化工原理上册试题答案.docx
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化工原理上册试题答案
第一章流体流动
一、选择题
1.连续操作时,
物料衡算通式中的过程积累量
G为(
A)。
A.零
B.
正数C.负数
D.
任意值
2.热量衡算中,
物料的焓为相对值,通常规定
)的焓为零。
A.0C液体B.0C气体C.100
3.流体阻力的表现,下列阐述错误的是(
A.阻力越大,静压强下降就越大
C.流体的流动状况是产生流体阻力的根本原因
4.压强的具有专门名称的国际单位是Pa,
2
A.atmB.mmHgC.Kg/m.s
C液体
D)
B.
D.100C气体
D.
o
流体的粘度越大,阻力越大
流体的内摩擦力在流体激烈流动时不存在
用基本单位表示是(C)。
D.N/m2
5.
B)。
水在直管中流动,现保持流量不变,增大管径,则流速(
A.增大B.减小C.不变D.无法判断
6.对可压缩流体,满足(C)条件时,才能应用柏努力方程求解。
A.宜丄220%(式中压强采用表压表示)B.
Pi
P1——p210%(式中压强采用表压表示)
Pi
C.匕^卫20%(式中压强采用绝压表示)D.
Pi
匕^卫10%(式中压强采用绝压表示)
Pi
7.判断流体的流动类型用(C)准数。
A.欧拉B.施伍德C.雷诺D.努塞尔特
8.流体在圆形直管中滞流流动时的速度分布曲线为(B)
A.直线B.抛物线C.双曲线D.椭圆线
9.增大流体的流量,则在孔板流量计的孔板前后形成的压强差(A)
A.增大B.减小C.不变D.无法判断
10.流体在管内流动时的摩擦系数与(B)有关。
A.雷诺准数和绝对粗糙度B.雷诺准数和相对粗糙度
C.欧拉准数和绝对粗糙度D.欧拉准数和相对粗糙度
11.测速管测量得到的速度是流体(
C)速度。
A.在管壁处B.在管中心
C.
瞬时D.平均
12.
C)倍
在层流流动中,若流体的总流率不变,则规格相同的两根管子串联时的压降为并联时的(
A.2;B.6;C.4;D.1。
13.流体在长为3m高为2m的矩形管道内流动,则该矩形管道的当量直径为(C)
A.1.2m;B.0.6m;C.2.4m;D.4.8m。
14.流体在长为2m高为1m的矩形管道内流动,则该矩形管道的当量直径为(A)
A.1.33m;B.2.66m;C.0.33m;D.0.66m。
15.流体在内管外径为25mm外管内径为70mm的环隙流道内流动,则该环隙流道的当量直径为
(D)。
A.25mm;B.70mm;C.95mm;D.45mm。
16.当流体在园管内流动时,管中心流速最大,滞流时的平均速度与管中心的最大流速的关系为
(C)
A.U3/2.UmaxB.U0.8Umax
C.u
=1/2.UmaxDu=0.75umax
17.判断流体流动类型的准数为(A)
A.Re数B.Nu数C.Pr数D.Fr数
18.流体在圆形直管内作强制湍流时,其对流传热系数a与雷诺准数Re的n次方成正比,其中的
为(B)
A.0.5B.0.8C.1D.0.2
19.牛顿粘性定律适用于牛顿型流体,且流体应呈(A)
A.层流流动B湍流流动C过渡型流动D静止状态
20.计算管路系统突然扩大和突然缩小的局部阻力时,速度值应取为(C)
A.上游截面处流速B下游截面处流速
C小管中流速D大管中流速
21.用离心泵在两个敞口容器间输送液体。
若维持两容器的液面高度不变,则当输送管道上的阀门关小
后,管路总阻力将(A)。
A.增大;B.不变;C.减小;D.不确定。
22.流体的压强有多种表示方式,1标准大气压为(C)
A.780mm汞柱水柱D.10130Pa
23.流体在圆管中层流流动,若只将管内流体流速提高一倍,管内流体流动型态仍为层流,则阻力损失为原来的(B)倍。
A.4B.2C.2D.不能确定
24.阻力系数法将局部阻力hf表示成局部阻力系数与动压头的乘积,管岀口入容器的阻力系数为
(A)
25.在柏努利方程式中,P/pg被称为(A)
A.静压头B.动压头C.位压头D.无法确定
26.流体的流动形式可用雷诺准数来判定,若为湍流则Re(D)
A.V4000B.V2000C.>2000D.>4000
27.
可压缩性流体在管道内稳定流动的连
不可压缩性流在管道内稳定流动的连续性方程式为(A)
续性方程式为(D)
A.u1A1=u2A2B.u1A2=u2A1
C.u1A1/p仁u2A2/p2D.u1A1/p2=u2A2/p1
28.有两种关于粘性的说法:
(A)
①无论是静止的流体还是运动的流体都具有粘性。
②粘性只有在流体运动时才表现岀来。
A.这两种说法都对;B.
C.第一种说法对,第二种说法不对;
29.层流与湍流的区别是(CA湍流的流速大于层流流速
B流道截面积大的为湍流,小的为层流
C层流无径向脉动,湍流有径向脉动
D层流的雷诺准数小于湍流的雷诺准数
这两种说法都不对;
D.第二种说法对,第一种说法不对
)
30.有一并联管路如图2所示,两段管路的流量、流速、管径、管长及流动阻力损失分别为V
(1)、
u
(1)、d
(1)、L
(1)、h(f1)及V
(2)、u
(2)、d
(2)、L
(2)、h(f2)。
若d
(1)=2d
(2),L
(1)=2L
(2),则
h(f1)/h(f2)=(E)
咒哄:
:
100kPa时,实际压强为(A)kPa。
1/2,则流速变为原来
A、2;E、4;C、
1/2;
D、
1/4;
E、
当管路中流体均作层流流动时,
V
(1)/V(:
2)=
(C
)
A、2;E、4;C、
8;
D、
1/2;
E、
当管路中流体均作层流流动时,
u
(1)/u
(2)=
(
A)
A、2;E、4;C、
1/2;
D
、1/
4;
当两段管路中流体均作湍流流动时,
并取入
(1)
=x
⑵
A、2;E、4;
C、
8;
D、
1/2;
当两段管路中流体均作湍流流动时,
并取入
(1)
=X
⑵
A、2;E、4;
C、
1/2;
D
、1/4;
1
1
E、1
31.真空表读数是60kPa,当地大气压为
,则V
(1)/V
(2)=(B
E、1/4
,贝Uu
(1)/u
(2)=(E)。
E、1
A.40B.60C.160
32.当温度降低时,气体的粘度(A)
A.降低B.不变C.增大
33.液体在圆形直管中稳定流动时,若管长及液体物性不变,当管内径减为原来的
的(B)倍
A.2B.4C.16
34.当地大气压为100kPa,压强表读数是60kPa,则实际压强为(A)kPa。
A、160B、40C、60D、100
35.
2m/s时,进口能
液面保持恒定的敞口容器底部装有直径相等的进水管和岀水管,当管内水的流速为量损失为(B)J/kg,岀口能量损失为(D)J/kg。
A、0.5B、1C、1.5D、2
随着温度的升高液体的粘度(C),气体的粘度(A)。
A、增加B、不变C、降低‘
填空题
连续性介质假定是指_假定流体是由无数紧密相连、没有间隙的流体质点组成的连续介质。
流体在光滑管内作湍流流动时,摩擦系数与雷诺数和相对粗糙度有关;若其作完
全湍流(阻力平方区),则仅与相对粗糙度有关。
流体阻力产生的根源是—内摩擦力__。
粘性是指—在运动状态下,流体产生的抵抗剪切变形的性质
在连续稳定流动过程中,流速与管径的平方成反比。
均匀圆管内流体的流速不因流阻的
存在而改变。
(减、降或不变)
无因次数群是_各物理量的因次彼此相消而变成没有因次_的数组。
滞流与湍流的根本区别是—有无径向脉动。
平方
定量的流体在圆形直管内流过,若流动处于阻力平方区,则流动阻力与速度的
正比。
圆形直管内流体滞流流动的速度分布呈—抛物线形状。
其平均速度是中心最大速度的
__1/2。
摩擦阻力系数与雷诺数的关系是64/Re。
流体流动边界层是指—流速降为主体流速的99%以内的区域。
流体流过某一障碍物发生边界
层脱体的原因是—流体动能耗尽。
由于固体表面形状而造成边界层分离所引起的能量损失,
称为—形体阻力。
粘性流体绕过固体表面的阻力为摩擦阻力和_形体阻力__之和,又称为局部
阻力。
米糠油在管中作层流流动,若流量不变,管径、管长不变,油温升高,粘度为原来的1/2,则摩
擦阻力损失为原来的__1/2—倍。
流体在圆形直管中作层流流动,如果流量等不变,只是将管径增大一倍,则阻力损失为原来的
_1/16__。
当20C的甘油(p=1261kg.m-3,,卩=1499厘泊)在内径为100mm的管内流动时,若流速为2.5m.s-1时,其雷诺准数Re为___210.3,其摩擦阻力系数入为0.304.
当量直径的定义是de
润湿周边
,对边长为a正方形风管当量直径de
流通截面积
润湿周边
,在套管环间流动的流体,外管的内径是
d2,内管的外径是d1,则当量直径de=d2-d1。
当Re为已知时,流体在圆形管内呈层流时的摩擦系数入
=64/Re
,在管内呈湍流时,摩
36.
、
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
擦系数入与雷诺数
相对粗糙度
有关。
16.水由敞口恒液位的高位槽通过一管道流向压力恒定的反应器,当管道上的阀门开度减小后,水流量
将减小,摩擦系数—增大__________,管道总阻力损失—不变—(增大、减小、不
变)。
17.某设备的表压强为50KPa,则它的绝对压强为150KPa,另一设备的真空度为50KPa,则它
的绝对压强为50KPa。
(当地大气压为lOOKPa)
18.如果管内流体流量增大一倍后,仍处于层流状态,则阻力损失增大到原来的2倍
19.流体在管路两截面间的压强差厶P与压强降厶Pf相等的条件是无外功、直径相同、水平管
路。
20.局部阻力所引起的能量损失有两种计算方法:
—当量长度法和阻力系数法。
21.并联管路的特点是一总管流量等于各支管流量之和;总管损失与各支管损失相同_。
分支管路的特点是
—总管流量等于各支管流量之和;各支管在流动终了时机械能与能量损失之和相等_。
22.孔板流量计是通过_测量孔板前后的压强差来反映流量的大小,又称为__差压式(节流式)—流
量计,而转子流量计是流体流过节流口的压强差保持恒定,通过变动的_转子的位置反映
流量的大小,又称—浮子流量计。
23.热量衡算中,物料衡算通式中的过程G为0。
24.热量衡算中,物料的焓为相对值,通常规定0_C液体的焓为零。
25.水在直管中流动,现保持流量不变,增大管径,则流速减小。
26.对不可压缩流体,满足20%_(绝压)条件时,才能应用柏努力方程求解。
—P1一
27.判断流体的流动类型用雷诺准数。
28.流体在圆形直管中滞流流动时的速度分布曲线为__抛物线。
29.增大流体的流量,则在孔板前后形成的压强差—增大。
30.流体在管内流动时的摩擦系数与—雷诺数和相对粗糙度有关。
31.测速管测量得到的速度是流体—点速度。
32.流体是气体和液体的统称,其中气体是可压缩流体,液体是不可压缩流体。
33.表压、绝压、大气压之间的关系是—表压=绝压-大气压
34.据流体静力学基本方程式知,当液面上方压强变化时,液体内部各点压强—同步变化。
35.等压面的要点有四个,即同种流体、静止、连续、—同一水平面
36.测量压强或压强差时,可用U管压差计、斜管压差计和微差压差计。
若被测量的压强差很小时,可用
以上三种压差计中的_斜管压差计和_微差压差计。
37.粘度是衡量_流体粘性_大小的物理量。
38.孔板流量计是基于_流体流动的守恒—原理的流量测量仪表。
39.恒压差、变截面的流量计有—转子流量计。
40.恒截面、变压差的流量计有—孔板流量计。
并联管路的特点为和
分支管路的特点为和
串联管路的特点为—各管段质量流量相等—和—总能量损失等于各管段能量损失之和
同一容器中有A,B,C三点,B点的压强为1atm,且R>R>FC,若B点的压强增加0.6atm,则Pa增加
_0.6*101325Pa,PA-PC增加___0mmHg
实验证明,流体在管路中流动时,同一截面上各点的流速是不同的,管心处流速—最大
,越靠近管壁,流速越小,在管壁处等于—0。
某液体在一段水平圆形直管内流动,已知Re值为1800,若平均流速为0.5m/s,则管中心点处速度
为1__m/s,流体在管内流动类型属—层流流动。
41.
42.
43.
44.
45.
46.
47.
48.
49.
50.
51.
52.
53.
54.
55.
56.
57.
58.
59.
如图1所示,液体在等径倾斜管中稳定流动,则阀的局部阻力系数E与压差计读数R的关系式为
2g0
2
某转子流量计,来测量密度为流体在圆形直管中作滞流流动时,其速度分布是流速的__0.5—倍,摩擦系数入与Re的关系为
其转子材料为不锈钢,测量密度为
0.8kg/m3的氨气,其最大流量为
1.2kg/m3的空气时,最大流量为400m3/h,现用
487kg/m3。
抛物线—型曲线,其管中心最大流速为平均
64/Re。
U形管差压计用水作指示液,测量气体管道中的压降,若指示液读数_196.2Pa,为使读数增大,而△p值不变,应更换一种密度比水
用测速管测定的是—点—流速,孔板流量计测定的是—孔口_流量增加,孔板流量计两侧压差值将增大
两端差值将_不变。
气体的密度与压强成正比。
静止流体内部两点间压强差的大小,只与两点间垂直距离和转子流量计的压强差随流量的增加而丕变
在连续静止的同一种流体中,同一水平面上各点的压强孔板流量计前后产生的压强差随着流量的增加而_增加
R=20mm,则所表示压降为
小的指示液。
流速;测流体流量时,随着流体
;若改用转子流量计测量,当测量增大时,转子
流体密度
有关。
流体是由无数质点所组成的
连续
介质。
O
相等
流体流动与固体运动的区别在于其作为一个整体运动的同时,内部还有相对运
动。
一真空表的读数为20kpa,已知所测物系的实际压强为80kpa,则此时的大气压强为100
kpa。
60.根据流体静力学基本方程式,在一静止的、连续的同种流体内部,等高面
即为等压面。
61.实际流体在管道内流动时产生阻力的主要原因是—内摩擦力。
62.毕托管测量管道中流体的_点速度__,而孔板流量计则用于测量管道中流体的—孔口流速。
63.某设备上安装的真空表的读数为30kpa,已知当地的大气压强为100kpa,则所测物系的实际压强为
70kpa。
64.流体在一段圆形水平直管中流动,测得平均流速0.5m/s,压强降为10Pa,Re为1000,问管中
心处点速度为__1m/s,若平均流速增加为1m/s,则压强降为20Pa。
65.运动粘度v=3X10-5m2/s的某流体在$100x4mm的圆管内流动,其雷诺准数Re=1800,此流型为
层流,平均流速u=___0.59m/s,管中心最大流速umax=1.18m/s。
66.边长为0.4m的正方型通风管道,其水力半径rH=m,当量直径
de=0.4m。
67.流体在圆形直管中作滞流流动时,其速度分布是抛物线型曲线,其管中心最大流速为
平均流速的—2倍,摩擦系数入与Re的关系为64/Re。
68.套管由$57X2.5mm和$25X2.5mm的钢管组成,则环隙的流通截面积等于0.0018,润湿
周边长等于0.226,当量直径等于__32mm。
69.孔板流量计属于变压差流量计,而转子流量计则是变截面流量
入与Re的关系为64/Re。
70.流体在圆形直管中作滞流流动时,摩擦系数
三、计算题
1.
1/2时,A、B两处的压强表读数
h=2.09m)
有一管路系统如图所示。
水在管内向高位槽流动,当E阀开度为
分别为5.9x104Pa及4.9x104Pa。
此时流体的流量为36m3/h。
现将E阀开大,B点压强
表读数升至6.87X104Pa,
水的密度为1000kg/m3。
假设在两种情况下,流体都进入了阻力平方区。
求:
E阀开大后,管内水的流量;A处压强表读数Pa。
2.如图1所示:
反应器和储槽均通大气,用虹吸管从高位槽向反应
器加料。
要求料液流速为u=1m/s,料液在管内阻力损失为X
hf=20J/kg(不计岀口损失)。
求:
高位槽液面比管岀口高岀多少?
(
3
3.如图2,储槽液面恒定。
将30C的CzHsOH(密度为800kg/m)用©57X3.5mm的无缝钢管吸入高位槽
中。
要求Vs=0.004m3/s,且Xhf=O。
求真空泵需将高位槽的压力降到多少?
(p=5300N/m2)
33
4.用泵将密度为1100kg/m、粘度为1.0X10-Pa.s的某水溶液从开口贮槽送至开口高位槽内,两槽内
液面维持恒定,液面相差18m,管路为$70X2.5mm,长35m=管路上全部局部阻力的当量长度为
60m摩擦系数为0.03,泵提供的外功为300J/kg。
求:
流体的体积流量;泵效率为75%时,泵的轴
功率。
5.在图1-1所示管路中,管长50m,管内径为50mm管路中有一个
标准弯头B,其局部阻力系数为0.75,—个半开的闸阀C,其局
部阻力系数为4.5。
已知20C水的粘度为100.42X10-5Pa.s,水的密度为998.2kg/m3,管内水的流量为3.5325m3/h,摩擦系数计算公式为入=0.3164/Re0.25,求流体在管路中的阻力损失为多
少J/kg?
6.某钢质转子(密度为7900kg/m3)流量计,因流量过大,不适合现
场要求。
若以同样形状的铝合金转子(密度为2700kg/m3)代替
钢转子,此时测得水的流量读数为8X10-4m/s,试求水的实际
流量。
33
7.如图,密度为1000kg/m,粘度为110Pas的水以
10m3/h的流量从高位槽中流下,管道尺寸为513mm,
全长为150m(含局部阻力当量长度)高位槽岀口与管道岀口间的高度差为
20m处有一压力表,其读数为14.7104Pa(表压),求离管道岀口
50m在管路中离高位槽
20m处流体的静压强(表压)
(已知管道的前后20m均为水平管,当Re3103〜1105时,0.3164/Re0.25)
8.用轴功率为0.55kW的离心泵,将敞口储槽中的液体输送至表压为90kPa的密闭高位槽中。
已知
液体的流量为4m3/h,密度为1200kg/m3、粘度为0.96103Pa•s;输送管路的内径为32mm,管路总长度为50m(包括管件、阀门等当量长度);两槽液位维持恒定的高度差15m。
试计算该离
心泵的效率。
9.有一幢102层的高楼,每层高度为4m。
若在高楼范围内气温维持20C不变。
设大气静止,气体压
强为变量。
地平面处大气压强为760mmHg试计算楼顶的大气压强,以mmH为单位。
(723.82mmHg)
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
若外界大气压为1atm,试按理想气体定律计算0.20at(表压)、20C干空气的密度。
空气分子量
按29计。
(1.439Kg/m3)
采用微差U形压差计测压差。
如图。
已知U形管内直径d为6mm两扩大室半径均为80mm压
差计中用水和矿物油作指示液,密度分别为1000及860kg/m3。
当管路内气体压强p与外界大
气压pc相等时,两扩大室油面齐平,U形管两只管内油、水交界面亦齐平。
现读得读数R=350mm
试计算:
(1)气体压强p(表)。
(2)若不计扩大室油面高度差,算得的气体压强p是多少?
(3)若压差计内只有水而不倒入矿物油,如一般U形压差计,在该气体压强p值下读数R0为
多少?
(104.76KPa;101.806KPa;49mm)
一直立煤气管,如图。
在底部U形压差计h1=120mm在H=25m高处的U形压差计h2=124.8mm=
U形管指示液为水。
管外空气密度为1.28kg/m3。
设管内煤气及管外空气皆静止,求管内煤气的
3
弋,水以70nVh的流量流过倾斜的异径管通。
已知小管内径dA=100mm大管内径dB=150mm
密度。
(1.013Kg/m)
习题12
如图刀
BA截面中心点高度差h=0.3m,U形压差计的指示液为汞。
若不计AB段的流体流动阻力,试
问:
U形压差计哪一支管内的指示液液面较高?
R为多少?
(R=3.92mm)
水以6.4x10-4m/s的流量流经由小至大的管段内。
如图。
小管内径d1=20mm大管内径d2=46mm欲
测1、2两截面处水的压差,为取得较大的读数R,采用倒U形压差计。
已知压差计内水面上空是p
=2.5kg/m3的空气,读数R=100mm求水由1至2截面的流动阻力Xhf。
(2.98J/Kg)
以水平圆直管输送某油品。
管内径为d1,管两段压差为二:
。
因管道腐蚀,拟更换管道。
对新装管道要求如下:
管长不变,管段压降为原来压降的0.75,而流量加倍。
设前后情况流体皆
为层流。
问:
新管道内径d2与原来管内径d1之比为多少?
(1.28)
某流体在圆形直管内作层流流动,若管长及流体不变,而管径减至原来的一半,试问因流动阻
力而产生的能量损失为原来的多少?
(16倍)
在某输水管路中输送20C的水,试求:
(1)管长为5m,管径为452.5mm,输水量为0.06l/s
时的能量损失;
(2)若其它条件不变,管径为763mm时能量损失由为多少?
(4.8103J/kg;5.13104J/kg)
用泵自储池向高位槽输送矿物油,流量为35T/h。
池及槽皆敞口。
高位槽中液面比池中液面高
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- 化工 原理 上册 试题答案