化工基础复习题(5)

p0+h(油)g+R(水)g = p+g

(油)] gR+

(油)(h+R -h) （p0为大气压强）

即：p- p0=[(水)-(油)g×0.01 R

260=(980-920)×9.81×R +920×9.81×0.01 R=678.9 R

R ==0.38 m=380 mm

h=0.01 R=3.8×10-3 m=3.8 mm

3．u==

=3.54 m·s-1

(1)对1—1和B—B截面(如图)：

gZ1=(1++)+(表压)

则 pB=1000×[9.81×2-(2) 对C—C和2—2截面：

(1+0.5+0.03×

)]=3.96×103 Pa(表压)

+= (+3++)+ gZ2

则 pC=1000×[(3)离心泵的扬程

(6.4+3×0.75+1+0.03×

-1)+9.81×2]=2.19×105 Pa(表压)

He= ==21.9 m(H2O)。

4．Re===995.7

层流，可用泊谡叶公式计算压降

p==

=6.63×105 Pa

qV=

d2u=0.785×0.2072×0.74=0.0249 m3·s-1

N===

N===23.6 kW。

5．取高位槽液面为1—1液面，压力表所在截面为2—2截面。

当阀门全关时， +

+ Z1= ++ Z2

当阀门全开时，+

+ Z1= ++ Z2

+=+

已知p2=50 kPa， u2≈0， p2ˊ=20 kPa，则

平均流速u2ˊ=

=

=7.75 m3·s-1

体积流量 qVˊ=

=

=0.061 m3·s-1

6．单位时间所消耗的能量 N=

=2×105×1×10-3=2×102 J·s-1

水的温升 T===0.048 K。

7．选取高位槽液面为1—1截面，塔进料口截面为2—2截面，并以2—2截面为基准面，列伯努利方

程：

Z1++ = Z2+++ (1~2)

式中：Z1=h，Z2=0，p1=p(大气压强)，p2=p+39.2×103 Pa，u1≈0，u2=，qV=50 m3·h-1，

d =[108-4×2]×10-3=0.10 m，u2==1.77 m·s-1

(1~0)=×=0.024××=1.78+0.04h m，

代入上式，解得：h =6.63 m。

8．已知：l2=l1，d2=d1，2=1，2=1，qV ,2=qV ,1。

可得：u2===u1

Re2===Re1

hf,2==== hf,1。

9．已知：qm=3600 kg·h-1 =1200 kg·m-3 =1.25×10-3 Pa·s

则流速 u=

=0.57 m·s-1

当量直径 de=4=0.050-0.025=0.025 m

雷诺数Re==

=1.37×104

流动型态为湍流

10．以1—1至2—2截面（如图所示）为衡算体系： 已知：u1=0.3 m·s-1

由u2=u1

则u2=30 m·s-1

由伯努利方程：+=+

p2=p1

=5.0×105=5.0×104 Pa(绝压)

真空度=p-p2=1.0×105-5.0×104 =5.0×104 Pa

11．(1)输水量

取水槽液面为1—1截面，输水管出口为2—2截面，并以1—1截面为基准面，列出伯努利方程：

gZ1+++ He= gZ2+++

已知：Z1=0，p1=0（表压），u1=0，Z2=20 m(水柱)，p2=9.81×104 Pa(表压），d=108-2×4=100 mm=0.1 m。

设输水量为qV，m3·s-1，u2=

，

则：He = gZ1+++

317.7=9.81×20+qV =1.15×10-2 m3·s-1

(2)轴功率N==

=5.22×103 W=5.22 kW

化工基础练习8

一、填空(5小题,共9分)

1．从压强恒定的粗水管A向一条管径相同的水平支管供水，支管中有一闸阀F（如图），考虑到直管BC，DE和闸阀的能量损失，当阀门由全开变为半开时，支管出口处的流量将 ，直管DE的阻力损失将 ，使阀门下游D处的压强将 。

2．流体在直管中流动时，摩擦阻力系数大小和速度的关系在层流区是 ，在完全湍流区是 ；摩擦阻力造成的压头损失Hf的大小和速度的关系在层流区是 ，在完全湍流区是 。 3．某孔板流量计测得液体体积流量为qV,1时，U形压差计读数为R1。若流量为qV,2=1.42 qV,1时，R2= 。 4．流体在水平等径的直管中流动时，存在着摩擦阻力造成的能量损失Hf，所损失的能量由机械能中的 转换而来，由此而产生流体的 下降。

5．在运转的离心泵中能量的转换过程是：叶轮转动对流体所做的功，大部分转化为流体的 ；而后在泵壳中再逐渐转化为流体的 。

二、判断题(4小题,共8分)

1．实际流体在导管内作定常态流动时，各种形式的能量（或压头）可以相互转化。导管任一截面的位压头、动压头和静压头之和为一常数。……（ ）

2．离心泵的扬程和升扬高度相同，都是指泵能将液体送到高处的距离。……………（ ） 3．流体在管道中流动时的流动型态可以用雷诺数（Re）来判断，如Re<2000就必然是层流，如Re<4000就一定是湍流。…（ ）

4．用标准孔板流量计测量管内流体流量时，若流量增大了1 倍，则其压差计的读数也增大了1 倍。（ ）

三、选择(4小题,共8分) 1．从流体在导管内流动的速度分布可知，管内流动的流体存在速度梯度。凡存在速度梯度的区域称为…（ ）A、层流内层； B、流动边界层； C、缓冲层； D、湍流主体。

2．某套管换热器由108 mm×4 mm和55 mm×2.5 mm钢管组成，流体在环隙内流动，其当量直径为…（ ）A、55 mm； B、50 mm； C、45 mm； D、60 mm。

3． 伯努利方程gZ1++= gZ2++的物理意义为…………………………（ ）

A、每牛顿流体在定态流动时所具有的各种能量之和相等；

B、每千克理想流体在定态流动时各截面上所具有的机械能相等； C、每千克流体在流动过程中所具有的总能量是守恒的； D、理想流体在水平管道中作定态流动时机械能是守恒的。

4． 描述流体（指牛顿型流体）流动规律的牛顿粘性定律只适用于…（ ）

A、滞流（或层流）； B、湍流； C、过渡流； D、所有的流动状态。 四、计算问答(12小题,共75分)

1． 储油罐中盛有相对密度为0.98的重油，油面最高时离罐底10.4 m，油面上方与大气相通。罐侧壁下部有一个直径为600 mm的人孔，用盖压紧。人孔的中心在罐底以上800 mm。试求人孔盖上所承受的压力。

2．用虹吸管将某液面恒定的敞口高位槽中的液体吸出（如图所示）。液体的密度

=1500 kg·m-3。若

虹吸管AB和BC段的全部能量损失（J·kg-1）可分别按0.5u2和2u2（u为液体在管中的平均流速）公式计

算，试求：虹吸管最高点B处的真空度。

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