化工原理上册 第一章流体流动 学生自测 、填空或选择 1.某设备的表压强为100kPa,则它的绝对压强为kPa:另一设备的真空度为400mHg,则它 的绝对压强为。(当地大气压为101.33kPa) [答:201.33kPa,360mmHg] 2.如图所示,容器中盛有p=800kg/m3的油品,U形管中指示液为水(p=1000kg/m3),a1 a2、a3在同一水平面上,b1、b2、b3及b4也在同一高度上,h1=100mm,h2=200mm,则各点的表 压pa1= (表压值以mmH20表示) 自测题→、2附图 [答:0,100,200,300,340,200 3.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λ与Re关系为 [答:抛物线 4.流体在钢管内作湍流流动时,摩擦系数λ与_和有关:若其作完全湍流(阻力平方区) 则仅与_有关。 [答 d a 5.流体作湍流流动时,邻近管壁处存在一,雷诺数愈大,湍流程度愈剧烈,则该层厚度 [答:滞流内层:愈薄]
化工原理上册 第一章 流体流动 学生自测 一、 填空或选择 1．某设备的表压强为 100kPa，则它的绝对压强为____kPa；另一设备的真空度为 400mmHg，则它 的绝对压强为____。（当地大气压为 101.33 kPa） [答：201.33 kPa，360mmHg] 2．如图所示，容器中盛有 ρ＝800kg/m3 的油品，U 形管中指示液为水(ρ＝1000kg/m3)，a1、 a2、a3 在同一水平面上，b1、b2、b3 及 b4 也在同一高度上，h1=100mm，h2=200mm，则各点的表 压 pa1=____，pa2=____，pb2=____，pb3=____，h3=____。（表压值以 mmH2O 表示） [答：0，100，200，300，340，200] 3．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 λ 与 Re 关系为____。 [答：抛物线，2， =64/Re] 4．流体在钢管内作湍流流动时，摩擦系数 λ 与____和____有关；若其作完全湍流（阻力平方区）， 则 λ 仅与____有关。 [答：Re， ； ] 5．流体作湍流流动时，邻近管壁处存在一____，雷诺数愈大，湍流程度愈剧烈，则该层厚度____。 [答：滞流内层；愈薄]
6.因次分析的依据是_。 答:因次一致性] 7.从液面恒定的高位槽向常压容器加水,若将放水管路上的阀门开度关小,则管内水流量将 管路的局部阻力将_,直管阻力将』,管路总阻力将_。(设动能项可忽略。) [答:变小、变大、变小、不 8.牛顿粘性定律的表达式为,该式应用条件为__流体作_流动。 ,牛顿型,滞流 水力半径的定义式为 当量直径为_倍水力半径 流通截面积 润湿周边长 10.局部阻力的计算方法有和 [答:阻力系数法,当量长度法] 11.水流经图示的管路系统从细管喷出。已知d1管段的压头损失Hf1=1m(包括局部阻力)d 管段的压头损失Hf,2=2m(不包括出口损失)。则管口喷出时水的速度u3=_m/s,d1管段的 速度u1=m/s,水的流量V=m3/h,水喷射到地面的水平距离x=me d1=20mm d2=10m 6.5m 自测题一、11附图 [答:7,1.75,1.98,8.06] 12.LzB-40转子流量计,出厂时用20℃空气标定流量范围为6m3/h60m3/h,现拟用以测定40℃ 的空气,则空气流量值比刻度值_,校正系数为_,实际流量范围为_m3/h [答:大,1.034,6.2~62] 13.一转子流量计,当通过水流量为1m3/h时,测得该流量计进、出间压强降为20Pa:当流量 增加到1.5m3/h时,相应的压强降_
6．因次分析的依据是____。 [答：因次一致性] 7．从液面恒定的高位槽向常压容器加水，若将放水管路上的阀门开度关小，则管内水流量将____， 管路的局部阻力将____，直管阻力将____，管路总阻力将____。（设动能项可忽略。） [答：变小、变大、变小、不变] 8．牛顿粘性定律的表达式为____，该式应用条件为____流体作____流动。 [答： ，牛顿型，滞流] 9．水力半径的定义式为____，当量直径为____倍水力半径。 [答： ，4] 10．局部阻力的计算方法有____和____。 [答：阻力系数法，当量长度法] 11．水流经图示的管路系统从细管喷出。已知 d1 管段的压头损失 Hf1=1m（包括局部阻力）d2 管段的压头损失 Hf,2=2m（不包括出口损失）。则管口喷出时水的速度 u3=____m/s，d1 管段的 速度 u1=____m/s，水的流量 V=____m3/h，水喷射到地面的水平距离 x=____m。 [答：7，1.75，1.98，8.06] 12．LZB-40 转子流量计，出厂时用 20℃空气标定流量范围为 6m3/h~60m3/h，现拟用以测定 40℃ 的空气，则空气流量值比刻度值____，校正系数为____，实际流量范围为____m3/h。 [答：大，1.034，6.2~62] 13．一转子流量计，当通过水流量为 1m3/h 时，测得该流量计进、出间压强降为 20Pa；当流量 增加到 1.5m3/h 时，相应的压强降____
[答:不变。] 14.在SI单位制中,通用气体常数R的单位为(B) A.atm·cm3/mol·KB.Pa·m3/mol·K C.kgf·kmol·KD.Ibf·ft/ Ibmol·K 15.通常流体粘度μ随温度t的变化规律为(C) A.t升高、μ减小B.t升高、μ增大 C.对液体粘度t升高μ减小,对气体则相反.D.对液体t升高μ增大,对气体则相反 16.流体在圆形直管中流动时,若其已进入阻力平方区,则摩擦系数λ与雷诺数Re的关系为(C)。 A.Re增加,λ增大B.Re增加,λ减小 C.Re增加,λ基本上不变D.Re增加,λ先增加大后减小 17.滞流和湍流的本质区别是(D)。 A.湍流流速大于滞流流速B.滞流时Re数小于湍流时Re数 C.流道截面大时为湍流,截面小的为滞流D.滞流无径向脉动,而湍流有径向脉动 18.因次方析的目的在于(B)。 A.得到各变量间的确切定量关系.B.用无因次数群代替变量,使实验与关联简化 C.得到无因次数群间定量关系.D.无需进行实验,即可得到关联式 19.滞流内层越薄,则以下结论是正确的(D) A.近壁面处速度梯度越小B.流体湍动程度越低 C.流动阻力越小D.流动阻力越大 20.在一水平变径管路中,在小管截面A和大管截面B连接一U型压差计,当流体流过该管时,压 差计读数R值反映(A) A.A、B两截面间的压强差B.A、B两截面间的流动阻力 C.A、B两截面间动压头变化D.突然扩大或缩小的局部阻力 21.在一定管路中,当孔板流量计的孔径和文丘里流量计的喉径相同时,相同流动条件下,文丘 里流量计的孔流系数CV和孔板流量系数CO的大小为(B) A.CO=CVB.C0>CVC.C0<CVD.不确定 22.流体流过两个并联管路管1和2,两管内均呈滞流。两管的管长L1=L2、管内径dl=2d2,则 体积流量V2/V1为(C)。 A.1/2B.1/4C.1/8D.1/16
[答：不变。] 14．在 SI 单位制中，通用气体常数 R 的单位为(B)。 A．atm·cm3/mol·K B．Pa·m3/mol·K C．kgf·kmol·K D．Ibf·ft/Ibmol·K 15．通常流体粘度 μ 随温度 t 的变化规律为(C)。 A．t 升高、μ 减小 B．t 升高、μ 增大 C．对液体粘度 t 升高 μ 减小，对气体则相反. D．对液体 t 升高 μ 增大，对气体则相反 16．流体在圆形直管中流动时，若其已进入阻力平方区，则摩擦系数 λ 与雷诺数 Re 的关系为(C)。 A．Re 增加，λ 增大 B．Re 增加，λ 减小 C．Re 增加，λ 基本上不变 D．Re 增加，λ 先增加大后减小 17．滞流和湍流的本质区别是(D)。 A．湍流流速大于滞流流速 B．滞流时 Re 数小于湍流时 Re 数 C．流道截面大时为湍流，截面小的为滞流 D．滞流无径向脉动，而湍流有径向脉动 18．因次方析的目的在于(B)。 A．得到各变量间的确切定量关系. B．用无因次数群代替变量,使实验与关联简化. C．得到无因次数群间定量关系. D．无需进行实验，即可得到关联式. 19．滞流内层越薄,则以下结论是正确的(D)。 A．近壁面处速度梯度越小 B．流体湍动程度越低 C．流动阻力越小 D．流动阻力越大 20．在一水平变径管路中,在小管截面 A 和大管截面 B 连接一 U 型压差计,当流体流过该管时,压 差计读数 R 值反映(A). A．A、B 两截面间的压强差 B．A、B 两截面间的流动阻力 C．A、B 两截面间动压头变化 D．突然扩大或缩小的局部阻力 21．在一定管路中，当孔板流量计的孔径和文丘里流量计的喉径相同时，相同流动条件下，文丘 里流量计的孔流系数 CV 和孔板流量系数 C0 的大小为（B）。 A．C0=CV B．C0>CV C．C0<CV D．不确定. 22．流体流过两个并联管路管 1 和 2，两管内均呈滞流。两管的管长 L1=L2、管内径 d1=2d2，则 体积流量 V2/V1 为（C）。 A．1/2 B．1/4 C．1/8 D．1/16
二,计算题 1.内截面为1000m×1200mm的矩形烟囱的高度为30m。平均摩尔质量为30kg/kmol、平均温度 为400℃的烟道气自下而上流动。烟囱下端维持49Pa的真空度。在烟囱高度范围内大气的密度 可视为定值,大气温度为20℃,地面处的大气压强为101.33×103Pa。流体流经烟囱时的摩擦系 数可取为0.05,试求烟道气的流量为若干kg/h? [答:4.62×104kg/h] 2.如本题附图所示,贮槽内水位维持不变。槽的底部与内径为100mm的钢质放水管相连,管路上 装有一个闸阀,距管口入口端15m处安有以水银为指示液的U形管压差计,其一臂与管路相连, 另一臂通大气。压差计连接管内充满了水,测压点与管路出口端之间的直管长度为20m。(1) 当闸阀关闭时,测得R=600mm,h=1500mm,当闸阀部分开启时,测得R=400mm,h=1400mm。摩擦 系数可取0.025,管路入口处局部阻力系数为0.5。问每小时从管中流出水多少立方米?(2)当 闸阀全开时,U管压差计的静压强为若干(Pa,表压)?闸阀全开时,le/d=15,摩擦系数仍可 取0.025 自测题二、2附图 [答:(1)88.5m3/h:(2)3.30×104Pa(表压)] 3.某油品的密度为800kg/m3,粘度为41lcP,由附图中所示的A槽送至B槽,A槽比B槽的液面 高1.5皿。输送管径为φ89×3.5mm、长50m(包括阀门的当量长度),进、出口损失可忽略。试 求:(1)油的流量,m3/h:(2)若调节阀门的开度,使油的流量减少20%,此时阀门的当量 长度为若干,m?
二．计算题 1．内截面为 1000mm×1200mm 的矩形烟囱的高度为 30m。平均摩尔质量为 30kg/kmol、平均温度 为 400℃的烟道气自下而上流动。烟囱下端维持 49Pa 的真空度。在烟囱高度范围内大气的密度 可视为定值，大气温度为 20℃，地面处的大气压强为 101.33×103Pa。流体流经烟囱时的摩擦系 数可取为 0.05，试求烟道气的流量为若干 kg/h？ [答：4.62×104kg/h] 2.如本题附图所示，贮槽内水位维持不变。槽的底部与内径为 100mm 的钢质放水管相连，管路上 装有一个闸阀，距管口入口端 15m 处安有以水银为指示液的 U 形管压差计，其一臂与管路相连， 另一臂通大气。压差计连接管内充满了水，测压点与管路出口端之间的直管长度为 20m。（1） 当闸阀关闭时，测得 R=600mm，h=1500mm，当闸阀部分开启时，测得 R=400mm，h=1400mm。摩擦 系数可取 0.025，管路入口处局部阻力系数为 0.5。问每小时从管中流出水多少立方米？（2）当 闸阀全开时，U 管压差计的静压强为若干（Pa，表压）？闸阀全开时，le/d=15，摩擦系数仍可 取 0.025。 [答：（1）88.5m3/h；（2）3.30×104Pa（表压）] 3.某油品的密度为 800kg/m3，粘度为 41cP，由附图中所示的 A 槽送至 B 槽，A 槽比 B 槽的液面 高 1.5m。输送管径为 φ89×3.5mm、长 50m（包括阀门的当量长度），进、出口损失可忽略。试 求：（1）油的流量，m3/h；（2）若调节阀门的开度，使油的流量减少 20％，此时阀门的当量 长度为若干，m？
B 自测题二、3附图 答:(1)23m3/h:(2)12.37m] 4.本题附图所示为一输水系统,高位槽的水面维持恒定,水分别从BC与BD两支管排出,高位槽 液面与两支管出口间的距离为11m。AB管段内径为38mm、长为58m:BC支管的内径为32m、长 为12.5m;BD支管的内径为26mm、长为14m,各段长均包括管件及阀门全开时的当量长度。AB 与BC管段的摩擦系数均可取为0.03。试计算:(1)当BD支管的阀门关闭时,BC支管的最大排 水量为若干,m3/h?(2)当所有的阀门全开时,两支管的排水量各为若干,m3/h?BD支管的 壁粗糙度可取为0.15mm,水的密度为1000kg/m3,粘度为0.001Pa·s 自测题二、4附图 [答:(1)7.1m3/h(2)VBC=5.18m3/h,VBD=2.77m3/h]
[答：（1）23m3/h；（2）12.37m] 4.本题附图所示为一输水系统，高位槽的水面维持恒定，水分别从 BC 与 BD 两支管排出，高位槽 液面与两支管出口间的距离为 11m。AB 管段内径为 38mm、长为 58m；BC 支管的内径为 32mm、长 为 12.5m；BD 支管的内径为 26mm、长为 14m，各段长均包括管件及阀门全开时的当量长度。AB 与 BC 管段的摩擦系数均可取为 0.03。试计算：（1）当 BD 支管的阀门关闭时，BC 支管的最大排 水量为若干，m3/h？（2）当所有的阀门全开时，两支管的排水量各为若干，m3/h？BD 支管的管 壁粗糙度可取为 0.15mm，水的密度为 1000kg/m3，粘度为 0.001Pa·s。 [答：（1）7.1 m3/h（2）VBC=5.18m3/h，VBD=2.77m3/h]