流体输送试题
一、填空题
1．流体的密度是指______________________________，其单位为______________。单位体积流体
所具有的质量，3/m kg
2．20℃时苯的密度为880kg/m 3，甲苯的密度为866kg/m 3，则含苯40%（质量）苯、甲苯溶液的
密度为 _____________。871.553/m kg
3．101.3kap 、20℃时空气的密度为_____________ 。1.2063/m kg
4．1atm ＝__________kpa ＝_________mmHg ＝_________mH 2O 。101.3， 760，10.33。
5．流体的粘度是描述流体_________性能的物理量，一般用符号_____表示；流体的粘度越大，流
动时阻力损失 __________。流动，μ，越大。
6．流体的流动形态有 _____________和____________两种，可用________判断。层流，湍流，
雷诺数Re 。
7．流体阻力产生的根本原因是_________________，而_______________与_________是产生流体
阻力的外因。流体本身的粘性，流动型态，管路条件
8．减小流体阻力的途径为_____________________________；_________________________；
___________________________；______________________等。减少不必要的管件；适当放大管径；加入一些添加剂以减小流体的粘度；给管子穿衬衣将粗糙管变成光滑管。
9．φ108×4mm 的无缝钢管，其实际外径为_________mm ，内径为_______mm 。108mm ,100mm
10．管路防腐要涂油漆，一般油漆的颜色与物料的性质、用途有关。那么红色管为________
___________；黄色管为_______________；绿色管为________________ 。主要物料管，危险品管，水管。
11．离心泵的构造主要包括________和________组成的旋转部件以及________和_________组成的
固定部件。叶轮，泵轴，泵壳，轴封
12．离心泵的流量调节方法有________________________和___________________________，一般
在生产中采用__________________________，在需要长期改变流量时采用___________________。改变管路特性曲线，改变泵的特性曲线，改变管路特性曲线，改变泵的特性曲线。
13．离心泵开车时，泵空转、吸不上液体、进口处真空度低，此时泵发生了__________现象，其
原因可能是________________或__________________。气缚，没有灌泵，轴封不严密。
14．离心泵运转时，泵振动大、噪音大、出口处压力低、流量下降，此时泵发生了________现象，其原因可能是________________________，____________________，________________________。气蚀现象，安装高度过高，吸入管路阻力太大，被输送流体温度过高。
15．离心泵的主要类型有__________ 、___________、____________、 ___________等。清水泵，油泵，杂质泵，液下泵。
二、选择题（单选）
1．有一串联管道，分别由管径为d1与d2的两管段串接而成。d1＜d2。其流体稳定流过该管道。今确知d1管段内流体呈层流。请断定流体在d2管段内的流型为( )。C
A．湍流；B．过渡流；
C．层流；D．须计算确定。
2．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q2/q1为( )。D
A．1/2；B．1/4；C．1/8；D．1/16。
3．有两种关于粘性的说法：( )A
(1) 无论是静止的流体还是运动的流体都具有粘性。
(2) 粘性只有在流体运动时才会表现出来。
A．这两种说法都对B．第一种说法对，第二种说法不对
C．这两种说法都不对D．第二种说法对，第一种说法不对
4．水以2 m·s-1的流速在?35 mm×2.5 mm钢管中流动，水的粘度为1×10-3 Pa·s，密度为1000 kg·m-3，其流动类型为( )。B
A．层流；B．湍流；C．过渡流；D．无法确定。
5．装在某设备进口处的真空表读数为－50 kPa，出口压力表的读数为100 kPa，此设备进出口之间的绝对压强差为( )kPa。A
A．150；B．50；C．75；D．25。
6．在不同条件下测定直管湍流和完全湍流区的λ－Re关系数据，必须在( )时，数据点才会落在同一曲线上。B
A．实验物料的物性ρ、μ完全相同；B．管壁相对粗糙度相等；
C．管子的直径相等；D．管子的长度相等。
7．某设备上真空表读数为0.09MPa，若当地大气压强为0.1MPa，则设备内绝对压强为( )。B A．101.33 kPa；B．10 kPa；C．0.91 kPa；D．90 kPa。
8．层流与湍流的本质区别是( )。A
A．层流无径向脉动，湍流有径向脉动；B．湍流Re>层流Re；
C．湍流流速大于层流流速；D．速度分布不同。
9．流体在圆直管内流动，滞流时摩擦系数λ正比于( )。(u为流速)C
A．u2；B．u ；C．u-1；D．u-2。
10．判断流体流动类型的准数为( )。A
A．Re数；B．Nu数；C．Pr数；D．Fr数。
11．牛顿粘性定律适用于牛顿型流体，且流体应呈( )。C
A．过渡型流动；B．湍流流动；C．层流流动；D．静止状态。
12．某液体在一等径直管中稳态流动，若体积流量不变，管内径减小为原来的一半，假定管内的相对粗糙度不变，当处于完全湍流(阻力平方区)时，流动阻力变为原来的。( )D A．4倍；B．8倍；C．16倍；D．32倍。
13．有一台离心泵，当转速为n1时，所耗的轴功率为1.5 kW，排液量为20 m3·h-1，当转速调到n2时，排液量降为18 m3·h-1。若泵的效率不改变，此时泵所耗的功率为。( )C
A．1.35 kW；B．1.22 kW；C．1.09 kW；D．1.15 kW。
14．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。
15．下列说法正确的是( )D
A．液体是不可压缩的，固称之为不可压缩流体
B．除实测外，流体的密度数据只能从有关手册中查取
C．液体的相对密度是该液体与相同状况下纯水密度的比值
D．对气体和大多数液体而言，温度升高其密度下降
16．真空度与绝对压力的关系( )C
A．真空度越高, 绝对压力也越高
B．真空度相同, 绝对压力也相同
C．绝对压力低于大气压时,测压仪表上的读数为真空度
D．真空度为零时,绝对压力为1atm
17．当地大气压为1atm，若某生产设备上真空表读数为10mmHg时（）D
A. 表压为102 kPa
B.表压为750mmHg
C. 绝压为10mmHg
D.绝压为10.2mH2O
18．关于黏性和黏度的叙述错误的是（）C
A. 静止的流体和流动的流体都具有黏性
B. 黏度是衡量流体黏性大小的物理量
C. 流体的黏度随温度的升高而减小
D. 压力改变对液体黏度的影响很小，可以忽略，不很高的压力对气体黏度的影响也可以忽略19．流体作稳定流动时( )。B
A．任一截面处的流速相等B任一截面处的质量流量相等
C．同一截面的密度随时间变化 D.质量流量不随位置和时间的变化
20．当管中的液体形成稳定流动时，已知d2=2d1，则( )。A
A. u1=4u2
B.u2=4u1
C.u2=2u1
D.u1=2u2
21．下列不属于U形压力计组成的是( )C
A. U形玻璃管
B. 指示液
C. 连接测压点的胶管
D. 读数标尺
22．关于U形管压差计的指示液，下列说法错误的是（）C
A. 指示液与被测流体不互溶。
B. 指示液不能与被测流体发生化学反应。
C. 指示液的密度一定要比被测流体大
D. 指示液最好带一些颜色，方便读数。
23．下列说法正确的是( ) B
A ．流体的流动型态有层流、过度流和湍流三种
B ．湍流与滞流的本质区别是流体质点有无作径向运动
C ．流体在管内流动时，湍流和滞流不可能同时存在
D ．直管阻力与局部阻力均与流体的动能成正比例关系
24．某温度下，密度为1000kg/m 3，粘度为1cP(1cP=1mPa ·s)的水在内径为114mm 的直流管内流
动，流速为1m/s,则管内的流动类型为( )A
A. 湍流
B. 过渡流
C. 滞流
D.无法判断
25．流体在直管内作湍流流动时，若管径和长度都不变，且认为λ不变，若流速为原来的2倍，
则阻力为原来的( )倍。D A. 41 B. 21
C. 2
D. 4
26．不能减少流体阻力的措施是( ) C
A. 减短管路，减少管件、阀门
B. 放大管径
C. 增大流速
D. 加入某些药物，以减少旋涡
27.能自动间歇排除冷凝液并阻止蒸汽排出的是( )D
A. 安全阀
B. 减压阀
C. 止回阀
D. 疏水阀
28．符合化工管路的布置原则的是( )A
A ．各种管线成列平行，尽量走直线
B ．平行管路垂直排列时，冷的在上，热的在下
C ．并列管路上的管件和阀门应集中安装
D ．一般采用暗线安装
29．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( )
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
30．滞流和湍流的本质区别是( )。
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
三、判断题（对打√，错打Х）
1．流体的比重是密度的倒数 。 （ ）Х
2．压力的单位也可用流体的液柱高度来表示。 （ ）√
3．国际单位制中表示压力的单位为大气压即atm 。 （ ）Х
4．流体的流速是指单位时间流体质点流过的距离，化工计算中一般用管路截面上的平均流速，通
过体积流量除以流通截面积得到。 （ ）√
5．流体的粘度是表示流体流动性能的一个物理量，粘度越大的流体，同样的流速下阻力损失越大。
（ ）√
6．流体的粘度是流体的动力学性质，静止时粘度为0。 （ ）Х
7．U 形管压差计中指示液密度必须大于被测流体的密度。 （ ）Х
8．流体的流动型态有三种，即层流、过渡流和湍流。 （ ）Х
9．雷诺数Re 是一个描述流体流动型态的无因次数群，只要各参数用同一单位制的数值代入，其计算结果都是一样的。 （ ）√ 10、μρ
du =Re ，所以，当管路中流量不变时，管径增大Re 也增大。 （ ）Х
11、内摩擦力是产生流体阻力的根本原因。 （ ）√
12、摩擦系数λ随Re 的增大而增大。 （ ）Х
13.管路中流体呈层流流动时，其摩擦系数λRe
64= （ ）√ 14.水平平行管路垂直排列时，冷的在上，热的在下。 （ ）Х
15.离心泵上铭牌注明的性能参数是轴功率最大时的参数。 （ ）Х
四、简答题
1. 看图回答如下问题：①阀门关闭时，两个测压点上的读数哪个大？②阀门打开时，两测压点
上读数哪个大？流量哪个大？流速哪个大？
答：① 一样大；② B 点大，一样大，A 点大。
2. 理想流体在图示的水平管段中流动，问；①体积流量q A 和q B 哪个大？②流速u A 和u B 哪个大？③静压头g p A ρ和g
p B ρ哪个大？分别说出为什么？
答：① 一样大，根据稳定流动的连续性方程()()B A us us ρρ=，由于水的密度相等，所以两截面
上的体积流量一样大；② 流速A 点大，还是根据稳定流动的连续性方程()()B A us us ρρ=，因为B A S S ，所以B A u u ；③
g
p B ρ大，根据理想流体的柏努利方程式（略），水平B A z z =、g u g u B A 2222 所以g p g p B A ρρ 。 3. 静止的流体有粘度吗？温度对流体粘度影响如何？
答：有，但没有表现；液体的粘度随温度的升高而降低，气体的粘度随温度的升高而升高，
4、流体的流动型态有哪两种？如何来判断流体的流动型态？影响流动型态的因素有哪些？
答：流体的流动型态有层流和湍流；用Re 来判定，Re 小于等于2000为层流，Re 大于4000为湍流；影响流动型态的因素主要有管径、流速及流体的密度和粘度。
5、非圆形管路当量直径的概念与表达式？
答：当量直径等于4倍的水力半径，表达式为：润湿周边
流通截面4=e d 6、流体在直管中作层流流动，流量不变时，管径增大一倍，流体阻力发生什么样的变化？（写出运算过程）
答：阻力减小16倍。根据阻力计算式：g d q d l d q d h v
v
f 24
4
6422
2??????
????=
πμρπ得41d
h f ∝，所以161214
42112
=??? ??=???? ??=d d h h f f 7、流体在管路中作层流流动时，其流速分布情况如何（定性画出分布曲线）？写出平均流速与最大流速之间的关系式？
答：流体在管路中作层流流动时，管道截面上流速分布为抛物线（曲线略），max 2
1u u =
8、试述减小流体阻力的途径？
答：缩短直管长度、减少不必要的管件，适当放大管径，加入一些添加剂以减小流体粘度，减小管路的相对粗糙度。
9、离心泵的主要构件有哪些？
答：主要有叶轮、泵壳以及底阀、轴封、密封环等辅助装置组成。
10、离心泵串、并联操作的目的是什么？
答：串联操作主要为了提高压头；并联操作主要是为了增大流量。
11、离心泵调节流量的方法有哪几种？如何调节？分别用于什么情况？
答：主要有两种：一是改变管路特性曲线，即调节离心泵出口阀开度，称为节流调节法，一般生产中改变流量大小都用此法；二是改变泵的特性曲线，即改变泵内叶轮直径或改变泵的转速，一般用于需长期变更流量的场合。
12、图示离心泵操作装置中，有哪些错误？请指出并说时原因。
答：① 吸入管路上不应装阀门，② 安装高度过高，③ 吸入管路直径不能小于出口管路直径，以上三点都有可能造成气蚀现象；④ 无底阀，不能灌泵，会形成气缚现象。
13、什么是离心泵的气缚现象，试分析引起原因？
答：现象：泵空转，吸不上流体。
原因：泵内有空气。一是没灌泵或没灌满；二是可能轴封不严密。
14、什么是离心泵的气蚀现象，试分析引起原因？
答：现象：泵振动大，噪音大，流量与扬程下降，泵壳和叶轮金属离子被剥落。
原因：叶轮旋转中心负压太大。一是泵的安装高度可能过高；二是可能吸入管路阻力太大；三是可能被输送流体的温度过高。
五、计算题
1. 苯和甲苯的混合蒸气可视为理想气体，其中含苯0.60（体积分数）。试求30℃、310102?Pa
绝对压强下该混合蒸气的平均密度?
解：kmol kg M x M i i /6.83924.0786.0=?+?==∑均
()3/385.330273314.86.83102m kg RT pM =+??==
均ρ
2. 常温下苯的密度为8793/m kg ，甲苯的密度为8663/m kg ，试求浓度为40%（质量）苯、甲
苯溶液的平均密谋？ 答：001148.0866
6.08794.01
2211
=+=+=ρρρW W X X 3、某离心泵输送清水流量为16.8m 3/h 时，压头为18m 。试判断该泵是否可以将密度为1060kg/m 3、流量为15m 3/h 的溶液从常压贮槽内输送到压强为3×104pa(表压)的设备中？已知输送管路直径为φ73mm ×4mm 、长度为124m （包括所有局部阻力的当量长度）。贮槽及设备的两液面恒定，其间的垂直距离为8.5m 。管路中液体流动时摩擦系数可取为0.03。
解：当流量为15m 3/h 时，管路中流体的流速为：
s m u /26.1065.04360015
2=??=π
由柏努利方程式得：
m H 1.1681
.9226.1065.012403.081.9226.181.91060300005.82
2=???+?+?+=小于18m 答：可以满足现生产要求。
一、中国科学院数学与系统科学研究院简介 中国科学院数学与系统科学研究院由中科院数学研究所、应用数学研究所、系统科学研究所及计算数学与科学工程计算研究所四个研究所整合而成，此外还拥有科学与工程计算国家重点实验室、中科院管理决策与信息系统重点实验室、中科院系统控制重点实验室、中科院数学机械化重点实验室、华罗庚数学重点实验室、随机复杂结构与数据科学重点实验室，以及中科院晨兴数学中心和中科院预测科学研究中心等。2010年11月成立国家数学与交叉科学中心，旨在从国家层面搭建一个数学与其它学科交叉合作的高水平研究平台。数学与系统科学研究院拥有完整的学科布局，研究领域涵盖了数学与系统科学的主要研究方向。共有16个硕士点和13个博士点（二级学科），分布在经济学、数学、系统科学、统计学、计算机科学与技术、管理科学与工程六个一级学科中，可以在此范围内招收和培养硕士与博士研究生。在2006年全国学科评估中，我院数学学科的整体评估得分为本学科的最高分数。数学与系统科学研究院硕士招生类别为硕士研究生、硕博连读生和专业学位硕士研究生。2019年共计划招收122名。 二、中国科学院大学计算数学专业招生情况、考试科目
三、中国科学院大学计算数学专业分数线 2018年硕士研究生招生复试分数线 2017年硕士研究生招生复试分数线 四、中国科学院大学计算数学专业考研参考书目 616数学分析 现行（公开发行）综合性大学（师范大学）数学系用数学分析教程。 801高等代数 [1] 北京大学编《高等代数》，高等教育出版社，1978年3月第1版，2003年7月第3版，2003年9月第2次印刷. [2] 复旦大学蒋尔雄等编《线性代数》，人民教育出版社，1988. [3] 张禾瑞，郝鈵新，《高等代数》，高等教育出版社， 1997. 五、中国科学院大学计算数学专业复试原则 在中国科学院数学与系统科学研究院招生工作小组领导下，按研究所成立招收硕士研究生复试小组，设组长1人、秘书1人。 复试总成绩按百分制计算，其中专业知识成绩占60％，英语听力及口语测试成绩占20％，综合素质成绩占20%。 在面试环节，每位考生有5分钟自述，考查内容主要包括专业知识、外语（口语）水平
工程流体力学闻德课后习题答案 第五章 实际流体动力学基础 5—1设在流场中的速度分布为u x =2ax ，u y =-2ay ，a 为实数，且a >0。试求切应力τxy 、τyx 和附加压应力p ′x 、p ′y 以及压应力p x 、p y 。 解：0y x xy yx u u x y ττμ??? ?==+= ????? 24x x u p a x μμ?'=-=-?，24y y u p a y μμ?'=-=?， 4x x p p p p a μ'=+=-，4y y p p p p a μ'=+=+ 5－2 设例５－1中的下平板固定不动，上平板以速度v 沿x 轴方向作等速运动（如图 所示），由于上平板运动而引起的这种流动，称柯埃梯（Couette ）流动。试求在这种流动情况下，两平板间的速度分布。（请将 d 0d p x =时的这一流动与在第一章中讨论流体粘性时的流动相比较） 解：将坐标系ox 轴移至下平板，则边界条件为 y ＝０，0X u u ==；y h =，u v =。 由例５－1中的（11）式可得 2d (1)2d h y p y y u v h x h h μ=- - （１） 当d 0d p x =时，y u v h =，速度ｕ为直线分布，这种特殊情况的流动称简单柯埃梯流动或简单剪切流动。它只是由于平板运动，由于流体的粘滞性带动流体发生的流动。 当 d 0d p x ≠时，即为一般的柯埃梯流动，它是由简单柯埃梯流动和泊萧叶流动叠加而成，速度分布为 (1)u y y y p v h h h =-- （２） 式中2d ()2d h p p v x μ= - （３） 当p ＞０时，沿着流动方向压强减小，速度在整个断面上的分布均为正值；当p ＜０时，沿流动方向压强增加，则可能在静止壁面附近产生倒流，这主要发生p ＜－１的情况． 5－3 设明渠二维均匀（层流）流动，如图所示。若忽略空气阻力，试用纳维—斯托克斯方程和连续性方程，证明过流断面上的速度分布为2sin (2)2 x g u zh z ，单宽流量 3 sin 3 gh q 。
科学与工程计算国家重点实验室 简介 中国科学院科学与工程计算国家重点实验室（简称LSEC）是在已故著名数学家、中国计算数学的奠基人和开拓者冯康院士的倡导、并亲自筹备和组织下，由原中科院计算中心从事计算数学研究的部分课题组成的。实验室筹建于1990年，1993年10月经中科院验收后正式投入运行，1994年向国内外开放，1995年9月和 2005年3月两次通过国家验收。 实验室主要开展科学与工程计算中具有重要意义的基础理论研究，解决科学与工程领域中的重大计算问题，着重研究计算方法的构造、理论分析及实现。研究内容包括：动力系统与数值方法，研究各类保结构算法的理论、算法的构造和数值试验；有限元边界元方法，针对具有应用背景的椭圆边值问题及其它相关问题，提出适合于这些问题的有限元边界元新型高性能计算方法；非线性最优化，主要研究求解非线性规划的新算法以及算法的收敛性；计算流体力学,研究非定常不可压N-S方程和可压缩流的计算方法；并行计算方法和科学计算可视化；非均匀多孔介质中渗流问题的多尺度计算方法。 实验室主任是陈志明研究员。实验室学术委员会主任是中国工程院院士崔俊芝。 实验室建设以来在动力系统几何算法，非线性优化，有限元边界元，数理方程反问题，计算流体力学，并行算法，科学计算可视化等方面取得了大量的研究成果，十分突出的是关于哈密尔顿系统的辛几何算法的研究。其成果荣获“国家自然科学一等奖”。实验室在设备研制方面也取得了显著的成绩。 实验室现有科研人员19人，中科院院士2人（石钟慈、林群）,中国工程院院士1人（崔俊芝），其中研究员16人，此外，实验室还获得多项其它重要奖项，其中石钟慈院士在 2000年获“何梁何利科学与技术进奖”,林群院士获2001年获捷克科学院“数学科学成就荣誉奖”、2004年获“何梁何利科学与技术进奖”。实验室十分重视队伍建设和人才培养工作，尤其注重青年学术骨干的培养和引进。目前通过中科院“百人计划”已引进３位年轻的学科带头人，其中实验室主任陈志明研究员被国家科技部任命为９７３计划项目“高性能科学计算研究”首席科学家，一批优秀青年学术骨干脱颖而出，他们在各自的研究领域取得了可喜的成果，并因此获得了荣誉。例如，袁亚湘研究员曾获1995年首届“冯康科学计算奖”、1996年度“中国青年科学家奖”、“国家杰出青年科学基金”、1998年度“全国十大杰出青年”称号；2005年度“北京市科学技术一等奖”；张林波研究员曾获1995年度“中科院青年科学家二等奖”、1997年度“中科院优秀青年”奖、2000年度“国家科技进步奖二等奖”；白中治研究员获得1998年度“中科院自然科学三等奖”、1999年度“中科院青年科学家二等奖”、“中科院优秀青年”称号、2005年度“国家杰出青年科学基金”；许学军研究员获2000年度“钟家庆数学奖”；陈志明研究员获2000年度“国家杰出青年科学基金”、2001年度“第四届冯康科学计算奖”、2003年度“第七届中科院杰出青年”称号、2004年度“新世纪百千万人才工程国家级人选”、2005年度“海外青年学者合作研究基金”；周爱辉研究员获2004年度“国家杰出青年科学基金”。
第四章作业答案 4-3水在变直径竖管中流动，已知粗管直径 d 1=300mm ，流速v 1=6m/s 。两断面相距3m,为使两断面的压力表读值相同。试求细管直径（水头损失不计）。 解： 221122122222 112222p v p v Z Z g 2g g 2g p v p v v 6 300 3 4.837m v 9.74m/s g 2g g 2g 2g 2g l h ρρρρ++=+++++=+++=+=?= 2 2 2211 21v d v d d 300235.5mm ==== 4—4变直径管段AB ，d A =0.2m,d B =0.4m ，高差△h=1.5m，测得p A =30kPa ，p B =40kPa ，B 点处断面平均流速v B =1.5m/s ，试判断水在管中的流动方向。 解： 222 2222 0.43061.5()6m/s 0 4.900.229.8240 1.51.5 5.69m 29.819.6 B A A A B A A A B B B B d p H z m d g g g p H Z g g υυυρυρ==?==++=++==++=++= H B >H A , 水由B 流向A; 水头损失5.69-4.90=0.79m 4—5用水银压差计测量水管中的点流速u ，如读值 △h=60mm ，（1）求该点流速；（2）若管中流体是30.8/kg m ρ=的油，△h 不变，不计水头损失，则该点的流速是多少？ 解： (1) 3.85m/s u === (2) 4.34m/s u === 4—6 利用文丘里管的喉管处负压抽吸基坑中的积水，已经知道管道直径1100d mm =， 喉管直径2 50d mm =，2h m =，能量损失忽略不计。试求管道中流量至少为多大， 才能抽出基坑中的积水？ 解：由题意知，只有当12 12()()p p z z h g g ρρ+-+=时，刚好才能把水吸上来，由文丘里流 量计原理有Q =， 其中211 d k π=， 代入数据，有12.7Q l s =。
第一章流体流动 1-1 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。 解M m=M A y A+ M B y B+ M C y C+ M D y D =44?8.5%+32?7.5%+28?76%+18?8% =28.26 ρ=P M m /(RT) =101.33?28.26/(8.314?773) =0.455kg/m3 1-2 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？ 解塔内绝对压强维持相同，则可列如下等式 P a1-9.84×104= P a2-P P = P a2-P a1+9.84×104 =8.437×104Pa 1-3 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1000kg/m3，油的密度为916 kg/m3。 解表压强P(atg)=ρ1gh1+ρ2gh2 =1000?9.81?0.52+916?9.81?3.46 =3.62?104Pa 绝对压强P(ata)= P(atg)+ P a =3.62?104+101.33?103 =1.37?105 Pa 1-4 为测量腐蚀性液体贮槽内的存液量，采用如本题附图所示的装置。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？ 解 压缩空气流速很慢，阻力损失很
绪 论 1. 从基本单位换算入手，将下列物理量的单位换算为SI 单位。 （1）水的黏度μ= g/(cm ·s) （2）密度ρ= kgf ?s 2/m 4 （3）某物质的比热容C P = BTU/(lb ·℉) （4）传质系数K G = kmol/(m 2 ?h ?atm) （5）表面张力σ=74 dyn/cm （6）导热系数λ=1 kcal/(m ?h ?℃) 解：本题为物理量的单位换算。 （1）水的黏度 基本物理量的换算关系为 1 kg=1000 g ，1 m=100 cm 则 )s Pa 1056.8s m kg 1056.81m 100cm 1000g 1kg s cm g 00856.044??=??=? ? ? ????????????? ???=--μ （2）密度 基本物理量的换算关系为 1 kgf= N ，1 N=1 kg ?m/s 2 则 3 242m kg 13501N s m 1kg 1kgf N 81.9m s kgf 6.138=?? ?? ????????????????=ρ （3）从附录二查出有关基本物理量的换算关系为 1 BTU= kJ ，l b= kg o o 51F C 9 = 则 ()C kg kJ 005.1C 95F 10.4536kg 1lb 1BTU kJ 055.1F lb BTU 24.0??=?? ? ????????????????????????=p c （4）传质系数 基本物理量的换算关系为 1 h=3600 s ，1 atm= kPa 则 ()kPa s m kmol 10378.9101.33kPa 1atm 3600s h 1atm h m kmol 2.342 52G ???=?? ??????????????????=-K （5）表面张力 基本物理量的换算关系为 1 dyn=1×10–5 N 1 m=100 cm 则 m N 104.71m 100cm 1dyn N 101cm dyn 742 5 --?=????? ??????????????=σ （6）导热系数 基本物理量的换算关系为 1 kcal=×103 J ，1 h=3600 s
第四章 流体动力学基本定理及其应用 4-1 欧拉运动微分方程和伯努利方程的前提条件是什么，其中每一项代表什么意义 答：（1）欧拉运动微分方程是牛顿第二定律在理想流体中的具体应用，其矢量表达式为： ()p f v v t v ?-=??+??ρ 1ρρρρ 其物理意义为：从左至右，方程每一项分别表示单位质量理想流体的局部惯性力、迁移惯性力、质量力和压力表面力。 （2）伯努利方程的应用前提条件是：理想流体的定常运动，质量力有势，正压流体，沿流 线积分。单位质量理想流体的伯努利方程的表达式为： C gz p =++ρ 2V 2，从左至右方程每项分别表示单位质量理想流体的动能、压力能和位能，方程右端常数称流线常数，因此方程表示沿流线流体质点的机械能守恒。 4-2 设进入汽化器的空气体积流量为s m /15.0Q 3 =，进气管最狭窄断面直径D=40mm ，喷油嘴直径d=10mm 。试确定汽化器的真空度。又若喷油嘴内径d=6mm ，汽油液面距喷油嘴高度为50cm ，试计算喷油量。汽油的重度3 /7355m N =γ。 答：（1）求A 点处空气的速度： 设进气管最狭窄处的空气速度为1v ，压力为1p ，则根据流管的连续方程可以得到： () Q v d D =-1224 1 π， 因此：() 2 214d D Q v -= π。 （2）求真空度v p 选一条流线，流线上一点在无穷远处F ，一点为A 点；并且： 在F 点：0F p p =，0F =v ； 在A 点：?1A ==p p ，1A v v =。 将以上述条件代入到伯努利方程中，可以得到： g v p p 202 11 +=+γγ
中科院海洋研究所硕士研究生入学考试 《流体力学》考试大纲 本流体力学考试大纲适用于中国科学院研究生院力学专业的硕士研究生入学考试。流体力学是现代力学的重要分支，是许多学科专业的基础理论课程，本科目的考试内容主要包括流体的物理性质、流体运动学、动力学和静力学，无粘不可压缩、可压缩流动，粘性不可压缩流动及湍流、流体波动和漩涡理论等方面。要求考生对其基本概念有较深入的了解，能够熟练地掌握基本方程的推导，并具有综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力。 一、考试内容： （一）流体的物理性质 固液气体的宏观性质与微观结构，连续介质假设及其适用条件，流体的物理性质(粘性、可压缩性与热膨胀性、输运性质、表面张力与毛细现象) ，质量力与表面力。 （二）流体运动学 流体运动的描述(拉格朗日描述与欧拉描述及其间的联系、物质导数与随体导数、迹线、流线及脉线)，流场中的速度分解，涡量，涡量场，涡线、涡管、涡通量，涡管强度及守恒定理。 （三）流体动力学 连续性方程(雷诺输运定理)，动量方程(流体的受力、应力张量)，能量方程(热力学定律)，本构关系，状态方程，流体力学方程组及定解条件，正交曲线坐标系，量纲分析与流动相似理论，流体力学中的无量纲量及其物理意义、相似原理的应用。 （四）流体静力学 控制方程，液体静力学规律，自由面的形状，非惯性坐标系中的静止液体。 （五）无粘流动的一般理论 无粘流动的控制方程，Bernoulli方程，Bernoulli方程和动量定理的应用。 （六）无粘不可压缩流体的无旋流动 控制方程及定解条件，势函数及无旋流动的性质，平面定常无旋流动(流函数、源汇、点涡、偶极子、镜像法、保角变换)，无旋轴对称流动，非定常无旋流动。 （七）液体表面波 控制方程(小振幅水波) 及定解条件，平面单色波，水波的色散和群速度，水波的能量及其传输，速度与压力场特性，表面张力波及分层流体的重力内波，非线性水波理论。 （八）旋涡运动 涡量动力学方程和涡量的产生，涡量场(空间特性、时间特性)，典型的涡模型。 （九）粘性不可压缩流动 控制方程及定解条件，定常的平行剪切流动(Couette流动、Poiseuille流动等)，非定常的平行剪切流动(Stokes第一和第二问题、管道流动的起动问题)，圆对称的平面粘性流动(圆柱Couette流及其起动过程)，小雷诺数粘性流动。 （十）层流边界层和湍流 边界层的概念，层流边界层方程(Blasius平板边界层)，边界层的分离，湍流的发生，层流到湍流的转捩，雷诺方程和雷诺应力。 （十一）无粘可压缩流动 声速和马赫数，膨胀波、弱压缩波的形成及其特点，一维等熵流(定常和非定常)，激波(正激波和斜激波)，拉瓦尔喷管流动的特征。 二、考试要求：
计算数学研究方向 网上摘抄：计算数学研究方向及网上资料 计算数学目的为物理学和工程学作计算。主要研究方向包括： 数值泛函分析；连续计算复杂性理论；数值偏微与有限元；非线性数值代数及复动力系统； 非线性方程组的数值解法；数值逼近论；计算机模拟与信息处理等；工程问题数学建模与计算等等。 目前发展最好的方向已经与应用数学的CAGD 方向合二为一。现在最热的方向应该是微分方程的数值求解、数值代数和流形学习，数值计算名校：西安交通大学、北京大学、大连理工大学 从计算数学的字面来看，应该与计算机有密切的联系，也强调了实践对于计算数学的重要性。 也许Parlett 教授的一段话能最好地说明这个问题： How could someone as brilliant as von Neumann think hard about a subject as mundane as triangular factoriz-ation of an invertible matrix and not perceive that, with suitable pivoting, the results are impressively
good Partial answers can be suggested-lack of hands-on experience, concentration on the inverse rather than on the solution of Ax = b -but I do not find them adequate. Why did Wilkinson keep the QR algorithm as a backup to a Laguerre-based method for the unsymmetric eigenproblem for at least two years after the appearance of QR Why did more than 20 years pass before the properties of the Lanczos algorithm were understood I believe that the explanation must involve the impediments to comprehension of the effects of finite-precision arithmetic. ( 引自既然是计算数学专业的学生，就不能对自己领域内的专家不有所了解。早些年华人在计算数学领域里面占有一席之地是因为冯康院士独立于西方，创立了有限元方法，而后又提出辛算法。这里只是列出几位比较年轻的华人计算数学专家，因为他们代表了当前计算数学的研究热点，也反映华人对计算数学的发展的贡献。 侯一钊（加州理工） 研究方向：计算流体力学、多尺度计算与模拟、多相流 鄂维南（Princeton 大学） 北京大学长江学者，研究方向：多尺度计算与模拟 包刚（Michigan 州立大学） 吉林大学长江学者，研究方向：光学与电磁场中的计算等 金石(Wisconsin 大学)
第一章流体流动 1-1在大气压强为X103 Pa 的地区，某真空精馏塔塔顶真空表的读数为 X103 Pa,试计算精 馏塔塔顶内的绝对压强与表压强。 [绝对压强：xio 3Pa ；表压强：x l03Pa] 【解】由 绝对压强=大气压强-真空度 得到： 精馏塔塔顶的绝对压强 P 绝=x 103Pa - x l03Pa= X 03Pa 精馏塔塔顶的表压强 P 表=-真空度=-x 103Pa 1-2某流化床反应器上装有两个 U 型管压差计，指示液为水 银，为防止水银蒸汽向空气中扩散，于右侧的 U 型管与大气连通 的玻璃管内灌入一段水，如本题附图所示。测得R I =400 mm, R 2=50 mm , R 3=50 mm 。试求 A 、B 两处的表压强。[A : x iO 3Pa ； B : xiO 3Pa] 【解】设空气的密度为 p g 其他数据如图所示 a —处：P A + g gh i =严 gR 3+ p 水银gR 2 由于空气的密度相对于水和水银来说很小可以忽略不记 即：P A = X 03XX + X 03 xx = x i03Pa b-b'处：P B + pg gh 3= P A + p gh 2 + p 水银 gR i 即：P B =xi03 xx + w 3= x i03Pa 两段水银之间是水，今若测得 h 1=1.2 m , h 2=1.3 m , R 1=0.9 m , R 2=0.95 m ，试求管道中 A 、 B 两点间的压差△ P AB 为多少mmHg ?（先推导关系 式，再进行数字运算）[1716 mmHg] 【解】 如附图所示，取水平面 1-1'、2-2'和3-3', 则其均为等压面，即 P 2' H 2O gh p 3 1-3用一复式U 形管压差计测定水流过管道上 A 、 B 两点的压差, 压差计的指示液为水银, R 3 R 2 P 1 p 「, P 2 P 2', P 3 P 3' 根据静刀学方程，有 P A H 2o ghi P 1 P 2 Hg gR 1 P 1' 因为p 1 pi'，故由上两式可得 P A \H 2O gh 1 P 2 即 P 2 P A H 2< o gh 1 设2'与3之间的高度差为h ,再根据静力学方程，有
第一章流体流动 问题1.什么是连续性假定?质点的含义是什么?有什么条件? 答1．假定流体是由大量质点组成的、彼此间没有间隙、完全充满所占空间的连续介质。质点是含有大量分子的流体微团，其尺寸远小于设备尺寸，但比起分子自由程却要大得多。问题2.描述流体运动的拉格朗日法和欧拉法有什么不同点? 答2．前者描述同一质点在不同时刻的状态；后者描述空间任意定点的状态。 问题3.粘性的物理本质是什么?为什么温度上升,气体粘度上升,而液体粘度下降?答3．分子间的引力和分子的热运动。 通常气体的粘度随温度上升而增大，因为气体分子间距离较大，以分子的热运动为主；温度上升，热运动加剧，粘度上升。液体的粘度随温度增加而减小，因为液体分子间距离较小，以分子间的引力为主，温度上升，分子间的引力下降，粘度下降。问题4.静压强有什么特性? 答4．静压强的特性：①静止流体中任意界面上只受到大小相等、方向相反、垂直于作用面的压力；②作用于任意点所有不同方位的静压强在数值上相等；③压强各向传递。 问题5.图示一玻璃容器内装有水，容器底面积为8×10-3m 2 ，水和容器总重10N。 (1)试画出容器内部受力示意图(用箭头的长短和方向表示受力大小和方向)； (2)试估计容器底部内侧、外侧所受的压力分别为多少？哪一侧的压力大？为什么？ 题5附图 题6附图 答5．1）图略，受力箭头垂直于壁面、上小下大。 2）内部压强p=ρgh=1000×9.81×0.5=4.91kPa； 外部压强p=F/A=10/0.008=1.25kPa<内部压强4.91kPa。 因为容器内壁给了流体向下的力，使内部压强大于外部压强。 问题6.图示两密闭容器内盛有同种液体，各接一U 形压差计，读数分别为R 1、R 2，两压差计间用一橡皮管相连接，现将容器A 连同U 形压差计一起向下移动一段距离，试问读数R 1与R 2有何变化？(说明理由) 答6．容器A 的液体势能下降，使它与容器B 的液体势能差减小，从而R 2减小。R 1不变，因为该U 形管两边同时降低，势能差不变。 问题7.为什么高烟囱比低烟囱拔烟效果好? 答7．由静力学方程可以导出Δp=H(ρ冷-ρ热)g，所以H 增加，压差增加，拔风量大。问题8.什么叫均匀分布?什么叫均匀流段? 答8．前者指速度分布大小均匀；后者指速度方向平行、无迁移加速度。问题9.伯努利方程的应用条件有哪些? 答9．重力场下、不可压缩、理想流体作定态流动，流体微元与其它微元或环境没有能量交换时，同一流线上的流体间能量的关系。 问题10.如图所示，水从小管流至大管，当流量V、管径D、d 及指示剂均相同时，试问水平放置时压差计读数R 与垂直放置时读数R ’的大小关系如何？为什么？.(可忽略粘性阻力损失)答10．R=R ’，因为U 形管指示的是总势能差，与水平放还是垂直放没有关系。
工程流体力学(水力学)闻德第五章-实际流体动力学基础课后答案
工程流体力学闻德课后习题答案 第五章 实际流体动力学基础 5—1设在流场中的速度分布为u x =2ax ，u y =-2ay ，a 为实数，且a >0。试求切应力τxy 、τyx 和附加压应力p ′x 、p ′y 以及压应力p x 、p y 。 解：0y x xy yx u u x y ττμ??? ?==+= ????? 24x x u p a x μ μ?'=-=-?，24y y u p a y μμ ?'=-=?， 4x x p p p p a μ '=+=-，4y y p p p p a μ'=+=+ 5－2 设例５－1中的下平板固定不动，上平板以速度v 沿x 轴方向作等速运动（如图所示），由于上平板运动而 引起的这种流动，称柯埃梯（Couette ）流动。试求在这种流动情况下，两平板间的速度分布。 （请将d 0d p x =时的这一流动与在第一章中讨论流体粘性时的流动相比较） 解：将坐标系ox 轴移至下平板，则边界条件为 y ＝０，0X u u ==；y h =，u v =。 由例５－1中的（11）式可得 2 d (1)2d h y p y y u v h x h h μ=-- （１） 当d 0d p x =时，y u v h =，速度ｕ为直线分布，这种特殊情况的流动称简单柯埃梯流动或简单剪切 流动。它只是由于平板运动，由于流体的粘滞性
带动流体发生的流动。 当d 0d p x ≠时，即为一般的柯埃梯流动，它是由简单柯埃梯流动和泊萧叶流动叠加而成，速度分布为 (1)u y y y p v h h h =-- （２） 式 中 2d () 2d h p p v x μ=- （３） 当p ＞０时，沿着流动方向压强减小，速度在整个断面上的分布均为正值；当p ＜０时，沿流动方向压强增加，则可能在静止壁面附近产生倒流，这主要发生p ＜－１的情况． 5－3 设明渠二维均匀（层流）流动，如图所示。若忽略空气阻力，试用纳维—斯托克斯方程和连续性方程，证明过流断面上的速度分布为 2sin (2) 2x g u zh z r q m =-，单宽流量 3 sin 3gh q r q m =。
化工原理第二版上册 答案
绪 论 1. 从基本单位换算入手，将下列物理量的单位换算为SI 单位。 （1）水的黏度μ=0.00856 g/(cm·s) （2）密度ρ=138.6 kgf ?s 2/m 4 （3）某物质的比热容C P =0.24 BTU/(lb·℉) （4）传质系数K G =34.2 kmol/(m 2?h ?atm) （5）表面张力σ=74 dyn/cm （6）导热系数λ=1 kcal/(m ?h ?℃) 解：本题为物理量的单位换算。 （1）水的黏度 基本物理量的换算关系为 1 kg=1000 g ，1 m=100 cm 则 )s Pa 1056.8s m kg 1056.81m 100cm 1000g 1kg s cm g 00856.04 4??=??=??? ?? ??????????????=--μ （2）密度 基本物理量的换算关系为 1 kgf=9.81 N ，1 N=1 kg ?m/s 2 则 3 242m kg 13501N s m 1kg 1kgf N 81.9m s kgf 6.138=?? ??????????????????=ρ （3）从附录二查出有关基本物理量的换算关系为 1 BTU=1.055 kJ ，l b=0.4536 kg o o 51F C 9 = 则 ()C kg kJ 005.1C 5F 10.4536kg 1lb 1BTU kJ 055.1F lb BTU 24.0??=?? ?????????????????????????=p c
（4）传质系数 基本物理量的换算关系为 1 h=3600 s ，1 atm=101.33 kPa 则 ()kPa s m kmol 10378.9101.33kPa 1atm 3600s h 1atm h m kmol 2.34252G ???=? ? ? ?????????????????=-K （5）表面张力 基本物理量的换算关系为 1 dyn=1×10–5 N 1 m=100 cm 则 m N 104.71m 100cm 1dyn N 101cm dyn 7425 --?=? ? ?????????????????=σ （6）导热系数 基本物理量的换算关系为 1 kcal=4.1868×103 J ，1 h=3600 s 则 ()()C m W 163.1C s m J 163.13600s 1h 1kcal J 104.1868C h m kcall 13 2 ??=???=????? ?????????????????=λ 2． 乱堆25cm 拉西环的填料塔用于精馏操作时，等板高度可用下面经验公式计算，即 ()()() L L 3 10C B 4E 3048.001.121078.29.3ραμZ D G A H -?= 式中 H E —等板高度，ft ； G —气相质量速度，lb/(ft 2?h)； D —塔径，ft ； Z 0—每段（即两层液体分布板之间）填料层高度，ft ； α—相对挥发度，量纲为一； μL —液相黏度，cP ；
计算流体力学 Computational Fluid Dynamics 类型： 属性：专业基础课课时/学分：60/3 一、预修课程 流体力学；空气动力学；偏微分方程数值解法 二、内容简介和教学要求 本课程包含基础及应用两个部分。基础部分讲述流体力学方程组及其物理含义，双曲型方程组的数理性质，有限差分法及有限体积法的理论基础及计算方法等；应用部分介绍国内外当前流行的高速流动和不可压缩流动的主要解法，网格生成技术，计算流体力学当前的主要问题、最新计算方法、及发展动向等。此外还介绍了并行计算的基础知识及湍流计算方法等。 本课程的特点是强调基础、突出应用，希望学生通过学习这一课程，对计算流体力学有一个系统深入的理解，具有一定的理论基础和较强的解决实际问题的能力。同时，在这一课程中也注意把课程学习和研究所的工作结合起来，使学生到研究所后能立即开展和计算流体力学有关的研究工作。本课程还将讲授并行程序设计的基本内容，使得学生们能够了解并行程序设计的基本思想及编程方法，并能编制基本的并行计算程序。 为培养学生独立思考和独立工作的能力，本课程采用启发的课程讲习方法，鼓励学生在掌握基础知识的基础上自己动手编制程序，以便加深对计算流体力学本质的理解和增强对实际问题的感性认识。力求学生们学完该课程后，能够独立编写计算流体力学程序。 三、简要目录 第一章引论 1.1 计算流体力学及其特征 1.2 计算流体力学的发展 第二章流体力学方程组及模型方程 2.1 流体力学基本方程 2.2 模型方程及其数学性质 2.3 双曲型方程组的初边值问题 2.4 Riemann 间断解 第三章有限差分方法 3.1 差分方法基本概念 3.2 差分方程的有效性及稳定性分析 3.3 数值解的精度及分辨率分析 3.4 数值解中的耗散效应、色散效应及群速度控制 第四章有限体积法 4.1有限体积法的基本思 4.2 表面积近似及体积积分近似 4.3 插值算法 4. 4 边界条件处理
第四章习题简答 4-2 管径cm d 5=，管长m L 6=的水平管中有比重为0.9油液流动，水银差压计读数为cm h 2.14=，三分钟内流出的油液重量为N 5000。管中作层流流动，求油液的运动粘度ν。 解: 管内平均流速为 s m d Q v /604.1)4/05.0/(180/)9.09800/(5000)4//(22=??==ππ 园管沿程损失h f 为γ(h 水银γ/油)1-=0.142(13.6/0.9-1)=2.004m 园管沿程损失h f 可以用达西公式表示： g v d l h f 22 λ=,对层流, Re /64=λ, 有 f gdh lv 264Re 2 = , 但νvd =Re , 从而lv h gd f 6422=ν, 代入已知量, 可得到s m /10597.124-?=ν 题 4-2 图 4-4 为了确定圆管内径，在管内通过s cm /013 .02=ν的水，实测流量为s cm /353，长m 15管段上的水头损失为cm 2水柱。试求此圆管的内径。 解：42 22 22212842642642642Re 64gd lQ d d g lQ gd lv g v d l vd g v d l h f πν πνν ν = ?? ? ??= === m gd lQ d 0194.002 .08.9210013.0351******** 4 =??????==∴-ππν 4-6 比重85.0s m /10125.02 4-?=ν的油在粗糙度mm 04.0=?的无缝钢管中流 动，管径cm d 30=，流量s m Q /1.03 =, 求沿程阻力系数λ。 解: 当7 8)(98.26?d >Re>4000时，使用光滑管紊流区公式：237 .0Re 221.00032.0+=λ。 园管平均速度s m d q v /4147.1)4//(2 ==π, 流动的33953Re ==ν vd , ： 723908)(98.2678=?d , 从而02185.0Re /221.00032.0237.=+=o λ 4-8 输油管的直径mm d 150=,流量h m Q /3.163 =，油的运动黏度s cm /2.02=ν, 试求每公里长的沿程水头损失。 解：256.03600 15.03 .164422=???== ππd Q v
第一章 流体流动 流体的重要性质 1．某气柜的容积为6 000 m 3 ，若气柜的表压力为5.5 kPa ，温度为40 ℃。已知各组分气体的体积分数为：H 2 40%、 N 2 20%、CO 32%、CO 2 7%、CH 4 1%，大气压力为 101.3 kPa ，试计算气柜满载时各组分的质量。 解：气柜满载时各气体的总摩尔数 ()mol 4.246245mol 313 314.86000 0.10005.53.101t =???+== RT pV n 各组分的质量： kg 197kg 24.246245%40%4022H t H =??=?=M n m kg 97.1378kg 284.246245%20%2022N t N =??=?=M n m kg 36.2206kg 284.246245%32%32CO t CO =??=?=M n m kg 44.758kg 444.246245%7%722CO t CO =??=?=M n m kg 4.39kg 164.246245%1%144CH t CH =??=?=M n m 2．若将密度为830 kg/ m 3 的油与密度为710 kg/ m 3 的油各60 kg 混在一起，试求混合油的密度。设混合油为理想溶液。 解： ()kg 120kg 606021t =+=+=m m m 3 3122 1 1 21t m 157.0m 7106083060=??? ? ??+=+ = +=ρρm m V V V 3 3t t m m kg 33.764m kg 157 .0120=== V m ρ 流体静力学 3．已知甲地区的平均大气压力为85.3 kPa ，乙地区的平均大气压力为101.33 kPa ，在甲地区的某真空设备上装有一个真空表，其读数为20 kPa 。若改在乙地区操作，真空表的读数为多少才能维持该设备的的绝对压力与甲地区操作时相同？ 解：（1）设备绝对压力 绝压=大气压-真空度= () kPa 3.65Pa 1020103.8533=?-? （2）真空表读数 真空度=大气压-绝压=() kPa 03.36Pa 103.651033.10133=?-? 4．某储油罐中盛有密度为960 kg/m 3 的重油（如附图所示），油面最高时离罐底9.5 m ，油面上方与大气相通。在罐侧壁的下部有一直径为760 mm 的孔，其中心距罐底1000 mm ，孔 盖用14 mm 的钢制螺钉紧固。若螺钉材料的工作压力为39.5×106 Pa ，问至少需要几个螺钉
柴诚敬化工原理答案(第二版)
化工原理(上)-天津大学化工学院-柴诚敬主编 绪 论 1. 从基本单位换算入手，将下列物理量的单位换算为SI 单位。 （1）水的黏度μ=0.00856 g/(cm·s) （2）密度ρ=138.6 kgf ?s 2/m 4 （3）某物质的比热容C P =0.24 BTU/(lb·℉) （4）传质系数K G =34.2 kmol/(m 2?h ?atm) （5）表面张力σ=74 dyn/cm （6）导热系数λ=1 kcal/(m ?h ?℃) 解：本题为物理量的单位换算。 （1）水的黏度 基本物理量的换算关系为 1 kg=1000 g ，1 m=100 cm 则 )s Pa 1056.8s m kg 1056.81m 100cm 1000g 1kg s cm g 00856.04 4??=??=????? ??????????? ???=--μ （2）密度 基本物理量的换算关系为 1 kgf=9.81 N ，1 N=1 kg ?m/s 2 则 3 24 2m kg 13501N s m 1kg 1kgf N 81.9m s kgf 6.138=?? ??????????????????=ρ （3）从附录二查出有关基本物理量的换算关系为 1 BTU=1.055 kJ ，l b=0.4536 kg
o o 51F C 9= 则 ()C kg kJ 005.1C 95F 10.4536kg 1lb 1BTU kJ 055.1F lb BTU 24.0??=?? ?????????????????????????=p c （4）传质系数 基本物理量的换算关系为 1 h=3600 s ，1 atm=101.33 kPa 则 ()kPa s m kmol 10378.9101.33kPa 1atm 3600s h 1atm h m kmol 2.34252G ???=? ? ??????????????????=-K （5）表面张力 基本物理量的换算关系为 1 dyn=1×10–5 N 1 m=100 cm 则 m N 104.71m 100cm 1dyn N 101cm dyn 7425 --?=? ? ? ????????????????=σ （6）导热系数 基本物理量的换算关系为 1 kcal=4.1868×103 J ，1 h=3600 s 则 ))C m W 163.1C s m J 163.13600s 1h 1kcal J 104.1868C h m kcall 13 2 ??=???=???????? ??????????????=λ 2． 乱堆25cm 拉西环的填料塔用于精馏操作时，等板高度可用下面经验公式计算，即 ()()() L L 3 10C B 4E 3048.001.121078.29.3ραμZ D G A H -?=
绪 论 1. 从基本单位换算入手，将下列物理量的单位换算为SI 单位。 （1）水的黏度μ=0.00856 g/(cm·s) （2）密度ρ=138.6 kgf ?s 2/m 4 （3）某物质的比热容C P =0.24 BTU/(lb·℉) （4）传质系数K G =34.2 kmol/(m 2?h ?atm) （5）表面张力σ=74 dyn/cm （6）导热系数λ=1 kcal/(m ?h ?℃) 解：本题为物理量的单位换算。 （1）水的黏度 基本物理量的换算关系为 1 kg=1000 g ，1 m=100 cm 则 )s Pa 1056.8s m kg 1056.81m 100cm 1000g 1kg s cm g 00856.04 4??=??=??? ?? ??????????????=--μ （2）密度 基本物理量的换算关系为 1 kgf=9.81 N ，1 N=1 kg ?m/s 2 则 3 242m kg 13501N s m 1kg 1kgf N 81.9m s kgf 6.138=?? ??????????????????=ρ （3）从附录二查出有关基本物理量的换算关系为 1 BTU=1.055 kJ ，l b=0.4536 kg o o 51F C 9 = 则 ()C kg kJ 005.1C 5F 10.4536kg 1lb 1BTU kJ 055.1F lb BTU 24.0??=?? ? ????????????????????????=p c （4）传质系数 基本物理量的换算关系为 1 h=3600 s ，1 atm=101.33 kPa 则 ()kPa s m kmol 10378.9101.33kPa 1atm 3600s h 1atm h m kmol 2.342 52G ???=? ? ??????????????????=-K （5）表面张力 基本物理量的换算关系为 1 dyn=1×10–5 N 1 m=100 cm 则 m N 104.71m 100cm 1dyn N 101cm dyn 742 5 --?=????? ??????????????=σ （6）导热系数 基本物理量的换算关系为 1 kcal=4.1868×103 J ，1 h=3600 s 则