第一章习题与~作业.doc

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1、|1、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 与 Re 的关系为 。2、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 。3277K 的水粘度为 1cP，在内径为 20mm 的管内作稳定连续层流时的最大流速为 m*s1 。4. 产生流体阻力的根本原因是 。5由实验可确定直管摩擦系数 与 Re 的关系。层流区，摩擦系数 与管壁的 无关， 与 Re 的关系为 。而阻力平方区，摩擦系数 与 无关，仅与 有关。6牛顿粘性定律的表达式为 ，动力粘度（简称为粘度） 的 SI 单

2、位为 ，运动粘度 的 SI 单位为 。7如图 U 形管压差计测得: 。a. AB 间的阻力损失 b. AB 间的压强差 c. AB 间的位头差加阻力损失 d. AB 间位头差8如右图管中充满水,U 形差压计的读数为零,则_。(A)管内流体肯定处于静止状态;(B)管内流体肯定从 1 流向 2;(C)管内流体肯定从 2 流向 1;(D)以上三种答案都不对。2 1 2 1|9 如图 1 所示，液体在等径倾斜管中稳定流动，则阀的局部阻力系数 与压差计读数的关系式为_。10如图三根等径管(其内径 d1=d2=d3)内的流量相同,二测压点间距离相同。(1)记 P 1=P1-P2,P 2=P3-P4, P

3、3=P5-P6,则_。(2)差压计读数 R1、R 2、R 3 间关系为_。11、如图所示，液体分别从两容器中流出，液面保持不变，排出管径相同。问(1)图 a中 1-1和 22截面的 ulu2 还是ul=u2？为什么？(2)图 a、b 中 Z3Z4,其它条件不变，忽略阻力损失，则出口处的速度 u3 与 u4 哪个大？为什么？(3)图 a、b中 Z2Z 4，则截面 22处的速度与 u4 哪个大？为什么？12. 在本题附图所示的列管换热器内，冷溶液与热苯溶液交换热量。换热器的外壳内径 600mm，壳内装有 269 根 25X2.5mm 的热交换列管束。215m3/h 的热苯在管束内流过，从 95 o

4、C 被冷却到 25oC， 0.2mm .试求（1）苯在管束流过时因克服摩擦阻力引起的压降（2 ）管束外溶液5104kg/h，810kg/m 3，求管束外流动的流型。d u d d1 2 3 4 5 6 |13.用泵将密度 1100kg/m3、粘度 1.2X103 Pa*s 的溶液从贮槽送至表压 0.2Xl05Pa 的密闭高位槽。管子直径为 108*4mm、直管长度 70m、各管件的当量长度之和为 100m(不包括进口与出口阻力)。0.3mm，输送量为 50m3/h，两槽液面恒定，其间垂直距离为 20m，今用 65、N轴 7.5kW 的库存离心泵，问该泵能否完成任务？14用泵将敞口贮槽中的溶液送

5、往 10m 高的容器中去 ，容器表压强为0.05MPa。泵的吸入管路为 57mm3.5mm 的无缝钢管，长 6m，管路中泵进口处有一个止逆底阀，一个 90。 弯头。压出管路为 48mm4mm无缝钢管，管长 25m，装有闸阀(全开)一个，90 。 弯头 10 个。操作温度下溶液 900kg/m 3，1.5mPa*s 。求流量为 4.5103 m3/s 时需向单位重量（每牛顿）液体补加的能量。 （0.2mm）|1包括所有局部阻力当量长度),当阀 a全关,阀 b打开时,压力表 PB的读数为 2.4104Pa。假设阻力系数 均为0.03,水的密度为 1000kg/m3。(1)试计算 B管道(CB 段)

6、的流速;(2)若维持阀 b的开度不变,逐渐打开阀 a,直到CB、CD 两管中流速相等,此时 B管的流速又为多少?50, LOC=45,LCB=15, a 关 b 开时 PB=2.4104Pa,=0.03,=1000kg/m 3 求（）u CB;(2)a 打一至 uCB=uCD, 此时的 uCB？如下图所示,用管路连接水槽 A、B、C。已知管径都为 322.5,点 O至槽 A、B、C 的管长分别为 6m、3m、5m(包括进出口、弯头及三通管件的局部当量长度),三槽水面维持恒定:支管 OC上有一闸阀 K,全开时的阻力系数为0.17,管的摩擦因数估计为 0.02,流体为常温水。试求:(1)闸阀的局部

7、阻力系数为多少时 OB管段的流速为零?当闸阀全开时各管段内水的流向和流量。322.5, L OA=6, LOB=3, LOC=5, 开 =0.17,=0.02,求：(1）=?, u OB=0;（2）全开时,流向及流量?|习 题1燃烧重油所得的燃烧气，经分析测知其中含 8.5%CO2，7.5%O 2，76%N 2，8%H 2O（体积%） 。试求温度为 500、压强为101.33103Pa 时，该混合气体的密度。2在大气压为 101.33103Pa 的地区，某真空蒸馏塔塔顶真空表读数为 9.84104Pa。若在大气压为 8.73104Pa 的地区使塔内绝对压强维持相同的数值，则真空表读数应为多少？

8、3敞口容器底部有一层深 0.52m 的水，其上部为深 3.46m 的油。求器底的压强，以 Pa 表示。此压强是绝对压强还是表压强？水的密度为 1000kg/m3，油的密度为 916 kg/m3。4为测量腐蚀性液体贮槽内的存液量，采用图 1-7 所示的装置。控制调节阀使压缩空气缓慢地鼓泡通过观察瓶进入贮槽。今测得 U 型压差计读数 R=130mmHg，通气管距贮槽底部 h=20cm，贮槽直径为 2m，液体密度为 980 kg/m3。试求贮槽内液体的储存量为多少吨？5一敞口贮槽内盛 20的苯，苯的密度为 880 kg/m3。液面距槽底 9m，槽底侧面有一直径为 500mm 的人孔，其中心距槽底60

9、0mm，人孔覆以孔盖，试求：（1） 人孔盖共受多少液柱静止力，以 N 表示；（2） 槽底面所受的压强是多少？6为了放大所测气体压差的读数，采用如图所示的斜管式压差计，一臂垂直，一臂与水平成 20角。若 U 形管内装密度为 804 kg/m3的 95%乙醇溶液，求读数 R 为 29mm 时的压强差。7用双液体 U 型压差计测定两点间空气的压差，测得 R=320mm。由于两侧的小室不够大，致使小室内两液面产生 4mm 的位差。试求实际的压差为多少 Pa。若计算时忽略两小室内的液面的位差，会产生多少的误差？两液体密度值见图。8为了排除煤气管中的少量积水，用如图所示的水封设备，水由煤气管路上的垂直支管

10、排出，已知煤气压强为 1105Pa(绝对压强) 。问水封管插入液面下的深度 h 应为若干？当地大气压强 pa=9.8104Pa，水的密度 =1000 kg/m3。9如图示某精馏塔的回流装置中，由塔顶蒸出的蒸气经 冷凝器冷凝，部分冷凝液将流回塔内。已知冷凝器内压强 p1=1.04105Pa（绝压） ，塔顶蒸气压强 p2=1.08105Pa（绝压） ，为使冷凝器|中液体能顺利地流回塔内，问冷凝器液面至少要比回流液入塔处高出多少？冷凝液密度为 810 kg/m3。习题 6 附图 习题 7 附图习题 8 附图 习题 9 附图1精馏塔；2冷凝器10为测量气罐中的压强 pB，采用如图所示的双液杯式微差压计

11、。两杯中放有密度为 1的液体，U 形管下部指示液密度为 2。管与杯的直径之比 d/D。试证：212DdhgpaB11列管换热器的管束由 121 根 252.5mm 的钢管组成，空气以 9m/s 的速度在列管内流动。空气在管内的平均温度为 50，压强为 196103Pa（表压） ，当地大气压为 98.7103Pa。试求：（1）空气的质量流量；（2）操作条件下空气的体积流量；（3）将（2）的计算结果换算为标准状态下空气的体积流量。注： 252.5mm 钢管外径为 25mm，壁厚为 2.5mm，内径为 20mm。|习题 10 附图 习题 11 附图1壳体；2顶盖；3管束；4花板；5空气进出口。12高

12、位槽内的水面高于地面 8m，水从 1084mm 的管路中流出，管路出口高于地面 2m。在本题中，水流经系统的能量损失可按 hf=6.5u2计算，其中 u 为水在管内的流速，试计算：（1）A A 截面处水的流速；（2）出口水的流量，以 m3/h 计。13在图示装置中，水管直径为 573.5mm。当阀门全闭时，压力表读数为 3.04104Pa。当阀门开启后，压力表读数降至 2.03104Pa，设总压头损失为 0.5m。求水的流量为若干 m3/h？水密度 =1000kg/m3。习题 12 附图 习题 13 附图17图示一冷冻盐水的循环系统。盐水的循环量为 45 m3/h，管径相同。流体流经管路的压头

13、损失自 A 至 B 的一段为 9m，自 B 至 A 的一段为12m。盐水的密度为 1100 kg/m3，试求：（1）泵的功率，设其效率为 0.65；（2）若 A 的压力表读数为 14.7104Pa，则 B 处的压力表读数应为多少 Pa？习题 16 附图 习题 17 附图 1换热器 2泵|18在水平管路中，水的流量为 2.5l/s，已知管内径d1=5cm， d2=2.5cm 及 h1=1m，若忽略能量损失，问连接于该管收缩面上的水管，可将水自容器内吸上高度 h2为多少？水密度 =1000 kg/m3。习题 18附图 习题 19附图20有一输水系统如图所示。输水管径为 573.5mm。已知管内的阻

14、力损失按 hf=45u2/2 计算，式中 u 为管内流速。求水的流量为多少m3/s？欲使水量增加 20%，应将水槽的水面升高多少？习题 20 附图 习题 21 附图2390的水流入内径为 20mm 的管内，欲使流动呈层流状态，水的流速不可超过哪一数值？若管内流动的是 90的空气，则这一数值又为多少？25用 1689mm 的钢管输送原油，管线总长 100km，油量为 60000kg/h，油管最大抗压能力为 1.57107Pa。已知 50时油的密度为 890kg/m3，油的粘度为 0.181Pas。假定输油管水平放置，其局部阻力忽略不计，试问为完成上述输送任务，中途需几个加压站？ 所谓油管最大抗压

15、能力系指管内输送的流体压强不能大于此值，否则管子损坏。|26每小时将 2104kg 的溶液用泵从反应器输送到高位槽（见图） 。反应器液面上方保持 26.7103Pa 的真空度，高位槽液面上方为大气压。管路为 764mm 钢管，总长 50m，管线上有两个全开的闸阀，一个孔板流量计（ =4） 、五个标准弯头。反应器内液面与管出口的距离为 15m。若泵的效率为 0.7，求泵的轴功率。溶液 =1073 kg/m3， =6.3104 Pas， =0.3mm。习题 26 附图 习题 27 附图27用压缩空气将密闭容器（酸蛋）中的硫酸压送到敞口高位槽。输送流量为 0.1m3/min，输送管路为 383mm

16、无缝钢管。酸蛋中的液面离压出管口的位差为 10m，在压送过程中设位差不变。管路总长 20m，设有一个闸阀（全开） ，8 个标准 90弯头。求压缩空气所需的压强为多少（表压）？硫酸 为1830kg/m3， 为 0.012Pas，钢管的 为 0.3mm。28粘度为 0.03 Pas、密度为 900 kg/m3的液体自容器 A 流过内径 40mm 的管路进入容器 B。两容器均为敞口，液面视作不变。管路中有一阀门，阀前管长 50m，阀后管长 20m（均包括局部阻力的当量长度） 。当阀全关时，阀前、后的压力表读数分别为8.82104Pa 和 4.41104Pa。现将阀门打开至 1/4 开度，阀门阻力的当

17、量长度为 30m。试求：（1）管路的流量； （2）阀前、阀后压力表的读数有何变化？习题28 附图 习题 29 附图31.一酸贮槽通过管路向其下方的反应器送酸，槽内液|面在管出口以上 2.5m。管路由 382.5mm 无缝钢管组成，全长（包括管件的当量长度）为 25m。由于使用已久，粗糙度应取为0.15mm。贮槽及反应器均为大气压。求每分钟可送酸多少 m3？酸的密度 =1650 kg/m3，粘度 =0.012Pa s。 （提示：用试差法时可先设 =0.04） 。32水位恒定的高位槽从 C、 D 两支管同时放水。AB 段管长6m，内径 41mm。BC 段长 15m，内径 25mm。BD 长 24m

18、，内径25mm。上述管长均包括阀门及其它局部阻力的当量长度，但不包括出口动能项，分支点 B 的能量损失可忽略。试求：（1）D 、 C 两支管的流量及水槽的总排水量；（2）当 D 阀关闭，求水槽由 C 支管流出的水量。设全部管部的摩擦系数 均可取 0.03，且不变化，出口损失应另行考虑。习题 32 附图 习题 33 附图33用内径为 300mm 的钢管输送 20的水，为了测量管内水的流量，采用了如图所示的安排。在 2m 长的一段主管路上并联了一根直径为 603.5mm 的支管，其总长与所有局部阻力的当量长度之和为 10m。支管上装有转子流量计，由流量计上的读数知支管内水的流量为 2.72m3/h。试求水在主管路中的流量及总流量。设主管路的摩擦系数 为 0.018，支管路的摩擦系数 为 0.03。