谭天恩版化工原理上册复习题.docx
- 文档编号:29263012
- 上传时间:2023-07-21
- 格式:DOCX
- 页数:58
- 大小:186.37KB
谭天恩版化工原理上册复习题.docx
《谭天恩版化工原理上册复习题.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《谭天恩版化工原理上册复习题.docx(58页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
谭天恩版化工原理上册复习题
第1章流体流动
常温下水的密度1000kg/m3,标准状态下空气密度1.29kg/m3
1atm=101325Pa=101.3kPa=0.1013MPa=10.33mH2O=760mmHg
(1)被测流体的压力>大气压表压=绝压-大气压
(2)被测流体的压力<大气压真空度=大气压-绝压=-表压
静压强的计算
柏努利方程应用
定态流动的柏努利方程式––––能量衡算式
v
1kg流体:
讨论点:
1、流体的流动满足连续性假设。
2、理想流体,无外功输入时,机械能守恒式:
3、可压缩流体,当Δp/p1<20%,仍可用上式,且ρ=ρm。
4、注意运用柏努利方程式解题时的一般步骤,截面与基准面选取的原则。
1N流体
[m](压头)
1m3流体
层流区(LaminarFlow):
Re<2000;湍流区(TurbulentFlow):
Re>4000;
2000 流型只有两种: 层流和湍流。 当流体层流时,其平均速度是最大流速的1/2。 边界层: u<0.99u0 阻力损失: 直管阻力损失和局部阻力损失 当量直径de 管路总阻力损失的计算 突然缩小局部阻力系数ζ=0.5,突然扩大局部阻力系数ζ=1。 流体输送管路的计算: 通常,管路中水的流速为1~3m/s。 并联管路,各支管的阻力损失相等。 毕托管测量流速 测量流量: 孔板流量计,文丘里流量计,转子流量计。 孔板流量计的特点;结构简单,制造容易,安装方便,得到广泛的使用。 其不足之处在于局部阻力较大,孔口边缘容易被流体腐蚀或磨损,因此要定期进行校正,同时流量较小时难以测定。 转子流量计的特点——恒压差、变截面。 化工原理第一章复习题 (一) 一、填空题: 1、毕托管用来测量管道中流体的点速度。 2、孔板流量计为定截面变压差流量计,用来测量管道中流体的流量。 随着Re增大其孔流系数C0先减小,后保持为定值。 3、转子流量计为定压差变截面流量计。 注意: 转子流量计的校正。 测流体流量时,随流量增加孔板流量计两侧压差值将增加,若改用转子流量计,随流量增加转子两侧压差值将不变。 1、边长为a的正方形管道,其当量直径de为(a)。 2、在定态流动系统中,水连续地从粗圆管流入细圆管,粗管内径为细管的2倍。 则细管内水的流速为粗管内流速的_____4______倍。 3、流体在圆管内流动时的摩擦阻力可分为__和___两种。 局部阻力的计算方法有___________法和_________法。 直管阻力,局部阻力,阻力系数,当量长度。 4、在静止的同一种连续流体的内部,各截面上___能与____能之和为常数。 位,静压。 5、开口U型管压差计是基于____原理的测压装置,它可以测量管路中________上的_________或_______________。 流体静力学任意截面表压强真空度 6、流体在管内作湍流流动时,在管壁处速度为______,邻近管壁处存在____层,且Re值越大,则该层厚度越____。 零,滞流(或层流)内薄(或小) 7、实际流体在直管内流过时,各截面上的总机械能___守恒。 因实际流体流动时有_________ 不,摩擦阻力 8、流体在一段装有若干个管件的直管l中流过的总能量损失的通式为__________,它的单位为____J/kg__。 9、定态流动时,不可压缩理想流体在管道中流过时各截面上____相等。 它们是_____________之和,每一种能量____________,但可以互相转换。 总机械能;位能、动能和静压能。 不一定相等; 10、某设备的真空表读数为500mmHg,设备外环境大气压强为640mmHg,则它的绝对压强为_________Pa。 =640-500=140mmHg=140×133.32=1.866×104Pa。 11、流体在圆形直管内作滞流(层流)流动时,其速度分布呈_________形曲线,中心最大速度为平均速度的_____倍。 此时摩擦系数λ与_____无关,只随________加大而____ 抛物线,2,ε/d,Re,减小。 12、流体在圆形直管内流动时,在湍流区则摩擦系数λ与__及___有关。 在完全湍流区则λ与雷诺系数的关系线趋近于_____线。 Re,ε/d,水平 二、选择题 1、判断流体流动类型的是() (A)Eu准数(B)Re准数(C)ε/d(D)Δpf 2、流体在圆形直管内作定态流动,雷诺准数Re=1500,则其摩擦系数应为(B) (A)0.032(B)0.0427(C)0.0267(D)无法确定 3、在法定单位制中,粘度的单位为(D) (A)cp(B)p(C)g/(cm.s)(D) 4、在静止流体内部各点的静压强相等的必要条件是(D) (A)同一种流体内部(B)连通着的两种流体 (C)同一种连续流体(D)同一水平面上,同一种连续的流体 5、在一水平变径管道,细管截面A及粗管截面B与U管压差计相连,当流体流过时,U管压差计测量的是() (A)A、B两截面间的总能量损失(B)A、B两截面间的动能差 (C)A、B两截面间的压强差(D)A、B两截面间的局部阻力 5、管路由直径为Φ57×3.5mm的细管,逐渐扩大到Φ108×4mm的粗管,若流体在细管内的流速为4m/s。 则在粗管内的流速为(B) (A)2m/s(B)1m/s(C)0.5m/s(D)0.25m/s 6、气体在直径不变的圆形管道内作等温定态流动,则各截面上的(D) (A)速度相等(B)体积流量相等(C)速度逐渐减小(D)质量流速相等 7、湍流与滞流的本质区别是(C) (A)湍流的流速大于滞流的(B)湍流的Re值大于滞流的 (C)滞流无径向脉动,湍流有径向脉动(D)湍流时边界层较薄 8、在阻力平方区内,摩擦系数λ(C) (A)为常数,与Re,ε/d均无关(B)随Re值加大而减小 (C)与Re值无关,是ε/d的函数(D)是Re值与ε/d的函数 9、流体在圆形直管中作滞流流动时,其直管阻力损失与流速u的关系为(B) A、与u2成正比B、与u成正比C、与u1.75成正比D、与u0.55成正比 三、判断题 1、在计算突然扩大及突然缩小的局部阻力时,公式中的流速应该用小管中的流速。 (√) 2、不可压缩的理想流体在管道内作定态流动,若无外功加入时,则流体在任一截面上的总压头为一常数。 (√) 3、流体在管道任意截面径向上各点的速度都是相同的,我们把它称为平均流速。 (×) 4、在同一种连续流体内,处于同一水平面上各点的压强都相等。 (×) 5、某定态流动系统中,若管路上安装有若干个管件、阀门和若干台泵,则此管路就不能运用连续性方程式进行计算。 (×) 6、用U管压力计测量管路中两点的压强差,其压差值只与读数R和两流体的密度差有关,而与U管的粗细、长短无关。 (√) (二) 一、填空题: 1.(3分)雷诺准数的表达式为________________。 当密度ρ=1000kg/m3,粘度μ=1厘泊的水,在内径为d=100mm,以流速为1m/s在管中流动时,其雷诺准数等于__________,其流动类型为______.(Re=duρ/μ;105;湍流) 2.(2分)某流体在圆管中呈层流流动,今用皮托管测得管中心的最大流速为2m/s,此时管内的平均流速为_________.(1m/s) 3.(2分)牛顿粘性定律用粘滞力的表达式为_______________.用剪应力的表达式为_______________.(F'=μAdu/dy;τ=μdu/dy) 4.(2分)当地大气压为750mmHg时,测得某体系的表压为100mmHg,则该体系的绝对压强为_________mmHg,真空度为_______mmHg.(850;-100) 5.(2分)圆管中有常温下的水流动,管内径d=100mm,测得其中的质量流量为11.8kg/s/,其体积流量为___________.平均流速为__________.(0.0118m3/s,1.5m/s) 6.(4分)当20℃的水(ρ=998.2kg/m3,μ=1.005厘泊)在内径为100mm的光滑管内流动时,若流速为1.0m/s时,其雷诺准数Re为______,直管摩擦阻力系数λ为_____.(9.93×104;0.0178) 7.(2分)某长方形截面的通风管道,其截面尺寸为30×20mm,其当量直径de为__.(24mm) 8.(3分)测量流体流量的流量计主要有如下四种: _____,______,____,_______,测量管内流体点的速度,则用____.(转子流量计;孔板流量计;丘里流量计;湿式气体流量计;皮托管) 9.(2分)测量流体压强的仪器主要有如下两种: ______,_____.(U管压差计;弹簧压力计) 10.(4分)计算管道流体局部阻力的方法有: ________,__________,其相应的阻力计算公式为_____________,____________,(当量长度法;阻力系数法;hf=λ(le/d)(u2/2g);hf=(u2/2g)ξ) 11.在流体阻力计算中,当量长度的定义是_____________________________. (能产生与某局部阻力相当的直管长度,称为该局部阻力的当量长度。 ) 12.(2分)管出口的局部阻力系数等于____,管入口的局部阻力系数等于____.(1.0;0.5) 13.(3分)理想流体是指________;而实际流体是指________。 (没有粘性、没有摩擦阻力、液体不可压缩;具有粘性、有摩擦力、液体可压缩、受热膨胀、消耗能量。 ) 14.(3分)流体体积流量用_____来计算;质量流量用_____来计算;而流体流速用_____来计算。 (Vs=u.AWs=u.A.ρu=Vs/A) 15.(3分)流体在园直管内流动,当Re≥4000时的流型称为___,其平均速度与最大流速的关系为______,而Re≤2000的流型称为___,其平均速度为______。 (湍流,um=0.8umax,滞流,um=0.5umax。 ) 16.(3分)流体体积流量一定时,有效截面扩大,则流速___,动压头___,静压头___。 (填增加,减少,不变)(减少,减少,增加。 ) 17.(2分)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d1,内管的外径是d2,则当量直径de=_______。 (de=4×流通截面积/浸润周边;de=d1-d2) 18.流体的粘度指__________________________。 粘度值随温度变化而变化,对于液体,温度升高,粘度________;对于气体,温度升高,粘度________。 (流体流动时,相邻流体层间,在单位接触面上,速度梯度为1时,所产生的内摩擦力;减少;增大) 19.(2分)米糠油在管中作流动,若流量不变,管径不变,管长增加一倍,则摩擦阻力损失为原来的______倍。 (2倍) 20.(3分)柏努利方程如衡算基准以J/kg表示,柏努利方程可表示为________________________,若用J/m3表示则可表示为_________________________。 (gZ1+P1/ρ+u12/2=gZ2+P2/ρ+u22/2+∑Wf;ρgZ1+P1+u12/2×ρ=ρgZ2+P2+u22/2×ρ+∑Wfg) 21..(2分)孔板流量计和转子流量计的最主要区别在于: 前者是恒______,变_____;后者是恒_________,变_________。 (截面;压差;压差;截面) 22.(2分)在测速管中,测压孔正对水流方向的测压管液位代表______,流体流过测速管侧壁小孔的测压管液位代表__________。 (冲压头;静压头) 23.(3分)某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的关系为___________。 (抛物线;;2倍;λ=64/Re) 24.(3分)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_____,摩擦系数________,管道总阻力损失________。 (减小;增大;不变) 25.(2分)流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是流体具有_________。 (粘性) 26.(2分)液体在等直径的管中作稳态流动,其流速沿管长_______,由于有摩擦阻力损失,静压强沿管长_________。 (不变;降低) 27.(4分)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) 28(4分)液体在园管内作稳定连续滞流流动时,其摩擦阻力损失与管内径的______次方成反比。 (2) 29.(2分)水塔内的水能通过管路引至各车间使用,这是因为水塔内的水具有______。 (高位压头) 30.(4分)流体在园管内流动时,由于流体具有粘性,使得___________处速度为零,管的________处速度最大。 (管壁;中心) 31.(4分)测量流体的流量一般可采用________________________等流量计。 测量管内流体点速度,则用_____________。 (孔板;文丘里;转子;皮托管。 ) 32..(3分)在输送液体的管路中,要使P1-P2=△Pf的条件_________________。 (管径相等,处于同一水平面,无外加能量。 ) 33.(2分)圆管中有常温下的水流动,管内径d=100mm,测得中的体积流量为0.022mm3/s,质量流量为_________,平均流速为_______。 (22kg/s;2.8m/s) 二、选择题 1.(2分)一个被测量体系外柱按上一个U型压差计,出现如图情况,说明体系与大气压是()关系(答案A) A.体系>大气压B.体系<大气压C.体系=大气压 2.(3分)从流体静力学基本方程了解到U型管压力计测量其压强差是()(答案A) A.与指示液密度、液面高度有关,与U形管粗细无关 B.与指示液密度、液面高度无关,与U形管粗细有关 C.与指示液密度、液面高度无关,与U形管粗细无关 3.(2分)层流与湍流的本质区别是: ()。 (*答案*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。 4.(2分)在稳定流动系统中,水由粗管连续地流入细管,若粗管直径是细管的2倍,则细管流速是粗管的()倍。 ***答案***(*答案*C) A.2B.8C.4 5.(2分)柏努利方程的物理意义可以从题图中得到说明,若忽略A,B间的阻力损失,试判断B玻璃管水面所处的刻度。 () (*答案*A) A.a位置B.c位置C.b位置 6.(2分)流体在管路中作稳态流动时,具有()特点.(D) A.呈平缓的滞流B.呈匀速运动 C.在任何截面处流速、流量、压强等物理参数都相等; D.任一截面处的流速、流量、压强等物理参数不随时间而变化 7.(2分)园管的摩擦系数λ=64/Re公式的适用范围是()。 (*答案*A) A.滞流B.过渡流C.湍流 8.(4分)流体在园管内作滞流流动时,阻力与流速的()成比例,作完全湍流时,则呈()成比例。 (*答案*C;A) A.平方B.五次方C.一次方 9.(2分)稳定流动是指流体在流动系统中,任一截面上流体的流速、压强、密度等与流动有关的物理量()。 (*答案*A) A.仅随位置变,不随时间变B.仅随时间变、不随位置变 C.既不随时间变,也不随位置变 10.(4分)如图所示,当阀门关闭时,E、F、G的压强关系为: PE()PG()PF.当阀门打开后: PE()PG()PF(***答案***A;A;C;C) A.等于B.小于C.大于 三、判断题: 1.(2分)流体在园管内作稳定流动时,其流速与管径的一次方成反比。 ()(*答案*×) 2.(2分)当输送流体的管径一定时,增大流体的流量,雷诺准数减少。 ()(*答案*×) 3.(2分)牛顿粘性定律是: 流体的粘度越大,其流动性就越差。 ()(*答案*×) 4.(2分)流体在管内以湍流流动时,在近管壁处存在层流内层,其厚度随Re的增大而变薄。 ()(*答案*√) 5.(2分)当量直径即可用来计算非园形管的雷诺数();也可用来计算流体在非园形管内的流速。 ()(*答案*√;×) 6.(2分)流体在园管内流动时,管的中心处速度最大,而管壁处速度为零。 ()(*答案*√) 7.(2分)流体在园形管道中流动时,管壁处的流速为中心处流速的0.5倍。 ()(*答案*×) 8.(2分)液体在园形管中作滞流流动时,其它条件不变,而流速增加一倍,则阻力损失增加一倍()(*答案*√) 9(2分)转子流量计可用来测量高压蒸汽()和腐蚀性流体()的流量。 (×;√) 10.(2分)在静止的处于同一水平面上的各点的液体的静压强都相等。 ()实验证明,当流体在管内流动达完全湍流时,λ与雷诺数的大小无关。 ()(*答案*×;√) 四、问答题 1.(8分)什么是流体连续稳定流动? 流体流动的连续性方程的意义如何? ***答案***流体连续稳定流动是指流体在流动时,流体质点连续的充满其所在空间,流体在任一截面上的流动的流速、压强和密度等物理量不随时间而变化。 流体流动的连续性方程是流体流动过程的基本规律,它是根据质量守恒定律建立起的,连续性方程可以解决流体的流速、管径的计算选择,及其控制。 2.(8分)Z1+p1/ρg=Z2+p2/ρg (1),p=pa+ρgh (2);这两个静力学方程式说明些什么? ***答案*** (1)说明静止的连续的同一流体,同一水平面上的各点,深度相同,它的压强亦相等; (2)说明液体内部任一点的压强是液面深度的函数,距离液面越深,则压强越大,当液面压强变化,必将引起液体内部各点发生同样大小的变化。 3.(6分)如图,有一敞口高位槽,由管线与密闭的低位水槽相连接, 在什么条件下,水由高位槽向低位槽流动? 为什么? ***答案*** pa/ρ+Zg=p2/ρ+Σhf; 当(pa/ρ+Zg)>p2/ρ时,由1流向2, 当(pa/ρ+Zg) 4.(10分)用如图所示的实验装置得实验记录如下表所示: 皮托管编号 1 2 3 4 管内直径mm 12.7 21 12 12 皮托管测压孔高度mm 72 72 72 21 关闭阀A,玻管水柱高度mm 472 472 472 472 全开阀A皮托管测压孔 柱高度mm(平行水流方向) 435.5 407.5 405.1 376.5 全开阀A皮托管测压孔 柱高度mm(正对水流方向) 389.5 401.8 347.6 322 根据以上实验数据,回答下列问题: (1)、第4点的位压头,静压头和动压头各为多少mmH2O? (2)、水由第2点处流到3点处的阻力损失压头为多少mmH2O? (3)、第1点的速度为多少m/s? ***答案*** (1)Z4=21(mmH2O),P4/(ρg)=H4-Z4=322-21=301(mmH2O); h动4=u42/(2g)=376.5-322=54.5(H2O) (2)hf(2-3)=407.5-405.1=2.4(mmH2O) (3)∵u12/(2g)=435.5-389.5=46(mmH2O);∴u1=0.95m/s 第二章知识点 一、工作原理 基本部件: 叶轮(6~12片后弯叶片);泵壳(蜗壳)(集液和能量转换装置);轴封装置(填料函、机械端面密封)。 原理: 借助高速旋转的叶轮不断吸入、排出液体。 注意: 离心泵无自吸能力,因此在启动前必须先灌泵,且吸入管路必须有底阀,否则将发生“气缚”现象。 某离心泵运行一年后如发现有气缚现象,则应检查进口管路是否有泄漏现象。 1、压头H,又称扬程 2、有效功率 3、离心泵的特性曲线通常包括H-Q,N-Q,η-Q曲线,这些曲线表示在一定转速下输送某种定的液体时泵的性能。 由N-Q线上可看出: Q=0时,N=Nmin所以启动泵和停泵都应关闭泵的出口阀。 离心泵特性曲线测定实验,泵启动后出水管不出水,而泵进口处真空表指示真空度很高,可能出现的故障原因是吸入管路堵塞。 若被输送的流体粘度增高,则离心泵的压头减少,流量减少,效率减少,轴功率增大。 三、离心泵的工作点 1、泵在管路中的工作点为离心泵特性曲线(H-Q)与管路特性曲线(He-Qe)的交点。 管路特性曲线为: He=K+BQe2 2、工作点的调节: 既可改变He-Qe来实现,又可通过改变H-Q来实现。 具体措施有改变阀门的开度,改变泵的转速,叶轮的直径及泵的串、并联操作。 两台同样的离心泵并联压头不变而流量加倍,串联则流量不变压头加倍。 四、离心泵的安装高度Hg 为避免气蚀现象的发生,离心泵的安装高度小于等于Hg,注意气蚀现象产生的原因。 离心泵的安装高度超过允许安装高度时会发生气蚀现象。 1、离心泵的主要部件有叶轮、泵壳和轴封装置。 2、离心泵的泵壳制成蜗壳形,其作用有二: A、汇集液体;B、转能装置,即是使部分动能转换为静压能。 3、离心泵的主要性能参数有流量、轴功率、压头、效率、气蚀余量等。 4、离心泵特性曲线包括H-Q、N-Q、和η-Q三条曲线。 它们是在一定转速下,用常温清水为介质,通过实验测得的。 5、离心泵的压头(又称扬程)指是泵对单位重量(1N)液体所提供的有效能量,它的单位是m。 6、离心泵安装在一定管路上,其工作点是泵的特性曲线和管路特性曲线的交点。 7、若被输送的粘度大于常温下清水的粘度时,则离心泵的压头减少,流量减少,效率下降,轴功率增大。 8、离心泵将低位敝口水池的水送到高位敝口水槽中,若改送密度为1200Kg/m3,而其他性质与水相同的液体,则泵的流量不变,压头不变,轴功率增大。 9、管路特性曲线的形状由管路布置和操作条件来确定,与离心泵的性能无关。 10、离心泵通常采用出口阀门调节流量: 往复泵与齿轮泵采用旁路调节流量。 11、离心泵汽蚀余量的定义为。 12、单动往复压缩机的理想压缩循环分为吸气、压缩及排气三个阶段。 13、离心通风机的全风压是指单位体积(1m3)的气体流过风机时所获得的能量,他的单位是Pa。 14、当液体的密度改变时,离心泵的压头H和轴功率N的变化为(B) A、H、N均不变B、H不变,N改变C、H改变,N不变D、H、N均改变 15、离心泵的轴功率是(C) A、在流量为零
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 谭天恩版 化工 原理 上册 复习题