化工原理——流体流动习题及答案
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化工原理——流体流动习题及答案
一• 填空或选择
1 、流体在圆形管道中作层流流动，如果只将流速增加一倍，则阻力损失为原来的几倍；如果只将管径增加一倍而流速不变，则阻力损失为原来的几倍。
（答：2 、 1/4 ）
2 、 如果流体为理想流体且无外加功的情况下，写出：
单位质量流体的机械能衡算式为 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ；
单位重量流体的机械能衡算式为 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ；
单位体积流体的机械能衡算式为 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ；
（答：
， ， ）
3 、如图所示，容器中盛有 ρ ＝ 800kg /m 3 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， b 1 、 b 2 、 b 3 及 b 4 也在同一高
度上， h 1 = 100mm ， h 2 = 200mm ，则各点的表压 Pa 1 =____ ， Pa 2 =____ ， Pb 2 =____ ， Pb 3 =____ ， Pb 3 =____ 。（表压值以 mm H 2 O 表示）
（答： 0，100，200，300，340，200）
4 、 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]
5．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， ； ]
6．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____。
7 、测流体流量时，随流量增加孔板流量计两侧压差值将 ，若改用转子流量计，随流量增加转子两侧压差值将 。（答：增加，不变）
8、 在压力为 202.66kPa （表压），温度为 300 ℃ 条件下，由分析得知某混合气体成分如下（圴为体积 %）：
CO 2 :8.5%； O 2 :7.5%；
N 2 ：76% H 2 O：8%
则该混合气体的密度为 。
9、孔板流量计的孔流系数Co当Re增大时，其值 。（B）
A 总在增大 B 先减小，后保持为定值 C 总在减小 D 不定
11、流体流动时的摩擦阻力损失h f 所损失的是机械能中的 C 项。 A 动能 B 位能 C 静压能 D 总机械能
12、某液体在内径为d 0 的水平管路中稳定流动，其平均流速为u 0 ，当它以相同的体
积流量通过等长的内径为d 2 (d 2 =d 0 /2)的管子时，若流体为层流，则压降 D p为原来的 倍。（C）
A 4 B 8 C 16 D 32
二、计算题
1、 为测量腐蚀性液体贮槽中的存液量，采用图示的装置。测量时通入压缩空气，控制调
节阀使空气缓慢地鼓泡通过观察瓶。今测得 U 形压差计读数为 R= 130mm ，通气管距贮槽底面 h= 20cm ，贮槽直径为 2m ，液体密度为 980kg /m 3 。试求贮槽内液体的贮存量为多少吨？
（答：6.15吨）
2、 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 101.33×10 3
Pa 。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 × 10 4 Kg /h ） 3 、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） 88.5m 3 /h；（2）3.30×10 4 Pa（表压）】
4 、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 ？
【答：（ 1 ） 23m 3 /h ；（ 2 ） 12.37m 】 5 、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 m 3 /h （ 2 ） V BC = 5.18m 3 /h ， V BD = 2.77m 3 /h 】
