化工原理复习

第一章:流体流动

1、何谓理想流体?实际流体与理想流体有何区别?如何体现在伯努利方程上?

2、何谓绝对压力、表压和真空度?表压与绝对压力、大气压力之间有什么关系?真空度与绝对压力、大气压力有什么关系?

3、流体静力学方程式有几种表达形式/他们都能说明什么问题?应用静力学方程分析问题时如何确定等压面?

4、如何利用柏努利方程测量等直径管的机械能损失?测量什么量?如何计算?在机械能损失时,直管水平安装与垂直安装所得测结果是否相同?

5、如何判断管路系统中流体流动的方向?

6、何谓流体的层流流动与湍流流动?如何判断流体的流动是层流还是湍流?

7、一定质量流量的水在一定内径的圆管中稳定流动,当水温升高时,Re将如何变化? 8、何谓牛顿粘性定律?流体粘性的本质是什么? 9、何谓层流底层?其厚度与哪些因素有关?

10、摩擦系数λ与雷诺数Re及相对粗糙度ε/d的关联图分为4个区域。每个区域中,λ与哪些因素有关?哪个区域的流体摩擦损失hf与流速u的一次方成正比?哪个区域的hf与u2成正比?光滑管流动时的摩擦损失hf与u的几次方成正比?

11、管壁粗糙度对湍流流动时的摩擦阻力损失有何影响?何谓流体的光滑管流动?

12、在用皮托测速管测量管内流体的平均流速时,需要测量管中哪一点的流体流速,然后如何计算平均流速?

例1-1 如本题附图所示,用开口液柱压差计测量敞口贮槽中油品排放量。已知贮槽直径D为3m,油品密度为900kg/m3。压差计右侧水银面上灌有槽内的油品,其高度为h1。已测得当压差计上指示剂读数为R1时,贮槽内油面与左侧水银面间的垂直距离为H1。试计算当右侧支管内油面向下移动30mm后,贮槽中排放出油品的质量。

解:本题只要求出压差计油面向下移槽内油面相应下移的高度,即可求出排放

首先应了解槽内液面下降后压差计中化情况,然后再寻求压差计中油面下移高度高度间的关系。

设压差计中油面下移h高度,槽内油

m1 H1 H D papa动30mm时,贮量。

h1R1 h指示剂读数的变与槽内油面下移

C 1-1附图

面相应下移H高

度。不管槽内油面如何变化,压差计右侧支管中油品及整个管内水银体积没有变化。故当压差计中油面下移h后,油柱高度没有变化,仍为h1,但因右侧水银面也随之下移h,而左侧水银面必上升h,故压差计中指示剂读数变为(R-2h),槽内液面与左侧水银面间的垂直距离变为(H1-H-h)。

当压差计中油面下移h后,选左侧支管油与水银交界面为参考面m,再在右侧支管上找出等压面n(图中未画出m及n面),该两面上的表压强分别为:

pm?(H1?H?h)?0g (?0为油品密度) pn?h1?0g?(R1?2h)?Hgg 因pm?pn,由上二式得:

(H1?H?h)?0g= h1?0g?(R1?2h)?Hgg (1) 上式中第一项H1?0g?h1?0g?R1?Hgg (2) 将式(2)代入(1),并整理得: H?h(2?Hg??0)?0

取?Hg?13600kg/m3,将已知值代入上式:

0.03(2?13600?900)H??0.8767m

900即压差计右侧支管油面下移30mm,槽内液面下降0.8767m,油品排放量为:

?4D2H?0??4?32?0.8767?900?5574kg

例1-2 阻力损失与势能的消耗

高位槽水面距管路出口的垂直距离保持为5m不变,水面上方的压强为4.095×104Pa(表压),管路直径为20mm,长度为24m(包括管件的当量长度),阻力系数为0.02,管路中装球心阀一个,试求:

(1)当阀门全开(??6.4)时,管路的阻力损失为多少?阻力损失为出口动能的多少倍? (2)假定?数值不变,当阀门关小(??20)时,管路的出

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