化工原理第一章题库与解答

1、一、单选题1 单位体积流体所具有的（）称为流体的密度。AA 质量；B 粘度；C 位能；D 动能。2单位体积流体所具有的质量称为流体的（）。 AA 密度；B 粘度；C 位能；D 动能。3层流与湍流的本质区别是（）。 DA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气体是（）的流体。BA 可移动；B 可压缩；C 可流动；D 可测量。5在静止的流体内，单位面积上所受的压力称为流体的（）。 CA 绝对压力；B 表压力；C 静压力；D 真空度。6以绝对零压作起点计算的压力，称为（）。 AA 绝对压力；B 表压力；C 静压力；D

2、 真空度。7当被测流体的（）大于外界大气压力时，所用的测压仪表称为压力表。DA 真空度；B 表压力；C 相对压力；D 绝对压力。8当被测流体的绝对压力（）外界大气压力时，所用的测压仪表称为压力表。AA 大于； B 小于； C 等于； D 近似于。9（）上的读数表示被测流体的绝对压力比大气压力高出的数值，称为表压力。AA 压力表；B 真空表；C 高度表；D 速度表。10被测流体的（）小于外界大气压力时，所用测压仪表称为真空表。DA 大气压；B 表压力；C 相对压力；D 绝对压力。11. 流体在园管内流动时，管中心流速最大，若为湍流时，平均流速与管中心的最大流速的关系为（） 。 BA. Um= 1

3、/2Umax; B. Um = ; C. Um = 3/2Umax。12. 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（ ） 。 AA.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。13. 层流底层越薄（ ） 。 CA. 近壁面速度梯度越小；B. 流动阻力越小；C. 流动阻力越大；D. 流体湍动程度越小。14. 双液体 U 形差压计要求指示液的密度差（ ） CA. 大； B. 中等； C. 小； D. 越大越好。15. 转子流量计的主要特点是（ ） 。 CA. 恒截面、恒压差；B

4、. 变截面、变压差；C. 恒流速、恒压差；D. 变流速、恒压差。16. 层流与湍流的本质区别是：（ ） 。 DA. 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。17. 圆直管内流动流体，湍流时雷诺准数是（） 。 BA. Re & 2000 ; B. Re 4000 ; C. Re = 2000 4000。18. 某离心泵入口处真空表的读数为200mmHg ， 当地大气压为101kPa, 则泵入口处的绝对压强为（） 。 AA. ； B. 101kPa ； C. 。19. 在稳定流动系统中，水由粗管连续地流入细

5、管，若粗管直径是细管的2 倍，则细管流速是粗管的（）倍。 CA. 2 ； B. 8 ； C. 4 。20. 流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是（） 。 CA. 流动速度大于零；B. 管边不够光滑；C. 流体具有粘性。21. 在相同条件下，缩小管径，雷诺数（） 。 AA. 增大； B. 减小； C. 不变。22. 水在园形直管中作滞流流动，流速不变，若管子直径增大一倍，则阻力损失为原来的（） 。AA. 1/4 ； B. 1/2 ； C. 2 倍。23单位时间内流过管道任意截面的流体量称为（）。 CA 流速；B 流线；C 流量；D 流函数。24单位时间内流体在流动方向上所流过的（）称为流速。CA

6、宽度；B 高度；C 距离；D 直线。25柏努利方程式中的（）项表示单位质量流体所具有的位能。AA gz； B ； C ； D we。26柏努利方程式中的项表示单位质量流体所具有的（）。 BA 位能； B 动能； C 静压能；D 有效功。27柏努利方程式中的（）项表示单位质量流体所具有的静压能。CA gz； B ； C ； D we。28柏努利方程式中的（）项表示单位质量流体通过泵（或其他输送设备）所获得的能量，称为有效功。DA gz； B ； C ； D we。29柏努利方程式中的（）项表示单位质量流体因克服流动阻力而损失的能量。DA gz； B ； C ； D 。30.流体在直管中流动，当（

7、 2000时，流体的流动类型属于层流。AA Re； B Pr； C Nu； D Gr。31流体在直管中流动，当Re（） 4000 时，流体的流动类型属于湍流。BA v； B ; C w；D 丰。32.流体在直管中流动，当 2000V （ ） 4000流动类型为湍流。（2）层流时，Re & 2000 ,流速最大时， Re = 2000 ,即du p /科=2000u = 2000 科/d p= 2000 x （X 1000） = 0.08 m/s12 .密度为850 kg/m3、粘度为8X 10-3 Pa - s的液体在内径为14 mmB勺钢管内流动，液体的 流速为1 m/s。计算：（1）雷诺准

8、数，并指出属于何种流型；（2）若要使该流动达到湍流，液体的流速至少应为多少解：（1） Re = du p/ i= x 1 X 850/8 x 10-3 = 4000 ,流速最小时，Re = 4000 ,即du p /科=4000.u = 4000 科/d p= 4000 X （X 850） = 2.69 m/s13 .用108X4 mm的钢管从水塔将水引至车间，管路长度150 m （包括管件的当量长度）。若此管路的全部能量损失为118 J/kg ,此管路输水量为若干 益用（管路摩擦系数可取为，3水的密度取为1000 kg/m 3）解：能量损失118 J/kgu = 2.8 m/s流量 V =

9、uA = X 79.13 m 3/h14 .用168X9 mm的钢管输送原油。管线总长100 km,油量为60000 kg/h ,油管最大抗压能力为x 107Pa。已知50 C时油的密度为890 kg/m3,粘度为181 cp。假定输油管水 平放置，其局部阻力忽略不计。问：为完成上述输油任务，中途需设几个加压站解：U1 = U 2,乙=Z 2, u = V/A = (60000/890)/(3600 xx = 1.06 m/s Re = du p/ = xx 890/(181 X 10-3) = 782 层流 入=64/Re = 64/782 =AP =入(l/d)(u 2/2) p= x (

10、10 5/x 2) x 890 = x 107 Pan = X 107/X 107) = 中途应设一个加压站15 .在附图所示的储油罐中盛有密度为960 kg/m3的油品。油面高于罐底 9.6 m ,油面上方为常压。 在罐侧壁的下部有一直径为760 mm圆孔，其中心距罐底800 mm,孔盖用14 mm的钢制螺钉紧 固。若螺钉材料的工作应力取为x106Pa,问：至少需要几个螺钉解：设通过孔盖中心的水平面上液体的静压强为 p,则p就是管内液体作用与孔盖上的平均 压强。由流体静力学基本方程式知作用在孔盖外侧的是大气压强p a ,故孔盖内外两侧所受压强差为作用在孔盖上的静压力为每个螺钉能承受的力为螺钉

11、的个数=X 104/X 103 = 个 即至少需要7个螺钉。16 .某流化床反应器上装有两个U管压差计，如本题附图所示。测得 Ri = 400 mm,的=50 mm,指示 液为水银。为防止水银蒸气向空间扩散，在右侧 的U管与大气连通的玻璃管内灌入一段水，其高 度R3 =50 mm,求 A B两处的表压强。解：U管压差计连接管中是气体，其密度远远小于水 银及水的密度，由气柱高度所产生的压强差可以 忽略。设R2下端为C点，R下端为D点，因此可 认为 PAPC,PB PDPa P C = P H2cgR + P HggR2=1000 XX + 13600 x x= 7161 N/m 2（表压）Pb

12、P d = Pa + p HggR=7161 + 13600 XX=x 104 N/m2 （表压）17 根据本题附图所示的微差压差计的读数，计算管路中气体的表压强 p。压差计中以油和水为指示液，其密度分别为920 kg/m 3 及 998 kg/m 3， U 管中油、水交界面高度差R = 300mm。两扩大室的内径D均为60 mm, U管内径d为6 mm,（当管路内气体压强等于大气压强时，两扩大室液面平齐。）解：当管路内的气体压强等于大气压强时，两扩大室的液面平齐，则两扩大室液面差A h与微差压差计读数R的关系为当压差计读数R = 300 mm 时，两扩大室液面差为m则管路中气体的表压强为2p

13、 = （998 - 920 ） XX + 920 XX = 257 N/m（表压）18 用泵将水从水池送至高位槽。高位槽液面高于水池液面50m,管路全部能量损失为20 J/kg ,流量为 36 m3/h ，高位槽与水池均为敞口。若泵的效率为 60%，求泵的轴功率。（水的密度取为1000kg/m3）解：设水池液面为1-1 截面，高位槽液面为2-2 ，以水池液面为基准水平面，在两截面间列柏努利方程式。Zi = 0 , Z2 = 50 m , ui0, u2P0, Pi = P2 = 0 （表压）,2 hf = 20 J/kgwe = x 50 + 20 = J/kg水的质量流率 ws = 36 x

14、 1000/3600 = 10 kg/s有效功率 Ne = we - ws = x 10 = 5105 W轴功率 N = 5105/ = W19 .水以2.5m/s的流速流经 38X2.5 mm的水平管，此管以锥形管与另一 38 X3 mmB勺水平管相连。如附图所示，在锥形管两侧A、 B 处各插入一垂直玻璃管以观察两截面的压强。若水流经A、 B 两截面间的能量损失为J/kg ，求两玻璃管的水面差（以mm己），并在本题附图中画出两玻璃管中水面的相对位置。（水的密度取为1000 kg/m 3）解：上游截面 A-A/ ,下游截面B-B/ ,通过管子中心线作基准水平面。在两截面间列柏努 利方程式。式中

15、 ZA = ZB = 0 , uA = 2.5 m/s , 2 hfA,B = J/kg根据连续性方程式，对于不可压缩流体有 m/s两截面的压强差为=N/m 2即 mmHO由于pB pA20 .如图所示，常温的水在管道中流过，两个串联的 U 形管压差计中的指示液均为水银，密度为 Hg,测压连接管内充满常温的水，密度为w,两U形管的连通管内充满空气。若测压前两U形管压差计内的水银液面均为同一高度，测压后两U形管压差计的读数分另为R、的，试求a、b两点间的压力差。解：，而， 所以21 .在如图所示的测压差装置中，U形管压差计中的指示液为水银，其密度为Hg,其他管内均充满水，其密度为 w, U形管压

16、差计的读数为R,两测压点间的位差为h,试求a、b两测压点间的压力差。解：由所以所以22 .用离心泵将水从储槽送至水洗塔的顶部，槽内 水位维持恒定，各部分相对位置如本题附图所 示。管路的直径均为 76 X 2.5 mm。在操作条件 下，泵入口处真空表的读数为x103 Pa；水流经吸入管与排出管（不包括喷头）的能量损失可 分别按 与 计算。由于管径不变，故式中 u为 吸入或排出管的流速 m/s。排水管与喷头处的压强为x 103 Pa （表压）。求泵的有效功率。（水3.的密度取为1000 kg/m ） 解：（1）水在管内的流速与流量设储槽水面为上游截面 1-1 / ,真空表连接处为下游截面2-2 /

17、 ,并以截面1-1 /为基准水平面。在两截面间列柏努利方程。式中 Z1 = 0 , Z2 = 1.5 m , p1 = 0 （表压），p2 = x 103 Pa （表压）U1 0,将上列数值代入柏努利方程式，解得水在管内的流速U2m/s水的流量ws = uA p = kg/s（2）泵的有效功率设储槽水面为上游截面 1-1 / ,排水管与喷头连接处为下游截面2-2/ ,仍以截面1-1 /为基准水平面。在两截面间列柏努利方程。式中 Z1 = 0 , Z2 = 14 m , U1 =0, U2 = 2 m/s , p1 = 0 （表压）p2=x103 Pa （表压），将上列数值代入柏努利方程式，解得

18、J/kgwe泵的有效功率 Ne = we - ws = x = 2260 W23 .在本题附图所示的实验装置中，于异径水平管段两截面间连一倒置 U管压差计，以测量两截面之间的压强差。当水的流量为 10800 kg/h时，U管压差计读数 R为100 mm粗、细管的直径分别为 60X3.5 mmW 42 X 3 mm 计算：（1） 1kg水流经两截面间的能量损失；（2）与该能量损失相当的压强降为多少 Pa （水的密度取为10003、kg/m ）解：（1） 1kg水流经两截面间的能量损失设导管在上游的连接处为截面1-1 / ,下游的连接处为截面2-2/ ,并通过管轴作基准水平面。在两截面间列柏努利方

19、程 式中 Z 1 = Z 2 = 0 , u = w s/A p m/sm/s- , J/kg将以上各数值代入柏努利方程式，解得J/kg（2）与该能量损失相当的压强降N/m224 . 在图示装置中，水管直径为57X3.5 mm当阀门全闭时，压力表读数为大气压，而在阀门开启后，压力表读数降至大气压。设管路入口至压力表处的压头损失为mH 2O,求水的流量为若干m/h5解：阀门全闭时，由 P2 = pgH, H = XX 10/ （1000X） = 3.1 m即水槽液面距阀门中心线的高度为3.1 m。阀门开启时，以水槽液面为上游截面1-1 / ,压力表处为下游截面2-2,，管路中心线为基准水平面。在

20、两截面间列柏努利方程式Z1 = H = 3 m , Z2 = 0 , P1 = 0 , P2= xx 105 Pa , u1 = 0, s hf/g = mH 2O 代入上式=XX 105/ （1000X） +/ （2X） +解得 u 2 = 3.24 m/sVh =（兀 /4 ） d2ux 3600 = 22.9 m 3/h25 .如图所示，密度为850 kg/m3的料液从高位槽送入塔中，高位槽内的液面维持恒定。塔内表压强 为x 103 Pa,进料量为5 m3/h。连接管直径为 38 X 2.5 mm料液在连接管内流动时的能量损失为 30J/kg （不包括出口的能量损失）。求：高位槽 内的液

21、面应比塔的进料口高出多少解：以高位槽液面为上游截面1-1/ ,连接管出口内侧为下游截面2-2/ ,并以截面1-1/为基准水平面。在两截面间列柏努利方程式。式中 Z 1 = 0 , u产 0, m/sp1 = 0 （表压）,p2 = x 103 Pa （表压），E hf = 30 J/kg 将上述数值代入柏努利方程，解得m高位槽内的液面应比塔的进料口高4.37 m。3 .26.如图所不，用泵将储槽中密度为 1200 kg/m的溶 液送到蒸发器内。储槽内液面维持恒定，其上方与大气相同。蒸发器内的操作压强为 200mmHg真 空度），蒸发器进料口高于储槽内的液面15 m,输送管道的直径为 68 X

22、4 mm送料量为20 m3/h , 溶液流径全部管道的能量损失为120 J/kg ,求泵的有效功率。解：以储槽的液面为上游截面1-1/ ,管路出口内侧为下游截面2-2/ ,并以截面1-1 /为基准水平面。在两截面间列柏努利方程式。式中 Z1 = 0 , Z2 = 15 m , p 1 = 0 （表压）， Pa （表压）U1 = 0, m/s, 2 hf = 120 J/kg将以上各项数值代入柏努利方程中J/kgwekg/swsNe = we , ws = x = 1647 W27附图中所示的高位槽液面维持恒定，管路中ab和 cd 两段的长度、直径及粗糙度均相同。某液体以一定流量流过管路，液体在流动中温度可视为不变。