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第一章: 流体流动流体流动是化工厂中最基本的现象。
在化工厂内，不论是待加工的原料或是已制成的产品，常以液态或气态存在。
各种工艺生产过程中，往往需要将液体或气体输送至设备内进行物理处理或化学反应，这就涉及到选用什么型式、多大功率的输送机械，如何确定管道直径及如何控制物料的流量、压强、温度等参数以保证操作或反应能正常进行，这些问题都与流体流动密切相关。
流体是液体和气体的统称。
流体具有流动性，其形状随容器的形状而变化。
液体有一定的液面，气体则否。
液体几乎不具压缩性，受热时体积膨胀的不显著，所以一般将液体视为不可压缩的流体。
与此相反，气体的压缩民很强，受热时体积膨胀很大，所以气体是可压缩的流体。
如果在操作过程中，气体的温度和压强改变很小，气体也可近似地按不可压缩流体来处理。
流体是由大量的不断作不规则运动的分子组成，各个分子之以及分子内部的原子之间均保留着一定的空隙，所以流体内部是不连续而存在空隙的，要从单个分子运动出发来研究整个流体平衡或运动的规律，是很困难而不现实。
所以在流体力学中，不研究个别分子的运动，只研究由大量分子组成的分子集团，设想整个流体由无数个分子集团组成，每个分子集团称为“质点”。
质点的大小与它所处的空间在、相比是微不足道的，但比分子自由程要大得多。
这样可以设想在流体的内部各个质点相互紧挨着，它们之间没有任何空隙而成为连续体。
用这种处理方法就可以不研究分子间的相互作用以及复杂的分子运动，主要研究流体的宏观运动规律，而把流体模化为连续介质，但不是所有情况都是如此的，高真空度下的气体就不能视为连续介质了。
液体和气体统称为流体。
流体的特征是具有流动性，即其抗剪和抗张的能力很小；无固定形状，随容器的状而变化；在外力作用下其内部发生相对运动。
化工生产的原料及产品大多数是流体。
在化工生产中，有以下几个主要方面经常要应用流体流动的基本原理及其流动规律：(1) 管内适宜流速、管径及输送设备的选定；(2) 压强、流速和流量的测量；(3) 传热、传质等过程中适宜的流动条件的确定及设备的强化。
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 。
第一章流体力学1.表压与大气压、绝对压的正确关系是（A ）。
A.表压=绝对压-大气压B.表压=大气压-绝对压C.表压=绝对压+真空度2.压力表上显示的压力，即为被测流体的（B ）。
A.绝对压B.表压C.真空度D.大气压3.压强表上的读数表示被测流体的绝对压强比大气压强高出的数值，称为（B ）。
A.真空度B.表压强C.绝对压强D.附加压强4.设备内的真空度愈高，即说明设备内的绝对压强（B ）。
A.愈大B.愈小C.愈接近大气压D.无法确定5.一密闭容器内的真空度为80kPa,则表压为（B ）kPa。
A. 80B. - 80C. 21.3D.181.36.某设备进、出口测压仪表中的读数分别为p1（表压）=1200mmHg和p2（真空度）=700mmHg，当地大气压为750mmHg,则两处的绝对压强差为（D ）mmHg。
A.500B.1250C.1150D.19007.当水面压强为一个工程大气压，水深20m处的绝对压强为（B ）。
A. 1个工程大气压B. 2个工程大气压C. 3个工程大气压 D. 4个工程大气压8.某塔高30m,进行水压试验时，离塔底10m高处的压力表的读数为500kpa,（塔外大气压强为100kpa）。
那么塔顶处水的压强（A）。
A. 403 . 8kpaB. 698. 1kpaC. 600kpaD. 100kpa9.在静止的连续的同一液体中，处于同一水平面上各点的压强（A ）A.均相等B.不相等C.不一定相等10.液体的液封高度的确定是根据（C ）.A.连续性方程B.物料衡算式C.静力学方程D.牛顿黏性定律11.为使U形压差计的灵敏度较高，选择指示液时，应使指示液和被测流体的密度差（P指-P）的值（B ）。
A.偏大B.偏小C.越大越好12.稳定流动是指流体在流动系统中，任一截面上流体的流速、压强、密度等与流动有关的物理量（A ）。
A.仅随位置变，不随时间变B.仅随时间变，不随位置变C.既不随时间变，也不随位置变D.既随时间变，也随位置变13.流体在稳定连续流动系统中，单位时间通过任一截面的（B ）流量都相等。
化工原理(上册) - 化工流体流动与传热第三版柴诚敬习题答案第一章：引言习题1.1答案：该题为综合性问题，回答如下：根据流体力学原理，液体在容器中的自由表面是一个等势面，即在平衡时，液体表面上各点处的压力均相等。
所以整个液体处于静止状态。
习题1.2答案：该题为计算题。
首先，根据流速的定义：流体通过某个截面的单位时间内通过的体积与截面积之比，可得流速的公式为：v = Q / A，其中v表示流速，Q表示流体通过该截面的体积，A表示截面积。
已知流速v为10m/s，截面积A为0.5m²，代入公式计算得：Q = v × A = 10m/s × 0.5m² = 5m³/s。
所以，该管道内的流体通过的体积为5立方米每秒。
习题1.3答案：该题为基础性知识题。
流体静压头表示流体的静压差所能提供的相当于重力势能的高度。
根据流体的静压力与流体的高度关系可知，流体静压力可以通过将流体的重力势能转化为压力单位得到。
由于重力势能的单位可以表示为m·g·h，其中m为流体的质量，g为重力加速度，h为高度。
而流体的静压头就是将流体静压力除以流体的质量得到的，即流体静压力除以流体的质量。
所以，流体静压头是等于流体的高度。
第二章：流体动力学方程习题2.1答案：该题是一个计算题。
根据题意，已知流体的密度ρ为1.2 kg/m³，截面积A为0.4 m²，流速v为2 m/s，求流体的质量流量。
根据质量流量公式：Q = ρ × A × v，代入已知数值计算得：Q = 1.2 kg/m³ × 0.4 m² × 2 m/s = 0.96 kg/s。
所以，流体的质量流量为0.96 kg/s。
习题2.2答案：该题为综合性问题，回答如下：流体动量方程是描述流体运动的一个重要方程，其中包含了流体的质量流量、速度和压力等参数。
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 kg2．20℃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 kg3．101.3kap 、20℃时空气的密度为_____________ 。
1.2063/m kg4．1atm ＝__________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 ,100mm10．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( )。
CA．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( )。
DA．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Ø35 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( )。
BA．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。
AA．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。
BA．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( )。
AA．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)CA．u2；B．u ；C．u-1；D．u-2。
10．判断流体流动类型的准数为( )。
AA．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( )。
CA．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。
( )CA．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( )。
AA．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( )DA．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( )CA．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1atm17．当地大气压为1atm，若某生产设备上真空表读数为10mmHg时（）DA. 表压为102 kPaB.表压为750mmHgC. 绝压为10mmHgD.绝压为10.2mH2O18．关于黏性和黏度的叙述错误的是（）CA. 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( )。
BA．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( )。
AA. u1=4u2B.u2=4u1C.u2=2u1D.u1=2u221．下列不属于U形压力计组成的是( )CA. 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（）CA. 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( ) BA ．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( )AA. 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. 21C. 2D. 426．不能减少流体阻力的措施是( ) CA. 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( )DA. 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( )AA ．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 。
（ ）Х2．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 。
（ ）Х4．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。
（ ）Х7．U 形管压差计中指示液密度必须大于被测流体的密度。
