化工原理第一章习题课

1、一、概念题1某封闭容器内盛有水，水面上方压强为p0，如图所示器壁上分别装有两个水银压强计和一个水银压差计，其读数分别为R1、R2和R3，试判断：1）R1 R2（，）；2）R3 0（，）；3）若水面压强p0增大，则R1 R2 R3 有何变化？（变大、变小，不变）2如图所示，水从内径为d1的管段流向内径为d2管段，已知，d1管段流体流动的速度头为0.8m，忽略流经AB段的能量损失，则 m， m。3如图所示，管中水的流向为AB，流经AB段的能量损失可忽略，则p1与p2的关系为 。4圆形直管内，Vs一定，设计时若将d增加一倍，则层流时hf是原值的 倍，高度湍流时，hf是原值的 倍（忽略管壁相对粗糙度的

2、影响）。5某水平直管中，输水时流量为Vs，今改为输2Vs的有机物，且，设两种输液下，流体均处于高度湍流状态，则阻力损失为水的 倍；管路两端压差为水的 倍。6已知图示均匀直管管路中输送水，在A、B两测压点间装一U形管压差计，指示液为水银，读数为R（图示为正）。则：1）R 0（>，=，<）2）A、B两点的压差= Pa。3）流体流经A、B点间的阻力损失为 J/kg。4）若将水管水平放置，U形管压差计仍竖直，则R ， ， 有何变化？7在垂直安装的水管中，装有水银压差计，管段很短，1，2两点间阻力可近似认为等于阀门阻力，如图所示，试讨论：1）当阀门全开，阀门阻力可忽略时， （，）；2）当阀门

3、关小，阀门阻力较大时， （，），R （变大，变小，不变）；3）若流量不变，而流向改为向上流动时，则两压力表的读数差 ， ；（变大，变小，不变）。8图示管路两端连接两个水槽，管路中装有调节阀门一个。试讨论将阀门开大或关小时，管内流量，管内总阻力损失，直管阻力损失和局部阻力损失有何变化，并以箭头或适当文字在下表中予以表达（设水槽液位差H恒定）。总阻力损失直管阻力损失局部阻力损失流量阀开大阀关小9图示管路，若两敞口容器内液位恒定，试问：1）A阀开大，则 ；压力表读数 ； ； ； 。2）B阀关小，则 ；压力表读数 ； ； ； 。 10流量Vs增加一倍，孔板流量计的阻力损失为原来的 倍，转子流量计的阻力

4、损失为原来的 倍，孔板流量计的孔口速度为原来的 倍，转子流量计的流速为原来的 倍，孔板流量计的读数为原来的 倍，转子流量计的环隙通道面积为原来的 倍。11某流体在一上细下粗的垂直变径管路中流过。现注意到安在离变径处有一定距离的粗、细两截面的的压强表读数相同。故可断定管内流体( 。A. 向上流动； C. 处于静止；B. 向下流动； D. 流向不定12下面关于因次分析法的说法中不正确的是（ ）。只有无法列出描述物理现象的微分方程时，才采用因次分析法；因次分析法提供了找出复杂物理现象规律的可能性；因次分析法证明：无论多么复杂的过程，都可以通过理论分析的方法来解决；因次分析法能解决的问题普通实验方法也

5、同样可以解决1流体在直管内流动造成的阻力损失的根本原因是。1因次分析法的依据是。1在滞流区，若总流量不变，规格相同的两根管子串联时的压降为并联时的倍；湍流、光滑管（0.3164/Re0.25）条件下，上述直管串联时的压降为并联时的倍；在完全湍流区，上述直管串联时的压降为并联时的倍。16如图示供水管线。管长L，流量V，今因检修管子，用若干根直径为1/2d，管长相同于L的管子并联代替原管，保证输水量V不变，设为常数，/d相同。局部阻力均忽略，则并联管数至少 根。二、问答题1一无变径管路由水平段、垂直段和倾斜段串联而成，在等长度的A、B、C三段两端各安一U形管压差计。设指示液和被测流体的密度分别为和

6、，当流体自下而上流过管路时，试问：（1）A、B、C三段的流动阻力是否相同？（2）A、B、C三段的压差是否相同？（3）3个压差计的读数、是否相同？试加以论证。2.下面两种情况，可不可以用泊谡叶方程（）直接计算管路两端的压强差？（1）水平管，管内径为50mm，流体的密度为996kg/m3，粘度为0.894mPa.s,流速为m/s。 （2）垂直管，管内径为100mm，流体的相对密度为0.85，粘度为20mPa.s,流速为0.4m/s。三、计算题1虹吸管将20的苯（密度为800kg/m3）从池中吸出，虹吸管用直径为d的玻璃管制成，装置如图。设管中流动按理想流体处理，假设池的直径很大，流动时液面不变。（

7、1）水在管中流动时，比较AA、BB、CC、DD面压力大小？(2管中流速大小与哪些因素有关？欲增加管中流速，可采取什么措施？管中流速的极限值是多少？2用离心泵将蓄水池中20的水送到敞口高位槽中，流程如本题附图所示。管路为57×3.5mm的光滑钢管，直管长度与所有局部阻力（包括孔板）当量长度之和为250mm。输水量用孔板流量计测量，孔径d0=20mm，孔流系数为0.61。从池面到孔板前测压点A截面的管长（含所有局部阻力当量长度）为80mm。U型管中指示液为汞。摩擦系数可近似用下式计算，即当水流量为7.42m3/h时，试求：(1每kg水通过泵所获得的净功；(2A截面U型管压差计的读数R1；

8、(3孔板流量计的U型管压差计读数R2。3用离心泵向E、F两个敞口高位槽送水，管路系统如本题附图所示。已知：所有管路内径均为33mm，摩擦系数为0.028，AB管段的长度（含所有局部阻力的当量长度）为100m，泵出口处压强表读数为294kPa，各槽内液面恒定。试计算：(1 当泵只向E槽供水，而不向F槽供水、F槽内的水也不向E槽倒灌（通过调节阀门V1与V2开度来实现），此时管内流速和BC段的长度（包括所有局部阻力当量长度）为若干；(2 欲同时向EF两槽供水，试定性分析如何调节两阀门的开度？假设调节阀门前后泵出口处压强表读数维持不变。4密度为900kg/m3的某液体从敞口容器A经过内径为40mm的管路进入敞口容器B，两容器内的液面高度恒定，管路中有一调节阀，阀前管长65m，阀后管长25m（均包括全部局部阻力的当量长度，进出口阻力忽略不计）。当阀门全关时，阀前后的压强表读数分别为80kPa和40kPa。现将调解阀开至某一开度，阀门阻力的当量长度为30m，直