化工原理(第一章练习题与答案)

1、第 1 章 流体流动学习目的与要求1、掌握密度、压强、绝压、表压、真空度的有关概念、有关表达式和计算。2、掌握流体静力学平衡方程式。3、掌握流体流动的基本概念流量和流速，掌握稳定流和不稳定流概念。4、掌握连续性方程式、柏努利方程式及有关应用、计算。5、掌握牛顿黏性定律及有关应用、计算。6、掌握雷诺实验原理、雷诺数概念及计算、流体三种流态判断。7、掌握流体流动阻力计算，掌握简单管路计算，了解复杂管路计算方法。8、了解测速管、流量计的工作原理，会利用公式进行简单计算。综合练习一、填空题1 .某设备的真空表读数为200 mmHg,则它的绝对压强为 mmHg= 当地大气压强为101.33 103Pa.

2、2在静止的同一种连续流体的内部，各截面上 与 之和为常数。3.法定单位制中粘度的单位为 , cgs制中粘度的单位为 , 它们之间的关系是。4牛顿粘性定律表达式为 ，它适用于 流体呈 流动时。5开口U 管压差计是基于原理的测压装置，它可以测量管流中上的 或 。6流体在圆形直管内作滞流流动时的速度分布是 形曲线，中心最 大 速 度 为 平 均 速 度 的 倍 。 摩 擦 系 数 与 无 关 ， 只 随加大而 。7.流体在圆形直管内作湍流流动时，摩擦系数人是酉数，若流动在阻力平方区，则摩擦系数是函数，与 无关。8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,Re值越大，则该层厚度越 9

3、.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10 .测速管测得的是管道中 速度，孔板流量计测得的是 速度。可从上直接读出被测流体的体积流量。1. 560mm1Hg 2.位能 静压能 3. PasP 或 cP1cp 1 102P 1 103Pa$du4. dy 牛顿型滞流5.流体静力学任意截面表压强 真空度6.抛物线 2管壁粗糙度Re 减小 7. /d及ReddRe 8.零滞流内 薄 9.不摩擦阻力 10.局部平均速度转子流量计二、选择题1 .在法定计量单位制中，粘度的单位为（）A. cP B. P C. g/（cm.s） D. Pa.s2 .在静止流体内部各点的静压强

4、相等的必要条件是（）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3 .牛顿粘性定律适用于牛顿型流体, A.应作滞流流动C.应作过渡流流动4 .涡流粘度是（）。A.流动情况的函数.c.湍流时流体的粘稠度5 .在一水平变径管道上，细管截面 流过时压差计测量的是（）D.同一水平面上，同一种连续的流体且流体（）B.应作湍流流动D.静止的B.流体的物理性质D.内摩擦力大小的指标A及粗管截面B与U管压差计相连，当流体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两截面间的局部阻力D.A、B两截面间的压强差6,直径为 57mmX3.5 mm的细管逐渐扩到 108mmX4mm的

5、粗管，若流体在 细管内的流速为4 m/s,则在粗管内的流速为（）。A. 2 m/s B. l m/s C. 0.5 m/s D. 0.25 m/s7.气随直径不变的圆形管道内作等温定态流动各截面上的（）.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8,流速在阻力平方区流动时的摩擦阻力（）A .不变B.随流速加大而加大C.与u-25成比例D,与j成比例9,孔板流量计与测速管都是属于定节流面积的流量计，利用（）来反映流 量的精选文档A.变动的压强差C.速度差10.滞流和湍流的本质区别是（A.湍流的流速大于滞流的B.动能差D.摩擦阻力C.滞流无径向脉动，湍流有径向脉动答案：1.D2.

6、D3.A4.A5.D6.B三、计算题1 .燃烧重油所得的燃烧气，经分析知其中含B.湍流的Re值大于滞流的D.湍流时边界层较薄-7.D8.D9.A10. CCO28.5%,。27.5%, Nz76%,H2O8% （体积%）,试求此混合气体在温度 500C、压力101.3kPa寸的密度。解：混合气体平均摩尔质量M myiMi 0.085 44 0.075 32 0.76 28 0.08 18 28.86 10 3kg / mol混合密度PM m m-rF33101.3 1028.86 1030.455kg/ m8.31 (273 500)2,用压缩空气将密闭容器（酸蛋）中的硫酸压送至敞口高位槽，如

7、附图所示。 输送量为0.1m7min,输送管路为（38x 3mm的无缝钢管。酸蛋中的液面离压出管口的位差为10m,且在压（ 1送过程中不变。设管路的总压头损失为 3.5m （不包括匚二出口），硫酸的密度为1830 kg/m3,问酸蛋中应保持多 大的压力？解：以酸蛋中液面为1-1面，管出口内侧为2-2面，且以1-1面为基准2-2问列柏努力方程：医悖空，1-1题2附图10mPig简化:12g27U1乙P21 2-u22gZ2hfPig1 2一U22gZ2hf其中:U20.1/604d20.785 0.03222.07m/s代入：Pi；Z2 hf)/ 1g(丁 u2g1_ _ 21830 9.81

8、( 2.0710 3.5)2 9.81246.3kP （表压）3 .用泵将20c水从水池送至高位槽，槽内水面高出池内液面30m。输送量为30 m3/h ,此时管路的全部能量损失为40J/kg。设泵的效率为70%,试求泵所需的功率。解：在水池1面与高位槽2面间列柏努力方程：WfP11 2P21 2U1WeZ 2g U222简化：We Z2gWf30 9.81 40 334.3J / kg30Pe ms We Vs We 1000 334.3 2.786kW3600P 0 2286 3.98kW0.74 .如附图所示，用泵将贮槽中的某油品以 40m3/h的流量输送至高位槽。两槽 的液位恒定，且相差

9、20m,输送管内径为100mm,管子总长为45m （包括所有局部 阻力的当量长度）。已知油品的密度为890kg/m3,粘度为0.487Pa s,试计算泵所需的有效功率。“40解：u s3600 21.415m/s20.785 0.12d4Redu0.1 890 1.4150.487258.6 200064Re64258.60.247在贮槽1截面到高位槽2截面间列柏努力方程P11 2P21 2Z1g 1-UiWeZ2g 2-U2 Wf22简化：WeZ2 gWf而： Wf0.247450.11.41522111.2J / kgWe 20 9.81 111.2307.4J / kgPe We ms We V,307.4 40890 3039.8W 3.04kW36005 .如附图所示，密度为800 kg/m3、粘度为1.5 mPas的液体，由敞口高位槽 经514X 4mm的钢管流入一密闭容器中，其压力为 0.16MPa （表压），两槽的液位包 定。液体在管内的流速为1.5m/s,管路中闸阀为半开，管壁的相对粗糙度/d =0.002, 试计算两槽液面的垂直距离 z。解: 程：在高位槽1截面到容器2截面间列柏努力方Pi12-U1Z2g2简化:7P2ZgWfduRe 0.106 800 1.5 ,c38