第一章习题与作业

1、1、某流体在圆形直管中作滞流流动时，其速度分布是 型曲线，其管中心最大流速为平均流速的 倍，摩擦系数与Re的关系为 。2、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 ，摩擦系数 ，管道总阻力损失 。3277K的水粘度为1cP，在内径为20mm的管内作稳定连续层流时的最大流速为 m*s1。4. 产生流体阻力的根本原因是 。5由实验可确定直管摩擦系数与Re的关系。层流区，摩擦系数与管壁的 无关， 与Re的关系为 。而阻力平方区，摩擦系数与 无关，仅与 有关。6牛顿粘性定律的表达式为 ，动力粘度（简称为粘度）的SI单位为 ，运动粘度 的SI单位为 。7如

2、图 U形管压差计测得: 。 a. AB间的阻力损失 b. AB间的压强差 c. AB间的位头差加阻力损失 d. AB间位头差8如右图管中充满水,U形差压计的读数为零,则_。 2 1 2 1 (A)管内流体肯定处于静止状态; (B)管内流体肯定从1流向2; (C)管内流体肯定从2流向1; (D)以上三种答案都不对。9 如图1所示，液体在等径倾斜管中稳定流动，则阀的局部阻力系数与压差计读数的关系式为_。10如图三根等径管(其内径d1=d2=d3)内的流量相同,二测压点间距离相同。 d u d d 1 2 3 4 5 6 (1)记P1=P1-P2,P2=P3-P4, P3=P5-P6,则_。 (2)

3、差压计读数R1、R2、R3间关系为_。11、如图所示，液体分别从两容器中流出，液面保持不变，排出管径相同。问(1)图a中1-1和22截面的ul>u2还是ul=u2？为什么？(2)图a、b中Z3>Z4,其它条件不变，忽略阻力损失，则出口处的速度u3与u4哪个大？为什么？(3)图a、b中Z2Z4，则截面22处的速度与u4哪个大？为什么？12. 在本题附图所示的列管换热器内，冷溶液与热苯溶液交换热量。换热器的外壳内径600mm，壳内装有269根25X2.5mm的热交换列管束。215m3/h的热苯在管束内流过，从95 oC被冷却到25oC，0.2mm.试求（1）苯在管束流过时因克服摩擦阻力

4、引起的压降（2）管束外溶液5×104kg/h，810kg/m3，求管束外流动的流型。13.用泵将密度1100kg/m3、粘度1.2X103Pa*s 的溶液从贮槽送至表压0.2Xl05Pa的密闭高位槽。管子直径为108*4mm、直管长度70m、各管件的当量长度之和为100m(不包括进口与出口阻力)。0.3mm，输送量为50m3/h，两槽液面恒定，其间垂直距离为20m，今用65、N轴7.5kW的库存离心泵，问该泵能否完成任务？14用泵将敞口贮槽中的溶液送往10m高的容器中去 ，容器表压强为0.05MPa。泵的吸入管路为57mm×3.5mm的无缝钢管，长6m，管路中泵进口处有一个

5、止逆底阀，一个90。弯头。压出管路为48mm×4mm无缝钢管，管长 25m，装有闸阀(全开)一个，90。弯头10个。操作温度下溶液900kg/m3，1.5mPa*s。求流量为4.5×103m3/s时需向单位重量（每牛顿）液体补加的能量。（0.2mm）1包括所有局部阻力当量长度),当阀a全关,阀b打开时,压力表PB的读数为2.4×104Pa。假设阻力系数均为0.03,水的密度为1000kg/m3。(1)试计算B管道(CB段)的流速;(2)若维持阀b的开度不变,逐渐打开阀a,直到CB、CD两管中流速相等,此时B管的流速又为多少?50, LOC=45,LCB=15, a

6、关b开时PB=2.4×104Pa,=0.03,=1000kg/m3 求（）uCB;(2)a 打一至uCB=uCD, 此时的uCB？如下图所示,用管路连接水槽A、B、C。已知管径都为32×2.5,点O至槽A、B、C的管长分别为6m、3m、5m(包括进出口、弯头及三通管件的局部当量长度),三槽水面维持恒定:支管OC上有一闸阀K,全开时的阻力系数为0.17,管的摩擦因数估计为0.02,流体为常温水。试求:(1)闸阀的局部阻力系数为多少时OB管段的流速为零? 当闸阀全开时各管段内水的流向和流量。32×2.5, LOA=6, LOB=3, LOC=5,开=0.17,=0.0

7、2,求：(1）=?, uOB=0;（2）全开时,流向及流量?习 题 1燃烧重油所得的燃烧气，经分析测知其中含8.5%CO2，7.5%O2，76%N2，8%H2O（体积%）。试求温度为500、压强为101.33×103Pa时，该混合气体的密度。2在大气压为101.33×103Pa的地区，某真空蒸馏塔塔顶真空表读数为9.84×104Pa。若在大气压为8.73×104Pa的地区使塔内绝对压强维持相同的数值，则真空表读数应为多少？3敞口容器底部有一层深0.52m的水，其上部为深3.46m的油。求器底的压强，以Pa表示。此压强是绝对压强还是表压强？水的密度为100

8、0kg/m3，油的密度为916 kg/m3。4为测量腐蚀性液体贮槽内的存液量，采用图1-7所示的装置。控制调节阀使压缩空气缓慢地鼓泡通过观察瓶进入贮槽。今测得U型压差计读数R=130mmHg，通气管距贮槽底部h=20cm，贮槽直径为2m，液体密度为980 kg/m3。试求贮槽内液体的储存量为多少吨？5一敞口贮槽内盛20的苯，苯的密度为880 kg/m3。液面距槽底9m，槽底侧面有一直径为500mm的人孔，其中心距槽底600mm，人孔覆以孔盖，试求：（1） 人孔盖共受多少液柱静止力，以N表示；（2） 槽底面所受的压强是多少？6为了放大所测气体压差的读数，采用如图所示的斜管式压差计，一臂垂直，一臂

9、与水平成20°角。若U形管内装密度为804 kg/m3的95%乙醇溶液，求读数R为29mm时的压强差。7用双液体U型压差计测定两点间空气的压差，测得R=320mm。由于两侧的小室不够大，致使小室内两液面产生4mm的位差。试求实际的压差为多少Pa。若计算时忽略两小室内的液面的位差，会产生多少的误差？两液体密度值见图。8为了排除煤气管中的少量积水，用如图所示的水封设备，水由煤气管路上的垂直支管排出，已知煤气压强为1×105Pa(绝对压强)。问水封管插入液面下的深度h应为若干？当地大气压强pa=9.8×104Pa，水的密度=1000 kg/m3。9如图示某精馏塔的回流装

10、置中，由塔顶蒸出的蒸气经冷凝器冷凝，部分冷凝液将流回塔内。已知冷凝器内压强p1=1.04×105Pa（绝压），塔顶蒸气压强p2=1.08×105Pa（绝压），为使冷凝器中液体能顺利地流回塔内，问冷凝器液面至少要比回流液入塔处高出多少？冷凝液密度为810 kg/m3。习题6附图 习题7附图习题8附图 习题9附图 1精馏塔；2冷凝器 10为测量气罐中的压强pB，采用如图所示的双液杯式微差压计。两杯中放有密度为1的液体，U形管下部指示液密度为2。管与杯的直径之比d/D。试证： 11列管换热器的管束由121根25×2.5mm的钢管组成，空气以9m/s的速度在列管内流动。空

11、气在管内的平均温度为50，压强为196×103Pa（表压），当地大气压为98.7×103Pa。试求： （1）空气的质量流量； （2）操作条件下空气的体积流量； （3）将（2）的计算结果换算为标准状态下空气的体积流量。注：25×2.5mm钢管外径为25mm，壁厚为2.5mm，内径为20mm。 习题10附图 习题11附图 1壳体；2顶盖；3管束； 4花板；5空气进出口。12高位槽内的水面高于地面8m，水从108×4mm的管路中流出，管路出口高于地面2m。在本题中，水流经系统的能量损失可按hf=6.5u2计算，其中u为水在管内的流速，试计算： （1）AA截面处

12、水的流速； （2）出口水的流量，以m3/h计。13在图示装置中，水管直径为57×3.5mm。当阀门全闭时，压力表读数为3.04×104Pa。当阀门开启后，压力表读数降至2.03×104Pa，设总压头损失为0.5m。求水的流量为若干m3/h？水密度=1000kg/m3。习题12附图 习题13附图 17图示一冷冻盐水的循环系统。盐水的循环量为45 m3/h，管径相同。流体流经管路的压头损失自A至B的一段为9m，自B至A的一段为12m。盐水的密度为1100 kg/m3，试求： （1）泵的功率，设其效率为0.65； （2）若A的压力表读数为14.7×104Pa，

13、则B处的压力表读数应为多少Pa？习题16附图 习题17附图 1换热器 2泵 18在水平管路中，水的流量为2.5l/s，已知管内径d1=5cm，d2=2.5cm及h1=1m，若忽略能量损失，问连接于该管收缩面上的水管，可将水自容器内吸上高度h2为多少？水密度=1000 kg/m3。习题18附图 习题19附图20有一输水系统如图所示。输水管径为57×3.5mm。已知管内的阻力损失按hf=45×u2/2计算，式中u为管内流速。求水的流量为多少m3/s？欲使水量增加20%，应将水槽的水面升高多少？习题20附图 习题21附图2390的水流入内径为20mm的管内，欲使流动呈层流状态，水

14、的流速不可超过哪一数值？若管内流动的是90的空气，则这一数值又为多少？ 25用168×9mm的钢管输送原油，管线总长100km，油量为60000kg/h，油管最大抗压能力为1.57×107Pa。已知50时油的密度为890kg/m3，油的粘度为0.181Pa·s。假定输油管水平放置，其局部阻力忽略不计，试问为完成上述输送任务，中途需几个加压站？ 所谓油管最大抗压能力系指管内输送的流体压强不能大于此值，否则管子损坏。26每小时将2×104kg的溶液用泵从反应器输送到高位槽（见图）。反应器液面上方保持26.7×103Pa的真空度，高位槽液面上方为大气

15、压。管路为76×4mm钢管，总长50m，管线上有两个全开的闸阀，一个孔板流量计（=4）、五个标准弯头。反应器内液面与管出口的距离为15m。若泵的效率为0.7，求泵的轴功率。溶液=1073 kg/m3，=6.3×104Pa·s，=0.3mm。习题26附图 习题27附图27用压缩空气将密闭容器（酸蛋）中的硫酸压送到敞口高位槽。输送流量为0.1m3/min，输送管路为38×3mm无缝钢管。酸蛋中的液面离压出管口的位差为10m，在压送过程中设位差不变。管路总长20m，设有一个闸阀（全开），8个标准90°弯头。求压缩空气所需的压强为多少（表压）？硫酸为1

16、830kg/m3，为0.012Pa·s，钢管的为0.3mm。 28粘度为0.03 Pa·s、密度为900 kg/m3的液体自容器A流过内径40mm的管路进入容器B。两容器均为敞口，液面视作不变。管路中有一阀门，阀前管长50m，阀后管长20m（均包括局部阻力的当量长度）。当阀全关时，阀前、后的压力表读数分别为8.82×104Pa和4.41×104Pa。现将阀门打开至1/4开度，阀门阻力的当量长度为30m。试求： （1）管路的流量； （2）阀前、阀后压力表的读数有何变化？ 习题28附图 习题29附图31.一酸贮槽通过管路向其下方的反应器送酸，槽内液面在管出口以上2.5m。管路由38×2.5mm无缝钢管组成，全长（包括管件的当量长度）为25m。由于使用已久，粗糙度应取为0.15mm。贮槽及反应器均为大气压。求每分钟可送酸多少m3？酸的密度=1650 kg/m3，粘度=0.012Pa·s。（提示：用试差法时可先设=0.04）。32水位恒定的高位槽从C、D两支管同时放水。AB段管长6m，内径41mm。BC段长15m，内径25mm。BD长24m，内径25mm。上述管长均包括阀门及其它局部阻力的当量长度，但不包括出口动能项，分支点B的能量损失可忽略。试求： （1）D、C两支