第一章流体流动习题东南大学化工考研复试化工原理考试题库.docx
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第一章流体流动习题东南大学化工考研复试化工原理考试题库
第一章流体的流动与输送
一、选择题
1.有一串联管道,分别由管径为d1与d2的两管段串接而成。
d1<d2。
其流体稳定流过该管道。
今确知d1管段内流体呈层流。
请断定流体在d2管段内的流型为()。
A.湍流;B.过渡流;
C.层流;D.须计算确定。
2.对于等长的并联管路,下列两条分析成立吗?
()
甲:
并联管路中,管径愈大流速愈大。
乙:
并联管路中,管径愈大雷诺数愈大。
A.甲成立;B.乙成立;
C.甲、乙均成立;D.甲、乙均不成立。
3.流体流过两个并联管路管1和2,两管内均呈滞流。
两管的管长L1=L2、管内径d1=2d2,则体积流量Q2/Q1为()。
A.1/2;B.1/4;C.1/8;D.1/16。
4.牛顿粘性定律适用于牛顿型流体,且流体应呈()。
A.层流流动;B.湍流流动;C.过渡型流动;D.静止状态。
5.流体在圆直管内流动,充分湍流(阻力平方区)时,摩擦系数λ正比于()。
(G为质量流速)
A.G2;B.G;C.G0;D.G-1。
6.有两种关于粘性的说法:
()
(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会表现出来。
A.这两种说法都对B.第一种说法对,第二种说法不对
C.这两种说法都不对D.第二种说法对,第一种说法不对
7.水以2m·s-1的流速在Ø35mm×2.5mm钢管中流动,水的粘度为1×10-3Pa·s,密度为1000kg·m-3,其流动类型为()。
A.层流;B.湍流;C.过渡流;D.无法确定。
8.离心泵原来输送水时的流量为qV,现改用输送密度为水的1.2倍的水溶液,其它物理性质可视为与水相同,管路状况不变,流量()。
A.增大;B.减小;C.不变;D.无法确定。
9.装在某设备进口处的真空表读数为50kPa,出口压力表的读数为100kPa,此设备进出口之间的绝对压强差为()kPa。
A.150;B.50;C.75;D.25。
10.用某孔板流量计测量一流通管道中水的流量时,U形管液柱压差计的读数为100mm(指示液为水银),此时测得管中水的流量为72m3·hr-1,当其它条件不变时,使管道中的流量减半,则此时U形管液柱压差计的读数为()mm。
A.75;B.50;C.25;D.12.5。
11.在不同条件下测定直管湍流和完全湍流区的λ-Re关系数据,必须在()时,数据点才会落在同一曲线上。
A.实验物料的物性ρ、μ完全相同;B.管壁相对粗糙度相等;
C.管子的直径相等;D.管子的长度相等。
13.各种型号的离心泵特性曲线()。
A.完全相同;B.完全不相同;
C.有的相同,有的不同;D.图形基本相似。
14.某设备上真空表读数为0.09MPa,若当地大气压强为0.1MPa,则设备内绝对压强为()。
A.101.33kPa;B.10kPa;C.0.91kPa;D.90kPa。
15.层流与湍流的本质区别是()。
A.层流无径向脉动,湍流有径向脉动;B.湍流Re>层流Re;
C.湍流流速大于层流流速;D.速度分布不同。
16.流体在圆直管内流动,滞流时摩擦系数λ正比于()。
(G为质量流速)
A.G2;B.G;D.G-1;E.G-2。
17.当两个同规格的离心泵串联使用时,只能说()。
A.串联泵较单台泵实际的扬程增大一倍;
B.串联泵的工作点处较单台泵的工作点处扬程增大一倍;
C.当流量相同时,串联泵特性曲线上的扬程是单台泵特性曲线上的扬程的两倍;
D.在管路中操作的串联泵,流量与单台泵操作时相同,但扬程增大两倍。
18.离心泵在一定的管路系统中工作,如被输送液体的密度发生变化(其余性质不变)则()
A.任何情况下扬程与ρ无关;B.只有当Z2-Z1=0时扬程与ρ无关;
C.只有当阻力损失为0时扬程与ρ无关;D.只有当P2-P1=0时扬程与ρ无关。
19.离心泵的效率η和流量Q的关系为()。
A.Q增大,η增大;B.Q增大,η先增大后减小;
C.Q增大,η减小;D.Q增大,η先减小后增大。
20.判断流体流动类型的准数为()。
A.Re数;B.Nu数;C.Pr数;D.Fr数。
21.牛顿粘性定律适用于牛顿型流体,且流体应呈()。
A.过渡型流动;B.湍流流动;C.层流流动;D.静止状态。
22.某液体在一等径直管中稳态流动,若体积流量不变,管内径减小为原来的一半,假定管内的相对粗糙度不变,当处于完全湍流(阻力平方区)时,流动阻力变为原来的。
()
A.4倍;B.8倍;C.16倍;D.32倍。
23.牛顿型流体在直管中呈层流时,摩擦因数不可能为下列哪个值。
()
A.0.055;B.0.015;C.0.035;D.0.045。
24.有一台离心泵,当转速为n1时,所耗的轴功率为1.5kW,排液量为20m3·hr-1,当转速调到n2时,排液量降为18m3·hr-1。
若泵的效率不改变,此时泵所耗的功率为。
()
A.1.35kW;B.1.22kW;C.1.09kW;D.1.15kW。
25.在一水平变径管路中,在小管截面A和大管截面B连接一U型压差计,当流体流过该管时,压差计读数R值反映()。
A.A、B两截面间的压强差;B.A、B两截面间的流动阻力;
C.A、B两截面间动压头变化;D.突然扩大或缩小的局部阻力。
26.离心泵停止操作时宜()。
A.先停电后关阀;B.先关出口阀后停电;
C.先关出口阀或先停电均可;D.单级泵先停电,多级泵先关出口阀。
二、填空题
1.当20℃的甘油(ρ=1261kg·m-3,μ=1499cP)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_________,其摩擦阻力系数λ为____________。
2.边长为0.5m的正方形通风管道,其当量直径为____________m。
3.当量直径的定义是de=_____________,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=_____________。
4.某粘性流体在一定管路系统中流动,在流量不变条件下将液体加热,则液体的粘度将______,雷诺准数Re将_________,流动阻力将___________。
5.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__________,管道局部阻力将____________,直管阻力将____________,管道总阻力损失________。
6.LZB-40转子流量计,出厂时用20℃空气标定流量范围为6m3·hr~60m3·hr,现拟用以测定40℃的空气,则空气流量值比刻度值___________,校正系数为__________,实际流量范围为____________m3·hr。
7.一转子流量计,当通过水流量为1m3·hr时,测得该流量计进、出间压强降为20Pa;当流量增加到1.5m3·hr时,相应的压强降____。
8.水流经图示的管路系统从细管喷出。
已知d1管段的压头损失Hf1=1m(包括局部阻力),d2管段的压头损失Hf2=2m(不包括出口损失)。
则管口喷出时水的速度u3=________m·s-1,d1管段的速度u1=________m·s-1,水的流量Q=________m3·hr-1,水喷射到地面的水平距离x=_______m。
9.用离心泵输送液体,若被输送液体的粘度增高,则离心泵的流量_________,扬程________,效率_________,轴功率_________。
10.流体在圆形直管中作滞流流动时,其速度分布是型曲线。
其管中心最大流速为平均流速的倍,摩擦系数λ与Re关系为。
11.局部阻力的计算方法有和。
12.离心泵的主要特性曲线包括、和三条曲线。
13.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,粘度为原来的一半,则摩擦阻力损失为原来的倍。
14.流体在钢管内作湍流流动时,摩擦系数λ与和有关;若其作完全湍流(阻力平方区),则λ仅与有关。
15.从液面恒定的高位槽向常压容器加水,若将放水管路上的阀门开度关小,则管内水流量将,管路的局部阻力将,直管阻力将,管路总阻力将。
(设动能项可忽略。
)
16.离心泵启动前需要先向泵内充满被输送的液体,否则将可能发生现象。
而当离心泵的安装高度超过允许安装高度时,将可能发生现象。
17.某设备的表压强为100kPa,则它的绝对压强为kPa;另一设备的真空度为400mmHg,则它的绝对压强为。
(当地大气压为101.33kPa)
18.水力半径的定义式为,当量直径为倍水力半径。
19.离心泵特性曲线是在一定下,用常温下的为介质,通过实验测定得到的。
三、简答题
1.说明流体的体积流量、质量流量、流速(平均流速)及质量流速的定义及相互关系。
2.流动阻力产生的原因与影响因素。
3.写出层流时摩擦系数计算式。
4.摩擦系数图(λ-Re,ε/d)可分几个区域?
各区域有何特点?
5.何谓管路特性曲线?
何谓工作点?
6.离心泵流量调节方法有哪几种?
各有何优缺点。
7.流体粘度的物理意义。
8.流体稳定流动时的连续性方程。
9.流体的流动类型有哪几种?
如何判断?
四、分析题
1.如右图所示,常温水在管道中流过。
为测定a、b两点的压力差,安装一U型压差计,试分析a、b两点的压力差为若干?
已知水与汞的密度分别为1000kg·m-3及13600kg·m-3。
2.离心泵的特性曲线为
,输水管路的特性曲线为
,Q的单位为m3·hr-1,试问
(1)此时的输水量为多少?
(2)若要求输水量为16m3·hr-1,应采取什么措施?
(两条特性曲线有何变化)
五计算题
1.某流体在水平串联的两直管1、2中稳定流动,已知
,
,
。
今测得该流体流径管道1的压力降为0.64m液柱,流径管道2的压力降为0.064m液柱,试计算管道2的长度
。
2.密度为1000kg·m-3,粘度为1cP的水,以10m3·hr-1的流量在内径为45mm的水平光滑管内流动,在管路某处流体的静压力为1.5⨯105Pa(表压),若管路的局部阻力可忽略不计,则距该处100m下游处流体的静压力为多少Pa(绝对压力)?
(摩擦系数可用
计算)
3.用一离心泵将冷却水由贮水池送至高位槽。
已知高位槽液面比贮水池液面高出10m,管路总长(包括局部阻力的当量长度在内为400m),管内径为75mm,摩擦系数为0.03。
该泵的特性曲线为
,试求:
1)管路特性曲线;
2)泵工作时的流量和扬程。
4.每小时将2×104kg、45℃氯苯用泵从反应器A输送到高位槽B(如图所示),管出口处距反应器液面的垂直高度为15m,反应器液面上方维持26.7kPa的绝压,高位槽液面上方为大气压,管子为Ø76mm×4mm、长26.6m的不锈钢管,管壁绝对粗糙度为0.3mm。
管线上有两个全开的闸阀、5个90°标准弯头。
45℃氯苯的密度为1075kg⋅m-3,粘度为6.5×10-4Pa·s。
泵的效率为70%,求泵的轴功率。
附:
各局部阻力系数
全开闸阀ζ1=0.17
90℃标准弯头ζ2=0.75
摩擦系数计算式λ=0.1(
+
)0.23
5.如图所示,常温的水在管道中流过,两个串联的U形管压差计中的指示液均为水银,密度为ρHg,测压连接管内充满常温的水,密度为ρw,两U形管的连通管内充满空气。
若测压前两U形管压差计内的水银液面均为同一高度,测压后两U形管压差计的读数分别为R1、R2,试求a、b两点间的压力差
。
15m
1
1´
2
2´
6.用泵将贮槽中密度为1200kg·m-3的溶液送到蒸发器内,贮槽内液面维持恒定,其上方压强为101.33×103Pa,蒸发器上部的蒸发室内操作压强为26670Pa(真空度),蒸发器进料口高于贮槽内液面15m,进料量为20m3·hr-1,溶液流经全部管路的能量损失为120J·kg-1,求泵的有效功率。
管路直径为60mm。
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