化工基础复习题(2)

p1=p2 u1=0 8.2=u2=

=

+7.5

=3.71 m·s-1

水的体积流量 qV= u2×0.785×(

)2×3600=3.71×0.785×(0.11)2×3600

=126.7 m3·h-1

2．钢管的内径d=48-2×3.5=41 mm=0.041 m。

u==

=0.970 m·s-1

Re===9864

9864>4000 轻柴油的流动型态为湍流。

3．u1==

=1.132 m·s-1

Re===2084

如流量增加一倍，则 qV,2=2qV,1

Re数保持不变，则由此可得：d1u1= d2u2

=

即d1·=d2·

d2=2d1=2×25=50 mm。 4．取水池液面为1—1截面，贮槽水面为2—2截面，并以截面1—1为基准水平面。在截面1—1和2—2间列伯努利方程：

gZ1+++e= gZ2+++

式中：Z1=0，Z2=10 m p1= p2=0(表压) u1= u2≈0

=20 J·kg-1

则泵所提供的能量为：e= gZ2+

=9.81×10+20=98.1+20=1.2×102 J·kg-1

5．u=

=3.18 m·s-1

Re=

=6.37×104 流体流型为湍流

=

=0.184×(6.37×104)-0.2×

×

=51.1 J·kg-1

p=51.1×1000=51.1 kPa

6．P0=0.091 MPa=9.1×104 Pa pA=9.1×104+6.0×104=1.5×105 Pa(绝压)

pB=9.1×104+×1.01×105=1.5×105 Pa(绝压)

pC=9.1×104+0.600×1000×9.81=9.69×104 Pa(绝压)。 7．(1)水：

因为Re=≤2000时水的流型为滞流

所以 umax=(2)空气：

=

=0.1 m·s-1

umax=

=1.5 m·s-1

化工基础练习3

一、填空(16小题,共25分)

1．流体流动的连续性方程u1A1=u2A2是在 条件下得出。它仅适用于 的流体，它是 原理在化学工程中的应用。

2．某种油和清水在内径相同的管道中定态流动。（假设油和水的密度很接近，但油的粘度比水大）。当它们的雷诺数相等时，则油的流速应比水的流速 。

3．液体在圆管内呈层流流动，其流速为0.5 m·s-1，则其动压头为 m（液柱）。

4．当理想流体在水平变径管路中作连续定常态流动时，在管路直径缩小处，其静压强将 ，而流速将 。

5． 流体流动边界层对传热和传质过程有重要影响。流动边界层分为层流边界层和湍流边界层。在完全发展了的湍流边界层中，除了湍流主体外，还在靠近壁面的一层极薄的流体中，仍然维持层流流动，称为 。

6． 离心泵在启动前必须先在吸入管和泵中 ，否则会发生 现象。

7．离心泵的特征曲线显示，压头随流量的增大而 ，轴功率随流量增大而 ，而泵的效率随流量增大 ，存在一个 值。

8．水由直管流向喷射泵，喷嘴内径为直管内径的1/4，则喷嘴处的流速为直管内流速的 倍。喷嘴处的动能为直管内动能的 倍。喷嘴处增大的动能由 能转换而来，由此在喷嘴处可形成 压。

9． 离心泵的主要特征曲线有 曲线， 曲线和 曲线。

10．在体积流量相同的条件下，细管和粗管中流动物性相同的流体，先到达湍流型态的是管。

11．密度为998 kg·m-3、粘度为1.005×10-3 Pa·s的水，以18 m3·h-1体积流量流过76 mm×3 mm的钢管，则该流体的流动型态为 。 12． 下列各种不同压力计测得的测定值，可按其压强从小到大的顺序排列如下：( )<( )<( )<( ) 。 A、380 mm汞柱（真空度）；B、300 mm水柱（表压）；

C、0.15 MPa（表压）； D、2.0 kPa（表压）。 13． 流体在等径的管道中作定态流动时，因直管阻力所造成的能量损失与管长成 ；而流速沿管长 。 14．离心泵的轴功率在流量为 时最小；选择或使用离心泵时，应尽量使泵在 附近工作。

15．雷诺数Re是流体流动 的判据。流体在管道中流动，当Re 时为稳定层流；当Re 时，可以形成湍流；只有当Re 时，方可达到稳定的湍流。

16．流体在25 mm×2.5 mm、及57 mm×3.5 mm组成的套管换热器环隙中流动，其当量直径为 。 二、判断题(9小题,共18分)

1． 当离心泵的安装高度超过其允许值时，会发生气缚现象。………（ ）

2．流体在一带锥度的圆管内流动，当流经A—A和B—B两个截面时，虽然平均流速uA≠uB，但uA

与uB均不随时间而变化。这一流动过程仍是定态流动。……………（ ）

3．离心泵标牌上的扬程、流量、功率等数值均为该泵在最高效率时的性能。………（ ）

4．湍流时，流体流过圆管某一截面的平均流速，与管中心轴线上的最大流速比较，雷诺数愈大，平均流速愈接近管中心的最大流速，最后可达到完全一致。…………………（ ）

5．在流体流动系统中，存在明显速度梯度的区域称为流体流动边界层。边界层的厚度与雷诺数Re有关。Re越大，边界层的厚度越大。………………（ ）

6．泵正在运转时，离心泵出口阀门是可以随时关闭的，但往复泵则不允许。……（ ）

7．在测定流体流动阻力的实验中，用水求得的摩擦系数

——Re的曲线，对其它流体也能适用。（ ）

8．有一套管换热器，外管为玻璃管，其内径为17 mm；内管为紫铜管，其管径为10 mm×1.5 mm，则环隙的当量直径de=10 mm。……………（ ）

9．当雷诺（Reynolds）数中的各物理量采用不同单位制时，雷诺数的值将发生变化。……………（ ） 三、选择(16小题,共32分)

1．某液体在内径为d1的管路中作定常流动时，其平均流速为u1。当它以相同的体积流量通过内径为d2（d2=d1/2）的管路时，则其平均流速u2为原来流速u1的……（ ）A、2倍； B、4倍； C、8倍； D、16倍。

2．流量为0.01 m3·h-1的流体从套管环隙（套管外管内径为50 mm，内管外径为25 mm，管壁为2.5 mm）中流过，流体的流速为…………（ ）

A、20.5 m·s-1； B、14.2 m·s-1； C、6.8 m·s-1； D、31.8 m·s-1。

3． 流体在水平圆形直管中作定态流动时，一般在工业条件下，可形成湍流的临界雷诺数为（ ）

A、 Re >2000； B、 Re >2300； C、2000< Re <4000； D、 Re >4000。 4．流体在圆形直管内流动时，判断流体流型的特征数为………（ ） A、Re； B、Nu； C、Pr； D、Gr

5．离心泵的轴功率N与流量qV的关系为……（ ）

A、qV增大，N增大；B、qV增大，N减小；C、qV增大，N先增大后减小；D、qV增大，N先减小后增大。

6．流体在管内作连续定态流动时，流速u与管径d之间的关系可适用于…（ ）

A、不可压缩流体的等温过程； B、可压缩流体的等温过程；

C、不可压缩流体的变温过程； D、可压缩流体的变温过程。

7．流体在确定的系统内作连续的定常流动时，通过质量衡算可得到：……………（ ） A、流体静力学基本方程；B、连续性方程；C、伯努利方程；D、泊谡叶方程。 8． 孔板流量计的主要缺点是……………………（ ）

A、结构复杂，造价高； B、噪音较大；C、维修困难； D、能量损耗大。 9．牛顿粘性定律适用于…（ ）

A、层流流动时的牛顿型流体； B、湍流流动时的牛顿型流体；

C、过渡流流动时的牛顿型流体； D、静止状态下的牛顿型或非牛顿型流体。

10． 实验中用U形管压差计测得某设备内的压力读数为零，说明该设备的绝对压为……（ ） A、0 Pa； B、101.3 kPa； C、当时当地大气压强； D、1 MPa。 11． 水从高位槽中流出时，则…（ ）

A、水的静压能转变为动能；B、水的位能转变为动能；

C、除水的静压能转变为动能外，由于位能的减少，水的内能略有下降； D、除水的位能转变为动能外，由于静压能的减少，水的内能略有下降； 12． 泵的扬程是指……（ ）

A、泵的总压头；B、泵把流体升扬的高度；C、泵的吸入高度；D、泵将被输送液体的静压头的提高量。

13．离心泵的效率与流量qV的关系为（ ）

A、qV增大，增大；B、qV增大，减小；C、qV增大，先减小后增大；D、qV增大，先增大后减小。 14．若将转子流量计中的塑料转子，改用相同尺寸的不锈钢转子，则其测量流量的范围应………（ ）

A、变大； B、变小； C、不变；D、不能使用。

15．流体的静力学基本方程：p2=p1+

g（Z1-Z2）适用于…（ ）

A、任何场合下的同一种流体； B、同一种连续的静止流体； C、连续流动的流体； D、不同种类连续的静止流体。 16．离心泵在输送过程中，调节流量通常采用……………（ ） A、调节泵进口阀的开度；B、调节泵出口阀的开度；

C、调节安装在支路上的旁路阀； D、调节电机的转速。 四、计算问答(5小题,共25分)

1． 轻柴油以4000 kg·h-1的流量在48 mm×3.5 mm的钢管内流动，试判断柴油的流动型态。轻柴油

-3-3

的密度为868 kg·m，粘度为3.5×10 Pa·s。

-3

2．20℃的水（密度为1000 kg·m，粘度为1.005×10-3 Pa·s）流经内径为20 mm的管子，问当管中流型为层流时，水的最大流速为多少？若管中流过的是20 ℃的空气（密度为1.205 kg·m-3，粘度为18.1×10-6 Pa·s），则空气的最大流速为多少？

3．欲用虹吸管从一敞口贮槽内将密度为800 kg·m-3的油品取出，虹吸管内径为5 mm，虹吸管出口距贮槽液面的垂直距离为1 m，如忽略贮槽内液面的变化及虹吸管的阻力，问虹吸30 L油品所需多少时间。

4．某油田用330 mm×15 mm的钢管输送原油至炼油厂。原油密度为890 kg·m-3，粘度为0.187 Pa·s，输油量为300 t·h-1。试计算在1000 m长的直管中的压降。

5．如图所示为A，B，C三个容器。容器上方分别装有测压管或压力计，试由仪表读数计算出三个容器中pA，pB，pC的绝对压强（当时大气压强为0.091 MPa）。

化工基础练习3答案

一、填空(16小题,共25分)

1．流体充满导管作定态流动；不可压缩；质量守恒 2．大 3．3.19×10-3 4．减小；增大。5．层流内层。6．灌满被输送的液体；气缚 7．减小；增大；先增大后减小；最大8．16；256；压强；负

9．流量—扬程；流量—效率；流量—轴功率10．细11．湍流（Re=9.04×104） 12．A、< B、 < D、 < C、。13．正比；不变14．零；效率最高点 15．型态；<2000；>4000；≥1×10416．25 mm

二、判断题(1．错2．对3．对4．错5．错6．对7．对8．错 9．错

三、选择(1．B2．C3．D4．A5．A6．A7．B8．D9．A10．C11．B12．A13．D14．A15．B 16．B

四、计算问答(5小题,共25分) 1．钢管的内径d=48-2×3.5=41 mm=0.041 m。

u==

=0.970 m·s-1

Re===9864

9864>4000 轻柴油的流动型态为湍流。

2．(1)水：

因为Re=≤2000时水的流型为滞流

所以 umax=(2)空气：

=

=0.1 m·s-1

umax=

=1.5 m·s-1

3．以贮槽内液面1—1截面至虹吸管出口2—2截面间为衡算体系，并以2—2截面为基准面。 已知：Z1=1 m Z2=0 p1= p2= 0(表压) u1≈0

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