化工原理第一章习题及答案.doc

第一章 流体流动问题1. 什么是连续性假定? 质点的含义是什么? 有什么条件?答1假定流体是由大量质点组成的、彼此间没有间隙、完全充满所占空间的连续介质。 质点是含有大量分子的流体微团，其尺寸远小于设备尺寸，但比起分子自由程却要大得多。问题2. 描述流体运动的拉格朗日法和欧拉法有什么不同点?答2前者描述同一质点在不同时刻的状态；后者描述空间任意定点的状态。问题3. 粘性的物理本质是什么? 为什么温度上升, 气体粘度上升, 而液体粘度下降?答3分子间的引力和分子的热运动。通常气体的粘度随温度上升而增大，因为气体分子间距离较大，以分子的热运动为主；温度上升，热运动加剧，粘度上升。液体的粘度随温度增加而减小，因为液体分子间距离较小，以分子间的引力为主，温度上升，分子间的引力下降，粘度下降。问题4. 静压强有什么特性?答4 静压强的特性： 静止流体中任意界面上只受到大小相等、方向相反、垂直于作用面的压力；作用于任意点所有不同方位的静压强在数值上相等；压强各向传递。问题5. 图示一玻璃容器内装有水，容器底面积为810-3m2，水和容器总重10N。 (1)试画出容器内部受力示意图(用箭头的长短和方向表示受力大小和方向)； (2)试估计容器底部内侧、外侧所受的压力分别为多少？哪一侧的压力大？为什么？ 题5附图 题6附图答51）图略，受力箭头垂直于壁面、上小下大。 2）内部压强p=gh=10009.810.5=4.91kPa；外部压强p=F/A=10/0.008=1.25kPa内部压强4.91kPa。因为容器内壁给了流体向下的力，使内部压强大于外部压强。问题6. 图示两密闭容器内盛有同种液体，各接一U形压差计，读数分别为R1、R2，两压差计间用一橡皮管相连接，现将容器A连同U形压差计一起向下移动一段距离，试问读数R1与R2有何变化？(说明理由)答6容器A的液体势能下降，使它与容器B的液体势能差减小，从而R2减小。R1不变，因为该U形管两边同时降低，势能差不变。问题7. 为什么高烟囱比低烟囱拔烟效果好?答7由静力学方程可以导出p=H(冷-热)g，所以H增加，压差增加，拔风量大。问题8. 什么叫均匀分布? 什么叫均匀流段? 答8前者指速度分布大小均匀；后者指速度方向平行、无迁移加速度。问题9. 伯努利方程的应用条件有哪些?答9重力场下、不可压缩、理想流体作定态流动，流体微元与其它微元或环境没有能量交换时，同一流线上的流体间能量的关系。问题10. 如图所示，水从小管流至大管，当流量V、管径D、d及指示剂均相同时，试问水平放置时压差计读数R与垂直放置时读数R的大小关系如何？为什么？.(可忽略粘性阻力损失)答10R=R，因为U形管指示的是总势能差，与水平放还是垂直放没有关系。 题10附图 题11附图问题11. 理想液体从高位槽经过等直径管流出。考虑A点压强与B点压强的关系，在下列三个关系中选择出正确的： (1)pB pA答11选（1）pBpA；因为管道出口通大气，出口压力等于pA，而B处的位置比出口处高，所以，压力较低。问题12. 层流与湍流的本质区别是什么?答12是否存在流体速度u、压强p的脉动性，即是否存在流体质点的脉动性。问题13. 雷诺数的物理意义是什么?答13惯性力与粘性力之比。问题14. 何谓泊谡叶方程? 其应用条件有哪些?答14P=32uL/d2 。不可压缩流体在直圆管中作定态层流流动时的阻力损失计算。问题15. 何谓水力光滑管? 何谓完全湍流粗糙管?答15当壁面凸出物低于层流内层厚度，体现不出粗糙度过对阻力损失的影响时，称为水力光滑管。在Re很大，与Re无关的区域，称为完全湍流粗糙管。问题16. 非圆形管的水力当量直径是如何定义的? 能否按ude2 /4计算流量?答16定义为4A/。不能按该式计算流量。问题17. 在满流的条件下，水在垂直直管中向下流动，对同一瞬时沿管长不同位子的速度而言，是否会因重力加速度而使下部的速度大于上部的速度? 答17因为质量守恒，直管内不同轴向位子的速度是一样的，不会因为重力而加快，重力只体现在压强的变化上。问题18. 如附图所示管路，试问：(1) B阀不动(半开着)，A阀由全开逐渐关小，则h1，h2，(h1h2)如何变化？(2) A阀不动(半开着)，B阀由全开逐渐关小，则h1，h2，(h1h2)如何变化？ 题18附图 题19附图答18(1)h1下降，h2下降，(h1-h2)下降；(2)h1上升，h2上升，(h1-h2)下降。问题19. 图示的管路系统中，原1, 2 ,3阀全部全开，现关小1阀开度，则总流量V和各支管流量V1,