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1、-【密度】*烟道气可视为理想气体混合物的组成中含 CO2为 13%，H2O 为 11%,N2为 76%，温度为 400,压强为 98.64kPa。假设以上百分数为体积百分率，该混合气体的平均分子量为_，密度为_；假设以上百分数为质量百分率，该混合气体的平均分子量为_，密度为_。解：当所给条件为体积百分率时当所给条件为质量百分率时M 0.1344 0.1118 0.7628 28.98M 1 27.62 g/mol0.13/440.11/18 0.76/28【表压、绝压及真空度】*容器的绝对压强为 200kPa，当地大气压为 101.3 kPa，则表压为98.7kPa；另一容器的绝对压强为 85
2、.5 kPa，当地大气则表压为-14.8 kPa，真空度为 14.8 kPa。【定态流动】所谓定态流动是指_流体在流动过程中，其操作参数只是位置的函数，而不随时间变化。【粘度】无粘性的流体，称为_流体。(理想)一般情况下，温度升高，气体的粘度_，液体的粘度_。(增大 减小)粘度的物理意义是_。(促使流体流动产生单位速度梯度的剪应力)流体流动时产生摩擦力的根本原因是流体具有粘性。【适宜流速计算】径为 27mm 的处来水管其设计输水能力宜为_1.036.18 m3/h_。解：水的适宜流流速围为 0.53m/s，故其流量宜为 0.7850.02720.50.7850.02723 即 1.036.18
3、 m3/h【连续性方程】以下方程中哪一个方程适用于可压缩流体BA.u=常数B.Au=常数C.u1A1=u2A2D.u1d12=u2d22【伯 努 利 方 程】柏 努 利 方 程 是 以 1kg 不 可 压 缩 流 体 为 基 准 推 导 出 的，假 设 用 于 可 压 缩 流 体 时 必 须 符 合_的条件。答案：p1 p2100%20%要求式中分母p1用绝压。p1假设忽略 A、B 间的阻力损失，试判断 B 玻璃管水面所处的刻度。A.位置 aB.位置 bC.位置 cabcBA【流动型态与速度分布】当20的甘油密度为1261 kg/m3，粘度为1.499cP，流经径为 100 mm 的圆形直管时
4、，其平均流速为 1m/s,其雷诺数为_，流动形态为_，管中心处的最大流速为_。(84123 湍流 1.25)流体在圆管流动时，管中心处流速最大，假设为层流流动，平均流速与管中心的最大流速的关系为 u=0.5 uma*;假设为湍流流动，平均流速与管中心的最大流速的关系为 u=0.8 uma*。层流与湍流的本质区别是层流无径向流动，而湍流有径向流动。【边界层】在化工过程中，流动边界层别离的弊端主要是_；其可能的好处则表现在_。增大阻力损失促进传热与传质流体在管作湍流流动时，层流层的厚度随Re 数的增大而减薄。层流层越薄，流体的湍动程度越强。【摩擦系数】流体在管作湍流流动时(不是阻力平方区)，其摩擦
5、系数随_ 和_而变。(雷诺数管子的相对粗糙度)流体在管的流动进入充分湍流区时，其摩擦系数仅与_有关。管子的相对粗糙度【因次分析】量纲因次分析法的主要依据是_因次一致性或量纲一次性方程_。【当量直径】长度为 a,宽度为 b 的矩形管道，流体在管的流速为 u，其流动当量直径 de 等于 2ab/(a+b)，管流体流量等于 abu。【阻力损失的计算】流体在圆管作层流流动，如将速度增加一倍，则阻力为原来的_倍。2流体在水平等径直管中流动时的摩擦阻力损失 hf 所损失的是机械能中的_项。压强能.z.-水在圆形直管中作完全湍流时，当输送量、管长和管子的相对粗糙度不变，仅将其管径缩小一半，则阻力变为原来的
6、32 倍。水由敞口恒液位的高位槽通过一管道流向压力恒定的反响器，当管道上的阀门开度减小后,水流过直管的摩擦系数_，管道总阻力损失_。增大 不变)如右图所示：水位差不计解(：1000kgm3,空气1.29kgm3,R=51mm,则p=_N m2,=_两测压点 A.B 间p gz p(i)gR(10001.29)9.810.051499.7 Pap499.7u2=2499.7/1000/12110002以下图中高位槽液面保持恒定，液体以一定流量流经管路，ab与cd两段长度相等，管径与管壁粗糙度一样，则()。(1)U形压差计读数R1R2;(2)液体通过ab与cd段能量损失_。hfabhfcd；(3)
7、ab与cd两段压差_。pabpcd；(4)R1值表示_。ab段流动能量损失管路计算管路计算【并联管路】两管并联，假设 d1=2d2,l1=2l2，则 hf1/hf2=_1_。当两管中流体均作层流流动，qv1/qv2=_8_。当两管中流体均作湍流流动，并取1=2，则 qv1/qv2=_4_。解：层流流动32lu32lud2hf2dd4d4qV1d14l2即qV4 24/2 8lqV 2d2l1湍流流动l u2l(ud2)2hf5d 22dqV1d15l20.5即qVd/l(5)(25/2)0.5 4qV 2d2l15说明：在一定流量下，流体在并联管路中作连续定态流动时，流体阻力损失与并联管数无关
8、。【流量计】测流体流量时，随着流体流量的增大，转子流量计两端压差值 不变，孔板流量计两端压差值增大。转子流量计的主要特点是_恒流速、恒压差、变截面，孔板流量计的主要特点是_变流速、变压差、恒截面.用皮托管来测量气体流速时，其测出来的流速是指皮托管头部所处位置上气体的点速度。孔板流量计的孔流系数 Co，当 Re 数增大，其值 先减小，当 Re 数增大到一定值时，Co 保持为定值。在测速管中，测压孔正对水流方向的测压管液位代表_冲压头_，流体流过测速管侧壁小孔的测压管液位代表_动压头_。综合计算题综合计算题用泵将 20的水从敞口贮槽送至表压为 1.5105Pa 的密闭容器，两槽液面均恒定不变，各局
9、部相对位置如附图1 所示。输送管路尺寸为108mm4mm 的无缝钢管，吸入管长度为 20m，排出管长度为 100m(各段管长均包括所有局部阻力的当量长度各段管长均包括所有局部阻力的当量长度)。当阀门为 3/4 开度时，真空表读数为 42700Pa，两测压口的垂直距离为 0.5m，忽略两测压口之间的阻力，摩擦系数可取为 0.02。试求：(1)阀门 3/4 开度时管路的流量(m3/h)；(2)压力表读数(Pa)；(3)泵的压头(m)；(4)假设泵的轴功率为 10kW，求泵的效率；(5)假设离心泵运行一年后发现有气缚现象，试分析其原因。计算题第计算题第 1 1 题附图题附图解：(1)阀门 3/4 开
10、度时管路的流量(m3/h)在贮槽液面 0-0与真空表所在截面 1-1间列柏努利方程。以 0-0截面为基准水平面，有l1(l)1u12u1220其中，Hf,01 0.02 0.204u12,d12g0.129.81z00，u00,p00(表压),z13 m,p142 700 Pa(表压)代入上式，得 u12.3 m/s，qV4d2u 40.122.33600 65 m3/h.z.注意：a.当管路长度包括局部阻力的当量长度时说明局部阻力必需采用当量长度法计算，从而不要画蛇添足地用局部阻力系数法计算局-部阻力损失。b.进出口阻力属于局部阻力。(2)压力表读数(Pa)在压力表所在截面 2-2与容器液面
11、 3-3间列柏努利方程。仍以 0-0截面为基准水平面，有解得，p23.23105Pa(表压)注意：a.柏努利方程左右两边的压力项必须采用同一压力基准或同时用绝压或同时用表压;b.假设*截面的真空度为 200kPa，则该截面的表压为-200kPa。(3)泵的压头(m)在真空表与压力表所在截面间列柏努利方程，可得(4)泵的有效功率(5)假设离心泵运行一年后发现有气缚现象，原因是进口管有泄露。2【静力学方程与伯努利方程的综合应用】如以下图，用泵将水由低位槽打到高位槽(两水槽均敞口，且液面保持不变)。两槽液面距离为 20m，管路全部阻力损失为 5m 水柱，泵出口管路径为 50mm，其上装有 U 型管压
12、力计，AB 长为 6m，压力计读数R为40mmHg，R为 1200mmHg，H为 1mH2O。设摩擦系数为0.02。求：泵所需的外加功(J/kg)；管路中水的流速(m/s)；A 截面的表压强(kPa)。解：计算泵所需的外加功以低位槽液面(1-1 面)为位能基准面，在低位槽液面(1-1 面)与高位槽液面(2-2 面)间列柏努利方程：计算管路中水的流速以 A-A 面为位能基准面，在 A-A 面与 B-B 面间列柏努利方程：因为u1 u2，所以即hf,AB(pAgzA)(pBgzB)由压差计的原理(pAgzA)(pBgzB)(i)gR所以hf,AB(i)gR(136001000)9.810.04 4
13、.94 kJ/kg1000又因为解得：uhf,ABlABu26u2 0.02 4.94d20.052 2.03 m/spA(i)gR pBg(zB zA)计算 A 截面的压强由第一个 U 形压差计对第二个 U 形压差计所以利用位差输液如此题附图所示，水从贮水箱 A 经异径水平管 B 及 C 流至大气中。水箱液面与管子中心线间的垂直距离为 5.5m，保持恒定，管段 B 的直径为管段 C 的两倍。水流经B、C 段的摩擦阻力分别为hf,B 15J/kg,hf,C15J/kg。由水箱至管段B及由管段 B 至管段 C 的突然缩小损失可以忽略，而管段 C 至外界的出口损失不能忽略。试求：1水在管路 C 中
14、的流速；2水在管路 B 中的流速；3管段 B 末端侧的压强。解：1水在管路 C 中的流速在水箱 1-1 面入管 C 出口侧 2-2 面间列柏努利方程，以水平管中心线为位能基准面：z1 5.5 m；p1 0表压；u1 0；z2 0；p2 0表压；u2 uC2水在管路 B 中的流速.z.-3管段 B 末端侧的压强在水箱 1-1 面与管 B 出口侧 3-3 面间列柏努利方程，以水平管中心线为位能基准面：z1 5.5 m；p1 0表压；u1 0；z3 0；u31.058 m/s管段 B 末端侧的压强p3 3.84104 Pa3.如以下图，常温水由高位槽经一89 mm3.5 mm 的钢管流向低位槽，两槽
15、液位恒定。这路中装有孔板流量计和一个截止阀。直管与局部阻力的当量长度不包括截止阀总和为 60m。截止阀在*一开度时其局部阻力系数为 7.5，此时读数R1=185mmHg 柱。试求：(1)此时管路中的流量及两槽液面的位差；2此时阀门前后的压强差及汞柱压差计的读数R2;假设将阀门关小，使流速减为原来的 0.9 倍，则读数R1为多少毫米汞柱.截止阀的阻力系数变为多少.孔板流量计的流量与压差关系式为qV式中为流体的密度，kg/m3；p为孔板两侧压差，Pa；qV 3.32103p/。为流量，m3/s。流体在管呈湍流流动，管路摩擦系数解：1在截面 1-1 与 2-2 间列伯努利方程，有 0.026。汞的密
16、度为 13600kg/m3。2u12p2u2gz1 gz2hf,12(1)22p1据，z1 z2 z，u1 0，u2 0，p1 p2，hf,12l leu2(阀)d2。孔板流量计两侧的压差为管流体的流量为p (i)gR (13.61)1039.810.185 2.89104 PaqV 3.321032.29104/1000 0.0159 m3/su 4qV40.0159=3.0 m/sd20.0822管流体的流速为将以上结果代入式(1)，得(2)在阀前后列机械能守恒式，得流体通过阀门的压强差为运用静力学方程，可得p阀故汞柱压差计的读数为(3)当流速减为原来的 0.9 倍时得(i)gR2uR1 R1()21850.92150 mmHgugz hf,12l leu2)(阀d2据式(1)得.z.