化工原理试题及答案 华东理工大学

一、填空

(1)定态是指全部过程参数 。流体的连续性假定指______________________________________ 。

(2)层流与湍流的本质区别在于 。直管

阻力损失体现在 。

(3)液体的黏度随温度升高而 ,气体的黏度随温度降低而 。

常温下水的黏度 Pa•s ,空气的黏度 Pa•s 。

(4)水在管道中的常用经济流速范围是 ______ m/s,压强较高的

气体在管道中的常用经济流速范围是____ m/s。

(5)离心泵采用后弯叶片是因为 ,为防

止 ,离心泵在启动时必须先灌泵。

(6)当管径相同、喉径与孔径相同时,文丘里流量计的孔流系数C V 比孔板流量

计的孔流系数C O ,文丘里流量计的能量损失比孔板流量计的 。(大、

小)

(7)如图所示系统,其大管内径为 d1=45mm,液体在大管内流速为 0.5m/s,小

管内径为d 2=19mm, 从1-1到2-2截面的阻力损失为 15 J/kg,则2-2截面处的

流速为______ m/s,此值是根据 方程而得。

(8)操作中的离心泵,若将泵的出口阀关小,则泵的扬程 ,轴功率 ,泵入口处的真空度 。(变大,不变,变小)

(9)离心泵的特性曲线通常包括 曲线,____ 曲线和 曲线。这些曲线表示在一定 下,输送某种特定的液体时泵的性能。选

用离心泵时,先根据 确定泵的类型,然后根据具体管路对泵提出的 和________要求确定泵的型号。

(10)旋桨式搅拌器的特点是 ;涡轮式搅拌器的特点

是 。

(11)从混合机理看,大尺度的混合均匀主要来源于 ,而小

尺度的混合均匀主要来源于 。强化液流湍动的措施有___________ 、 和 。

(12)边界层是指________________ 的区

域。边界层分离的后果是 。

(13)非牛顿流体的黏度不再为一常数而与 有关。根据表现出的不同

力学特性,非牛顿流体可以分为 _____流体、 流体

和_____ ___流体。

二、选择题:

(1)在高度湍流(阻力平方)区时,粗糙管的摩擦系数λ值 。

(A )与光滑管一样; (B )只取决于相对粗糙度

(C )只取决于雷诺数; (D )与粗糙度无关;

(2)如图所示,管中的水处于 。

(A )静止; (B )向上流动; (C )向下流动; (D )不一定;

(3)当管路特性曲线表示为:H=A+BqV 2时 。

(A) A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;

2(C) BqV 代表管路系统的局部阻力损失;

(D) BqV 2代表单位重量流体需增加的动能;

(4)往复泵适用于 。

(A )大流量且流量要求特别均匀的场合;

(B )流量较小,扬程较高的场合;

(C )介质腐蚀性特别强的场合;

(D )投资较小的场合;

三、计算题

如图所示,水通过倾斜变径管段(A-B ),已知D A =100mm,D B =240mm,水流量

为2m 3/min,在截面A 与B 处接一U 形压差计,其读数为R=20mm,指示剂为水银,

A 、B 两点间的垂直距离为h=0.3m。

试求:① A、B 两点的压差为多少Pa ?

② A、B 管段的阻力损失为多少J/kg?

③ 若将管路水平放置,流向与流量不变,定性回答压差计读数及A 、B 两点压强差如何变化?

四、带泵管路

用离心泵将水由水池打入5m 高处的密闭容器中,容器上方压力表读数为 0.1013MPa (表),输水管路如图所示。管长为110m (包括所有局部阻力的当量长度),管内径均为50mm ,摩擦系数λ为0.02。

泵的特性方程为:H e = 23-1.43×105q v 2 (式中q v – m3/s, He -m) 。试问:

(1)管路的流量为多少m 3/h?

(2)泵的有效功率为多少kW ?

(3)若关小出口阀门使流量减少10%,则该流量下阀门额外损失的压头为多少J/N?

五、如图所示,槽内水位恒定。槽的底部与内径为100mm 的水平管连接。当A 阀关闭时,测得R=600mm,h=1500mm。

(1)当A 阀部分开启时,测得R=400mm,h=1400mm,此时水管中的流量为多 少m 3/h? 已知λ=0.02,管子入口处ζ=0.5。

(2)当A 阀全部开启时,A 阀的当量长度le=15d,λ=0.02,则水管中流量为多少m 3/h? B 点压强应为多少Pa (表)?读数R 为多少?(U 形管测压计为等直径玻璃管,指示剂为汞)

一、二、三章综合练习

一、填空

(1)定态是指全部过程参数 不随时间变化 。流体的连续性假定指_ 流体是由无数质点组成,彼此间没有间隙,完全充满所占空间的连续介质 。

(2)层流与湍流的本质区别在于 流体质点是否存在脉动性 。直管阻力损失体现在 总势能的降低 。

(3)液体的黏度随温度升高而 降低 ,气体的黏度随温度降低而 降低 。

常温下水的黏度 0.001 Pa•s ,空气的黏度 1.81×10-5 Pa•s 。

(4)水在管道中的常用经济流速范围是 _1~3 m/s,压强较高的气体在管道中的常用经济流速范围是__15~25 m/s。

(5)离心泵采用后弯叶片是因为 减少能量损失,提高泵效率 ,为防止 气缚现象 ,离心泵在启动时必须先灌泵。

(6)当管径相同、喉径与孔径相同时,文丘里流量计的孔流系数C V 比孔板流量

计的孔流系数C O 大 ,文丘里流量计的能量损失比孔板流量计的 小 。(大、

小)

(7)如图所示系统,其大管内径为 d1=45mm,液体在大管内流速为 0.5m/s,小

管内径为d 2=19mm, 从1-1到2-2截面的阻力损失为 15 J/kg,则2-2截面处的

流速为__2.8 m/s,此值是根据 质量守恒 方程而得。

(8)操作中的离心泵,若将泵的出口阀关小,则泵的扬程 变大 ,轴功率 变小 ,泵入口处的真空度 变小 。(变大,不变,变小)

(9)离心泵的特性曲线通常包括 H~qv 曲线, Pa~qv 曲线和 η~qv 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。选用离心泵时,先根据 液体性质和操作条件 确定泵的类型,然后根据具体管路对泵提出的 流量 和___扬程 __要求确定泵的型号。

(10)旋桨式搅拌器的特点是 大流量、低压头 ;涡轮式搅拌器的特点是 小流量、高压头 。

(11)从混合机理看,大尺度的混合均匀主要来源于 总体流动 ,而小尺度的混合均匀主要来源于 强剪切或高度湍动 。强化液流湍动的措施有_提高转速 、 加挡板 和 装导流筒 。

(12)边界层是指__流动流体受固体壁面阻滞而造成速度梯度 的区域。边界层分离的后果是 产生大量旋涡、造成较大能量损失 。

(13)非牛顿流体的黏度不再为一常数而与 du/dy 有关。根据表现出的不同力学特性,非牛顿流体可以分为 塑性__流体、 假塑性 流体和__涨塑性__流体。

二、选择题:

(1)在高度湍流(阻力平方)区时,粗糙管的摩擦系数λ值 B 。

(A )与光滑管一样; (B )只取决于相对粗糙度

(C )只取决于雷诺数; (D )与粗糙度无关;

(2)如图所示,管中的水处于 C 。

(A )静止; (B )向上流动; (C )向下流动; (D )不一定;

2(3)当管路特性曲线表示为:H=A+BqV 时 B 。

(A) A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;

(C) BqV 2代表管路系统的局部阻力损失;

2(D) BqV 代表单位重量流体需增加的动能;

(4)往复泵适用于 B 。

(A )大流量且流量要求特别均匀的场合;

(B )流量较小,扬程较高的场合;

(C )介质腐蚀性特别强的场合;

(D )投资较小的场合;

三、计算题

如图所示,水通过倾斜变径管段(A-B ),已知D A =100mm,D B =240mm,水流量

3为2m /min,在截面A 与B 处接一U 形压差计,其读数为R=20mm,指示剂为水银,

A 、B 两点间的垂直距离为h=0.3m。

试求:① A、B 两点的压差为多少Pa ?

② A、B 管段的阻力损失为多少J/kg?

③ 若将管路水平放置,流向与流量不变,定性回答压差计读数及A 、B 两点压强差如何变化?

三、解答:①p A -(pB +ρgh)=R(ρi -ρ)g

p A -p B =R (ρi -ρ) g +ρgh =[0. 02⨯(13600-1000) +0. 3⨯1000]⨯9. 81=5420p a ②∵P A >PB ,u A >uB ,∴A 流向B ,

p A 12p 12+gh A +u A =B +gh B +u B +h f ρ2ρ2

2/602/60=4. 25m /s u ==0. 737m /s ,B 220. 785⨯0. 10. 785⨯0. 24u A =h f =p A -p B

ρ22u A -u B 54204. 252-0. 7372

=-0. 3⨯9. 81+=11.2J/kg -gh +100022

③因R (ρi -ρ) g

ρ=P A -P B

ρ22u A -u B ,R 与角度无关,与h 无关,水平放=h f -2

置后,压差计读数不变

水平放置后,p ’A -p ’B = pA -p B -ρgh,压差变小

四、带泵管路

用离心泵将水由水池打入5m 高处的密闭容器中,容器上方压力表读数为 0.1013MPa (表),输水管路如图所示。管长为110m (包括所有局部阻力的当量长度),管内径均为50mm ,摩擦系数λ为0.02。

泵的特性方程为:H e = 23-1.43×105q v 2 (式中q v – m3/s, He -m) 。试问:

(1)管路的流量为多少m 3/h?

(2)泵的有效功率为多少kW ?

(3)若关小出口阀门使流量减少10%,则该流量下阀门额外损失的压头为多少J/N?

四、解答:①

五、如图所示,槽内水位恒定。槽的底部与内径为100mm 的水平管连接。当A 阀关闭时,测得R=600mm,h=1500mm。

(1)当A 阀部分开启时,测得R=400mm,h=1400mm,此时水管中的流量为多 少m 3/h? 已知λ=0.02,管子入口处ζ=0.5。

(2)当A 阀全部开启时,A 阀的当量长度le=15d,λ=0.02,则水管中流量为多少m 3/h? B 点压强应为多少Pa (表)?读数R 为多少?(U 形管测压计为等直径玻璃管,指示剂为汞)

五、解答:

①取Z A =0,液槽液面高度为Z 1,由静力学方程可得(Z1+h)ρg=Rρ汞g

R (ρi -ρ) g

ρ

=P A -P B ρ22u A -u B =h f -2

一、二、三章综合练习

一、填空

(1)定态是指全部过程参数 不随时间变化 。流体的连续性假定指_ 流体是由无数质点组成,彼此间没有间隙,完全充满所占空间的连续介质 。

(2)层流与湍流的本质区别在于 流体质点是否存在脉动性 。直管阻力损失体现在 总势能的降低 。

(3)液体的黏度随温度升高而 降低 ,气体的黏度随温度降低而 降低 。

常温下水的黏度 0.001 Pa•s ,空气的黏度 1.81×10-5 Pa•s 。

(4)水在管道中的常用经济流速范围是 _1~3 m/s,压强较高的气体在管道中的常用经济流速范围是__15~25 m/s。

(5)离心泵采用后弯叶片是因为 减少能量损失,提高泵效率 ,为防止 气缚现象 ,离心泵在启动时必须先灌泵。

(6)当管径相同、喉径与孔径相同时,文丘里流量计的孔流系数C V 比孔板流量

计的孔流系数C O 大 ,文丘里流量计的能量损失比孔板流量计的 小 。(大、

小)

(7)如图所示系统,其大管内径为 d1=45mm,液体在大管内流速为 0.5m/s,小

管内径为d 2=19mm, 从1-1到2-2截面的阻力损失为 15 J/kg,则2-2截面处的

流速为__2.8 m/s,此值是根据 质量守恒 方程而得。

(8)操作中的离心泵,若将泵的出口阀关小,则泵的扬程 变大 ,轴功率 变小 ,泵入口处的真空度 变小 。(变大,不变,变小)

(9)离心泵的特性曲线通常包括 H~qv 曲线, Pa~qv 曲线和 η~qv 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。选用离心泵时,先根据 液体性质和操作条件 确定泵的类型,然后根据具体管路对泵提出的 流量 和___扬程 __要求确定泵的型号。

(10)旋桨式搅拌器的特点是 大流量、低压头 ;涡轮式搅拌器的特点是 小流量、高压头 。

(11)从混合机理看,大尺度的混合均匀主要来源于 总体流动 ,而小尺度的混合均匀主要来源于 强剪切或高度湍动 。强化液流湍动的措施有_提高转速 、 加挡板 和 装导流筒 。

(12)边界层是指__流动流体受固体壁面阻滞而造成速度梯度 的区域。边界层分离的后果是 产生大量旋涡、造成较大能量损失 。

(13)非牛顿流体的黏度不再为一常数而与 du/dy 有关。根据表现出的不同力学特性,非牛顿流体可以分为 塑性__流体、 假塑性 流体和__涨塑性__流体。

二、选择题:

(1)在高度湍流(阻力平方)区时,粗糙管的摩擦系数λ值 B 。

(A )与光滑管一样; (B )只取决于相对粗糙度

(C )只取决于雷诺数; (D )与粗糙度无关;

(2)如图所示,管中的水处于 C 。

(A )静止; (B )向上流动; (C )向下流动; (D )不一定;

(3)当管路特性曲线表示为:H=A+BqV 2时 B 。

(A) A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;

(C) BqV 2代表管路系统的局部阻力损失;

(D) BqV 2代表单位重量流体需增加的动能;

(4)往复泵适用于 B 。

(A )大流量且流量要求特别均匀的场合;

(B )流量较小,扬程较高的场合;

(C )介质腐蚀性特别强的场合;

(D )投资较小的场合;

三、计算题

如图所示,水通过倾斜变径管段(A-B ),已知D A =100mm,D B =240mm,水流量

为2m 3/min,在截面A 与B 处接一U 形压差计,其读数为R=20mm,指示剂为水银,

A 、B 两点间的垂直距离为h=0.3m。

试求:① A、B 两点的压差为多少Pa ?

② A、B 管段的阻力损失为多少J/kg?

③ 若将管路水平放置,流向与流量不变,定性回答压差计读数及A 、B 两点压强差如何变化?

三、解答:①p A -(pB +ρgh)=R(ρi -ρ)g

p A -p B =R (ρi -ρ) g +ρgh =[0. 02⨯(13600-1000) +0. 3⨯1000]⨯9. 81=5420p a ②∵P A >PB ,u A >uB ,∴A 流向B ,

p A 12p 12+gh A +u A =B +gh B +u B +h f ρ2ρ2

2/602/60=4. 25m /s u ==0. 737m /s ,B 220. 785⨯0. 10. 785⨯0. 24u A =h f =p A -p B

ρ22u A -u B 54204. 252-0. 7372

=-0. 3⨯9. 81+=11.2J/kg -gh +100022

③因R (ρi -ρ) g

ρ=P A -P B

ρ22u A -u B ,R 与角度无关,与h 无关,水平放=h f -2

置后,压差计读数不变

水平放置后,p ’A -p ’B = pA -p B -ρgh,压差变小

四、带泵管路

用离心泵将水由水池打入5m 高处的密闭容器中,容器上方压力表读数为

0.1013MPa (表),输水管路如图所示。管长为110m (包括所有局部阻力的当量长度),管内径均为50mm ,摩擦系数λ为0.02。

泵的特性方程为:H e = 23-1.43×105q v 2 (式中q v – m3/s, He -m) 。试问:

(1)管路的流量为多少m 3/h?

(2)泵的有效功率为多少kW ?

(3)若关小出口阀门使流量减少10%,则该流量下阀门额外损失的压头为多少J/N?

四、解答:①

五、如图所示,槽内水位恒定。槽的底部与内径为100mm 的水平管连接。当A 阀关闭时,测得R=600mm,h=1500mm。

(1)当A 阀部分开启时,测得R=400mm,h=1400mm,此时水管中的流量为多 少m 3/h? 已知λ=0.02,管子入口处ζ=0.5。

(2)当A 阀全部开启时,A 阀的当量长度le=15d,λ=0.02,则水管中流量为多少m 3/h? B 点压强应为多少Pa (表)?读数R 为多少?(U 形管测压计为等直径玻璃管,指示剂为汞)

五、解答:

①取Z A =0,液槽液面高度为Z 1,由静力学方程可得(Z1+h)ρg=Rρ汞g R (ρi -ρ) g

ρ=P A -P B

ρ=h u 22

A -u B

f -2

11

一、填空

(1)定态是指全部过程参数 。流体的连续性假定指______________________________________ 。

(2)层流与湍流的本质区别在于 。直管

阻力损失体现在 。

(3)液体的黏度随温度升高而 ,气体的黏度随温度降低而 。

常温下水的黏度 Pa•s ,空气的黏度 Pa•s 。

(4)水在管道中的常用经济流速范围是 ______ m/s,压强较高的

气体在管道中的常用经济流速范围是____ m/s。

(5)离心泵采用后弯叶片是因为 ,为防

止 ,离心泵在启动时必须先灌泵。

(6)当管径相同、喉径与孔径相同时,文丘里流量计的孔流系数C V 比孔板流量

计的孔流系数C O ,文丘里流量计的能量损失比孔板流量计的 。(大、

小)

(7)如图所示系统,其大管内径为 d1=45mm,液体在大管内流速为 0.5m/s,小

管内径为d 2=19mm, 从1-1到2-2截面的阻力损失为 15 J/kg,则2-2截面处的

流速为______ m/s,此值是根据 方程而得。

(8)操作中的离心泵,若将泵的出口阀关小,则泵的扬程 ,轴功率 ,泵入口处的真空度 。(变大,不变,变小)

(9)离心泵的特性曲线通常包括 曲线,____ 曲线和 曲线。这些曲线表示在一定 下,输送某种特定的液体时泵的性能。选

用离心泵时,先根据 确定泵的类型,然后根据具体管路对泵提出的 和________要求确定泵的型号。

(10)旋桨式搅拌器的特点是 ;涡轮式搅拌器的特点

是 。

(11)从混合机理看,大尺度的混合均匀主要来源于 ,而小

尺度的混合均匀主要来源于 。强化液流湍动的措施有___________ 、 和 。

(12)边界层是指________________ 的区

域。边界层分离的后果是 。

(13)非牛顿流体的黏度不再为一常数而与 有关。根据表现出的不同

力学特性,非牛顿流体可以分为 _____流体、 流体

和_____ ___流体。

二、选择题:

(1)在高度湍流(阻力平方)区时,粗糙管的摩擦系数λ值 。

(A )与光滑管一样; (B )只取决于相对粗糙度

(C )只取决于雷诺数; (D )与粗糙度无关;

(2)如图所示,管中的水处于 。

(A )静止; (B )向上流动; (C )向下流动; (D )不一定;

(3)当管路特性曲线表示为:H=A+BqV 2时 。

(A) A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;

2(C) BqV 代表管路系统的局部阻力损失;

(D) BqV 2代表单位重量流体需增加的动能;

(4)往复泵适用于 。

(A )大流量且流量要求特别均匀的场合;

(B )流量较小,扬程较高的场合;

(C )介质腐蚀性特别强的场合;

(D )投资较小的场合;

三、计算题

如图所示,水通过倾斜变径管段(A-B ),已知D A =100mm,D B =240mm,水流量

为2m 3/min,在截面A 与B 处接一U 形压差计,其读数为R=20mm,指示剂为水银,

A 、B 两点间的垂直距离为h=0.3m。

试求:① A、B 两点的压差为多少Pa ?

② A、B 管段的阻力损失为多少J/kg?

③ 若将管路水平放置,流向与流量不变,定性回答压差计读数及A 、B 两点压强差如何变化?

四、带泵管路

用离心泵将水由水池打入5m 高处的密闭容器中,容器上方压力表读数为 0.1013MPa (表),输水管路如图所示。管长为110m (包括所有局部阻力的当量长度),管内径均为50mm ,摩擦系数λ为0.02。

泵的特性方程为:H e = 23-1.43×105q v 2 (式中q v – m3/s, He -m) 。试问:

(1)管路的流量为多少m 3/h?

(2)泵的有效功率为多少kW ?

(3)若关小出口阀门使流量减少10%,则该流量下阀门额外损失的压头为多少J/N?

五、如图所示,槽内水位恒定。槽的底部与内径为100mm 的水平管连接。当A 阀关闭时,测得R=600mm,h=1500mm。

(1)当A 阀部分开启时,测得R=400mm,h=1400mm,此时水管中的流量为多 少m 3/h? 已知λ=0.02,管子入口处ζ=0.5。

(2)当A 阀全部开启时,A 阀的当量长度le=15d,λ=0.02,则水管中流量为多少m 3/h? B 点压强应为多少Pa (表)?读数R 为多少?(U 形管测压计为等直径玻璃管,指示剂为汞)

一、二、三章综合练习

一、填空

(1)定态是指全部过程参数 不随时间变化 。流体的连续性假定指_ 流体是由无数质点组成,彼此间没有间隙,完全充满所占空间的连续介质 。

(2)层流与湍流的本质区别在于 流体质点是否存在脉动性 。直管阻力损失体现在 总势能的降低 。

(3)液体的黏度随温度升高而 降低 ,气体的黏度随温度降低而 降低 。

常温下水的黏度 0.001 Pa•s ,空气的黏度 1.81×10-5 Pa•s 。

(4)水在管道中的常用经济流速范围是 _1~3 m/s,压强较高的气体在管道中的常用经济流速范围是__15~25 m/s。

(5)离心泵采用后弯叶片是因为 减少能量损失,提高泵效率 ,为防止 气缚现象 ,离心泵在启动时必须先灌泵。

(6)当管径相同、喉径与孔径相同时,文丘里流量计的孔流系数C V 比孔板流量

计的孔流系数C O 大 ,文丘里流量计的能量损失比孔板流量计的 小 。(大、

小)

(7)如图所示系统,其大管内径为 d1=45mm,液体在大管内流速为 0.5m/s,小

管内径为d 2=19mm, 从1-1到2-2截面的阻力损失为 15 J/kg,则2-2截面处的

流速为__2.8 m/s,此值是根据 质量守恒 方程而得。

(8)操作中的离心泵,若将泵的出口阀关小,则泵的扬程 变大 ,轴功率 变小 ,泵入口处的真空度 变小 。(变大,不变,变小)

(9)离心泵的特性曲线通常包括 H~qv 曲线, Pa~qv 曲线和 η~qv 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。选用离心泵时,先根据 液体性质和操作条件 确定泵的类型,然后根据具体管路对泵提出的 流量 和___扬程 __要求确定泵的型号。

(10)旋桨式搅拌器的特点是 大流量、低压头 ;涡轮式搅拌器的特点是 小流量、高压头 。

(11)从混合机理看,大尺度的混合均匀主要来源于 总体流动 ,而小尺度的混合均匀主要来源于 强剪切或高度湍动 。强化液流湍动的措施有_提高转速 、 加挡板 和 装导流筒 。

(12)边界层是指__流动流体受固体壁面阻滞而造成速度梯度 的区域。边界层分离的后果是 产生大量旋涡、造成较大能量损失 。

(13)非牛顿流体的黏度不再为一常数而与 du/dy 有关。根据表现出的不同力学特性,非牛顿流体可以分为 塑性__流体、 假塑性 流体和__涨塑性__流体。

二、选择题:

(1)在高度湍流(阻力平方)区时,粗糙管的摩擦系数λ值 B 。

(A )与光滑管一样; (B )只取决于相对粗糙度

(C )只取决于雷诺数; (D )与粗糙度无关;

(2)如图所示,管中的水处于 C 。

(A )静止; (B )向上流动; (C )向下流动; (D )不一定;

2(3)当管路特性曲线表示为:H=A+BqV 时 B 。

(A) A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;

(C) BqV 2代表管路系统的局部阻力损失;

2(D) BqV 代表单位重量流体需增加的动能;

(4)往复泵适用于 B 。

(A )大流量且流量要求特别均匀的场合;

(B )流量较小,扬程较高的场合;

(C )介质腐蚀性特别强的场合;

(D )投资较小的场合;

三、计算题

如图所示,水通过倾斜变径管段(A-B ),已知D A =100mm,D B =240mm,水流量

3为2m /min,在截面A 与B 处接一U 形压差计,其读数为R=20mm,指示剂为水银,

A 、B 两点间的垂直距离为h=0.3m。

试求:① A、B 两点的压差为多少Pa ?

② A、B 管段的阻力损失为多少J/kg?

③ 若将管路水平放置,流向与流量不变,定性回答压差计读数及A 、B 两点压强差如何变化?

三、解答:①p A -(pB +ρgh)=R(ρi -ρ)g

p A -p B =R (ρi -ρ) g +ρgh =[0. 02⨯(13600-1000) +0. 3⨯1000]⨯9. 81=5420p a ②∵P A >PB ,u A >uB ,∴A 流向B ,

p A 12p 12+gh A +u A =B +gh B +u B +h f ρ2ρ2

2/602/60=4. 25m /s u ==0. 737m /s ,B 220. 785⨯0. 10. 785⨯0. 24u A =h f =p A -p B

ρ22u A -u B 54204. 252-0. 7372

=-0. 3⨯9. 81+=11.2J/kg -gh +100022

③因R (ρi -ρ) g

ρ=P A -P B

ρ22u A -u B ,R 与角度无关,与h 无关,水平放=h f -2

置后,压差计读数不变

水平放置后,p ’A -p ’B = pA -p B -ρgh,压差变小

四、带泵管路

用离心泵将水由水池打入5m 高处的密闭容器中,容器上方压力表读数为 0.1013MPa (表),输水管路如图所示。管长为110m (包括所有局部阻力的当量长度),管内径均为50mm ,摩擦系数λ为0.02。

泵的特性方程为:H e = 23-1.43×105q v 2 (式中q v – m3/s, He -m) 。试问:

(1)管路的流量为多少m 3/h?

(2)泵的有效功率为多少kW ?

(3)若关小出口阀门使流量减少10%,则该流量下阀门额外损失的压头为多少J/N?

四、解答:①

五、如图所示,槽内水位恒定。槽的底部与内径为100mm 的水平管连接。当A 阀关闭时,测得R=600mm,h=1500mm。

(1)当A 阀部分开启时,测得R=400mm,h=1400mm,此时水管中的流量为多 少m 3/h? 已知λ=0.02,管子入口处ζ=0.5。

(2)当A 阀全部开启时,A 阀的当量长度le=15d,λ=0.02,则水管中流量为多少m 3/h? B 点压强应为多少Pa (表)?读数R 为多少?(U 形管测压计为等直径玻璃管,指示剂为汞)

五、解答:

①取Z A =0,液槽液面高度为Z 1,由静力学方程可得(Z1+h)ρg=Rρ汞g

R (ρi -ρ) g

ρ

=P A -P B ρ22u A -u B =h f -2

一、二、三章综合练习

一、填空

(1)定态是指全部过程参数 不随时间变化 。流体的连续性假定指_ 流体是由无数质点组成,彼此间没有间隙,完全充满所占空间的连续介质 。

(2)层流与湍流的本质区别在于 流体质点是否存在脉动性 。直管阻力损失体现在 总势能的降低 。

(3)液体的黏度随温度升高而 降低 ,气体的黏度随温度降低而 降低 。

常温下水的黏度 0.001 Pa•s ,空气的黏度 1.81×10-5 Pa•s 。

(4)水在管道中的常用经济流速范围是 _1~3 m/s,压强较高的气体在管道中的常用经济流速范围是__15~25 m/s。

(5)离心泵采用后弯叶片是因为 减少能量损失,提高泵效率 ,为防止 气缚现象 ,离心泵在启动时必须先灌泵。

(6)当管径相同、喉径与孔径相同时,文丘里流量计的孔流系数C V 比孔板流量

计的孔流系数C O 大 ,文丘里流量计的能量损失比孔板流量计的 小 。(大、

小)

(7)如图所示系统,其大管内径为 d1=45mm,液体在大管内流速为 0.5m/s,小

管内径为d 2=19mm, 从1-1到2-2截面的阻力损失为 15 J/kg,则2-2截面处的

流速为__2.8 m/s,此值是根据 质量守恒 方程而得。

(8)操作中的离心泵,若将泵的出口阀关小,则泵的扬程 变大 ,轴功率 变小 ,泵入口处的真空度 变小 。(变大,不变,变小)

(9)离心泵的特性曲线通常包括 H~qv 曲线, Pa~qv 曲线和 η~qv 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。选用离心泵时,先根据 液体性质和操作条件 确定泵的类型,然后根据具体管路对泵提出的 流量 和___扬程 __要求确定泵的型号。

(10)旋桨式搅拌器的特点是 大流量、低压头 ;涡轮式搅拌器的特点是 小流量、高压头 。

(11)从混合机理看,大尺度的混合均匀主要来源于 总体流动 ,而小尺度的混合均匀主要来源于 强剪切或高度湍动 。强化液流湍动的措施有_提高转速 、 加挡板 和 装导流筒 。

(12)边界层是指__流动流体受固体壁面阻滞而造成速度梯度 的区域。边界层分离的后果是 产生大量旋涡、造成较大能量损失 。

(13)非牛顿流体的黏度不再为一常数而与 du/dy 有关。根据表现出的不同力学特性,非牛顿流体可以分为 塑性__流体、 假塑性 流体和__涨塑性__流体。

二、选择题:

(1)在高度湍流(阻力平方)区时,粗糙管的摩擦系数λ值 B 。

(A )与光滑管一样; (B )只取决于相对粗糙度

(C )只取决于雷诺数; (D )与粗糙度无关;

(2)如图所示,管中的水处于 C 。

(A )静止; (B )向上流动; (C )向下流动; (D )不一定;

(3)当管路特性曲线表示为:H=A+BqV 2时 B 。

(A) A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;

(C) BqV 2代表管路系统的局部阻力损失;

(D) BqV 2代表单位重量流体需增加的动能;

(4)往复泵适用于 B 。

(A )大流量且流量要求特别均匀的场合;

(B )流量较小,扬程较高的场合;

(C )介质腐蚀性特别强的场合;

(D )投资较小的场合;

三、计算题

如图所示,水通过倾斜变径管段(A-B ),已知D A =100mm,D B =240mm,水流量

为2m 3/min,在截面A 与B 处接一U 形压差计,其读数为R=20mm,指示剂为水银,

A 、B 两点间的垂直距离为h=0.3m。

试求:① A、B 两点的压差为多少Pa ?

② A、B 管段的阻力损失为多少J/kg?

③ 若将管路水平放置,流向与流量不变,定性回答压差计读数及A 、B 两点压强差如何变化?

三、解答:①p A -(pB +ρgh)=R(ρi -ρ)g

p A -p B =R (ρi -ρ) g +ρgh =[0. 02⨯(13600-1000) +0. 3⨯1000]⨯9. 81=5420p a ②∵P A >PB ,u A >uB ,∴A 流向B ,

p A 12p 12+gh A +u A =B +gh B +u B +h f ρ2ρ2

2/602/60=4. 25m /s u ==0. 737m /s ,B 220. 785⨯0. 10. 785⨯0. 24u A =h f =p A -p B

ρ22u A -u B 54204. 252-0. 7372

=-0. 3⨯9. 81+=11.2J/kg -gh +100022

③因R (ρi -ρ) g

ρ=P A -P B

ρ22u A -u B ,R 与角度无关,与h 无关,水平放=h f -2

置后,压差计读数不变

水平放置后,p ’A -p ’B = pA -p B -ρgh,压差变小

四、带泵管路

用离心泵将水由水池打入5m 高处的密闭容器中,容器上方压力表读数为

0.1013MPa (表),输水管路如图所示。管长为110m (包括所有局部阻力的当量长度),管内径均为50mm ,摩擦系数λ为0.02。

泵的特性方程为:H e = 23-1.43×105q v 2 (式中q v – m3/s, He -m) 。试问:

(1)管路的流量为多少m 3/h?

(2)泵的有效功率为多少kW ?

(3)若关小出口阀门使流量减少10%,则该流量下阀门额外损失的压头为多少J/N?

四、解答:①

五、如图所示,槽内水位恒定。槽的底部与内径为100mm 的水平管连接。当A 阀关闭时,测得R=600mm,h=1500mm。

(1)当A 阀部分开启时,测得R=400mm,h=1400mm,此时水管中的流量为多 少m 3/h? 已知λ=0.02,管子入口处ζ=0.5。

(2)当A 阀全部开启时,A 阀的当量长度le=15d,λ=0.02,则水管中流量为多少m 3/h? B 点压强应为多少Pa (表)?读数R 为多少?(U 形管测压计为等直径玻璃管,指示剂为汞)

五、解答:

①取Z A =0,液槽液面高度为Z 1,由静力学方程可得(Z1+h)ρg=Rρ汞g R (ρi -ρ) g

ρ=P A -P B

ρ=h u 22

A -u B

f -2

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