化工基础练习6.docx

化工基础练习6.docx

《化工基础练习6.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《化工基础练习6.docx（16页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

化工基础练习6

化工基础练习6

一、填空

1．

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）。

2．

在体积流量相同的条件下，细管和粗管中流动物性相同的流体，先到达湍流型态的是管。

3．

在研究流体流动规律时，要注意区分是定常（或称定态）流动和不定常（或称不定态）流动，稳定态和不稳定态。

如果所考察的流体流动过程或系统中任何一个部位或任何一个点上的流体性质和过程参数都不随时间而改变，则该过程为   过程，反之，则为     过程。

当流体流动过程的雷诺数大于1×104时，可以认为是   的湍流；当雷诺数在2000~4000之间流体的流动型态为     的过渡区域。

4．

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。

5．

流体在圆管内做层流流动时，其最大流速为平均流速的 倍；湍流时，其最大流速约为平均流速的         倍。

6．

与往复泵相比，一般说来离心泵输出液体的压头   ，输送量   。

7．

离心泵的特征曲线显示，压头随流量的增大而   ，轴功率随流量增大而   ，而泵的效率随流量增大           ，存在一个   值。

8．

某种油和清水在内径相同的管道中定态流动。

（假设油和水的密度很接近，但油的粘度比水大）。

当它们的雷诺数相等时，则油的流速应比水的流速 。

9．

以单位质量为基准，不可压缩实际流体的伯努利方程式为                        

                   ，各项单位为       。

10．

流体由管内径d1=20mm的细管流向管内径d2=40mm的粗管，细管中的流速u1=1.0m·s-1，则粗管内的流速u2=    m·s-1

11．

流体流动的连续性方程u1A1=u2A2是在                     条件下得出。

它仅适用于       的流体，它是       原理在化学工程中的应用。

12．

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

13．

流体在直管中流动时，速度越大，则摩擦阻力   。

14．

流体在圆形管道内呈层流流动时，摩擦系数

与雷诺数Re的关系是

=   。

15．

雷诺数Re是流体流动   的判据。

流体在管道中流动，当Re     时为稳定层流；当Re     时，可以形成湍流；只有当Re      时，方可达到稳定的湍流。

16．

当理想流体在水平变径管路中作连续定常态流动时，在管路直径缩小处，其静压强将   ，而流速将   。

17．

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   。

二、判断题

1．

敞口容器内静止水面下1m处测得的表压强为9.81kPa。

…………………………（   ）

2．

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。

…………（   ）

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．

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。

……………………………………………（   ）

5．

流体在一带锥度的圆管内流动，当流经A—A和B—B两个截面时，虽然平均流速uA≠uB，但uA与uB均不随时间而变化。

这一流动过程仍是定态流动。

……………（   ）

6．

单级往复泵与单级离心泵相比，它的优点是输出压头高；缺点是流量小且不均匀。

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

三、选择

1．

不可压缩流体在圆管内作定态流动时，流速u与管道的截面积S和内径d的关系为

………………………………………………………………………………（   ）

A、u2/u1=S2/S1；   B、u2/u1=S1/S2；   C、u2/u1=d2/d1；   D、u2/u1=（d2/d1）2。

2．

流体流动的连续性方程可表示为……………………………………………………（   ）

A、u·S=C（常数）；     B、u·S·

=C；

C、u·

=C；          D、u·S·

≠C。

以上各式中u为流体的流速；S为管道的横截面积；

为流体的密度。

3．

流体流经直管的阻力也称沿程阻力，因此所造成的损失压头计算式为…………（   ）

A、Hf=

；                         B、Hf=

；

B、Hf=

；                          D、Hf=

。

4．

流体在一根水平直管中流动，自A截面流至B截面后，流体因摩擦阻力而消耗的能量为50J·kg-1。

这一摩擦损失主要表现为B截面处的单位质量流体……………………（   ）

A、动能的减少；   B、热能的减少；   C、压强能的减少；   D、上述三者之和。

5．

流量为0.01m3·h-1的流体从套管环隙（套管外管内径为50mm，内管外径为25mm，管壁为2.5mm）中流过，流体的流速为…………………………………………………（   ）

A、20.5m·s-1；   B、14.2m·s-1；   C、6.8m·s-1；   D、31.8m·s-1。

6．

自来水通过一段横截面积S不同的管路作定常流动时，其流速u…………………（   ）

A、不改变；                     B、随S改变，S越大，u越大；

C、随S改变，S越大，u越小；    D、无法判断。

7．

泵的扬程是指…………………………………………………………………………（   ）

A、泵的总压头；              B、泵把流体升扬的高度；

C、泵的吸入高度；           D、泵将被输送液体的静压头的提高量。

8．

流体在确定的系统内作连续的定常流动时，通过质量衡算可得到：

……………（   ）

A、流体静力学基本方程；   B、连续性方程；

C、伯努利方程；           D、泊谡叶方程。

9．

牛顿粘性定律适用于…………………………………………………………………（   ）

A、层流流动时的牛顿型流体；     B、湍流流动时的牛顿型流体；

C、过渡流流动时的牛顿型流体；   D、静止状态下的牛顿型或非牛顿型流体。

10．

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。

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．

流体在水平圆形直管中作定态流动时，一般在工业条件下，可形成湍流的临界雷诺数为……………………………………………………………………………………………（   ）

A、Re>2000；   B、Re>2300；   C、20004000。

13．

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．

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？

2．

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）

3．

如图所示为A，B，C三个容器。

容器上方分别装有测压管或压力计，试由仪表读数计算出三个容器中pA，pB，pC的绝对压强（当时大气压强为0.091MPa）。

4．

某油田用

330mm×15mm的钢管输送原油至炼油厂。

原油密度为890kg·m-3，粘度为0.187Pa·s，输油量为300t·h-1。

试计算在1000m长的直管中的压降。

5．

如下图所示的测压装置中被测流体的密度

=1000kg·m-3，指示液的密度

R=1590kg·m-3，图中R1=100mm，R2=100mm，h1=159mm，h2=200mm。

试计算E点的表压强等于多少帕？

6．

如图所示敞口容器中盛有不互溶的油和水。

油和水的密度分别为800kg·m-3和1000kg·m-3。

水层高度为0.40m，油层高度为0.50m。

求细管中的液面与容器的液面哪一个高？

高度差为多少？

7．

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？

化工基础练习6答案

一、填空

1．A、

2．细

3．定常（定态）；不定常（不定态）；稳定；不稳定

4．1.37

5．2；1.25~1.22

6．较低；较大

7．减小；增大；先增大后减小；最大

8．大

9．gZ1+

+

+We=gZ2+

+

+

，J·kg-1。

10．0.25

11．流体充满导管作定态流动；不可压缩；质量守恒

12．局部阻力系数法；当量长度法

13．越大

14．

15．型态；<2000；>4000；≥1×104

16．减小；增大。

17．正比；不变

二、判断题

1．对

2．对

3．错

4．错

5．对

6．对

三、选择

1．B

2．B

3．D

4．C

5．C

6．C

7．A

8．B

9．A

10．B

11．B

12．D

13．D

四、计算问答

1．

（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

2．1—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。

3．P0=0.091MPa=9.1×104Pa

pA=9.1×104+6.0×104=1.5×105Pa（绝压）

pB=9.1×104+

×1.01×105=1.5×105Pa（绝压）

pC=9.1×104+0.600×1000×9.81=9.69×104Pa（绝压）。

4．原油在管道内的流速：

u=

=

=1.33m·s-1

Re=

=

=1900<2000为层流

=

hf=

=

=hf

g=

=

890=8.9×104Pa=89kPa。

5．如图列出pA，pB，pC压强

pA=p0+

R1g=p0+1590×0.1×9.81=p0+1560Pa

pB=pA-

[h1-（h2-R1）]g=p0+981Pa

pC=pB+

R2g=p0+2541Pa

则pE=pC-

R2g=p0+1560Pa

E点表压为1560Pa

6．细管中的压强与容器中液体的压强处于平衡状态

g[

（H2O）·H（H2O）+

（油）·H（油）]=g·

（H2O）·h

h=

=0.80m

0.50+0.40-0.80=0.10m

容器中的液面比细管中的液面高0.10m。

7．

（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