化工原理完整答案

1、1第一章第一章 流体流动流体流动一、名词解释（每小题一、名词解释（每小题 2 分）分）31、法定计量单位：由国家以命令形式规定允许使用的计量单位。、法定计量单位：由国家以命令形式规定允许使用的计量单位。62、稳定流动：流动系统中各截面上的流速、压强、密度等各有关物理量仅随位置变化不、稳定流动：流动系统中各截面上的流速、压强、密度等各有关物理量仅随位置变化不随时间变化。随时间变化。63、不稳定流动：流动系统中各截面上的流速、密度、压强等随位置及时间而变。、不稳定流动：流动系统中各截面上的流速、密度、压强等随位置及时间而变。64、流动边界层：流体流过壁面时，如果流体润湿壁面，则必然形成速度梯度很大

2、的流体、流动边界层：流体流过壁面时，如果流体润湿壁面，则必然形成速度梯度很大的流体层叫流动边界层。层叫流动边界层。35、边界层分离：流体在一定条件下脱离壁面的现象叫边界层的分离。、边界层分离：流体在一定条件下脱离壁面的现象叫边界层的分离。66、速度梯度：、速度梯度：速度梯度，即在与流动方向垂直的速度梯度，即在与流动方向垂直的方向上流体速度的变化率。方向上流体速度的变化率。dudyy37、牛顿黏性定律：、牛顿黏性定律： dydu68、当量长度、当量长度：把流体流过某一管件或阀门的局部阻力折算成相当于流过一段与它直径：把流体流过某一管件或阀门的局部阻力折算成相当于流过一段与它直径el相同、长度为相

3、同、长度为的直管阻力。所折算的直管长度称为该管件或阀门的当量长度。的直管阻力。所折算的直管长度称为该管件或阀门的当量长度。el69、因次分析法：用维数不多的无因次数群代替较多的变量，对一个复杂的物理现象可简、因次分析法：用维数不多的无因次数群代替较多的变量，对一个复杂的物理现象可简化实验工作，该方法称为因次分析法。化实验工作，该方法称为因次分析法。310、相对粗糙度、相对粗糙度 ： /d相对粗糙度。相对粗糙度。611、黏性：运动流体内部产生的阻碍流体向前运动的特性。、黏性：运动流体内部产生的阻碍流体向前运动的特性。612、黏度：、黏度：，比例系数，流体的黏性愈大，其值愈大，所以称为粘滞比例系数

4、，流体的黏性愈大，其值愈大，所以称为粘滞SyuF系数或动力。黏度，简称黏度。系数或动力。黏度，简称黏度。312、点速度：流通截面上某一点的速度，可直接测量、点速度：流通截面上某一点的速度，可直接测量 m/S。313、绝压：、绝压：以绝对零压作起点计算的压强，称为绝对压强。以绝对零压作起点计算的压强，称为绝对压强。314、表压：、表压：表示被测流体的绝对压强比大气压强高出的数值，称为表压强。表示被测流体的绝对压强比大气压强高出的数值，称为表压强。 315、真空度：、真空度：真空度等于大气压强减去绝对压强。真空度等于大气压强减去绝对压强。 二、单选择题（每小题二、单选择题（每小题 2 分）分）1.

5、B 2B；D；C；A 3A 4D 5A 6C 7 B 8C 9D 10B 11 B；G 12 C 13 C14 B B 15 E ；A 16 B 17 B 18 C 19 A 20 C 21 B 22 C 23 A 24 A 25 A 26 C 27 B 28 A 29 D 30 A 31 B 32 A 33 B 2三、填空题（每小题三、填空题（每小题 2 分）分）1 e/d 2 =du/dy；牛顿；牛顿 3 动静压头之和；静压头动静压头之和；静压头 4 位置；时间位置；时间 5 连续；垂直连续；垂直流动方向或流体流线平行流动方向或流体流线平行 6 2；1/4 7 滞流边界层厚度；湍流边界层厚

6、度；滞流内层；滞流边界层厚度；湍流边界层厚度；滞流内层；主流区流速主流区流速 8 MT-2L-1；MT-3L2 9 增大；降低增大；降低 10 u1A11 = u2A22= 常数；常数；u1d12 = u2d22= 常数常数 12 1m/s；20Pa 13 大；大；2.84 m3/h 14 21122uRg15 Pa10；Pa2 100mmH2O；Pb1300mmH2O；Pb3=340mmH2O 16 Pa s 或或 N s/m2；m2/s 17 1.6m；0.4m18.1/16 19 hfuPgzuPgz2222222111 20 hfuPgZuPgZ22222221112)(2ugRi 2

7、1 0.5；0.8 22 2.8m/s；连续性；连续性 23 下降无黏性下降无黏性 25 10；126 相等；流量之和相等；流量之和 27 大；大；0.2952.95 28 增加；不变增加；不变 29. 230 绝对压强绝对压强 四、问答题四、问答题 （每小题（每小题 2 分）分）31、如何判断一流体的流动类型、如何判断一流体的流动类型? 答：答：Re2000 的流动称为层流流动，的流动称为层流流动，Re4000 的流动称为湍流流动。的流动称为湍流流动。 32、层流与湍流是如何定义的？、层流与湍流是如何定义的？ 答：答：Re2000 的流动称为层流流动，的流动称为层流流动，Re4000 的流动

8、称为湍流流动。的流动称为湍流流动。 63、简述层流与湍流的区别。、简述层流与湍流的区别。 答：流体在管内作层流流动时，其质点沿管轴作有规则的平行运动，各质点互不碰撞，答：流体在管内作层流流动时，其质点沿管轴作有规则的平行运动，各质点互不碰撞，互不混合。流体在管内作湍流流动时，其质点作不规则的杂乱运动，并相互碰撞，产生大互不混合。流体在管内作湍流流动时，其质点作不规则的杂乱运动，并相互碰撞，产生大大小小的漩涡。大小小的漩涡。64、什么是、什么是“当量直径当量直径”? 答：对非圆形截面的通道，可以找到一个与圆形管直径相当的答：对非圆形截面的通道，可以找到一个与圆形管直径相当的“直径直径”来代替，此

9、直径来代替，此直径即称为即称为“当量直径当量直径”。 35、当量直径是如何计算的、当量直径是如何计算的? 答：当量直径等于四倍的流通横截面积除以润湿周边长。答：当量直径等于四倍的流通横截面积除以润湿周边长。36、某液体分别在本题附图所示的三根管道中稳定流过，各管绝对粗糙度、管径均相同，、某液体分别在本题附图所示的三根管道中稳定流过，各管绝对粗糙度、管径均相同，上游截面上游截面 1-1的压强、流速也相等。问：在三种情况中，下游截面的压强、流速也相等。问：在三种情况中，下游截面 2-2的流速是否相等？的流速是否相等？ 答：三种情况中，下游截面答：三种情况中，下游截面 2-2的流速相等。的流速相等。

10、367、某液体分别在本题附图所示的三根管道中稳定流过，各管绝对粗糙度、管径均相同，、某液体分别在本题附图所示的三根管道中稳定流过，各管绝对粗糙度、管径均相同，上游截面上游截面 1-1的压强、流速也相等。问：在三种情况中，下游截面的压强、流速也相等。问：在三种情况中，下游截面 2-2的压强是否相等？的压强是否相等？如果不等，指出哪一种情况的数值最大，哪一种情况的数值最小？其理由何在？如果不等，指出哪一种情况的数值最大，哪一种情况的数值最小？其理由何在？ 答：三种情况中，下游截面答：三种情况中，下游截面 2-2的压强不相等，其中（的压强不相等，其中（a）的压强最大，（）的压强最大，（c）的压强）的

11、压强最小。这是因为（最小。这是因为（c）管上不仅有一个阀门消耗能量，且管子末端垂直上升一段，又使得静）管上不仅有一个阀门消耗能量，且管子末端垂直上升一段，又使得静压强降低。压强降低。68、活塞在汽缸中以、活塞在汽缸中以 0.2m/s 速度移动，见附图。活塞与汽缸之间的油膜厚度为速度移动，见附图。活塞与汽缸之间的油膜厚度为 0.1mm，求，求油膜的速度梯度是多少？油膜的速度梯度是多少？答：答：2000101 . 02 . 03yudydu 6、漆刷以、漆刷以 0.8m/s 速度在平板表面移动，漆膜厚度为速度在平板表面移动，漆膜厚度为 0.2mm，见附图。，见附图。 问漆膜中形成的速问漆膜中形成的

12、速度梯度为多少？度梯度为多少？答：答：94000102 . 08 . 03udydu910、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、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？槽向低位槽流动？为什么？ 4 答：答：时，水向低位槽流动。时，水向低位槽流动。2PzgPa3 五、判断题五、判断题 （每小题（每小题 1 分）分）1、已知搅拌器功率、已知搅拌器功率 P 是搅拌桨直径是搅拌桨直径 D、转速、转速 N、流体密度、流体密度 及黏度及黏度 的函数，即的函数，即利用因次分析法处理，最终所得准数关系式中共有利用

13、因次分析法处理，最终所得准数关系式中共有 3 个准数。个准数。 （ )(，NDP ） 2、某物体的质量为、某物体的质量为 1000kg，则其重量为，则其重量为 9810N 。 （ ）3、一敞口容器，底部有一出水管（如图示）、一敞口容器，底部有一出水管（如图示） 。容器内水面保持恒定，管内水流动的速度头。容器内水面保持恒定，管内水流动的速度头为为 0.5m 水柱。水由容器流入管内，则水柱。水由容器流入管内，则 2 点的表压点的表压 p2=0.75m 水柱。水柱。 （ ） 4、层流与湍流的本质区别是湍流流速、层流与湍流的本质区别是湍流流速层流流速。层流流速。 （ ） 5、一个工程大气压等于、一个工

14、程大气压等于 1.013105Pa。 （ ） 6、孔板流量计的孔流系数、孔板流量计的孔流系数 Co，当，当 Re 数增大时，其值数增大时，其值 先减小，当先减小，当 Re 数增大到一定值时，数增大到一定值时，Co 保持为某定值保持为某定值 。 （ ）7、流体在圆形管道中作层流流动，如果只将流速增、流体在圆形管道中作层流流动，如果只将流速增加一倍，则阻力损失为原来加一倍，则阻力损失为原来的的 2 倍。倍。 （ ）8、流体在一段圆形水平直管中流动，测得平均流速为、流体在一段圆形水平直管中流动，测得平均流速为 0.5m/s，Re 为为 1000，问管中心处点，问管中心处点速度为速度为 1m/s。 （

15、 ） 9、边长为、边长为 0.4m 的正方形通风管道，当量直径为的正方形通风管道，当量直径为 0.6。 （ ） 10、测流体流量时，随着流体流量增加，孔板流量计两侧压差值将增加。、测流体流量时，随着流体流量增加，孔板流量计两侧压差值将增加。 （ ） 六、计算题六、计算题 61、某牛顿型流体在圆、直、等径管内流动，在管截面上的速度分布可表达为：、某牛顿型流体在圆、直、等径管内流动，在管截面上的速度分布可表达为：v=20y-200y2，式中：，式中：y截面上任一点至管壁的径向距离，截面上任一点至管壁的径向距离，m；v该点的点流速，该点的点流速，m/s。试求：。试求：（1 1）管半径中点处的流速；（

16、）管半径中点处的流速；（2 2）管壁处的剪应力。该流体的黏度为）管壁处的剪应力。该流体的黏度为 0.05 Pa s 。 5 分分解：（解：（1）已知）已知 v=20y200y2，5则则 令令 ，20400dvydy0dvdy解得解得 y=0.05m，即管半径，即管半径 R=0.05m当当=0.05/2=0.025m， 2Ry V =20y200y2=20 0.025200 (0.025)2=0.375 m/s 3 分分（2）=20(m/s)/m 0ydvdy则则 w= =0.0520=1.0N/m2 2 分分0ydvdy62、水在水平管内流动，截面、水在水平管内流动，截面 1 处管内径处管内径

17、 d1为为 0.2m，截面，截面 2 处管内径处管内径 d2为为 0.1m。现测得。现测得水在某流量下截面水在某流量下截面 1、2 处产生的水柱高度差处产生的水柱高度差为为 0.20m，若忽略水由，若忽略水由 1 至至 2 处的阻力损失，处的阻力损失，试求水的流量试求水的流量 m3/h。 10 分分解：解： 4 分分2211221222uPuPZ gZ g zi、pi均按管中心线取值，因均按管中心线取值，因 z1=z2，u2=4u1 得得 222221121121415222uuuuppuh= =0.20 2121152ppugg u1=0.511m/s 4 分分 2 分分3322110.20

18、.5110.016157.844mmvduss63、水从喷嘴口、水从喷嘴口 1-1 截面垂直向上喷射至大气。设在大气中流束截面保持圆形。已知喷嘴截面垂直向上喷射至大气。设在大气中流束截面保持圆形。已知喷嘴内直径内直径 d1=25mm，现要求在高于喷嘴出口，现要求在高于喷嘴出口 5m 处水流的直径处水流的直径 d2为为 d1的的 1.2 倍，试计算出喷倍，试计算出喷嘴口的水流速嘴口的水流速 u1。忽略阻力。忽略阻力。 5 分分6 解：令高于喷嘴出口解：令高于喷嘴出口 5m 处水流截面为处水流截面为 22 截面截面 12 截面间：截面间：p1=p2 d2=1.2d1， u1d12= u2d22 u

19、2= 3 分分 221111211.21.44duuud 由由 即即 u1=13.76 m/s 2 分分221222uuzg2211219.81 521.442uu64、某厂如图所示的输液系统将某种料液由敞口高位槽、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输送至一敞口搅拌反应槽 B 中，中，输液管规格为输液管规格为 382.5mm，已知料液在管中的流速为，已知料液在管中的流速为 u m/s，系统的，系统的 hf=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，而要求的输液量须增加因扩大生产，须再建一套同样的系统，所用输液管直径不

20、变，而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？，问新系统所设的高位槽的液面需要比原系统增高多少？ 10 分分解：解：u10u2 p1=p2 于是于是 gZ1=gZ2+hf g(Z1-Z2)=hf =20.6 4 分分22uu= =2.39m/s 2 分分0.50.51222 9.81 620.620.6g zzZ1=Z2+20.6=15.14m 2 分分2220.6 1.3 2.39522 9.82ug增高为：增高为：Z1-Z1=15.14-11=4.14m 2 分分65、用泵自贮油池向高位槽输送矿物油，流量为、用泵自贮油池向高位槽输送矿物油，流量为 38.4

21、T/h。池及槽皆敞口。高位槽中液面。池及槽皆敞口。高位槽中液面比池中液面高比池中液面高 20m，管路总长，管路总长(包括局部阻力包括局部阻力)430m，进出口阻力不计。管径为，进出口阻力不计。管径为108 4mm，油的黏度为，油的黏度为 3430cP，密度为，密度为 960kg/m3，泵的效率为，泵的效率为 50%，求泵的实际功率。，求泵的实际功率。10 分分7解：解： 2 分分3238.4 101.4150.1960 36004mus 0.1 1.415 96039.63.43eduR层流层流 =1.62 2 分分64eR列两截面柏方列两截面柏方 820 9.81ewzghfhf 0,0up

22、224301.4251.626957.220.12l uJhfdkg 4 分分6957.220 9.817153eJwkg 2 分分37153 38.4 101530.5 3600eseNWWNKW66、用离心泵经、用离心泵经 573.5mm 的钢管，将敞口贮槽内的有机溶液（密度为的钢管，将敞口贮槽内的有机溶液（密度为 800kg/m3， 黏度黏度为为 20cP）输送到反应器中。设贮槽内的液面离反应器内的液面高度保持）输送到反应器中。设贮槽内的液面离反应器内的液面高度保持 16m，见附图。已，见附图。已知钢管总长度（包括局部阻力当量长度）为知钢管总长度（包括局部阻力当量长度）为 25m，反应器

23、内的压力恒定为，反应器内的压力恒定为 4kgf/cm2（表压）（表压），有机溶液输送量为，有机溶液输送量为 6m3/h，泵的效率为，泵的效率为 60%，试确定泵的轴功率。，试确定泵的轴功率。 10 分分解：解：30.05 800 0.849169820 10eduR层流层流 2 分分641698 2 分分 260.8490.0536004mus8列两截面柏方列两截面柏方 2 分分22ePWZ ghf2250.05 2uhf 4 分分324 9.807 106425 0.84916 9.81654.380016980.052eJWkg 2 分分3654.3 6 80038.4 101.4540.

24、6 3600eseNWWNKW 67、40水由高位槽经异径收缩管向下流动，水由高位槽经异径收缩管向下流动，40水的密度为水的密度为 992kg/m3，饱和蒸汽压，饱和蒸汽压pv=7.38kPa，当地大气压为，当地大气压为 97kPa。现拟。现拟 d0取取 135mm，试问：当不计阻力损失，水在流经，试问：当不计阻力损失，水在流经收缩管时会不会汽化？收缩管时会不会汽化？ 10 分分解：管子出口流速解：管子出口流速 u= 2gh109.812=14.0 m/s 2 分分14.0 (0.15) 2 =u0 (0.135) 2 u0=17.28m/s 2 分分由水槽液面至收缩管处排伯努利方程：由水槽液

25、面至收缩管处排伯努利方程：32097 1017.289.81 79929922P p0=17.0 103Pa 4 分分 p0 pv，故收缩管处不会发生水汽化，故收缩管处不会发生水汽化 2 分分68、如图所示，水从槽底部沿内径为、如图所示，水从槽底部沿内径为 100mm 的管子流出，槽中水位稳定。阀门关闭时测的管子流出，槽中水位稳定。阀门关闭时测得得 R=50cm，h=1.8m。求：（求：（1 1）阀门全开时的流量）阀门全开时的流量 （2 2）阀门全开时）阀门全开时 B 处的表压（阀全开时处的表压（阀全开时 Le/d=15，入管口及出管口的阻力系数分别为，入管口及出管口的阻力系数分别为0.5 及

26、及 1.0，设摩擦系数，设摩擦系数 =0.018） 15 分分9解：阀关时：解：阀关时：(ZA+1.8)1000=0.513600 ZA=5m 2 分分（1 1）阀全开：对）阀全开：对 A-A 和和 C-C 截面外侧列伯努利方程：截面外侧列伯努利方程： 2222CCAAACpuupgZgZhf取取 Zc=0(基准面基准面)， 4 分分220,0,022CCAAupup 2509.81 50.0181 0.5 150.12Cu 解出：解出：u=3.02m/s 3 分分320.13.02 360085.44mVh（2 2）对）对 A-A 到到 B-B 截面列伯努利方程：截面列伯努利方程： 22BA

27、pugZhf 4 分分223.02503.029.81 50.0180.5210000.12BppB=1.76104N/m2（表）（表） 2 分分69、在图示装置中，水管直径为、在图示装置中，水管直径为 573.5 mm。当阀门全闭时，压力表读数为。当阀门全闭时，压力表读数为 0.3 大气压，大气压，而在阀门开启后，压力表读数降至而在阀门开启后，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大气压。设管路入口至压力表处的压头损失为 0.5 mH2O，求水的流量为若干，求水的流量为若干 m3/h？ 10 分分解：阀门全闭时，由解：阀门全闭时，由 P2 =gH， 50.3 1.0

28、13 103.11000 9.81Hm即水槽液面距阀门中心线的高度为即水槽液面距阀门中心线的高度为 3.1 m。 2 分分 阀门开启时，以水槽液面为上游截面阀门开启时，以水槽液面为上游截面 1-1，压力表处为下游截面，压力表处为下游截面 2-2，管路中心线为，管路中心线为基准水平面。在两截面间列柏努利方程式基准水平面。在两截面间列柏努利方程式 4 分分Z1 = H = 3.1 m，Z2 = 0，P1 = 0，P2 = 0.21.013105 Pa，u10，hf/g = 0.5 mH2O 10代入上式代入上式 . 2520.2 1.013 103.10.51000 9.812 9.81u解得解得

29、 u2 = 3.24 m/s 2 分分 2 分分32360022.94mVd uh610、如图示常温水由高位槽以、如图示常温水由高位槽以 1.5m/s 流速流向低位槽，管路中装有孔板流量计和一个截流速流向低位槽，管路中装有孔板流量计和一个截止阀，已知管道为止阀，已知管道为 57 3.5mm 的钢管，直管与局部阻力的当量长度（不包括截止阀）总和的钢管，直管与局部阻力的当量长度（不包括截止阀）总和为为 60m，截止阀在某一开度时的局部阻力系数，截止阀在某一开度时的局部阻力系数 为为 7.5。设系统为稳定湍流，管路摩擦系。设系统为稳定湍流，管路摩擦系数数 为为 0.026。 求：（求：（1）管路中的

30、质量流量及两槽液面的位差）管路中的质量流量及两槽液面的位差Z； （2）阀门前后的压强差及汞柱压差计的读数）阀门前后的压强差及汞柱压差计的读数 R2 。 若将阀门关小，使流速减为原来的若将阀门关小，使流速减为原来的 0.8 倍，设系统仍为稳定湍流，倍，设系统仍为稳定湍流， 近似不变。问：近似不变。问： （3）截止阀的阻力系数）截止阀的阻力系数 变为多少变为多少?（4）阀门前的压强）阀门前的压强 Pa 如何变化如何变化?为什么为什么? 20 分分 解：（解：（1） 220.051.5 10002.94510.644SKgTWd uSh1-1.2-2 截面列伯努利方程截面列伯努利方程 Zghf 5

31、分分21601.50.0267.54.4380.052Zgmg（2）阀前后：）阀前后：2231.57.57.510008.438 1022uPPa p = ( i )gR 即即 8.438 103= (13.6 1) 103 9.81R2 R2 = 0.06826 m=6mm 5 分分（3） 1-1.2-2 截面列伯努利方程截面列伯努利方程 当当 u = 0.8u = 0.8 1.5 = 1.2 m/s11 22luZghfd224.438lgdu 5 分分229.81 4.438600.02629.31.20.05（4）因高位槽水位不变，流量减小，阀前管路阻力减小，必引起）因高位槽水位不变，

32、流量减小，阀前管路阻力减小，必引起 a 点压强点压强 pa增大。增大。 5分分611、水塔供水系统如附图所示。管路总长、水塔供水系统如附图所示。管路总长 50m（不包括局部阻力当量长度）（不包括局部阻力当量长度） ，水塔内水位，水塔内水位高高 9.8m，管内径，管内径 d=45mm，现测得流量，现测得流量 V 为为 12m3/h，摩擦系数，摩擦系数 可按可按 0.02 计，试计算所计，试计算所有局部阻力当量管长有局部阻力当量管长 Le 之值。之值。 10 分分解：解：1-1.2-2 截面列伯努利方程截面列伯努利方程 4 分分212uZ ghf 2 分分2122.136000.0454muS 2

33、2ell uhfd22122elluuZ gd 2 分分22502.12.19.81 9.80.020.04522el 2 分分22 9.81 9.80.04515045.852.10.02elm612、有一内径、有一内径 d50mm 的管子，用孔板流量计测量水的流量，孔板内孔直径的管子，用孔板流量计测量水的流量，孔板内孔直径d0=25mm，U 形压差计的指示液为汞形压差计的指示液为汞 ，孔流系数，孔流系数 C0=0.62。当需测的最大水流量为。当需测的最大水流量为18m3/h，问：，问：U 形压差计最大读数形压差计最大读数max为多少？为多少？ 5 分分12解：解：00002isgRVA u

34、A C期中期中 3 分分002igRuC229.81136001000180.0250.62360041000iR2218 42 9.81 12.60.0250.62 3600Rm 2 分分1.092R 613、密度为、密度为 103kg/m3、黏度为、黏度为 1cP 的水，以的水，以 10m3/h 的流量在的流量在 513mm 的水平光滑管内的水平光滑管内流过。在管内某处流过。在管内某处 p1=1.5at（表压）（表压） ，若局部阻力不计，问距该处，若局部阻力不计，问距该处 100m 下游处下游处 p2为多少为多少Pa?（Re=30001105， = 0.3164/Re0.25） 10 分分

35、解：解： 2 分分2210101.75360036000.04544musd 2 分分30.045 1.75 10007875010eduR 1 分分0.250.31640.01918750 列两面的柏方列两面的柏方 3 分分21222fPPPl uhd (表表) 2 分分224421100 1.751.5 9.807 100.01910008.3 1020.0452l uPPPad13914、内截面为、内截面为 1000mm1200mm 的矩形烟囱的高度为的矩形烟囱的高度为 30m。平均摩尔质量为。平均摩尔质量为30kg/kmol，平均温度为，平均温度为 400的烟道气自下而上流动。烟囱下端

36、维持的烟道气自下而上流动。烟囱下端维持 49pa 的真空度。在的真空度。在烟囱高度范围内大气的密度可视为定值，大气温度为烟囱高度范围内大气的密度可视为定值，大气温度为 20，地面处的大气压强为，地面处的大气压强为101.33103pa。流体流经烟囱时的摩擦系数可取为。流体流经烟囱时的摩擦系数可取为 0.05，试求烟道气的流量为若干？，试求烟道气的流量为若干？ 20 分分解：烟囱底端为上游截面解：烟囱底端为上游截面 11、顶端内侧为下游截面、顶端内侧为下游截面 22，并以截面，并以截面 11为基准水平为基准水平面。在两截面间列柏式，即：面。在两截面间列柏式，即： 22112222fupupgZg

37、Zh式中：式中：Z1=0，Z2=30m，u1u2 4 分分 由于烟道气压强变化不大，烟道气的密度可按由于烟道气压强变化不大，烟道气的密度可按 1.033105pa 及及 400计算，即：计算，即： 2 分分5331.033 10300.543/8.314 10273400pMkg mRT以以表示大气的密度，表示大气的密度，pa，1与与 pa，2分别表示烟囱底端与顶端大气压强，即：分别表示烟囱底端与顶端大气压强，即： P1= pa，149Pa 因烟囱顶端内侧压强等于同高度处的大气压强，故因烟囱顶端内侧压强等于同高度处的大气压强，故p2= pa，2 = pa，1gZ2 2 分分标准状况下空气的密度

38、为标准状况下空气的密度为 1.293kg/m3，所以，所以 1.0133105Pa、20时的密度为时的密度为 2 分分32731.2931.2/27320kg m于是于是 p2= pa，11.29.8130= pa，1353 Pa 将以上各值代入将以上各值代入 柏式，解得柏式，解得 2 分分 ,1,1493539081 30266 /0.543aafpphJ kg 2 分分22fel uhd其中其中 2 分分1 1.241.092 1 1.2edm烟道气的流速为烟道气的流速为 2 分分266 1.09 219.7/0.05 30um s烟道气的流量为烟道气的流量为 2 分分36003600 1

39、9.7 1.2 1 0.54346210/suAkg h 14615、已知输水量为、已知输水量为 15m3/h，管径，管径 53mm，总机械能损失为，总机械能损失为 40J/kg，泵的效率，泵的效率 0.6，求泵的，求泵的轴功率。轴功率。 15 分解：取池内水面为截面解：取池内水面为截面 1，作为基准面；输水管出口为截面，作为基准面；输水管出口为截面 2，则有，则有z1=0，z2=20m，p1=0，p2=500103Pa，u1=0， 2 分分 2 分分22151.8936000.0534muS 3 分分2211221222efuPuPZ gWZ gh代入数值，得代入数值，得 We=738J/k

40、g 2 分分质量流量：质量流量：WS=(15/3600)(1000)=4.17kg/s 2 分分有效功率：有效功率：Ne= 4.17738=3080J/s=3.08kw 2 分分泵的轴功率：泵的轴功率： 2 分分kWPPe13. 56 . 008. 3916、某液体密度为、某液体密度为 800 kg/m3，黏度为，黏度为 73cP，在连接两常压容器间的光滑管中流动，管径，在连接两常压容器间的光滑管中流动，管径300mm，总长为，总长为 50m（包括全部局部阻力当量长度）（包括全部局部阻力当量长度） ，两容器液面差为，两容器液面差为 3.2m（如图示）（如图示） 。求：（求：（1）管内流量为多少

41、？）管内流量为多少？（2）若在连接管口装一阀门，调节此阀的开度使流量减为原来的一半，阀的局部阻力）若在连接管口装一阀门，调节此阀的开度使流量减为原来的一半，阀的局部阻力系数是多少？按该管折算的当量长度又是多少？层流：系数是多少？按该管折算的当量长度又是多少？层流：=64/Re；湍流；湍流 =0.316/Re 0.25 15分分解：（解：（1）在）在 1-1，2-2 两截面间列柏努力方程，两截面间列柏努力方程，u1=u2=0，p1=p2=0，We=0 4 分分211 22fl ugzhd15由由 ，代入上式代入上式0.250.316ReRedu得得 u=3.513m/s 2 分分验证验证 Re=

42、0.33.513800/0.073=115504000假设正确，假设正确，V=Au=893.95m3/h 2 分分（2）流量减半，流速减半，即）流量减半，流速减半，即 u=1.7565m/sRe=5775 符合伯拉修斯式符合伯拉修斯式列列 1-1，2-2 间柏努力方程间柏努力方程210.250.316Re2lugzd则则 3 分分14.3 4 分分2220.250.250.31622Re2Re118.20.316eeelluuudddlm917、右图，有一直径为、右图，有一直径为 382.5mm，长为，长为 30m 的水平直管段的水平直管段 AB，在其中装有孔径为，在其中装有孔径为16.4mm

43、 的标准孔板流量计来测量流量，流量系数的标准孔板流量计来测量流量，流量系数 Co为为 0.63，流体流经孔板的永久压降，流体流经孔板的永久压降(局局部损失部损失)为为 6104Pa，AB 段摩擦系数段摩擦系数 取为取为 0.022，试计算：（，试计算：（1）流体流经）流体流经 AB 段的压力段的压力差；（差；（2）若泵的轴功率为）若泵的轴功率为 800W，效率为，效率为 62%，求，求 AB 管段消耗的功率为泵的有效功率的管段消耗的功率为泵的有效功率的百分率，已知：操作条件下液体密度为百分率，已知：操作条件下液体密度为 870kg/m3，U 管指示液为汞，其密度为管指示液为汞，其密度为1360

44、0kg/m3。 15 分分解：解： 3 分分002333222 0.6 9.81136008700.6316.4 1048701.75 10/2.05/0.0334seffRgVC AmsVum s16（1）由）由 A、B 两点列柏努力方程两点列柏努力方程5 分分222234422,0302.050.022108706 1023329.66 10AABBAeBfABABeABfaPuPuZhZhggggZZuuhluPPPdP （2）800 62%496eNNW轴AB 段消耗的功率：段消耗的功率： 4 分分341.75 109.66 10169.05sefpNmWV uW 则则 3 分分169

45、.05100%34.1%496eNN618、一敞口高位水槽、一敞口高位水槽 A 中水流经一喉径为中水流经一喉径为 14mm 的文丘里管，将浓碱液槽的文丘里管，将浓碱液槽 B 中的碱液中的碱液（密谋为（密谋为 1400 kg/）抽吸入管内混合成稀碱液送入）抽吸入管内混合成稀碱液送入 C 槽，各部分标高如附图所示；输水槽，各部分标高如附图所示；输水3m管规格为管规格为 573mm，自，自 A 至文丘里喉部至文丘里喉部 M 处管路总长（包括所有局部阻力损失的当量长处管路总长（包括所有局部阻力损失的当量长度在内）为度在内）为 20m，摩擦系数可取，摩擦系数可取 0.025。（1）当水流量为）当水流量为

46、 8m3/h 时，试计算文丘里喉部时，试计算文丘里喉部 M 处的真空度为多少处的真空度为多少 mmHg；（2）判断槽的浓碱液能否被抽吸入文丘里内（说明判断依据）判断槽的浓碱液能否被抽吸入文丘里内（说明判断依据） 。如果能被吸入，吸入量的。如果能被吸入，吸入量的大小与哪些因素有关？大小与哪些因素有关？ 15 分分解：主管道解：主管道 smAVsu/09. 1051. 0)4/()3600/8(/2（1）文丘里喉部文丘里喉部 M 处处 3 分分smAVsu/4 .14014. 0)4/()3600/8(/222在高位水槽上面与在高位水槽上面与 M 处界面间的列柏努利方程得：处界面间的列柏努利方程得

47、：17 真空度）(23216. 3)2/09. 1 ()051. 0/20(025. 02/4 .148)2/)(/1 ()2/()(/222222212mmHgOmHgggudguZZgp分分（2）h碱碱碱碱水水h水水 h水水1.51400/10002.1m(3.6m)OH2OH2故浓碱液能被吸入管内。故浓碱液能被吸入管内。 3 分分在在 B 槽液面与槽液面与 M 处水平截面间的列柏努利方程得：处水平截面间的列柏努利方程得： 吸 f22h)/()2/()/(gPguhgPa吸 f22h)2/()/()PPa(guhg可见吸入量的大小不仅与可见吸入量的大小不仅与 M 处的真空度、处的真空度、B

48、 槽液面与槽液面与 M 处的位差有关，而且与吸入管的处的位差有关，而且与吸入管的管路情况（管径、管长、粗糙度等）有关。管路情况（管径、管长、粗糙度等）有关。 4 分分第二章第二章 流体输送机械流体输送机械3 一、名词解释（每题一、名词解释（每题 2 分）分）1、泵流量：泵单位时间输送液体体积量。、泵流量：泵单位时间输送液体体积量。2、压头：流体输送设备为单位重量流体所提供的能量。、压头：流体输送设备为单位重量流体所提供的能量。3、效率：有效功率与轴功率的比值。、效率：有效功率与轴功率的比值。4、轴功率：电机为泵轴所提供的功率。、轴功率：电机为泵轴所提供的功率。5、理论压头：具有无限多叶片的离心

49、泵为单位重量理想流体所提供的能量。、理论压头：具有无限多叶片的离心泵为单位重量理想流体所提供的能量。6、气缚现象：因为泵中存在气体而导致吸不上液体的现象。、气缚现象：因为泵中存在气体而导致吸不上液体的现象。7、离心泵特性曲线：在一定转速下，离心泵主要性能参数与流量关系的曲线。、离心泵特性曲线：在一定转速下，离心泵主要性能参数与流量关系的曲线。8、最佳工作点：效率最高时所对应的工作点。、最佳工作点：效率最高时所对应的工作点。9、气蚀现象：泵入口的压力低于所输送液体同温度的饱和蒸汽压力，液体汽化，产生对泵、气蚀现象：泵入口的压力低于所输送液体同温度的饱和蒸汽压力，液体汽化，产生对泵损害或吸不上液体

50、。损害或吸不上液体。10、安装高度：泵正常工作时，泵入口到液面的垂直距离。、安装高度：泵正常工作时，泵入口到液面的垂直距离。11、允许吸上真空度：泵吸入口允许的最低真空度。、允许吸上真空度：泵吸入口允许的最低真空度。12、气蚀余量：泵入口的动压头和静压头高于液体饱和蒸汽压头的数值。、气蚀余量：泵入口的动压头和静压头高于液体饱和蒸汽压头的数值。13、泵的工作点：管路特性曲线与泵的特性曲线的交点。、泵的工作点：管路特性曲线与泵的特性曲线的交点。14、风压：风机为单位体积的流体所提供的能量。、风压：风机为单位体积的流体所提供的能量。15、风量：风机单位时间所输送的气体量，并以进口状态计。、风量：风机

51、单位时间所输送的气体量，并以进口状态计。二、单选择题（每题二、单选择题（每题 2 分）分）61、用离心泵将水池的水抽吸到水塔中，若离心泵在正常操作范围内工作，开大出口阀门、用离心泵将水池的水抽吸到水塔中，若离心泵在正常操作范围内工作，开大出口阀门将导致将导致_ 。 A 送水量增加，整个管路阻力损失减少送水量增加，整个管路阻力损失减少 18 送水量增加，整个管路阻力损失增大送水量增加，整个管路阻力损失增大 送水量增加，泵的轴功率不变送水量增加，泵的轴功率不变 送水量增加，泵的轴功率下降送水量增加，泵的轴功率下降 32、以下不是离心式通风机的性能参数、以下不是离心式通风机的性能参数_。B 风量风量

52、 扬程扬程 效率效率 静风压静风压 63、往复泵适用于、往复泵适用于_。 C 大流量且流量要求特别均匀的场合大流量且流量要求特别均匀的场合 介质腐蚀性特别强的场合介质腐蚀性特别强的场合 流量较小，扬程较高的场合流量较小，扬程较高的场合 投资较小的场合投资较小的场合 64、离心通风机的全风压等于、离心通风机的全风压等于_。 D 静风压加通风机出口的动压静风压加通风机出口的动压 离心通风机出口与进口间的压差离心通风机出口与进口间的压差 离心通风机出口的压力离心通风机出口的压力 动风压加静风压动风压加静风压 65、以下型号的泵不是水泵、以下型号的泵不是水泵_。 C 型型 型型 型型 型型 36、离心

53、泵的调节阀、离心泵的调节阀_。 B 只能安在进口管路上只能安在进口管路上 只能安在出口管路上只能安在出口管路上 安装在进口管路和出口管路上均可安装在进口管路和出口管路上均可 只能安在旁路只能安在旁路上 37、离心泵的扬程，是指单位重量流体经过泵后以下能量的增加值、离心泵的扬程，是指单位重量流体经过泵后以下能量的增加值_。 B 包括内能在内的总能量包括内能在内的总能量 机械能机械能 压能压能 位能（即实际的升扬高度）位能（即实际的升扬高度） 68、流体经过泵后，压力增大、流体经过泵后，压力增大 p N/m2，则单位重量流体压能的增加为，则单位重量流体压能的增加为_。 C A p B p/ C p

54、/ g D p/2g 39、离心泵的下列部件是用来将动能转变为压能、离心泵的下列部件是用来将动能转变为压能_。 CA 泵壳和叶轮泵壳和叶轮 B 叶轮叶轮 C 泵壳泵壳 D 叶轮和导轮叶轮和导轮 310、离心泵停车时要、离心泵停车时要_。 A 先关出口阀后断电先关出口阀后断电 先断电后关出口阀先断电后关出口阀 先关出口阀先断电均可先关出口阀先断电均可 单级式的先断电，多级式的先关出口阀单级式的先断电，多级式的先关出口阀 611、离心通风机的铭牌上标明的全风压为、离心通风机的铭牌上标明的全风压为 100mmH2O 意思是意思是_。 D A 输任何条件的气体介质全风压都达输任何条件的气体介质全风压都

55、达 100mmH2O B 输送空气时不论流量多少，全风压都可达输送空气时不论流量多少，全风压都可达 100mmH2O C 输送任何气体介质当效率最高时，全风压为输送任何气体介质当效率最高时，全风压为 100mmH2O D 输送输送 20，101325Pa 空气，在效率最高时，全风压为空气，在效率最高时，全风压为 100mmH2O 612、离心泵的允许吸上真空高度与以下因素无关、离心泵的允许吸上真空高度与以下因素无关_。 D 当地大气压力当地大气压力 输送液体的温度输送液体的温度 流量流量 泵的吸入管路的长度泵的吸入管路的长度 613、如以、如以 h允允表示汽蚀余量时，表示汽蚀余量时，p1 允允

56、表示泵入口处允许的最低压力，表示泵入口处允许的最低压力，pv为操作温度下液体为操作温度下液体19的饱和蒸汽压，的饱和蒸汽压，u1为泵进口处的液速，则为泵进口处的液速，则_。 B A p1 允允 = pv + h允允 B p1 允允/ g = pv/ g + h允允u12/2g C p1 允允/ g = pv/ g + h允允 D p1 允允/ g = pv/ g + h允允u12/2g 614、以下种类的泵具有自吸能力、以下种类的泵具有自吸能力_。 A 往复泵往复泵 齿轮泵与漩涡泵齿轮泵与漩涡泵 离心泵离心泵 旋转泵与漩涡泵旋转泵与漩涡泵 615、如图示，列、如图示，列 11 与与 22 截面

57、的伯努利方程，为：截面的伯努利方程，为：He z p/ g (u2/2g) Hf1-2 ，则，则 hf1-2为为_。 D A 泵的容积损失，水力损失及机械损失之和泵的容积损失，水力损失及机械损失之和 B 泵的容积损失与水力损失之和泵的容积损失与水力损失之和 C 泵的水力损失泵的水力损失 D 测压点测压点 1 至泵进口，以及泵出口至测压点至泵进口，以及泵出口至测压点 2 间的阻力损失间的阻力损失 316、离心泵开动以前必须充满液体是为了防止发生、离心泵开动以前必须充满液体是为了防止发生_。 A 气缚现象气缚现象 汽蚀现象汽蚀现象 汽化现象汽化现象 气浮现象气浮现象 617、某同学进行离心泵特性曲

58、线测定实验，启动泵后，出水管不出水，泵进口处真空计指、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，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哪一个是真正的原因_。 C 水温太高水温太高 真空计坏了真空计坏了 吸入管路堵塞吸入管路堵塞 排出管路堵塞排出管路堵塞 618、由阀门全开的条件算出在要求流量为、由阀门全开的条件算出在要求流量为 V 时所需扬程为时所需扬程为 He/。在离心泵的性能曲线上查。在离心泵的性能曲线上查得与得与 V 对应

59、的扬程为对应的扬程为 He，He He/，在流量为，在流量为 V 时泵的效率为时泵的效率为 ，则泵的轴功率，则泵的轴功率 N 为为_。 B A VHe/ g/1000 kw B VHe g/1000 kw 919、用离心通风机将空气输入加热器中，由、用离心通风机将空气输入加热器中，由 20加热至加热至 140。该通风机安于加热器前，。该通风机安于加热器前，或加热器后，则或加热器后，则_。 D 输送的流量不变输送的流量不变 需要的全风压不变需要的全风压不变 需要的全风压不变，但流量要变需要的全风压不变，但流量要变 输送的流量和需要的全风压都要变输送的流量和需要的全风压都要变 320、离心泵最常用

60、的调节方法是、离心泵最常用的调节方法是_。 B 改变吸入管路中阀门开度改变吸入管路中阀门开度 改变压出管路中阀门的开度改变压出管路中阀门的开度 安置回流支路，改变循环量的大小安置回流支路，改变循环量的大小 车削离心泵的叶轮车削离心泵的叶轮 621、当管路性能曲线写为、当管路性能曲线写为 H=A+BV 2时时_。 B20A A 只包括单位重量流体需增加的位能只包括单位重量流体需增加的位能B A 包括单位重量流体需增加的位能与静压能之和包括单位重量流体需增加的位能与静压能之和C BV2代表管路系统的局部阻力损失代表管路系统的局部阻力损失D BV2代表单位重量流体增加的动能代表单位重量流体增加的动能