化工原理第1章综合练习
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一、单选题1.单位体积流体所具有的()称为流体的密度。
AA 质量;B 粘度;C 位能;D 动能。
2.单位体积流体所具有的质量称为流体的()。
AA 密度;B 粘度;C 位能;D 动能。
3.层流与湍流的本质区别是()。
DA 湍流流速>层流流速;B 流道截面大的为湍流,截面小的为层流;C 层流的雷诺数<湍流的雷诺数;D 层流无径向脉动,而湍流有径向脉动。
4.气体是()的流体。
BA 可移动;B 可压缩;C 可流动;D 可测量。
5.在静止的流体内,单位面积上所受的压力称为流体的()。
CA 绝对压力;B 表压力;C 静压力;D 真空度。
6.以绝对零压作起点计算的压力,称为()。
AA 绝对压力;B 表压力;C 静压力;D 真空度。
7.当被测流体的()大于外界大气压力时,所用的测压仪表称为压力表。
DA 真空度;B 表压力;C 相对压力;D 绝对压力。
8.当被测流体的绝对压力()外界大气压力时,所用的测压仪表称为压力表。
AA 大于;B 小于;C 等于;D 近似于。
9.()上的读数表示被测流体的绝对压力比大气压力高出的数值,称为表压力。
AA 压力表;B 真空表;C 高度表;D 速度表。
10.被测流体的()小于外界大气压力时,所用测压仪表称为真空表。
DA 大气压;B 表压力;C 相对压力;D 绝对压力。
11. 流体在园管内流动时,管中心流速最大,若为湍流时,平均流速与管中心的最大流速的关系为()。
BA. Um=1/2Umax;B. Um=;C. Um=3/2Umax。
12. 从流体静力学基本方程了解到U型管压力计测量其压强差是( )。
AA. 与指示液密度、液面高度有关,与U形管粗细无关;B. 与指示液密度、液面高度无关,与U形管粗细有关;C. 与指示液密度、液面高度无关,与U形管粗细无关。
13.层流底层越薄( )。
CA. 近壁面速度梯度越小;B. 流动阻力越小;C. 流动阻力越大;D. 流体湍动程度越小。
第一章 流体力学与应用一、填空(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 2 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 1/4 倍。
(2)离心泵的特性曲线通常包括 H-Q 曲线、 η-Q 和 N-Q 曲线,这些曲线表示在一定 转速 下,输送某种特定的液体时泵的性能。
(3) 处于同一水平面的液体,维持等压面的条件必须是 静止的 、 连通着的 、 同一种连续的液体 。
流体在管内流动时,如要测取管截面上的流速分布,应选用 皮托 流量计测量。
(4) 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常数=++=ρp u gz E 22; 单位重量流体的机械能衡算式为常数=++=gp g u z E ρ22; 单位体积流体的机械能衡算式为;常数=++=p u gz E 22ρρ(5) 有外加能量时以单位体积流体为基准的实际流体柏努利方程为z 1ρg+(u 12ρ/2)+p 1+W s ρ= z 2ρg+(u 22ρ/2)+p 2 +ρ∑h f ,各项单位为 Pa (N/m 2) 。
(6)气体的粘度随温度升高而 增加 ,水的粘度随温度升高而 降低 。
(7) 流体在变径管中作稳定流动,在管径缩小的地方其静压能 减小 。
(8) 流体流动的连续性方程是 u 1A ρ1= u 2A ρ2=······= u A ρ ;适用于圆形直管的不可压缩流体流动的连续性方程为 u 1d 12 = u 2d 22= ······= ud 2 。
(9) 当地大气压为745mmHg 测得一容器内的绝对压强为350mmHg ,则真空度为 395mmHg 。
测得另一容器内的表压强为1360 mmHg ,则其绝对压强为2105mmHg 。
(10) 并联管路中各管段压强降 相等 ;管子长、直径小的管段通过的流量 小 。
第一篇练习与讲评练习一流体流动一、填充与选择:1.圆形直管内,V一定,设计时若将d增加一倍,则层流时h f是原有值___倍;高度湍流时λ不变),h f是原有值的___倍.2.,两槽3.4.5.区)6.圆形直管D i=100mm,一般情况下输水能力为()A.3m3/hB.30m3/hC.200m3/hD.300m3/h7.某孔板流量计,当水量为V时,U压差计R=600mm(ρi=3000kg/m3),若改用ρi=6000kg/m3的指示液,水流量不变,则此时读数R为()A.150mmB.120mmC.300mmD.240mm8.倒U形压差计,指示剂为空气,现改为油后(流向不变),则R()A.增大B.变小C.不变D.不变,但倒U形管中左侧高于右侧二、计算:1.如图标三只容器A、B、C均装有水(液面恒定),已知:z1=1m,z2=2m,U形水银压差计读数R=0.2m,H=0.1m。
试求(1)容器A上方压力表读数p1为多少MPa(2)若p1(表压)加倍,则(R+H)为多少23.数C0=0.62,管长L OC=45m,L CB=15m,L CA=15m(包括所有阻力的当量长度),管径d OC=50mm,d CB=40mm,d CA=40mm,当阀A全关,B阀打开时,压力表P B=0.24at,试计算:1).孔板两侧的压差为多少mmHg2).若维持阀B的开度不变,逐渐打开阀A,直到CB、CA两管中流速相等,此时压力表的读数分别为多少at(已知流体密度ρ=1000kg/m3,λ均取0.03)。
h′f/h f=(d/d′)5=2-5=1/322.H f=H.因H不变,故H f不变=56J/kg3.ab和cd段管尺寸相同,流速相同Δp fab=Δp cd在a.b间应用B.e.q.得:p a-p b=Δp fcd-ρgZ在c.d间应用B.e.q.得:p c-p d=Δp fcd故p c-p d>p a-p b4.解题思路同第一题充分湍流情况HH f=λ×l/d×u2/2gH=H f=λ×(l1/d1)×u12/2g=λ×(l2/d2)×u22/2gu22=u12d1/d2,u2=2-0.5u1---------------------------------------------------------(1)由连续性方程πnd22u2/4=πd12u1/4,u2n=4u1------------------------------------------------------(2) (1)(2)联解得:n=5.66,取整为6根。
1、当不可压缩理想流体在水平放置的变径管路中作稳定的连续流动时,在管子直径缩小的地方,其静压力 C 。
(A)不变 (B)增大 (C)减小 (D)不确定2、水在内径一定的圆管中稳定流动,若水的质量流量保持恒定,当水温升高时,Re 值将 B 。
(A)不变 (B)增大 (C)减小 (D)不确定3、层流与湍流的本质区别是 D 。
(A)湍流流速大于层流流速; (C)层流的雷诺数小于湍流的雷诺数;(B)流动阻力大的为湍流; (D)层流无径向脉动,而湍流有径向脉动。
4、某流体在圆形直管中作滞流流动时,其速度分布是 曲线,其管中心流速为平均流速的 倍。
(抛物线,2倍)5、清水在φ14×2mm 的圆形直管中以0.15m/s 的速度流动,圆管中的流体流动形态为 ;每流过25m 管道,流体的静压强降低 Pa 。
(层流;1200)6、某液体在圆形直管内作滞流流动。
若管长及液体物性不变,而管径减至原有的一半,且仍然作滞流流动。
问因流动阻力产生的能量损失为原来的多少倍? (16倍)7、当地大气压为750mmHg 时,测得某体系的表压为100mmHg,则该体系的绝对压强为____mmHg,真空度为_______mmHg. (850;-100)8、雷诺准数的表达式为________________。
当密度ρ=1000kg.m-3,粘度μ=1[厘泊]的水,在内径为d=100[mm],以流速为1[m.s-1]在管中流动时,其雷诺准数等于__________,其流动类型为_____. (Re=d uρ/μ ; 105; 湍流)判断1、粘性是流体的物性之一,无论是有粘性。
( )2、尽管粘性是流体的物性之一,但只有流动的流体才考虑粘性的影响,对静止的流体可不粘性的影响。
( )3、U 型压差计测量的是两间静压强之间的差值。
( )4、转子流量计工作时转子受到两个力的作用,一个是重力,另一个是浮力。
( )5、孔板流量计工作时,流体在流过孔板前静压强差不变。
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8×10-3m2,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××;外部压强p=F/A=10/0.008=1.25kPa<内部压强。
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R1、R2,两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R1与R2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R2减小。
1.在一定流量下,流体在并联管路中作稳定连续流动,当并联管路数目愈多,则()。
A. 流体阻力损失越大B. 流体阻力损失越小C. 流体阻力损失与并联管数无关2.水在圆形直管中作滞流流动,流速不变,若管子直径增大一倍,则阻力损失为原来的()。
A. 1/4 B. 1/2 C. 2倍3.在稳定流动的并联管路中,管子长,直径小,而摩擦系数大的管段,通过的流量()。
A. 与主管相同B. 大C. 小4.当20℃的甘油(ρ=1261kg.m-3,μ=1499厘泊)在内径为100mm的管内流动时,若流速为2.0m.s-1时,其雷诺准数Re为___,其摩擦阻力系数λ为____.5.高位槽液面恒定,液体以一定流量流经管路,ab、cd两段长度相等,管径与管壁粗糙度相同,则( )。
(1)U形压差计读数A. R1>R2B. R1=R2C. R1<R2D. 不定(2)液体通过ab与cd段能量损失______。
A. h f a b>h f c dB. h f a b=h f c dC. h f a b<h f c dD.不定(3)ab与cd两段压差____。
A.ΔP ab>ΔP cdB.ΔP ab=ΔP cdC.ΔP ab<ΔP cdD. 不定(4)R1值表示_______。
A. ab段的压差值B. ab段位能变化C. ab段流动能量损失D. ab段压差值及流动能量损失6、水从内径d1的管段流向内径d2的管段,已知d2=20.5d1,d1管段流体的速度头为0.8m,h1=0.7m。
(1)忽略流经AB段的能量损失,则h2= m,h3= m。
(2)若流经AB段的能量损失为0.2mH2O,则h2= m,h3= m。
7、一敞口容器底部连接等径的进、出水管,容器内水面维持恒定1.5m,管内水的动压头均为0.5m,则进水管的点A、容器内的点C、出水管的点B的静压头分别为P A= m,P B= m,P C= m。
8、黏度为0.05Pa·S的油品在Φ112*6mm的圆管内流动,管截面上的速度分布式为u y=20y-200y2(y为管截面上任一点到壁面的径向距离),则油品在管内的流型为,管截面上的平均速度为,管壁面上的剪应力为。
化⼯原理期末考试第⼀章练习题及答案练习⼀流体流动填充1、理想流体是指没有粘度的流体。
2、测量流体流量时,随着流体流量的增⼤,转⼦流量计两端压差值____ 不变_____ ,孔板流量计两端压差值增⼤。
3、圆管内湍流和层流的区别是:4、圆形直管内,q V⼀定,设计时若将d 增加⼀倍,则层流时h f是原值的16 分之⼀倍,完全湍流时,h f是原值的32 分之⼀倍。
(忽略e/d 的变化)5、流体在直管内流动造成阻⼒损失的根本原因是流体的粘性,直管阻⼒损失体现在静压能减⼩。
6、某孔板流量计⽤⽔测得C o=0.64 ,现⽤于测ρ=900kg/m3,µ=0.8mPa·s 的液体,⽔的粘度 1.005mPa·s,问此时C o 等于0.64 。
(>, =, < )7、如图⽰管线,将⽀管A的阀门开⼤,则管内以下参数如何变化?(↑, ↓)12. 如果管内流体流量增⼤ 1 倍后,其流动型态仍为层流,则流动阻⼒是原来的 2 倍。
13. 流体在湍流的阻⼒平⽅区流动,若其他条件不变,其压降随着管⼦的相对粗超度增加⽽增⼤,随着流体密度的增⼤⽽增⼤。
14. 能够直接读出流量的流量计是转⼦流量计。
15. 从液⾯恒定的⾼位槽向常压容器中加⽔,若将放⽔管路上的阀门开度关⼩,则管内⽔流量将减⼩,管路的局部阻⼒将增⼤,直管阻⼒减⼩,管路总阻⼒不变。
16. 由三⽀管组成的并联管路,各直管的长度和摩擦系数相等,管径⽐为 1:2: 3,则三⽀管的流量⽐为 1:4 根号 2:9 根号 3 。
(设在阻⼒平⽅区)17. 不可压缩流体在⽔平变径管路中流动时,在管径缩⼩的截⾯处,其流速增⼤,压⼒减⼩。
18. 不可压缩流体在⽔平管内作定态流动时,流动摩擦阻⼒所消耗的能量是总机8、图⽰管路系统中,已知流体流动的总阻⼒损失 h f =56J/kg, 若关⼩阀门,则总阻⼒损失 h f '= 56 J/kg ,两槽液⾯的垂直距离 H=5.7 ⽶。
1.在一定流量下,流体在并联管路中作稳定连续流动,当并联管路数目愈多,则()。
A. 流体阻力损失越大B. 流体阻力损失越小C. 流体阻力损失与并联管数无关2.水在圆形直管中作滞流流动,流速不变,若管子直径增大一倍,则阻力损失为原来的()。
A. 1/4 B. 1/2 C. 2倍3.在稳定流动的并联管路中,管子长,直径小,而摩擦系数大的管段,通过的流量()。
A. 与主管相同B. 大C. 小4.当20℃的甘油(ρ=1261kg.m-3,μ=1499厘泊)在内径为100mm的管内流动时,若流速为2.0m.s-1时,其雷诺准数Re为___,其摩擦阻力系数λ为____.5.高位槽液面恒定,液体以一定流量流经管路,ab、cd两段长度相等,管径与管壁粗糙度相同,则( )。
(1)U形压差计读数A. R1>R2B. R1=R2C. R1<R2D. 不定(2)液体通过ab与cd段能量损失______。
A. h f a b>h f c dB. h f a b=h f c dC. h f a b<h f c dD.不定(3)ab与cd两段压差____。
A.ΔP ab>ΔP cdB.ΔP ab=ΔP cdC.ΔP ab<ΔP cdD. 不定(4)R1值表示_______。
A. ab段的压差值B. ab段位能变化C. ab段流动能量损失D. ab段压差值及流动能量损失6、水从内径d1的管段流向内径d2的管段,已知d2=20.5d1,d1管段流体的速度头为0.8m,h1=0.7m。
(1)忽略流经AB段的能量损失,则h2= m,h3= m。
(2)若流经AB段的能量损失为0.2mH2O,则h2= m,h3= m。
7、一敞口容器底部连接等径的进、出水管,容器内水面维持恒定1.5m,管内水的动压头均为0.5m,则进水管的点A、容器内的点C、出水管的点B的静压头分别为P A= m,P B= m,P C= m。
8、黏度为0.05Pa·S的油品在Φ112*6mm的圆管内流动,管截面上的速度分布式为u y=20y-200y2(y为管截面上任一点到壁面的径向距离),则油品在管内的流型为,管截面上的平均速度为,管壁面上的剪应力为。
化工原理第一章、第二章练习题一、判断[1] 一般情况下气体的黏度随温度的升高而增大;液体的黏度随温度的升高而减小。
( )[2] 流体阻力是由流体与壁面之间的摩擦引起的。
( )[3] 在相同的设备条件下,密度越大和黏度越小的流体越易形成湍流状态。
( )[4] 表压强就是流体的真实压强。
( )[5] 流体在圆管内流动时,管的中心处速度最大,而管壁处速度为零。
( )二、填空题[1] 用出口阀调节离心泵流量,实质是改变曲线,用改变转速来改变流量,实质上是改变曲线。
用改变转速调节流量,实质上是改变曲线。
[2] 当地大气压为745mmHg测得一容器内的绝对压强为550mmHg,则真空度为。
测得另一容器内的表压强为1360 mmHg,则其绝对压强为。
[3] 离心泵在设计流量下工作时效率最高,这是由于,而大型泵的效率通常高于小型泵的,则是由于大型泵的容积效率较高。
在离心泵选型时,除应满足系统所需之流量和扬程外,还应使该泵在区工作。
[4] 流体在变径管中作稳定流动,在管径缩小的地方其静压能。
[5] 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倍。
三、选择题1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 [1] 现要输送的水,若管内水的流速约取2. 5 m/s,则可选____钢管。
A、B、 C、D、[2] 流体在管内流动时,如要测取管截面上的流速分布,应选用流量计测量。
A、皮托管B、孔板流量计C、文丘里流量计D、转子流量计[3] 孔板流量计的孔流系数当Re增大时,其值____A、总在增大B、先减小,后保持为定值C、总在减小D、不定[4]流体流过两个并联管段1和2,两管内均呈滞流,两管的管长、管内径及体积流量分别是、、、、、。
若, 则________。
A 、0. 5B 、0. 25 C、1/8 D、1/16[5]被测流体的_____小于外界大气压强时,所用测压仪表称为真空表。