化工原理第一章习题库.docx

第一章习题庠一、选择感I、流体静力学基本方程式2=P1+pg(z1-z2)=p1.+Pgh的运用条件是重力场中舲止流体重力场中不行压缗静止流体景力场中不行压缩连续静止流体兴力场中不行压缩静止、连通着的同一连续流体2,如图1-1所示的开口容器内盛有油ift度为<h1.-h2>.水的高度为h2.B与B点处于同一水平面，B与B'之间压强人小的关系为。PQPJPKPJR=PIt'无法比菽3、下面不能削减U形压差计测收误差的方法有.例M被测流体与指示液之间的密度差采纳做科式微乐计双指示液做乐计加大被测流体与指示液之间的密度差4,不行压缩流体在匀林宜管内作定态流淌时，平均速度沿流淌方向的变更为包增大减小不变5.如图所示，若甲管路总长(包括阳门当垃氏度)为乙管路I的4倍甲管内径为乙管内径的2倍.流体在两管中均呈层流,I二二那么即管内平均流速是乙管的_倍IIu,=Ucu*=2ucu>=1.2uc(三)u，,=1/4U乙I6、如图所示，已知流体在管道A、B中呈层流状态，两管长7度相等，可确定AB管道的流破之比小人你口为一一248167、在一个大气压下.40C的空气流经159×6mm的钢管，用皮托测速计测定空气的流量，测速计管压强计的读数为13mmH2O,则管道内空气的体一积流Ift为m130620733633(IAMK8、/UO59X4.5mm的钢管，给送20'C的朱，在管路1.装有一个孔径为78mm的孔板流量计,用来测出管中笨的流S1.孔板前后连接的U审管液柱压就计的指示液为水银。当压强计的读数R为80mm时，则到转中藻的流星为工m'51.247.5821809、水以肯定流速流经如图所示文丘里笆，在喉颈处接一支管与下部水槽相通。己知起始时PEo8X10'NZm2(绝JE)若忽视文丘里管的阻力横失，则垂直直管中水流的流向为1.的管子并联代替原管.保证输水量V不变.设人为常数.则并联管数至少3H1.I”A-Z-2根4根6根8根设用n根管子1.(V0.785J2)2,1.(VmO.785×O.5J2)2d2H2d2n=225=5.6二、埴空期1、流体在直管内流淌造成的阻力损失的根本修由是答：/体R行拈性2、属于正位移系里式，除往支泵外还有.，t/d相同.局部阻力均忽视.等型式，10、如图示供水管线。管长1.,流量V,今因检修管子，用若十根直径为1.2d,普氏相同于答：11壮笑.螺杆齿气泵3、产生离心泵气缚现象的缘由是.避开产生气缚的方法有,答:泉内双人空气，液体密度降低:在泵密封严密的状况F,港泵排出空气4、造成离心泵气蚀的缘由是，增加离心泵允许安装高度Hg的措施是和答：H9比4某处的电低压强小于等于械怆送流体在看送盆度下的饱和蒸汽压用次的管径，削减吸入泞路不必要的管件和*fJ,5,用同一禽心泵分别输送密度为P1.及P2=1.2P1的两种液体,已知两者的体枳V相等,则He»He.Ne?Ne)<.答He2=He,Ne2=.2Ne1.6、离心通风机输送p=1.2kgn空气时，流量为6000mM>,全风压为24OmmHQ,若用来输送p'=IAkgF的气体，流量仍为6000nv'h,全风压为mm1.1.2“解：H,1.=H12=240XW=280Wm/O1.21.27,小心泵的流埴调整脚安装在离心系管路上，关小出口阀门后，口空表读数.压力表读数.解：出口，下降，上升，在贮槽液向1.1.与亲的真空表所在截面2-2间列伯努利方程四+1+邑=眄+1+丝+2勺2p2pa2.2PI-P)r/4/1、“；,1.f-=gZ2+U-+1.)-pa2关小出口阿门，“，下降，"二立卜降，即真空表读数卜降。P同理，在压力表所在截面33与贮槽液面1-1间列伯努利方程。÷4÷-=÷4÷-÷t2p2pd23W+（冷吟pa2关小出口阿门，增大，为_Po上升,即压力表读数上升.P8,若离心泵入口处真空去读数为70OmmHg。当地大气压为10133kPa,则输送42C水时（饱和蒸汽压为82kPa）泵内发生汽蚀现般.答：金9、用鬲心泵向高压容器输送液体.现将高压容器的压强降低，其它条件不变，则该泵输送液体的流量.轴功率.答：加大，加大管路的特性方程为：Hc=K+BQ'=0+空+BQ?PS高压容潺的压强降低，下降，K降低,所以变更前后的操作点如图：所以流量加大。又依据茶的特性曲线知，当流最加大时，系的轴功率增加,10.用离心泵将水池中水送至常压水塔,若在禹心泉正常操作苑阚内,招出口阀开大.则流fit扬程He.管路总阻力损失"/.轴功率P（变大、变小、不变、不确定）。n：变大，变小,不变（变小，变大11、流体在圆形电管中滞流流淌时,平均流速增大1倍，其能让损失为原来损失的二倍：蜴如为完全滞流流淌时，流速增大1倍.其能量损失为原来损失的m倍.12、流体流涌时，管径和管长都不变，而流体的流景增加一倍（摩擦阻力系数Ur以认为不变,流淌为湍流）.则阻力增加的倍数为一支倍：若是变更的（可按=031MRe"rSn考虑,则阻力增加的倍数为二及倍；若流淌为层流，则阻力增和的倍数为二倍，13,一转子流盘计，当旅At为IOmOh时.测定流量计进出口压差为1.50Nn现流量变为12m,h,问进出口压差为三、简答题下面两种状况，可不行以用泊谡叶方程（a。=当生）干脆计算管路两端的JK强差？（1）水平管.管内径为50mm,流体的密度为996kg,粘度为0.894mPa.s,流速为211s.（2）垂直管,管内径为100皿流体的相对密度为0.85,粘度为20mPa.s,流速为0.411s.分析：此鹿核心在于：上述两种状况下，用泊谡叶方程.算出的压强降A/。与管路两截面的压覆差M在数值上是否相向。由柏努利方程式gz+4+”=叱-£勿得N1.=P1.P=网PgV-P用一也构其中夕即为Ap-上式说明，在-微状况下，M与在数位上是不等的，只有流体在一段无外功加入（卬，=0）,直径相同（-2一二°）的水平管<AZ=O）内流淌时，VgZ”才在肯定数位上相等.还需留意：由于泊漫叶方程在推导过程中引入了牛顿粘性定居律，而只布在滞流时内燎擦应力才听从牛顿粘性定律，所以它仅适用于滞流时的流涮阻力计算。.z,v,du50XIO,X2×996,”、人八答：（1）/?_.=.×o>40000.8tM×103流体流潮类型属湍流，此时泊漫叶方程不适用，所以不能用其计獴管路两截面间的压差。（2）对于垂直管.尽管流淌类型可旎为滞流,但由泊谡叶方程葬出的仅是摩擦阻力损失项.而垂直管路两敲面的压差还要受位能的影响.所以也不能用泊谡叶方程干脆计算两鼓面的压差.四、计算及推导题1.如图所示，常温的水在管道中流过，两个申联的U形管压基计中的指示液均为水银，密度为PiM测压连接管内充溢常温的水，密度为内，两U形管的连通管内充溢空气。若测压前两U形管压差计内的水银液面均为同.高度,测压后两U形管压基计的读数分别为R1、R:.试求a.b两点间的压力差pa-P(I解：P1=P.,+P*g%,p=P1.-Gg九P1.=P1.,pi=+P1.t1.tg&，P$=f4P,=P$+PH1.CR及PS=Pb+PPb=PS-AM=Pa-PHKRy凡MSPQ-PIf=P3+PhkSr1-Phg%YPa-PHxgR厂Pwg%)=¼g(%+&)-P”M+/)“Mk,IRI1.,R、而Zj,h+-,A=卜-N所以Pa-Ph=。”瓜凡+RJ-P,1.fift-Pwg(果+P“油-PuX=Ph*式6+&)-；0”M凡+&)=IPh*一(。J(R1.+RJg2、某流体在水平串联的两直管1,2中稳定流淌,已知&=W/24=1.(X)n.Re1.=IX(X).今测得该流体流径管道I的压力降为0.64m液柱，流径管道2的压力降为0064n液柱，试计算管道2的长度4。帐由4哈，=()2=4d利卬所以%.=/H"=21.!Re1dMp4/42所以Re,=-Re.=9()02所以(464-r-6o=0.0356.MM7-9=0.071所以<=,一;H八11.Y力HjiA142g所以2£曾今=÷4M需=33、密度为100okgm*粘度为ICP的水，以IOm'h的漉J在内径为45mm的水平光滑管内流淌，在管路某处流体的静压力为1.5x1.SPa（我压）,若管路的后部跳力可忽视不计,则距该处1.（X）m下游处流体的好压力为多少PM肯定压力）？解：.4“=&-三1.-皿八11×(O.(>45):=.15msf,dup0.(M5×1.75×KXX)Rr=八1.×1.()R-=；=7875()=0.01890.31640.3164-Renis7875(y,25片亨+品苧9得Pi=Pi_卢%=Pi一九丁工丁a2=1.5×100.0189×fJ三(0.045)2=8.56875X10'N，"J俵HO=1.8701251.()'NM(绝压)4、用离心泵将蓄水池中20C的水送到敞门高位相中,流程如本题附图所示.管路为57X35mm的光滑钢管，直管长度与全部局部阻力（包括孔板当代长度之和为25Omm输水质用孔板流量计测量,孔径dn=20mm,孔流系数为0.61.从池面到孔板前测纸点A截面的管长（含全部局部阻力当审;长度）为80mm。U型管中指示液为末。摩擦系数可近似用F式计算,即以=0.3164/ReM当水流JA为7.42nh时，试求:(1)每kg水遹过柒所获得的净功：(2)A截面U型管压差计的读数K：(3)孔板流量计的U型管压差计读数Ry解：该区为用伯努利方程求算管路系统所要求的有效功和管路中某搬面上的压强(即Ri),解题的关键是合理选取衡兑范困。至于R：的数做则由流量:计的流J*公式计算，1)有效功在N极面与2-2敲面间列伯努利方程式,以2嵌面为基准水平面，得：1匕=用+学+等+工学式中：H1-U2=O,P1=P2=O(表压)2)=0.2=15rw匕7.42InS.M=1.Q5m/S5«X)×-/4×0.()52查得：20C水的密度为Q=K)OO依粘度=1.OX1.O-3PasRC=贤JOS：。常OOO=52500=0.3164/Re=O3j64/(525(»严，=0.0209z=人1.+1.eu2d2950150.02()9XX=57.67/依0.052,-.W；=15×9.81+57.6=2(H.7J.?2) A极而U形管压差计读数R1.由A截面与22收面之间列伯努利方程，得:贲+,=SzA-2+a-2式中：“=1.05，S.Z2-A=