化工原理习题详解 1.流体流动 下载本文

(2)由水池至泵出口列方程为:

pu2lu2H??Z???

?g2gd2g代入数值可以求出:

P=32.376 KPa

(3)对于孔板流量计:

u?C0u0?(2R(?0??)g?d2)u?5.42m/sd0R?28.1cm

1.4同步练习

1.4.1选择及填空题 1.【清华大学1998年试题】 如附图所示,液体在等径倾斜管中稳定流动,则阀的局部阻力系数ζ与压差计读数R的关系式为__ _____。 2.【清华大学1998年试题】有一并联管路如图所示,两段管路的流量、流速、管径、管长及流动阻力损失分别为V1、u1、d1、l1、hf1及V2、u2、d2、l2、hf2。若d1=2d2,l1=2l2,则

(1)hf1/hf2=( )

A.2; B.4; C.1/2; D.1/4; E.1 (2)当管路中流体均作层流流动时,V1/V2=( )

A.2; B.4; C.8; D.1/2; E.1 (3)当两段管路中流体均作湍流流动时,并取λ1=λ2,则V1/V2=( )。

A.2; B.4; C.8; D.1/2; E.1/4 3.【武汉理工大学 2004年试题】在化工过程中,流动边界层分离的弊端主要是 ;而其可能的好处则主要表现在 。 4.【武汉理工大学 2005年试题】雷诺准数的物理意义是 。 5.【华南理工大学 2004年试题】流体在管内的流动状态属于完全湍流,若某流速下通过长为l米的直管阻力损失为100J/kg,其他条件不变流量提高一倍,则阻力损失为 。 6.【华南理工大学 2005年试题】LZB-40l转子流量计其转子为不锈钢(比重:7.92),刻度标值以水为基准,量程范围为0.25~2.5m3/h,若用此转子流量计来测量酒精(比重:0.8)的流量,则酒精的实际流量值要比刻度值 ,校正系数为 ,测量酒精时,此流量计的最大流量值为 。 7.【华南理工大学 2006年试题】某液体在内径为d0的水平管路中稳定层流流动,其平均流速为u0,当它以相同的体积流量通过等长的内径为d2(d2= d0/2)的管

子时,则其流速为原来的 倍,压降△P是原来的 倍。 8.【天津大学 2001年试题】用离心泵将某储槽A内的液体输送到一常压设备B,若设备B变为高压设备,则泵的输液量 ,轴功率 。 9.【天津大学 2004年试题】如图所示稳态流动系统,若AB与CD的管径、粗糙度和长度相同,两压差计的指示液相同,并且A、B、C、D点均在稳定段长度之后,则两压差计的读数 。

A.R1>R2 B. R1=R2 C. R1

A.动能 B. 位能 C. 静压能 D. 动能或位能或静压能 11.【天津大学 2006年试题】牛顿黏性定律的表达式是 ,其应用条件是 。 12.【天津大学 2006年试题】下列流量计属于变截面定压差式流量计的是 。

A.转子流量计 B.文丘里流量计 C.孔板流量计 D.皮托管测速计

图1-24选择与填空题13附图 图1-25选择与填空题14附图 13.【天津大学 2007年试题】如图所示,竖直圆管内径为30mm,自下而上流动的某牛顿型流体的密度为800kg/m3、黏度为3.0cP、流速为0.20m/s,则A、B两

截面处的压力差pA-pB为 Pa;U形管压差计的读数R为 Pa。 14.【天津大学 2007年试题】如图所示流动系统,B、C阀同时打开排液。B阀开度不变,C阀开度关小,则压力表A的读数 ,BD管段的流动摩擦阻力损失Σhf,B→D 。

A. 增加 B. 减小 C. 不变 D. 不能确定 15.【大连理工大学 2005年试题】流体以层流状态流过串联直管的管段1和管段2,已知两管段长度相等,管段1内径d1=0.1m,管段2内径d2=0.2m,则流体流过两管段阻力损失的比值hf1/hf2= ,若流动处于完全湍流状态,且两管段的相对粗糙度相同,则hf1/hf2= 。

16.【清华大学 2002年试题】层流与湍流的本质区别是( )。

A.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

17.【华南理工2009年试题】当管子由水平放置改为垂直放置,其他条件不变,其能量损失 。

A.增大 B.减小 C.不变 D.不确定

18. 【华南理工2008年试题】流体在某管内作层流流动,当流量减小时,其摩擦系数λ ,阻力损失 。 19.【天津大学2005年试题】测量管内流体流动参数(如流速、流量、压力等)时,测量点一般应选在管路的 。

A.稳定段长度之后 B.稳定段长度之前 C.流量调节阀之后 D.流量调节阀之前 1.4.2计算题

1.【武汉理工大学2004年研究生考题】用泵将贮槽中的石油,经Φ108×4mm的

3

管子输送到高位槽,油的流率为40m/h,如图,两槽液位差为20m,管子总长为450m(含各种管件及阀门的当量长度)。试计算输送50℃石油所需的有效功率。设两槽液位恒定不变,50℃石油的密度为890kg/m3,黏度为0.187Pa?s。

图1-26计算题1附图

2. 【浙江大学 1999年】如图所示,常温水由高位槽经一Φ89×3.5mm的钢管流向低位槽,两槽液位恒定。管路中装有孔板流量计和一个截止阀。已知直管和局部阻力的当量长度(不包括截止阀)总和为60m,截止阀在某一开度时其局部阻力系数为7.5,此时读数R1=185mmHg柱。试求:

(1)此时管路中流量计两槽液面的位差Δz;

(2)此时阀门前后的压强差及其汞柱压差计的读数R2;

(3)若将阀门关小,其流速减为原来的0.9倍,其读数R1为多少mmHg?截止阀的阻力系数变为多少?

已知孔板流量计的流量与压差关系式为V?3.32?10?3

?p?,?为液体密度,

kg/m3;Δp为孔板两侧压差,Pa;V为流量,m3/s。

流体在管内呈湍流流动,管路摩擦因数λ=0.026。汞的密度为13600 kg/m3。

图1-27计算题2附图

3.【武汉理工大学2003年】用泵将常压贮槽中的稀碱送进蒸发器浓缩,如图,泵的进口为Φ87×3.5mm的钢管,碱液在进口管中流速为1.4m/s,泵的出口为Φ75×2.5mm的钢管,贮槽中碱液液面距蒸发器入口的垂直距离为8.0m,碱液在管路系统的能量损失为50J/Kg,蒸发器内碱液蒸发压力保持在19.6kpa(表压),碱液密度为1100kg/m3,试计算泵的有效功率。

图1-28计算题3附图

4.【天津大学2001年】用离心泵将贮槽A中的液体输送到高位槽B(两个槽均敞开),两槽液面保持恒定,两液面的高度差为12m,管路内径为38mm,管路总长度为50m(包括管件、阀门、流量计的当量长度)。管路上安装一孔板流量计,孔板的孔径为20mm,流量系数为0.63,U管压差计读数R为540mm,指示液为汞,操作条件下液体密度为1260 kg/m3,黏度为1×10-3Pa?s。若泵的功率为60%,试求泵的轴功率,KW。 摩擦系数可用下式计算:

滞流时 λ=64/Re

湍流时 λ=0.3164/Re0.25