“化工原理”第1章,第二章复习题

“化工原理”第一章复习题及参考答案(化0703班、0704班，2009-9-1)一、填空题：1.（3分）雷诺准数的表达式为________________。当密度ρ＝1000kg/m3,粘度μ=1厘泊的水,在内径为d=100mm,以流速为1m/s在管中流动时,其雷诺准数等于__________,其流动类型为______.（Re=dｕρ/μ;105；湍流）2.（2分）某流体在圆管中呈层流流动,今用皮托管测得管中心的最大流速为2m/s,此时管内的平均流速为_________.（1m/s）3.（2分）牛顿粘性定律用粘滞力的表达式为_______________.用剪应力的表达式为_______________.（F'=μAdu/dy;τ=μdu/dy）4.（2分）当地大气压为750mmHg时,测得某体系的表压为100mmHg,则该体系的绝对压强为_________mmHg,真空度为_______mmHg.（850;-100）5.（2分）圆管中有常温下的水流动,管内径d=100mm,测得其中的质量流量为11.8kg/s/,其体积流量为___________.平均流速为__________.(0.0118m3/s,1.5m/s)6.（4分）当20℃的水(ρ=998.2kg/m3,μ=1.005厘泊)在内径为100mm的光滑管内流动时,若流速为1.0m/s时,其雷诺准数Re为______,直管摩擦阻力系数λ为_____.(9.93×104;0.0178)7.（2分）某长方形截面的通风管道,其截面尺寸为30×20mm,其当量直径de为__.(24mm)8.（3分）测量流体流量的流量计主要有如下四种:_____,______,____,_______,测量管内流体点的速度,则用____.(转子流量计;孔板流量计;丘里流量计;湿式气体流量计;皮托管)9.（2分）测量流体压强的仪器主要有如下两种:______,_____.(U管压差计;弹簧压力计)10.（4分）计算管道流体局部阻力的方法有:________,____________,其相应的阻力计算公式为_____________,____________,(当量长度法;阻力系数法;hf=λ(le/d)(u2/2g);hf=(u2/2g))11.（3分）题号1038第1章知识点400难度容易在流体阻力计算中,当量长度的定义是_______________________________________.(能产生与某局部阻力相当的直管长度,称为该局部阻力的当量长度。)12.（2分）管出口的局部阻力系数等于________,管入口的局部阻力系数等于______.(1.0;0.5)13.（3分）理想流体是指＿＿＿＿______＿＿＿；而实际流体是指＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。(没有粘性、没有摩擦阻力、液体不可压缩；具有粘性、有摩擦力、液体可压缩、受热膨胀、消耗能量。)14.（3分）流体体积流量用＿＿＿＿＿来计算；质量流量用＿＿＿＿＿来计算；而流体流速用＿＿＿＿＿来计算。(Vs＝u.Ams＝u.A.ρu＝Vs/A)15.（3分）流体在园直管内流动，当Re≥4000时的流型称为＿＿＿，其平均速度与最大流速的关系为＿＿＿＿＿＿，而Re≤2000的流型称为＿＿＿，其平均速度为＿＿＿＿＿＿。(湍流，um＝0.8umax，滞流，um＝0.5umax。)16.（3分）流体体积流量一定时,有效截面扩大,则流速＿＿＿,动压头＿＿＿,静压头＿＿＿。(填增加,减少,不变）(减少,减少,增加。)17.（2分）当量直径的定义是de＝＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿,在套管环间流动的流体,外管的内径是d1,内管的外径是d2,则当量直径de＝＿＿＿＿＿＿＿。(de＝4×流通截面积/浸润周边;de＝d1－d2)18.流体的粘度指__________________________。粘度值随温度变化而变化,对于液体，温度升高，粘度________；对于气体，温度升高，粘度________。(流体流动时,相邻流体层间,在单位接触面上,速度梯度为1时,所产生的内摩擦力;减少;增大)19.(2分）米糠油在管中作流动,若流量不变,管径不变,管长增加一倍,则摩擦阻力损失为原来的______倍。(2倍)20.（3分）柏努利方程如衡算基准以J/kg表示,柏努利方程可表示为＿＿＿＿＿＿＿＿＿______________＿,若用J/m3表示则可表示为________＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。(gZ1+P1/ρ+u12/2=gZ2+P2/ρ+u22/2+∑Wf;ρgZ1+P1+u12/2×ρ=ρgZ2+P2+u22/2×ρ+∑Wfg)21..(2分）孔板流量计和转子流量计的最主要区别在于：前者是恒______,变_____；后者是恒_________,变_________。(截面；压差；压差；截面)22.（2分）在测速管中,测压孔正对水流方向的测压管液位代表______,流体流过测速管侧壁小孔的测压管液位代表__________。(冲压头；静压头)23.（3分）某流体在圆形直管中作滞流流动时,其速度分布是_______型曲线,其管中心最大流速为平均流速的_______倍,摩擦系数λ与Re的关系为___________。(抛物线；;2倍;λ＝64/Re)24.（3分）水由敞口恒液位的高位槽通过一管道流向压力恒定的反应器,当管道上的阀门开度减小后,水流量将_____,摩擦系数________,管道总阻力损失________。(减小;增大;不变)25.（2分）流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是流体具有_________。(粘性)26.（2分）液体在等直径的管中作稳态流动,其流速沿管长_______,由于有摩擦阻力损失,静压强沿管长_________。(不变;降低)27.（4分）流体在圆形直管中作层流流动,如果流量等不变,只是将管径增大一倍,则阻力损失为原来的________。(1/16)28（4分）液体在园管内作稳定连续滞流流动时,其摩擦阻力损失与管内径的______次方成反比。(2)29.（2分）水塔内的水能通过管路引至各车间使用,这是因为水塔内的水具有______。（高位压头）30.（4分）流体在园管内流动时,由于流体具有粘性,使得___________处速度为零,管的________处速度最大。（管壁；中心）31.（4分）测量流体的流量一般可采用________________________等流量计。测量管内流体点速度,则用_____________。（孔板；文丘里；转子；皮托管。）32..（3分）在输送液体的管路中,要使P1-P2=△Pf的条件_________________。（管径相等，处于同一水平面，无外加能量。）33.（2分）圆管中有常温下的水流动,管内径d=100mm,测得中的体积流量为0.022mm3/s,质量流量为_________,平均流速为_______。(22kg/s;2.8m/s)二、选择题1.（2分）一个被测量体系外柱按上一个U型压差计,出现如图情况,说明体系与大气压是（）关系(答案A)A.体系＞大气压B.体系＜大气压C.体系＝大气压2.（3分）从流体静力学基本方程了解到U型管压力计测量其压强差是()（答案A）A.与指示液密度、液面高度有关,与U形管粗细无关B.与指示液密度、液面高度无关,与U形管粗细有关C.与指示液密度、液面高度无关,与U形管粗细无关3.（2分）层流与湍流的本质区别是：()。（*答案*D）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。4.（2分）在稳定流动系统中,水由粗管连续地流入细管,若粗管直径是细管的2倍，则细管流速是粗管的（）倍。***答案***（*答案*C）A.2B.8C.45.（2分）柏努利方程的物理意义可以从题图中得到说明,若忽略A,B间的阻力损失，试判断B玻璃管水面所处的刻度。（）（*答案*A）A.a位置B.c位置C.b位置6.（2分）流体在管路中作稳态流动时,具有（）特点.(D)A.呈平缓的滞流B.呈匀速运动C.在任何截面处流速、流量、压强等物理参数都相等；D.任一截面处的流速、流量、压强等物理参数不随时间而变化7.（2分）园管的摩擦系数λ=64/Re公式的适用范围是（）。（*答案*A）A.滞流B.过渡流C.湍流8.（4分）流体在园管内作滞流流动时,阻力与流速的（）成比例,作完全湍流时,则呈（）成比例。（*答案*C；A)A.平方B.五次方C.一次方9.（2分）稳定流动是指流体在流动系统中,任一截面上流体的流速、压强、密度等与流动有关的物理量（）。（*答案*A）A.仅随位置变，不随时间变B.仅随时间变、不随位置变C.既不随时间变，也不随位置变10.（4分）如图所示,当阀门关闭时,E、F、G的压强关系为：PE（）PG（）PF.当阀门打开后：PE（）PG（）PF(***答案***A;A;C;C)A.等于B.小于C.大于三、判断题：1.（2分）流体在园管内作稳定流动时,其流速与管径的一次方成反比。（）(*答案*×)2.（2分）当输送流体的管径一定时，增大流体的流量，雷诺准数减少。（）(*答案*×)3.（2分）牛顿粘性定律是：流体的粘度越大,其流动性就越差。()(*答案*×)4.（2分）流体在管内以湍流流动时,在近管壁处存在层流内层,其厚度随Re的增大而变薄。（）(*答案*√)5.（2分）当量直径即可用来计算非园形管的雷诺数（）；也可用来计算流体在非园形管内的流速。（）(*答案*√;×)6.（2分）流体在园管内流动时,管的中心处速度最大,而管壁处速度为零。（）(*答案*√)7.（2分）流体在园形管道中流动时,管壁处的流速为中心处流速的0.5倍。（）(*答案*×)8.（2分）液体在园形管中作滞流流动时,其它条件不变,而流速增加一倍,则阻力损失增加一倍（）(*答案*√)9（2分）转子流量计可用来测量高压蒸汽（）和腐蚀性流体（）的流量。(×;√)10．（2分）题号1288第1章知识点100难度容易在静止的处于同一水平面上的各点的液体的静压强都相等。（）实验证明,当流体在管内流动达完全湍流时,λ与雷诺数的大小无关。（）(*答案*×;√)四、问答题1.（8分）什么是流体连续稳定流动？流体流动的连续性方程的意义如何？***答案***流体连续稳定流动是指流体在流动时，流体质点连续的充满其所在空间，流体在任一截面上的流动的流速、压强和密度等物理量不随时间而变化。流体流动的连续性方程是流体流动过程的基本规律，它是根据质量守恒定律建立起的，连续性方程可以解决流体的流速、管径的计算选择，及其控制。2.（8分）Z1＋p1/ρｇ＝Z2＋p2/ρｇ（1），ｐ＝ｐa＋ρｇh（2）；这两个静力学方程式说明些什么？***答案***(1)说明静止的连续的同一流体,同一水平面上的各点，深度相同，它的压强亦相等；(2)说明液体内部任一点的压强是液面深度的函数，距离液面越深，则压强越大，当液面压强变化，必将引起液体内部各点发生同样大小的变化。3.（6分）如图,有一敞口高位槽,由管线与密闭的低位水槽相连接,在什么条件下,水由高位槽向低位槽流动？为什么？***答案***pa/ρ+Zg=p2/ρ+Σhf；当(pa/ρ+Zg)p2/ρ时,由1流向2,当(pa/ρ+Zg)p2/ρ时,由2流向1。4.（10分）用如图所示的实验装置得实验记录如下表所示：皮托管编号1234管内直径mm12.7211212皮托管测压孔高度mm72727221关闭阀A，玻管水柱高度mm472472472472全开阀A皮托管测压孔柱高度mm(平行水流方向)435.5407.5405.1376.5全开阀A皮托管测压孔柱高度mm(正对水流方向)389.5401.8347.6322根据以上实验数据，回答下列问题：(1)、第4点的位压头，静压头和动压头各为多少mmH2O？(2)、水由第2点处流到3点处的阻力损失压头为多少mmH2O？(3)、第1点的速度为多少m/s?***答案***(