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化工原理计算题

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1 流体流动、流体输送机械习题 主要计算公式： 1、流体静力学基本方程式：ghpp0或 2、流体的速度、体积流量、质量流量 及质量流速之间的关系：

uAqv 圆管：24dquv

uAqqvm

uAqAqGvm

3、稳定流动时的连续性方程： 对任一截面：常数mquA 对不可压缩流体：常数uA 4、柏努利方程： 2211221222

upupgzgz

不可压缩、有外功加入的实际流体柏努利方程： fehpugzwpugz

2222121

122

或fehpuzgw22 5、流体通过直管的摩擦阻力：22udlhf 6、摩擦因数（系数）

层流（2000eR）：duRe6464 层流时直管摩擦阻力：

232dgluhf

湍流（5310~103eR），且在光滑管内流动时：

pgz常数 2 25.03164.0eR

柏拉修斯（Blasius）式 7、局部阻力计算

（1）当量长度法 22udlhef （2）阻力系数法 2u2fh 8、流体输送设备消耗的功率

ηWqηHρgqηPPemvea

HρgqPve 9、并联管路 321VVVV

BfAfffhhhh321 10、分支管路 21VVV

1f01210200hρP2ugzρP2ugz1 2f0222hρP2ugz2常数

11、毕托管（皮托管） ρρ)2gR(ρui 12、孔板流量计：

V V2 V3

V1

B A

2 2 1 1 0 0 3

ρρ)2gR(ρACqi00v

13、离心泵的安装高度（防止汽蚀） （1）允许吸上真空（高）度HS： 是指泵入口处P1可允许达到的最高真空度，其表达式为：

ρgPPH1aS

HS — 离心泵的允许吸上真空高度， m液柱；Pa — 大气压，N/m2； —被输送液体的密度，kg/m3

如图，以贮槽液面为基准，列出槽面0—0与泵入口1—1截面间的柏努利方程式，则：

fH2guρgPPH211ag （a）

fH2guHH 21Sg 此式用于计算泵的安装高度

2211uud fH管件ld

（2）汽蚀余量h： ρgP)2guρgP(Δhv211

静压头 动压头 将此式代入上面的（a）式中，有：

hHfgPρgPHvag

习题： 1、用离心泵将池中水送到高位槽，已知管路总长100m（包括当量长），其中压力表后为80m，管路摩

11

2218m

2m3 压力表3

Hg↑ P1,,u1 1

1

Hg 0 P0=Pa 0 4

擦系数0.025，管内径0.05m，当流量为10m3/h时泵效率为80%，求：（1）泵的轴功率；（2）压力表读数。（取=1000kg/m3） 解：（1）如图取1-1、2-2截面，以1-1截面为基准列柏努利方程：

2211221222ef

pupugzWgzW

1212120;21820;;0zzmppuu

2efWgzW 22eflluWd



]/[415.105.0785.03600/10422smdquv

221001.4150.02550.06[/]20.052efllu

WJkgd

29.812050.06246.26[/]efWgzWJkg

有效功率 101000246.26684[/]3600emevePqWqWJs 轴功率 684855[/]80%eaPPJs （2）以3-3截面为基准，在3-3、2-2截面间列柏努利方程： 22

3322

323222fpupugzgzW

322230;18;0;0;1.415/zzmpuuums 2333322fPugzW

2232801.4150.02540.04[/]20.052eflluWJkgd



22

333321.4159.811840.04215.6[/]22fPugzWJkg

2、欲用离心泵将20℃水以30m3/h的流量由水池打到敞口高位槽，两液面均保持不变，液面高差为18m，泵的吸入口在水池上方2m处，泵的吸入管路全部阻力为1m水柱，压出管路全部阻力为3m水柱，泵效率60%。

11

2218m

2m

112218m

2m3 压力表3 5

求：（1）泵的轴功率； （2）若允许吸上真空高度为5m，用上述安装高度是否合适？（=1000kg/m3；动压头可略）

解：（1）如图，取1-1、2-2截面，以1-1截面为基准列柏努利方程：

212222211122fehgugpzHgugpz

已知：1212120,18,,0zzmppuu )(223118212mhzHfe

泵的轴功率：

kwgHqPPevea35.2997%60360081.910002230

（2）)(4105221mHguHHfsg ,2mHg安装高度合适。

3、如图所示，已知管内径d=50mm，在正常输水中管总长（包括当量长）为60m，摩擦系数为

0.023，泵的性能曲线方程是8.088.019vqH。 问：（1）流量为10m3/h时输送每立方米的水需外加功为多少？此泵是否可以胜任？ （2）当调节阀门使流量减到8m3/h时，泵的轴功将如何变化？（不考虑泵效率改变） 解：（1）如图，取1-1、2-2截面，以1-1截面为基准列柏努利方程式：

212222211122fehupgzWupgz

0100212121uuppmzz；；；

212efWgzh

]/[415.105.0785.03600/10422smdquv

]/[6.272415.105.060023.022221kgJudllhef

112210m 6

]/[7.1256.271081.9212kgJhgzWfe

即每千克质量水需要125.7J功，每m3水需要125.7×103J，或125.7kJ。

此时需要压头为：][8.12]/[8.1281.97.125mNJgWHe需

泵在此时可提供的压头为：][4.131088.0198.0mH 需HH 故泵可以胜任。

（2）vagqPH 当38/vqmh时：0.8190.88814.4[]Hm /14.480.86/13.410avvvvaPHqgHqPHqgHq改

原 即变化后轴功率是原来的0.86倍。

或14.4813.41014%13.410aavvvaPPHqHqPHq改原原 即变化后轴功率降低了14％。 4、从水池用离心泵向高位槽送水，要求水的流量为18m3/h，已知进出泵的输水管为0×mm的钢管，高位槽水面距水池面高20m，全管线总阻力损失为25倍动压头。今有一台离心泵，其性能为

62.0,8.30,/203mHhmqv（最高效率点0.65），

问此泵能否用？ 解：管内流速：

]/[27.2)10005.3260(414.33600/18422smdquv

选截面1-1、2-2，以1-1截面为基准列柏努利方程式： 212222211122fehgugpzHgugpz

0200212121uuppmzz；；；

guhzHfe22520221281.9227.225202

][6.26m

eHmH8.30 可用

112220m

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宁波工程学院化工原理计算题

宁波工程学院化工原理计算题

宁波⼯程学院化⼯原理计算题第⼀单元流体流动1-1．U 型管压差计测量蒸汽锅炉⽔⾯上⽅的蒸汽压，如图1-1所⽰，U 型管压差计的指⽰液为⽔银，两U 型管的连接管内充满⽔。

已知⽔银⾯与基准⾯的垂直距离分别为：h 1=2.3m, h 2=1.2m, h 3=2.5m, h 4=1.4m, h 5=3m,⼤⽓压强Pa=745mmHg 。

试求锅炉上⽅⽔蒸汽的压强0P 。

解：由静⼒学⽅程得：)(21h h g p p Hg a c -+=ρ)()(2323'h h g P h h g p p B g c -+=-+=⽔⽔ρρ)(43h h g p p Hg B A -+=ρ)(45h h g p p o A -+=⽔ρ)(21h h g p p Hg a c -=-ρ )(21h h g p p Hg a c -=-ρ )(23h h g p p C B --=-⽔ρ)(43h h g p p Hg B A -=-ρ)(45h h g p p A o --=-⽔ρPa 51064.3)]4.13()2.15.2[(81.91000)]4.15.2()2.13.2[(81.913600101330760745=-+---+-+=本题是静⼒学⽅程与U 型压差计的应⽤。

1-2．密度为850kg/m 3的某液体由敞⼝⾼位槽从φ89×4mm 的管道中流出，⾼位槽液⾯⾼于地⾯12m ，管路出⼝⾼于地⾯3m(如图1-2)。

已知该液体流经图1-1系统的总能量损失可按(∑h f ) W f =7.5u 2 计算，u 为液体在管内的流速m/s 。

试计算： 1）管内液体的流速；2）该液体的体积流量和质量流量（分别以m 3/h 和kg/h ）。

解：1）在1-1与2-2之间列柏努利⽅程,，以0-0为基准⾯已知： z 1=12m, z 2=3m, u 1=u 2≈0， p 1=p 2=0(表压）We=0 , W f =7.5u 2 得： 12(9.81)=3(9.81) + 7.5u 2 ∴ u=3.43m/s 2） V=u A=3.43×(3.14/4)(0.0812)=0.0177 m3/s=63.7 m3/h m=V ρ=63.7×850=54145 kg/h本题是练习柏努利⽅程、体积流量与质量流量的计算及相互换算。

化工原理试题库计算题分解

化工原理试题库计算题分解

二：计算题（50分）1、有某平均相对挥发度为3的理想溶液，其中易挥发组份的组成为60%（縻尔分率，以下相同）的料液于泡点下送入精馏塔。

要求馏出液中易挥发组份的组成不小于90%，残液中易挥发组份的组成不大于2%。

求：每获1kmol 馏出液时原料液用量？若回流比为1.5 ，它相当于min R 的多少倍？假设料液加到板上后，加料板上的浓度仍为60%，求提馏段第二块理论板上的液相组成？已知：3=α，6.0=F x ，9.0=D x ，02.0=w x ，1=q 。

相平衡关系：()xxx x y 21311+=-+=αα，F=W+D F=W+1， 9.0102.006⨯+⨯=⨯w F 。

联立求解得：Kmol F 52.1=。

最小回流比：1=q ，q F x x ==6.0，818.06.0.2106.3213=+=+=x x y q 。

376.06.0818.0818.09.0mi n =--=--=q q q D x y y x R 。

其倍数为：4376.05.1==n 。

提馏段操作线方程：WL x W x WL L y w ---='''. ， 52.0=W ，02.352.15.1.'=+=+=+=F D R F L L00416.0208.1-=x y 由6.0'1=x ， 得：72.000416.0208.1'2=-=x y 。

即：提馏段第二块板上的气相组成为0.72.2、某吸收过程中，平衡关满足亨利定律Y=mX 。

已知吸收剂和惰性气体的用量分别为L hKmol 和V hKmol ，吸收过程中进出塔的气、液相浓度分别为1Y 、2Y 、1X 、2X 。

证明当解吸因素1=LmV时，传质=-=-=⎰⎰*1212Y Y Y Y G mXY dY Y Y dYN ()⎰-+-1222Y Y Y L V X Y L V m Y dY22211222mX Y Y Y mX Y dYN Y Y G --=-=⎰()=----=---=22222122211mX Y mX Y mX Y mX Y mX Y N G 2221mX Y Y Y --。

1.化工原理 流体流动 概念题 计算题-含答案

1.化工原理 流体流动 概念题 计算题-含答案

1. 流体流动-概念题[一]单选择题层次：A(1) x01a02012因次分析法的目的在于______。

A 得到各变量间的确切定量关系；B 得到各无因次数群的确切定量关系；C 用无因次数群代替变量，使实验与关联工作简化；D 用无因次数群代替变量，使实验结果更可靠。

(2) x01a02093某物体的质量为1000kg，则其重量为____________。

A 1000NB 9810NC 9810kgfD 1000/9.81kgf(3) x01a020974℃水在SI制中密度为________；重度为________；在工程单位制中密度为________；重度为________。

A 1000kgf/m3B 1000kg/m3C 102kgf·s2/m4D 9810N/m3(4) x01a02099如图所示,若液面恒定,忽略流动阻力损失,则放水管的出口速度U与____有关A HB H、dC dD PaE H、d、Pa(5) x01a02100用标准孔板流量计测量管中的流量，采用如图所示三种装置，两测压孔距离h相等，d1＝d2＝d3，各管流速相等。

其读数分别为R1，R2，R3。

则＿＿＿。

（流体皆为水，指示液皆为汞）A R2＜R1＜R3B R1＜R2＝R3C R1＜R2＜R3D R1＝R2＝R3E R1＞R2＝R3(6) x01a02101图示为一异径管段，A、B两截面积之比小于0.5，从A段流向B段，测得U形压差计的读数为R＝R1，从B段流向A段测得U形压差计读数为R＝R2 ，若两种情况下的水流量相同，则______。

（ R只取绝对值）A R1＞R2B R1＝R2C R1＜R2D 不能判定(7) x01a02102图示所表示的R值大小反映______。

A Ａ、Ｂ两截面间压差值B Ａ－Ｂ截面间流动压降损失C Ａ、Ｂ两截面间动压头变化D 突然扩大或突然缩小流动损失。

(8) x01a02103一敞口容器,底部有一出水管(如图示)。

《化工原理I》计算试题考研真题1 (6)

《化工原理I》计算试题考研真题1 (6)

一 填空1 牛顿粘性定律的数学表达式为 ，牛顿粘性定律适用于 流体。

（dydu μτ=；牛顿） 2 气体的粘度随温度的升高而 ，水的粘度随温度的升高而 。

（增大；减小） 3 气体的粘度随温度的升高而 ；压力升高液体的粘度将 。

（增大；不变）4 某流体的相对密度（又称比重）为0.8，在SI 制中，其密度ρ= ，重度γ= 。

（800kg/m 3；7848N/m 3）5 4℃水在SI 制中密度为1000kg/m 3；重度为 ；在工程单位制中密度为 ；重度为 。

（9810N/m 3；102kgf ·s 2/m 4；1000kgf/m 3）6 油品的比重指数°API 越大说明油品的比重越 。

（小）7 处于同一水平面高的流体，维持等压面的条件是 ， ， 。

（同一种流体；连续；静止）8 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 。

测得另一容器内的表压强为1360mmHg ，则其绝对压强为 。

（395 mmHg ；2105 mmHg ） 9 如衡算基准以J/kg 表示，柏努利方程可表示为 ；如用N/m 2表示，则柏努利方程为 。

（∑+++=+++f e h p u gz w p u gz ρρ2222121122；∑+++=+++f e h p u gz w p u gz ρρρρρρ2222121122） 10 经典形式的柏努利方程的应用条件是： 、 、 。

（不可压缩；理想流体；无外功）11 流体流动的连续性方程是 ；适用于不可压缩流体流动的连续性方程是。

（u 1A 1ρ1 = u 2A 2ρ2；u 1A 1 = u 2A 2）12 判断流体流动方向的依据是 。

（各截面上总比能的大小）13 流体在圆管内作层流流动时，速度分布呈 ，平均流速为管中心最大流速的 。

（抛物线；1/2）14 雷诺数的物理意义为 。

（流体流动时的惯性力与粘性力之比） 15 某流体在圆形直管中做层流流动时，其速度分布是 型曲线，其管中心最大速度为平均流速的 倍，摩擦系数λ与Re 的关系为 。