( p g)；若H,0则P /( pg)和P (pg)哪个大？要由u和u H之值决定。9.在

33、有一个稳压罐的一条管径不变的输送管上的A.B处分别装上一个相同规格的压力表(如图所示)。问：(1)当管路上的阀门C关闭时，两个压力表的读数是否一致？为什么？(2)当管路上阀门C打开时，两个压力表的读数是否相同？为什么？(设 A.B处的气 体密度近似相等)(1)阀C关闭时，流体为静止状态，同一水平面上一. P =P ：i(2)阀C打开，流体流动,有阻力，为Z =Z .! d =d且 p = p 则 u =u P P10 . 一定量的液体在园形直管内作稳定连续滞流流动。若管长及液体的物性不变，而管径减 至原来的一半，问因流动阻力而产生的能量损失为原来的若干倍？1611 .在相同管径的两条园形管道中

34、，同时分别流动着油和清水(以油 小水)，若雷诺数相同， 且密度相近，试判断油速大还是水速大？为什么？.Re油=Re水 而u油u水，u油u水12 .某车间用水量由水塔稳定供给(如图示)。现若将出口阀 A关小，其流量有无改变？为 什么？V u=2g(Z- Eh )/当阀门A关小时，工hf T ,但Z不变，则u；,d不变则VJ即流量变小。13 .什么叫化工单元操作？常用的化工单元操作有哪些？化工产品的生产过程中，具有共同物理变化，遵循共同的物理学定律的一些物理操作 过程。例如：流体流动、流体输送、非均相分离、传热、蒸发、蒸储、吸收、萃取、干燥 等。14 .离心泵有哪些基本参数和特征曲线？离心泵的基本

35、参数是：流量、扬程、功率和效率。离心泵的特征曲线是：He- Qe扬程曲线，Ne Qe功率曲线，4-Q效率曲线。15 .为什么离心泵在开车前要关闭出口阀门？。离心泵的特性是，流量越大，泵所需功率也越大。当流量为零时，功率最小，避免电 机起动电流过大而烧电机，同时也避免出口管线的水力冲击。16 .何谓离心泵的“气缚”和“气蚀”现象，它们对泵的操作有何危害？应如何防止？“气缚”：由于泵内存气，启动泵后吸不上液的现象，称“气缚”现象。“气缚” 现象发生后，泵无液体排出，无噪音，振动。为防止“气缚”现象发生，启动前应灌满液 体。“气蚀”：由于泵的吸上高度过高，使泵内压力等于或低于输送液体温度下的饱和蒸汽

36、 压时，液体气化，气泡形成，破裂等过程中引起的剥蚀现象，称“气蚀”现象，“气蚀” 发生时液体因冲击而产生噪音、振动、使流量减少，甚者无液体排出。为防止“气蚀”现 象发生；泵的实际安装高度应不高于允许吸上高度。17 .为什么离心泵可用出口阀来调节流量？往复泵可否采用同样方法调节流量？为什么？由离心泵的工作点知，改变泵出口阀的开度，使局部阻力改变，而管路特性曲线改变， 流量随之改变，此法虽不经济，但对泵运转无其它影响；而往复泵属容积式泵，压头与流 量基本无关，若关闭出口阀，则因泵内压力急剧升高，造成泵体。管路和电机的损坏，故 不宜用出口阀来调节流量。18 .离心泵的主要部件有哪些？各有什么作用？离

37、心泵的主要部件有叶轮、泵壳、轴封装置。叶轮的作用是将原动机的机械能传给液体、使液体的动能和静压能均得到提高。泵壳具有汇集液体和将部分动能转为静压能的作用，轴封装置的作用是防止泵内高压 液体外漏及外界大气漏入泵内。19 .离心泵的扬程和升扬高度有什么不同？离心泵的扬程是指泵给以单位重量液体的有效能量、液体获得能量后，可将液体升扬到一定高度 Z,而且还要用于静压头的增量 P/ p g和动压头的增量 u /2g及克服 输送管路的损失压头，而升扬高度是指将液体从低处送到高处的垂直距离，可见，升扬高 度仅为扬程的一部分，泵工作时，其扬程大于升扬高度。20 .现想测定某一离心泵的性能曲线，将此泵装在不同的

38、管路上进行测试时，所得性能曲 线是否一样？为什么？所得性能曲线一样，因泵的性能只与泵的结构，转速有关，而与管路的情况无关。21 .当离心泵启动后不吸液，其原因主要有哪些？不吸液的原因可能是：由于灌液不够 或底阀不严密而漏液，使泵内存有空气；由于底阀或吸入管路 堵塞；安装高度过高；电机接线不正确致使叶轮反转等。22 .原用以输送水的离心泵，现改用来输送相对密度为1.2的水溶液(而其粘度与水相近) 若管路布局不变，泵的前后两个开口容器液面间的垂直距离不变，试说明泵的流量、扬程、 出口处压力表的读数和轴功率有何变化？泵的流量，压头无变化，因密度对离心泵的流量，扬程无影响，泵的轴功率与密度成 正比，会

39、因密度的增大而增大，泵出口处压力表会因密度的增大而改变，因 眨。 五、计算1 . 为测量腐蚀性液体贮槽中的存液量，采用图示的装置。测量时通入压缩空气，控制调节阀使空气缓慢地鼓泡通过观察瓶。今测得U形压差计读数为R=130mm通气管距贮槽底面h=20cm贮槽直径为2m液体密度为980kg/m3。试求贮槽内液体的贮存量为多少吨？解：由题意得：R=130mmh=20cm D=2m P=980kg/m3, PHg = 13600kg/m3。观察瓶 压缩空气(1)管道内空气缓慢鼓泡u=0,可用静力学原理求解。(2)空气的P很小，忽略空气柱的影响2 .如图所示，用泵将水从贮槽送至敞口 高位槽，两槽液面均恒

40、定不变，输送管 路尺寸为483X 3.5mm泵的进出口管道 上分别安装有真空表和压力表，真空表 安装位置离贮槽的水面高度 H为4.8m, 压力表安装位置离贮槽的水面高度H为5nl当输水量为36nVh时，进水管道全 部阻力损失为1.96J/kg ,出水管道全部 阻力损失为 4.9J/kg ,压力表读数为 2.452 x 105Pa,泵的效率为70% 水的密度P为1000kg/m3,试求:(1)两槽液面的高度差H为多少？(2)泵所需的实际功率为多少kW?2(3)真仝表的I实数为多少kgf/cm ?解：(1)两槽液面的高度差H在压力表所在截面 2-2'与高位槽液面3-3'间列柏努利方

41、程，以贮槽液面为基准水平面，得：其中,hf,22=4.9J/kg,U3=0, p 3=0,_5p2=2.452x 105Pa, H2=5m, u 2=Vs/A=2.205m/s2_5_2.2052.452 104.9代入上式得：H =5 - - = 29.74m2 9.81 1000 9.81 9.81(2)泵所需的实际功率在贮槽液面0-0'与高位槽液面3-3 '间列柏努利方程，以贮槽液面为基准水平面，有:其中， ' hfg =6.864.9J/kg ,U2= U3=0, p 2= p3=0, H °=0, H=29.4m代入方程求得：W=298.64J/kg

42、 , Ws = Vs P = Y6- x 1000 = 10kg/ s3600故Ne =Ws xWe =2986.4w ,4=70% N = % =4.27kw(3)真空表的读数在贮槽液面0-0'与真空表截面1-1 '间列柏努利方程，有：其中， hf,0=1.96J/kg,H=0,uo=0,p0=0,H 1=4.8m,u1=2.205m/s22205人Pi = -1000(9.81 4.8 1.96) = -5.15 104 Pa代人上式得,22二0.525kgf /cm23 .两敞口贮槽的底部在同一水平面上，其间由一内径75mm长200m的水平管和局部阻力系数为 0.17的全

43、开闸阀彼此相连，一贮才©直径为7m盛水深7m另一贮才©直径为5m盛水7® 3m,若将闸阀全开，问大罐内水平将到 6m时，需多长时间？设管道的流体摩擦系数 k = 0.02。解：在任一时间t内，大罐水深为H,小罐水深为h100大罐截面积=-n X72 = 38.465m2 ,4122小罐截面积=-n 55 = 19.625m2,4当大罐水面下降到H时所排出的体积为：Vt = (7 - H )父 38.465 ,这时小罐水面上升高度为x;所以x =38.465(7 H)/19.625 = 13.721.96H而h = x 3 =16.72 -1.96H在大贮槽液面1-

44、1'与小贮槽液面2-2 '间列柏努利方程，并以底面为基准水平面，有:其中 U1=U2=0P1 = P2 =大气压，u为管中流速,z1 =H ,z2 =16.72 _1.96H代入方程得：若在dt时间内水面从H下降H-dH,这时体积将变化为-38.465dH,则:38.465dH-8722.16dH故 dt :0.785(0.075)2J(2.96H -16.72)/2.727 也085H -6.1314.用泵将20c水从敞口贮槽送至表压 为1.5 X105Pa的密闭容器，两槽液面 均恒定不变，各部分相对位置如图所 示。输送管路尺寸为*08 x 4mm勺无缝 钢管，吸入管长为 2

45、0m,排出管长为 100m （各段管长均包括所有局部阻力 的当量长度）。当阀门为3/4开度时， 真空表t卖数为42700Pa,两测压口的垂 直距离为0.5m,忽略两测压口之间的 阻力，摩擦系数可取为0.02。试求： 阀门3/4开度时管路的流量 （m3/h）；压强表读数（Pa）;泵的压头（m ;若泵的轴功率为10kw求泵的效率；（5）若离心泵运行一年后发现有气缚现象，试分析其原因 解：（1）阀门3/4开度时管路的流量（m3/h）;其中,乙 hf ,0 42U12g2= 0.02 "一u = 0.204u2,0.1 2 9.81在贮槽液面0-0'与真空表所在截面1-1 '

46、间列柏努利方程。以0-0'截面为基准水平面, 有：0=0, U0=0, p 0=0 (表压),z 1=3m, p 1=-42700Pa (表压)代入上式，得： u i=2.3m/s, Q= d2u = 65m3/h 4压强表读数（Pa）；在压力表所在截面2-2'与容器液面3-3'间列柏努利方程。仍以0-0'截面为基准水平面, 有：解得，p2=3.23X 105Pa （表压）（3）泵的压头（项；在真空表与压力表所在截面间列柏努利方程，可得,（4）泵的有效功率（5）若离心泵运行一年后发现有气缚现象，原因是进口管有泄露。5.如图所示输水系统，已知管路总长度（包括所 有

47、当量长度，下同）为 100m压力表之后管路 长度为80m管路摩擦系数为0.03 ,管路内径为 0.05m,水的密度为1000kg/m3,泵的效率为0.8 , 输水量为15n3/h o求：（1）整个管路的阻力损 失，J/kg ； （2）泵轴功率，kw； （3）压力表的 读数，Pa。解：（1）整个管路的阻力损失，J/kg ;由题意知,.22贝卜 h f = 1 =0.03 - =135.1J / kgd 20.052（2）泵轴功率，kw；在贮槽液面0-0'与高位槽液面1-1 '间列柏努利方程，以贮槽液面为基准水平面，有:其中， “ hf -135.1J / kg,uo= Ui=0,

48、 p 1= p（=0 （表压），H 0=0, H=20m代入方程得：We =gH 八 hf =9.81 20 135.1 =331.3J/kg15又Ws =" = 1000 = 4.17kg/s3600二 1727w = 1.727kw故Ne =Ws MWe =1381.5w, n=80% N =6.用泵将水从贮槽送至敞口高位槽，两槽液面B均恒定不变，输送管路尺寸为,57X 3.5mm泵出口垂直管段A、B截面上的测压口有软管与两R支液柱压差计相连，具上指示剂水银柱的读数A分别为R=40mnSi R' =1200mm右边压差计的左侧指示剂液面与截面A的垂直距离H R '

49、H=1000mm右侧开口支管的水银面上灌有一段RR =20mm勺清水。A、B两截面间的管长(即垂直距离)为hAB=6m管路中的摩擦系数为0.02。t s当地大气压强为1.0133 xi05Pa,取水的密度为1000kg/m3,水银的密度为13600kg/m3。试求：(1)截面A、B间的管路摩擦阻力损失三hf,AB, J/kg ; (2)水在管路中的流速u, m/s ; (3)截面B上的压强Pb, Pa ; (4)截面A上的 压弓虽pa, Pa。解：(1)截面A、B间的管路摩擦阻力损失三hf,AB, J/kg ;取截面A为上游截面，截面B为下游截面，并以截面A为基准水平面。在两截面之间列柏 努利

50、方程式，即： 22gZA + 半 + 牛=gZB + 乎 + 牛 + Z hfAB(1)则：22Z hfAB= (Za - Z B )g + uAuB+ PP(2)2其中：Za - Z b = (0-6) =-6m22UA UB =0 2(Pa - P b) =hABp W g + R (pHg P W g=6X 1000X9.8 + 0.04(13600 - 1000) X 9.8=63800 Pa将诸值带入(2)式，得：£ hfAB =-6 X 9.8 +63800 + 1000=4.94 J/kg(2)水在管路中的流速u, m/s ;A 、B之间的阻力损失与流速有关，可用如下公

51、式表示：其中，l=6m, d=0.05m, = =0.02 ,工 hfAB =4.94 j/kg ,带入（3）式:24.94=0.02 X -6- X 导0.05可得， u=2.029 m/s(3)截面B上的压强Pb, Pa ;在右边压差计的左侧指示剂液面处作t-s等压参考面，由流体静力学原理可知，Pt=Ps则：P B + ( hAB +H ) P wg =Pa + R " P W g + R ' P Hg g整理得：FB = Pa + R"pwg + R'pHg g -(hAB +H) p wg=1.0133 X 105 + 0.02 X 1000X 9.

52、81 + 1.2 X 13600X 9.81- (6+1) X 1000X 9.81 =193000 Pa(4)截面A上的压强Pa, Pa。PA = Pb + APab=P B + h AB p wg=193000 + 6 X 1000X9.81=256000 Pa7.某石油化工厂每小时将40吨重油从地面油罐输送到20m高处的贮槽内，输油管路为小 108X4mm勺钢管，其水平部分的长度为430m已知在输送温度下，重油的部分物性数据如 下：密度，kg/m3粘度，cP平均比热，kJ/kg ?C15c的冷油96034301.67550 C的热油8901871.675(1)试比较在15C及50c两种温

53、度下输送时，泵所消耗的功率(该泵的效率为0.60)。(2)假设电价每千瓦小时(度)0.20元，每吨1.0atm (绝压)废热蒸汽1.80元，试比较用废热蒸汽将油加热到 50c再输送，比直接输送15c冷油的经济效果如何？ ( 1atm蒸汽 潜热为 2257.6kJ/kg )解：(1)首先判断重油的流动类型， d=108 - 4 X2=100mm重油在管内流速为：15c时50 C时雷诺准数:U240 1000723600 960 0.785 0.1240 1000 _ .23600 890 0.785 0.12=1.474m/s=1.59m/s15c时50 C时Re1=0.1 1.474 9603

54、430 103= 41.25(2000(层流)c 0.1 1.59 890Re2 =3187 103= 756.73(2000(层流)(2)摩擦阻力损失：由于重油在两种不同温度下是流动类型均为层流，故可用泊谡叶方程式求摩擦阻力造成的压头损失:15c时hf132J11U1:?1 gd 232 3430 (430 20) 1.4741000 960 9.81 0.12=773.06m50 c 时hf2 =经吗2 = 32乂18厂(430 + 20)"259 = 49.04m72gd 21000 890 9.81 0.12(3)泵在两种温度下输送重油的压头:2215c时p u ._1.47

55、4He1 =，z hf1 =20 0 773.06 = 793m:g2g2 9.8150 C时He22g221.59hf2 = 20 0 49.04 = 69m2 9.81(4)泵的轴功率输送15c重油时输送50 c重油时= 144.06kw40000 793 960 9.813600 960 0.60 1000 40000 69 890 9.8112.5kw3600 890 0.60 1000(5)经济效果的比较:输送15c重油比输送50c重油多消耗的功率为:144.06 - 12.54=131.52kw若按1小时计算,则多消耗131.52kwh (即132.52度)，1小时多消耗电费:1X 132.52 X0.20=26.304 元将重油从15c加热至50C,每小时所需热量为：消耗蒸汽量D = Q = 2345000 = 1038.71kg/h =1.04t/hr2257