化工原理流体习题————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期:1. 当地大气压为750mmＨｇ，测得一容器内的绝对压力为360mmＨg,则真空度O。

测得另一容器内的表压强为9８0mmHg,则其绝对压强为＿为＿_____＿__mH２Ｏ；２3０.66KPa__＿____KPa。

5.3ｍH2２．液体在圆形管道中流动,如果只将流量增加一倍后仍为层流流动，则阻力损失为原来的___＿＿__＿倍;如果保持流量不变只将管径增加一倍，则阻力损失为原来的____＿_____倍。

２；１/４3.已知某油品在圆管中稳定流动,其雷诺数为16０0。

测得此时管中心处的点速度为１ｍ／s，则此管截面上的平均速度为_____＿m/s。

１/２(或0.５m/s）４. 水在内径一定的圆形管中稳定流动,若质量流量一定,当温度降低时,Re值将__＿__＿__。

减小5. 如图所示，用离心泵将密封储槽中的20°C的水通过φ１００×2mm的管道送往敞口高位储槽。

两储槽液面高度差为１6m，密封槽液面上真空表p1读数为500mｍHg(真空度),泵进口处真空表p2读数为290ｍmＨg(真空度)。

泵排出管路上装有一个孔板流量计,其孔口直径为７0ｍｍ,流量系数为0.7，所接U型水银压差计读数Ｒ为170mm。

已知全部管路能量损失为36J／kｇ，试求:（1）泵的输水量(m3/ｈ)。

（2）泵出口处压力表p3的指示值（KPａ）。

（已知真空表与压力表相距０.2m）（3）包括全部局部阻力的当量长度在内的管路长度。

(已知摩擦系数为0．01）（1)/h 62.84m /s 0.0174m 03.4207.0785.07.0 1000)100013600(17.081.9207.047.0 )(233220==⨯⨯⨯=-⨯⨯⨯⨯⨯⨯=-=πρρρgR A C V O O s(2)s m d Vu /405.2096.0785.00174.0422=⨯==π选低槽液面１－1和高液面４－４之间列伯努利方程:kPap kPap H g u g p Z H g u g p Z f66.3833.10176029066.6633.10176050022212424211141=⨯==⨯=+++=+++-∑ρρ O mH H g p Z Z H f 23311446.2681.93681.9101066.6616)(41=+⨯⨯+=+--=∑-ρ选泵进出口为2-2和３-3截面列伯努利方程322222332222-∑+++=+++f H gu g p Z H g u g p Z ρρO mH H H g pZ Z g p f 233232332.2246.2681.9101066.38)2.00( )(32=+⨯⨯+-=-++-=-ρρkPa p 96.21881.91032.2233=⨯⨯=（３）mu d h l l u d l l h f e e f 5.1192.4050.010.096236222224141=⨯⨯⨯=⨯⨯=+∴+=--λλ1. 当地大气压强为750mm Ｈg,测得一容器内的绝对压强为350mm Ｈg ，则真空度为 ｍmHg 。

测得另一容器内的表压强为1340 ｍm Ｈg ，则其绝压为m ｍHg 。

4０0； 20９02． 某水平直管输水量为V q ，今改为输送2V q 的有机物，且2,μμ=水0.5ρ=ρ水。

设两种输液下,流体均在层流下流动，则管路两端压差为水的＿_______倍。

4 ３.层流底层越薄,则以下结论正确的是 。

ＣＡ、近壁处速度梯度越小 Ｂ、流动阻力越小 C 、流动阻力越大 Ｄ、流体湍动程度越小4. 如图所示，水流经一扩大管段ｄ1＝4０m ｍ， ｄ2=80ｍm,已知d 1中水的流速为２．4m/s ，倒U 形压差计中水位差R=1５0mm 。

试求：１)水流经两测压点间的阻力损失ｈf (J/ｋg)；2）如将粗管端抬高，使管段倾斜放置,而流量不变,问此时R 的读数如何变化?(定性说明,不必计算）解:１) s m u d d u /6.04.241)(12212=⨯== 在两测压点间列伯努利方程，以管子轴线为基准面,化简得,f h u p u p ++=+22222211ρρ f f f h h h u u p p -=--=--=-7.226.04.2222222112ρ由静力学方程,()gR gR p p 水气水ρρρ≈-=-1247.115.081.912=⨯==-gR p p 水ρ即，kg J h h f f /23.147.17.247.17.2=-=⇒=- ２）粗管端抬高后，管段倾斜， 设抬高Z ∆, 由静力学方程得,gR Zg p p =∆--水ρ12由伯努利方程有f f h h u u Zg p p -=--=∆--7.22222112ρ在水的流量不变情况下，该管段的流动阻力损失不变, 因此R 不变。

1． 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 2．气体的粘度随温度升高而 ，水的粘度随温度升高而 。

增加;降低3.测流体流量时，随流量增加孔板流量计两侧压差值将 ,若改用转子流量计，随流量增加转子(稳定时）两侧压差值将 。

增加；不变4. 用泵将20℃水从敞口贮槽送至表压为1.5×1０5Pa 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。

输送管路为φ10８×4mm 的无缝钢管，吸入管长为２0m ，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,真空表读数为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： (1）阀门3/4开度时管路的流量(ｍ3／h); (2）压强表读数(Pa); （３)外加压头(ｍ)；（4)若泵的轴功率为10k Ｗ，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)；在贮槽液面0－0´与真空表所在截面１-１´间列柏努利方程。

以0-０´截面为基准水平面∑-+++=++10,1211020022f h gp g u z g p g u z ρρ 其中, 21212110,204.081.921.02002.02u u g u d l l h f =⨯⨯⨯=⋅+⋅=∑∑-λ,ｚ0=0， u ０=0， p ０＝0(表压)， z 1=3ｍ, p 1＝-42700Pa （表压)代入上式,得： u 1＝2.3ｍ/s ， Q=h m u d /65432=π(２)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∑-+++=++32,3233222222f h gp g u z g p g u z ρρ 81.923.21.010002.01000105.1016100023.25.32522⨯⨯⨯+⨯⨯++=++g g p g 解得， p 2=3.23×105Pa （表压） (3）外加压头（m)；在真空表与压力表所在截面间列柏努利方程,可得，m H g p p z z H f 8.37081.9100010427.01023.35.0)(551212=+⨯⨯+⨯+=+-+-=ρ (4)泵效率%87.66/687.610236001000658.37102===⨯⨯⨯==N Ne kwHQ Ne ηρ故 （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。

1、流体在等径水平直管的流动系统中，层流区:压强降与速度的____次方成正比；完全湍流区：压强降与速度的__＿__次方成正比。

一次方，平方2、当地大气压为745ｍｍHg,测得一容器内的绝对压强为３45mmHg,则真空度为＿_＿___ mmHｇ。

测得另一容器内的表压强为1355ｍmHｇ,则其绝对压强为__＿_＿__ mmＨg。

４00mmHg，2１00mmHｇ３、水力半径的定义是ｒH＝＿_＿_＿_＿＿＿_________＿＿_____。

流道面积／浸润周边4、某流体在直管中作层流流动，在流速不变的情况下，管长、管径同时增加一倍，其阻力损失为原来的____＿_倍。

0.５5、转子流量计的主要特点是（ )。

C(A)恒截面、恒压差；(B）变截面、变压差;(C)恒流速、恒压差 ; (Ｄ)变流速、恒压差。

6、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。

7. 用泵将密度为850kg/m3,粘度为190cP的重油从贮油池送至敞口高位槽中，升扬高度为20m。

输送管路为φ１08×４ｍm的钢管，总长为1000m(包括直管长度及所有局部阻力的当量长度)。

管路上装有孔径为80ｍm的孔板以测定流量，其油水压差计的读数R=５０0mm。

孔流系数Co=０．６2,水的密度为1000/m3。

孔板流量计的计算公式为:u o＝Cｏ[2ｇR（ρ′-ρ）/ρ]0.5。

试求：(１）输油量是多少m3/ｈ？(2)若泵的效率为0.５5,计算泵的轴功率。

解：(1）ｕｏ＝Co［2gR(ρ′-ρ）/ρ］０.5=0.6２[2×9.8１×0．５×(10０0-8５０）/850]=０．８1６m/sＶh＝0.816×0．７85×(0．０８)２×3６00=１4.76ｍ3/h（2）在贮油池和高位槽间列柏努利方程,化简得:Ｗe=hg+Σhfu=0.815×(８0／１0０)2=0．5２2m／sＲｅ＝０.1×0.522×８50/(190×１0－3）＝23４＜23０0λ=64/Re=6４／234＝0．2７4Σhf=0．274×(１000／０.1)×(0.5222／2)=373.3Ｊ/kｇＷe=20×9.8１+３73.3=５69.5J／ｋgN ｅ＝We·W S /η=56９.5×(１4.76×850/3６00)/(１０00×０.55)=３.６1kw1. 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__＿___,若改用转子流量计测量，当流量增大时，转子两端压差值将＿_＿__＿。

、增大;不变2. 空气的黏度随温度升高而 （增大,减小，不变）。

增大3. 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 。