化工基础练习2.docx

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化工基础练习2

化工基础练习2

一、填空

1．

孔板流量计需       计配合来测量管路中流体的体积流量或平均流速；

转子流量计是根据   的位置测得流体的体积流量。

2．

下列各种不同压力计测得的测定值，可按其压强从小到大的顺序排列如下：

（  ）<（  ）<（  ）<（  ）。

A、380mm汞柱（真空度）；           B、300mm水柱（表压）；

C、0.15MPa（表压）；                    D、2.0kPa（表压）。

3．

流体充满导管作定态流动，当其雷诺数小于   时，流体在管中的流动型态属于   ；当其雷诺数大于   时，流体在管中的流动型态属于   。

4．

流体在圆形粗糙直管内作湍流流动时（但不在阻力平方区），其摩擦系数

的大小随 和

而变。

5．

液体在圆管内呈层流流动，其流速为0.5m·s-1，则其动压头为         m（液柱）。

6．

离心泵的主要性能参数有：

   ；     ；     ；               ；   和     。

7．

离心泵的主要特征曲线有        曲线，        曲线和          曲线。

8．

流体在等径的管道中作定态流动时，因直管阻力所造成的能量损失与管长成   ；而流速沿管长   。

9．

离心泵输送水时，流量qV=30m3·h-1，扬程He=24m水柱。

若用来输送密度

1200kg·m-3的液体，流量仍为30m3·h-1时，扬程He= m液柱。

10．

20℃时，浓硫酸的密度为1.813×103kg·m-3，粘度为2.54×10-2Pa·s，用

48mm×3.5mm的无缝钢管输送时，达到湍流的最低流速为   m·s-1。

11．

流体在圆形管道中流动时，局部阻力的计算方法有             和         。

12．

水由直管流向喷射泵，喷嘴内径为直管内径的1/4，则喷嘴处的流速为直管内流速的

倍。

喷嘴处的动能为直管内动能的  倍。

喷嘴处增大的动能由   能转换而来，由此在喷嘴处可形成 压。

13．

精馏塔塔釜液面高度为2.0m，液面上方压强为8.0×104Pa（表压），釜液的密度为1100kg·m-3，则塔底的绝对压强为       Pa。

14．

在流体的流量或流速测量设备中，能用来测量管道截面中某一点的流速的设备通常用     ；用来测量水平管道截面上的平均流速的设备通常有                       。

15．

流体在

25mm×2.5mm、及

57mm×3.5mm组成的套管换热器环隙中流动，其当量直径为    。

16．

单位质量流体的能量单位是      ；单位体积流体的能量单位是     ；单位重量流体的能量单位是      。

以液柱高度表示的能量，在工程上的术语是   。

17．

离心泵的轴功率在流量为 时最小；选择或使用离心泵时，应尽量使泵在         附近工作。

18．

流体在等直径直管中作定常态流动，由于流体流动中存在摩擦阻力造成能量损失，因此，流体的压强沿管长   ，而流体的流速沿管长   。

二、判断题

1．

流体在导管中流动时，即使在极度湍流的情况下，在邻近管壁处仍存在着一层层流层。

这一层流层的存在，不仅影响流动过程，对传热及传质过程也有重要影响。

…………（   ）

2．

在流体流动系统中，存在明显速度梯度的区域称为流体流动边界层。

边界层的厚度与雷诺数Re有关。

Re越大，边界层的厚度越大。

……………………………………………（   ）

3．

流体在圆管内流动，若流量不变，而使管径增大一倍（设流体的物性不变），则雷诺数的值为原来的2倍。

………………………………………………………………………（   ）

4．

当雷诺（Reynolds）数中的各物理量采用不同单位制时，雷诺数的值将发生变化。

…………………………………………………………………………………………（   ）

5．

在测定流体流动阻力的实验中，用水求得的摩擦系数

——Re的曲线，对其它流体也能适用。

……………………………………………………………………………………（   ）

6．

实际流体在定态流动过程中，存在着三种不同的流型：

层流、湍流和过渡流。

…………………………………………………………………………………………（   ）

7．

流体在管道中流动，当流速增大时，摩擦阻力系数也随着增大。

………………（   ）

8．

流体流动边界层分为层流边界层和湍流边界层。

一般说的层流内层即为层流边界层。

……………………………………………………………………（   ）

三、选择

1．

当需要测量一个80kPa左右的气体表压强时，下列规格的水银真空计中宜选用……………………………………………………………………………………………（   ）

A、300mm；      B、500mm；      C、600mm；             D、800mm。

2．

流体在圆形直管内流动时，判断流体流型的特征数为……………………………（   ）

A、Re；   B、Nu；   C、Pr；   D、Gr

3．

圆管内径为100mm，一般情况下输水能力约为……………………………………（   ）

A、3m3·h-1；                         B、30m3·h-1；

C、200m3·h-1；                 D、400m3·h-1。

4．

离心泵内进入空气时将会发生的现象是……………………………………………（  ）

A、汽蚀；           B、气缚；           C、烧坏电机；           D、损坏泵。

5．

水从高位槽中流出时，则……………………………………………………………（   ）

A、水的静压能转变为动能；

B、水的位能转变为动能；

C、除水的静压能转变为动能外，由于位能的减少，水的内能略有下降；

D、除水的位能转变为动能外，由于静压能的减少，水的内能略有下降；

6．

当离心泵的出口阀门开大时，离心泵的扬程随流量的增大而……………………（   ）

A、减小；           B、增大；           C、不变；                  D、无法确定。

7．

流体在圆管内呈层流流动时，速度分布曲线的形状及平均速度u和最大速度umax的关系分别为……………………………………………………………………………………（   ）

A、抛物线形，u=

umax；           B、非严格的抛物线形，u=0.82umax；

C、非严格的抛物线形，u=

umax；   D、抛物线形，u=0.82umax。

8．

水连续地从内径为90mm的粗管流入30mm的细管内，则细管内水的流速是粗管的……………………………………………………………………………………………（   ）

A、3倍；   B、1/9倍；   C、9倍；   D、1/3倍。

9．

实验中用U形管压差计测得某设备内的压力读数为零，说明该设备的绝对压为

…………………………………………………………………………（   ）

A、0Pa；     B、101.3kPa； C、当时当地大气压强；D、1MPa。

10．

往复泵的流量不能采用的调节方法是………………………………………………（   ）

A、改变活塞的行程；              B、改变电机的转速；

C、在泵的出口处安装一个调节阀；D、出口液体用旁路阀门，使其液体部分循环。

11．

要求以较小的流量连续输送一种粘稠的油类，应选用……………………………（   ）

A、离心泵；B、齿轮泵； C、真空喷射泵；D、水环泵。

12．

雷诺数Re的数学表达式为………………………………………………………（   ）

A、

；   B、

；   C、

；   D、

。

以上各式中u为流体流速，

为流体密度，

为流体粘度，d为管径或定性尺寸。

四、计算问答

1．

一个测量水流量的转子流量计，转子的密度为1500kg·m-3。

当读数为100时，20℃水的流量为6.00L·h-1。

（1）如果该转子流量计用来测量20℃丙酮的流量（密度为790kg·m-3），求在读数为100时的体积流量。

（2）如果该转子流量计用来测量硫酸（密度为1300kg·m-3）的流量，求在读数为100时的体积流量。

2．

密度为1050kg·m-3的醋酸由

57mm×3.5mm的细管流向

76mm×4mm的粗管，体积流量为10m3·h-1，试求醋酸在细管和粗管中的质量流量和平均流速。

3．

20℃的水（密度为1000kg·m-3，粘度为1.005×10-3Pa·s）流经内径为20mm的管子，问当管中流型为层流时，水的最大流速为多少？

若管中流过的是20℃的空气（密度为1.205kg·m-3，粘度为18.1×10-6Pa·s），则空气的最大流速为多少？

4．

某合成氨厂有一个湿式圆筒气柜（如图所示），其内径为8m，用以贮存水煤气。

它的金属钟罩与附件的总质量为6000kg。

如果不计算罩浸没在水中的浮力，试问：

（1）气柜内气体的压强（表压）为多大时，可将钟罩顶起？

（2）当气柜中的贮气量增加时，气体的压强是否有变化？

5．

水槽液面至出水口垂直距离保持8.2m，导管管径为

119mm×4.5mm，阻力造成压头损失为7.5m（水柱），试求管中水的体积流量。

6．

如图所示，盛有汞的两根玻璃管与一个封闭的容器连接，器内压差为p0。

若开口玻璃管中的高度h1=0.2m，求上端封闭且保持真空的玻璃管中水银柱高度h2。

（已知：

当时大气压强为101.3kPa，汞的密度为13600kg·m-3）

化工基础练习2答案

一、填空

1．U形压差；转子

2．A、

3．2000；滞流（或湍流）；4000；湍流。

4．Re；

5．3.19×10-3

6．流量qV；扬程He；有效功率Ne或轴功率N；转速n；泵效率

。

（至少要答出3项）

7．流量—扬程；流量—效率；流量—轴功率

8．正比；不变

9．24

10．1.37

11．局部阻力系数法；当量长度法

12．16；256；压强；负

13．2.03×105

14．毕托管；孔板流量计和文丘里流量计

15．25mm

16．J·kg-1；N·m-2；m（流体柱）；压头

17．零；效率最高点

18．降低；不变

二、判断题

1．对

2．错

3．错

4．错

5．对

6．错

7．错

8．错

三、选择题

1．D

2．A

3．B

4．B

5．B

6．A

7．A

8．C

9．C

10．C

11．B

12．D

四、计算问答

1．

（1）转子流量计在流速较大时，丙酮与水的体积流量之比为：

对20℃的丙酮 

（丙酮）=790kg·m-3

，qV（丙酮）==8.04L·h-1

（2）对于

（硫酸）=1300kg·m-3的硫酸 

，qV（硫酸）==3.33L·h-1

2．

（1）设下标1为细管，下标2为粗管。

qm,1=qm,2=

qV

=1050×10=1.05×104kg·h-1

=2.92kg·s-1

（2）u1=

=

=1.42m·s-1

u2=

=

=0.77m·s-1

3．

（1）水：

因为Re=

≤2000时水的流型为滞流

所以umax=

=

=0.1m·s-1

（2）空气：

umax=

=1.5m·s-1

4．

（1）已知圆筒气柜的内径d=8m，m=6000kg

圆筒钟罩的截面积 S=

=0.785×82=50.24m2

气柜内的压强     p=

=

=

=1.17×103Pa（表压）

（2）没有改变

5．取水槽液面为1—1截面，出水口为2—2截面，并以2—2截面为基准面,列伯努利方程:

Z1+

+

=Z2+

+

+Hf

Z2=0， Z1=8.2m，液面与出水口均与大气相通  

p1=p2   u1=0   8.2=

+7.5

u2=

=

=3.71m·s-1

水的体积流量 qV=u2×0.785×（

）2×3600=3.71×0.785×（0.11）2×3600

 =126.7m3·h-1

6．1—1平面 p1=p=p0+

（汞）gh1

2—2平面 p2=p0=

（汞）gh2

3—3平面 p3=p1-

（汞）gh1

空气密度小，可视为p2=p3，即

p1-

（汞）gh1=

（汞）gh2

又因为p1=p，因此可得：

h2=

-h1

=

-0.2=0.56m。