化工原理-习题-流体流动及流体输送机械.doc

流体流动及输送装置一、填空1. 按照化工单元操作所遵循的基本规律的不同，可将单元操作分为 动量传递、热量传递、质量传递。2. 化工生产中，物料衡算的理论依据是 质量守恒定律，热量衡算的理论基础是 能量守恒定律。3. 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 850mmHg，真空度为 -100mmHg. 4. 液柱压力计量是基于 流体静力学原理 的测压装置，用U形管压强计测压时，当压强计一端与大气相通时，读数R表示的是 表压或真空度 。5. 转子流量计的设计原理是依据流动时在转子的上、下端产生了 压强差。6. 静止液体中两处压力相等的条件是 连续、同一液体、同一水平面。7. 流体在圆管内作稳定连续流动时，当 Re2000时为滞流流动，其摩擦系数=64/Re；当 Re4000时为湍流流动。当Re在2000-4000之间时为 过渡流。流体沿壁面流动时，有显著速度梯度的区域称为 流动边界层。8. 当流体的体积流量一定时，流动截面扩大，则流速 减少，动压头 减少，静压头 增加。9. 柏努利方程实验中，在一定流速下某测压管显示的液位高度为 静压头，当流速再增大时，液位高度 降低，因为阻力损失 增大。10. 理想流体是指 没有粘性或没有摩擦阻力，而实际流体是指 具有粘性或有摩擦力，流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是 流体具有粘性。11. 一般情况下，温度升高，液体的粘度 减小，气体的粘度 增大。12. P/(g)的物理意义是表示流动系统某截面处单位重量流体所具有的静压能,称为静压头。 mu2/2的物理意义是表示流动系统某截面处1kg流体具有的动能。13. 雷诺准数的表达式为 Re=d/。当密度1000kg/m，粘度=1厘泊的水在内径为d=100mm，以流速为1m/s在管中流动时，其流动类型为 湍流14. 流体在圆直管内流动，当Re4000时的流型称为 湍流，其平均速度与最大流速的关系为 u0.8umax；Re2000的流型称为 滞流，其平均速度为 u0.5umax。15. 在管内呈层流时，摩擦系数与 Re有关。在管内呈湍流时，摩擦系数与 Re，/d有关。当Re继续增大到大于某一定值时，则流体流动在完全湍流区，摩擦系数与 /d有关。16. 当密度=1000kg/m3，粘度=1.005厘泊的水，在内径为d=15mm，以流速为0.1 m/s在管内流动时，雷诺数等于 1500，流动类型为 层流。17. 当20的水（=998.2kg/m3，=1.005 厘泊）在内径为100mm的圆管内流动时，若流速为1.0 m/s时，其雷诺数Re为 9.93104，流动型态为 湍流。18. 管出口的局部阻力系数等于 1.0，管入口的局部阻力系数等于 0.5. 19. 计算流体局部阻力损失的方法有 当量长度法和 阻力系数法，其相应的阻力损失计算公式分别为 Wf =(le/d)(u2/2g)和 Wf =(u2/2g) 20. 对于套管环隙，当内管的外径为d1，外管的内径为d2时，其当量直径为 d2-d121. 稳态流动是指流动系统中，任一截面上流体的流速、压强、密度等物理量仅随位置而变，而均不随时间变。22. 液体在等直径的管中作稳态流动，其流速沿管长不变，由于有摩擦阻力损失，静压强沿管长 降低。23. 流体在管路中作连续稳态流动时，任意两截面流速与管径的关系为 u1/u2=d22 /d12所以，流速随着管径的减小而 增大。24. 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。25. 测量流体流量的流量计主要有如下四种: 孔板流量计，文丘里流量计， 转子流量计，和 湿式气体流量计 ，测量管内流体点的速度则用 皮托管26. 孔板流量计和转子流量计的最主要区别在于：前者是 恒截面，变压差；后者是 恒压差，变截面。27. 流体在圆形管道中作层流流动，如果只将流速增加一倍，则阻力损失为原来的 2 倍；如果只将管径增加一倍而流速不变，则阻力损失为原来的 1/4 倍。28. 离心泵的特性曲线通常包括 H-Q 曲线、 -Q 和 N-Q 曲线，这些曲线表示在一定 转速 下，输送某种特定的液体时泵的性能。29. 如果流体为理想流体且无外加功的情况下，写出：单位质量流体的机械能衡算式为 ；单位重量流体的机械能衡算式为；单位体积流体的机械能衡算式为；30. 有外加能量时以单位体积流体为基准的实际流体柏努利方程为 z1g+（u12/2）+p1+Ws= z2g+（u22/2）+p2 +hf ，各项单位为 Pa（N/m2） 。31. 气体的粘度随温度升高而 增加 ，水的粘度随温度升高而 降低 。32. 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 。33. 流体流动的连续性方程是 u1A1=u2A2=u A；适用于圆形直管的不可压缩流体流动的连续性方程为u1d12=u2d22=u d2 。34. 当地大气压为745mmHg测得一容器内的绝对压强为350mmHg，则真空度为 395mmHg 。测得另一容器内的表压强为1360 mmHg，则其绝对压强为2105mmHg。35. 并联管路中各管段压强降 相等 ；管子长、直径小的管段通过的流量 小 。36. 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 。37. 离心泵的轴封装置主要有两种： 填料密封 和 机械密封 。38. 若被输送的流体粘度增高，则离心泵的压头 降低 ，流量 减小 ，效率降低，轴功率 增加 。39. 用同一离心泵分别输送密度为1及2=1.21的两种液体，已知两者的体积V相等，则 He2 = 1.0 He1，Ne2= 1.2 Ne1。=40. 离心泵的流量调节阀安装在离心泵 出口 管路上，关小出口阀门后，真空表读数 降低 ，压力表读数 上升 。41. 离心泵的安装高度超过允许吸上高度时，会发生_气蚀_现象。 42. 用离心泵向锅炉供水，若锅炉中的压力突然升高，则泵提供的流量_减少_，扬程_增大_。 43. 离心泵输送的液体密度变大，则其扬程_不变_，流量_不变_，效率_不变_，轴功率_变大_。 44. 离心泵在启动时应先将出口阀_关闭_，目的是_减少启动功率，_保护电机。 45. 离心泵起动时，如果泵内没有充满液体而存在气体时，离心泵就不能输送液体。这种现象称为_气缚_现象46. 离心泵的主要部件有如下三部分:_ 泵壳_，_叶轮_，_泵轴_. 47. 离心泵的主要参数有:_ 流量_，_扬程_，_功率_，_效率_。48.离心泵的特性曲线有: 压头H流量Q曲线，功率N流量Q曲线，效率流量Q曲线。49. 离心泵的工作点是如下两条曲线的交点：泵特性曲线H-Q和管路特性曲线H-Q。50.调节泵流量的方法有：改变出口阀门的开度，改变泵的转速，削叶轮外径51. 泵起动时，先关闭泵的出口开关的原因是降低起动功率，保护电机，防止超负荷而受到损伤，同时也避免出口管线水力冲击。52. 若被输送的流体粘度增高，则离心泵的压头减小，流量 减小，效率下降，轴功率增大。 53. 离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵会发生 气蚀 现象。54. 离心泵铭牌上标明的流量和扬程指的是 效率最高 时的流量和扬程。55. 离心泵起动时，如果泵内没有充满液体而存在气体时，离心泵就不能输送液体，这种现象称为 气缚 现象。 56. 离心泵采用并联操作的目的是 提高流量，串联操作的目的是 提高扬程。二、选择1. 单位体积流体所具有的质量称为流体的（A）。A密度；B粘度；C位能；D动能。2. 流体是由无数分子集团所组成的（B）微团。A空白；B连续；C辐射；D漂流。3. 气体是（B）的流体。A可移动；B可压缩；C可流动；D可测量。4. 在静止的流体内，单位面积上所受的压力称为流体的（C）。A绝对压强；B表压强；C静压强；D真空度。5. 以绝对零压作起点计算的压强，称为（A）。A绝对压强；B表压强；C静压强；D真空度。6. 以（D）作起点计算的压强，称为绝对压强。A大气压；B表压强；C相对零压；D绝对零压。7. 当被测流体的（D）大于外界大气压强时，所用的测压仪表称为压强表。A真空度；B表压强；C相对压强；D绝对压强。8. 当被测流体的绝对压强（A）外界大气压强时，所用的测压仪表称为压强表。A大于；B小于；C等于；D近似于。9. 当被测流体的绝对压强大于外界大气压强时，所用的测压仪表称为（A）。A压强表；B真空表；C高度表；D速度表。10. （A）上的读数表示被测流体的绝对压强比大气压强高出的数值，称为表压强。A压强表； B真空表； C高度表； D速度表。11. 压强表上的读数表示被测流体的绝对压强比（A）高出的数值，称为表压强。A大气压强； B表压强； C相对压强； D绝对压强。12. 被测流体的（D）小于外界大气压强时，所用测压仪表称为真空表。A大气压； B表压强 ； C相对压强； D绝对压强。13. 被测流体的绝对压强（B）外界大气压强时，所用测压仪表称为真空表。A大于；B小于；C等于；D近似于。14. 水在直管中流动，现保持流量不变，增大管径，则流速（ B ） A 增大； B 减小； C 不变； D 无法判断15. 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16. 真空表读数是60kPa，当地大气压为100kPa时，实际压强为（ 40 ）kPa A 40； B 60； C 160； D 无法判断17. 流体在直管中流动，当Re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0，N启动0； C. Q启动0， N启动0 ； D. Q启动=0， N启动0 46. 离心泵开动以前必须充满液体是为了防止发生( A. )。 A. 气缚现象 B. 汽蚀现象 C. 汽化现象 D. 气浮现象 47. 离心泵最常用的调节方法是 ( B )。 A. 改变吸入管路中阀门开度 B. 改变压出管路中阀门的开度 C. 安置回流支路，改变循环量的大小 D. 车削离心泵的叶轮48. 离心泵的扬程，是指单位重量流体经过泵后能量的值 ( B )。 A. 包括内能在内的总能量 B. 机械能 C. 压能 D. 位能（即实际的升扬高度） 49. 已知流体经过泵后，压力增大P (N/m2)，则单位重量流体压力能增加为( C ) 。 A. P B. P/ C. P/(g) D. P/(2g) 50. 当离心泵内充满空气时，将发生气缚现象，这是因为( B )。 A. 气体的粘度太小 B. 气体的密度太小 C. 气体比液体更容易起漩涡 D. 气体破坏了液体的连续性 51. 某同学进行离心泵特性曲线测定实验，启动泵后，出水管不出水，泵进口处真空计指示真空度很高，他对故障原因作出了正确判断，排除了故障，你认为以下可能的原因中，哪一个是真正的原因( C )。. A. 水温太高 B. 真空计坏了 C. 吸入管路堵塞 D. 排出管路堵塞 52. 在某校离心泵特性曲线实验装置中泵的安装高度为-1m，泵的入口处装一U形管压差计，则测得入口处的压力( C )。 A. 自始至终大于大气压力B. 随着流量的增大，经历大于大气压力,等于大气压力,小于大气压力三个阶段 C. 自始至终小于大气压力 D. 自始至终等于大气压力 53. 一台试验用离心泵，开动不久，泵入口处的真空度逐渐降低为零，泵出口处的压力表也逐渐降低为零，此时离心泵完全打不出水。发生故障的原因是( D )。 A. 忘了灌水 B. 吸入管路堵塞C. 压出管路堵塞 D. 吸入管路漏气 54、离心泵铭牌上标明的扬程是（ D）A功率最大时的扬程B最大流量时的扬程C泵的最大量程D效率最高时的扬程55. 用离心泵将液体从低处送到高处的垂直距离，称为（ B ）。 A. 扬程 B. 升扬高度 C. 吸液高度 56. 流量调节，离心泵常用（ A ），往复泵常用（ C ）。 A. 出口阀 B. 进口阀 C. 旁路阀 57. 用离心泵从河中抽水，当河面水位下降时，泵提供的流量减少了，其原因是（ C ）。 A. 发生了气缚现象 B. 泵特性曲线变了 C. 管路特性曲线变了 D. 发生了气蚀现象58. 当离心泵输送的液体的粘度增大时，则其（ B ）。 A. 扬程减少，流量、效率、轴功率均增大；B. 扬程、流量、效率均降低，轴功率增大C. 扬程、效率增大，流量，轴功率减少； D. 扬 程、流量、效率均增大，轴功率减少59. 离心泵的吸液高度与（ A ）无关。 A. 排出管路的阻力大小 ； B. 吸入管路的阻力大小 C. 当地大气压 D. 被输送液体的密度 60. 采用出口阀门调节离心泵流量时，开大出口阀门，离心泵的流量( A )，压头( C )。 A. 增大 B. 不变 C. 减小 D. 先增大后减小61. 离心泵启动前先关闭出口阀，其目的是为了（C）A防止发生气缚现象B防止发生气蚀现象C降低启动功率62. 离心泵的工作点是指（C）A、离心泵的最佳工况点B、离心泵轴功率最小的工作点C、管路特性曲线和泵性能曲线的交点63. 离心泵启动前先将泵内灌满液体，其目的是为了（A）A.防止发生气缚现象 B.防止发生气蚀现象C.降低启动功率 D.避免损坏叶轮64. 某泵在运行时发现有气蚀现象应（C）A停泵，向泵内灌液B降低泵的安装高度C检查进口管路是否漏液D检查出口管阻力是否过大65. 离心泵最常用的调节方法是（ B）A改变吸入管路中阀门开度B改变出口管路中阀门开度C安装回流支路，改变循环量的大小D车削离心泵的叶轮66. 当管路特性曲线写成H=A+BQ2时（B）AA只包括单位重量流体需增加的位能BA只包括单位重量流体需增加的位能和静压能之和CBQ2代表管路系统的局部阻力和DBQ2代表单位重量流体动能的增加67. 以下说法正确的，当粘度较大时，在泵的性能曲线上（C）A同一流量Q处，扬程H下降，效率上升B同一流量Q处，扬程H上升，效率上升C同一流量Q处，扬程H上升，效率下降68. 有两种说法（1）往复泵启动不需要灌水（2）往复泵的流量随扬程增加而减少则（ C ）A两种说法都不对 B两种说法都对C说法（1）正确，说法（2）不正确D说法（1）不正确，说法（2）正确69. 离心泵的调节阀的开度改变，则（ C）A不改变管路性能曲线B不会改变工作点C不会改变泵的特性曲线70. 离心泵效率最高的点是（C）A工作点B操作点C设计点D计算点二、简答题 1. 何谓层流流动？何谓湍流流动？用什么量来区分它们？ 层流：流体质点沿管轴作平行直线运动，无返混，在管中的流速分布为抛物线，平均流速是最大流速的0.5倍。湍流：流体质点有返混和径向流动，平均流速约为最大流速的0.8倍。以Re来区分，Re4000为湍流。2. 简述层流与湍流的区别。 流体在管内作层流流动时，其质点沿管轴作有规则的平行运动，各质点互不碰撞，互不混合。流体在管内作湍流流动时，其质点作不规则的杂乱运动，并相互碰撞，产生大大小小的漩涡。 3. 什么是“当量直径”? 如何计算？ 对非圆形截面的通道, 可以找到一个与圆形管直径相当的“直径”来代替, 此直径即称为“当量直径”。 当量直径等于四倍的流通横截面积除以润湿周边。 5. 某液体分别在本题附图所示的三根管道中定流过，各管绝对粗糙度、管径均相同，上游截面1-1的压强、流速也相等。问：在三种情况中，下游截面2-2的流速是否相等？ 三种情况中，下游截面2-2的流速相等。 6. 某液体分别在本题附图所示的三根管道中稳定流过，各管绝对粗糙度、管径均相同，上游截面1-1的压强、流速也相等。问：在三种情况中，下游截面2-2的压强是否相等？如果不等，指出哪一种情况的数值最大，哪一种情况的数值最小？其理由何在？三种情况中，下游截面2-2的压强不相等，其中（a）的压强最大，（c）的压强最小。这是因为（c）管上不仅有一个阀门消耗能量，且管子末端垂直上升一段，又使得静压强降低。 7何谓离心泵的“气缚”和“气蚀”现象，它们对泵的操作有何危害？应如何防止？ “气缚”：由于泵内存气，启动泵后吸不上液的现象，称“气缚”现象。“气缚”现象发生后，泵无液体排出，无噪音，振动。为防止“气缚”现象发生，启动前应灌满液体。 “气蚀”：由于泵的吸上高度过高，使泵内压力等于或低于输送液体温度下的饱和蒸汽压时，液体气化，气泡形成，破裂等过程中引起的剥蚀现象，称“气蚀”现象，“气蚀”发生时液体因冲击而产生噪音、振动、使流量减少，甚者无液体排出。为防止“气蚀”现象发生；泵的实际安装高度应不高于允许吸上高度。8. 为什么离心泵可用出口阀来调节流量？往复泵可否采用同样方法调节流量？为什么？ 由离心泵的工作点知，改变泵出口阀的开度，使局部阻力改变，而管路特性曲线改变，流量随之改变，此法虽不经济，但对泵运转无其它影响；而往复泵属容积式泵，压头与流量基本无关，若关闭出口阀，则因泵内压力急剧升高，造成泵体，管路和电机的损坏，故不宜用出口阀来调节流量。9. 离心泵的扬程和升扬高度有什么不同？ 离心泵的扬程是指泵给以单位重量液体的有效能量、 液体获得能量后，可将液体升扬到一定高度Z，而且还要用于静压头的增量P/g和动压头的增量u2/2g及克服输送管路的损失压头，而升扬高度是指将液体从低处送到高处的垂直距离，可见，升扬高度仅为扬程的一部分，泵工作时，其扬程大于升扬高度。10. 当离心泵启动后不吸液，其原因主要有哪些？不吸液的原因可能是：由于灌液不够 或底阀不严密而漏液，使