化工原理第一章习题课
更新时间:2023-10-28 03:54:01 阅读量: 综合文库 文档下载
一、概念题
1.某封闭容器内盛有水,水面上方压强为p0,如图所示器壁上分别装有两个水银压强计和一个水银压差计,其读数分别为R1、R2和R3,试判断: 1)R1 R2(>,<,=); 2)R3 0(>,<,=);
3)若水面压强p0增大,则R1 R2 R3 有何变化?(变大、变小,不变)
2.如图所示,水从内径为d1的管段流向内径为d2管段,已知d2?2d1,d1管段流体流动
的速度头为0.8m,h1?0.7m,忽略流经AB段的能量损失,则h2? m,h3? m。 3.如图所示,管中水的流向为A→B,流经AB段的能量损失可忽略,则p1与p2的关系为 。
A)p1?p2 B)p1?p2?0.5m C)p1?p2?0.5m D)p1?p2
4.圆形直管内,Vs一定,设计时若将d增加一倍,则层流时hf是原值的 倍,高度湍流时,hf是原值的 倍(忽略管壁相对粗糙度的影响)。
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5.某水平直管中,输水时流量为Vs,今改为输2Vs的有机物,且??2?水,??0.5?水,设两种输液下,流体均处于高度湍流状态,则阻力损失为水的 倍;管路两端压差为水的 倍。
6.已知图示均匀直管管路中输送水,在A、B两测压点间装一U形管压差计,指示液为水银,读数为R(图示为正)。则: 1)R 0(>,=,<)
2)A、B两点的压差?p= Pa。
A)Rg(?i??) B)Rg(?i??)??gh C)?gh?Rg(?i??) D)Rg(?i??)??gh
3)流体流经A、B点间的阻力损失hf为 J/kg。
4)若将水管水平放置,U形管压差计仍竖直,则R ,?p ,hf 有何变化?
7.在垂直安装的水管中,装有水银压差计,管段很短,1,2两点间阻力可近似认为等于阀门阻力,如图所示,试讨论:
1)当阀门全开,阀门阻力可忽略时,p1 p2(>,<,=);
2)当阀门关小,阀门阻力较大时,p1 p2(>,<,=),R (变大,变小,不变);
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3)若流量不变,而流向改为向上流动时,则两压力表的读数差?p ,R ;(变大,变小,不变)。
8.图示管路两端连接两个水槽,管路中装有调节阀门一个。试讨论将阀门开大或关小时,管内流量qV,管内总阻力损失?hf,直管阻力损失hf1和局部阻力损失hf2有何变化,并以箭头或适当文字在下表中予以表达(设水槽液位差H恒定)。
阀开大 阀关小 总阻力损失?hf 直管阻力损失hf1 局部阻力损失hf2 流量qV
9.图示管路,若两敞口容器内液位恒定,试问:
1)A阀开大,则qV ;压力表读数p1 ;p2 ;hf1/hf2 ;qV1/qV2 。 2)B阀关小,则qV ;压力表读数p1 ;p2 ;hf1/hf2 ;qV1/qV2 。
10.流量Vs增加一倍,孔板流量计的阻力损失为原来的 倍,转子流量计的阻力损失为原来的 倍,孔板流量计的孔口速度为原来的 倍,转子流量计的流速为原来的 倍,孔板流量计的读数为原来的 倍,转子流量计的环隙通道面积为原来的 倍。
11.某流体在一上细下粗的垂直变径管路中流过。现注意到安在离变径处有一定距离的粗、细两截面的的压强表读数相同。故可断定管内流体( )。
A. 向上流动; C. 处于静止; B. 向下流动; D. 流向不定
3
12.下面关于因次分析法的说法中不正确的是( )。
A.只有无法列出描述物理现象的微分方程时,才采用因次分析法; B.因次分析法提供了找出复杂物理现象规律的可能性;
C.因次分析法证明:无论多么复杂的过程,都可以通过理论分析的方法来解决; D.因次分析法能解决的问题普通实验方法也同样可以解决
13.流体在直管内流动造成的阻力损失的根本原因是 。 14.因次分析法的依据是 。
15.在滞流区,若总流量不变,规格相同的两根管子串联时的压降为并联时的 倍;湍流、光滑管(λ=0.3164/Re0.25)条件下,上述直管串联时的压降为并联时的 倍;在完全湍流区,上述直管串联时的压降为并联时的 倍。
16.如图示供水管线。管长L,流量V,今因检修管子,用若干根直径为1/2d,管长相同于L的管子并联代替原管,保证输水量V不变,设λ为常数,ε/d相同。局部阻力均忽略,则并联管数至少 根。
二、问答题
1.一无变径管路由水平段、垂直段和倾斜段串联而成,在等长度的A、B、C三段两端各安一U形管压差计。设指示液和被测流体的密度分别为?0和?,当流体自下而上流过管路时,试问:
(1)A、B、C三段的流动阻力是否相同? (2)A、B、C三段的压差是否相同?
(3)3个压差计的读数RA、RB、RC是否相同?试加以论证。
32?lud22.下面两种情况,可不可以用泊谡叶方程(?pf)直接计算管路两端的压强差?
(1)水平管,管内径为50mm,流体的密度为996kg/m3,粘度为0.894mPa.s,流速为2m/s。 (2)垂直管,管内径为100mm,流体的相对密度为0.85,粘度为20mPa.s,流速为0.4m/s。
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三、计算题
1.虹吸管将20℃的苯(密度为800kg/m3)从池中吸出,虹吸管用直径为d的玻璃管制成,装置如图。设管中流动按理想流体处理,假设池的直径很大,流动时液面不变。 (1)水在管中流动时,比较A—A、B—B、C—C、D—D面压力大小?
(2)管中流速大小与哪些因素有关?欲增加管中流速,可采取什么措施?管中流速的极限值是多少?
2.用离心泵将蓄水池中20℃的水送到敞口高位槽中,流程如本题附图所示。管路为φ57×3.5mm的光滑钢管,直管长度与所有局部阻力(包括孔板)当量长度之和为250mm。输水量用孔板流量计测量,孔径d0=20mm,孔流系数为0.61。从池面到孔板前测压点A截面的管长(含所有局部阻力当量长度)为80mm。U型管中指示液为汞。摩擦系数可近似用下式计算,即??0.3164/Re0.25
当水流量为7.42m3/h时,试求: (1)每kg水通过泵所获得的净功; (2)A截面U型管压差计的读数R1;
(3)孔板流量计的U型管压差计读数R2。
3.用离心泵向E、F两个敞口高位槽送水,管路系统如本题附图所示。已知:所有管路内径均为33mm,摩擦系数为0.028,AB管段的长度(含所有局部阻力的当量长度)为100m,泵出口处压强表读数为294kPa,各槽内液面恒定。试计算:
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(1) 当泵只向E槽供水,而不向F槽供水、F槽内的水也不向E槽倒灌(通过调节阀门V1与V2开度来实现),此时管内流速和BC段的长度(包括所有局部阻力当量长度)为若干; (2) 欲同时向EF两槽供水,试定性分析如何调节两阀门的开度? 假设调节阀门前后泵出口处压强表读数维持不变。
4.密度为900kg/m3的某液体从敞口容器A经过内径为40mm的管路进入敞口容器B,两容器内的液面高度恒定,管路中有一调节阀,阀前管长65m,阀后管长25m(均包括全部局部阻力的当量长度,进出口阻力忽略不计)。当阀门全关时,阀前后的压强表读数分别为80kPa和40kPa。现将调解阀开至某一开度,阀门阻力的当量长度为30m,直管摩擦系数λ=0.0045。试求:
(1) 管内的流量为多少m3/h? (2) 阀前后的压强表的读数为多少?
(3) 将阀门调至另一开度,且液面高度不在恒定(液面初始高度同上),试求两液面高度差降至3m时所需的时间。(两容器内径均为5m,假定流动系统总能量损失为∑hf=15u2)。
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(1) 当泵只向E槽供水,而不向F槽供水、F槽内的水也不向E槽倒灌(通过调节阀门V1与V2开度来实现),此时管内流速和BC段的长度(包括所有局部阻力当量长度)为若干; (2) 欲同时向EF两槽供水,试定性分析如何调节两阀门的开度? 假设调节阀门前后泵出口处压强表读数维持不变。
4.密度为900kg/m3的某液体从敞口容器A经过内径为40mm的管路进入敞口容器B,两容器内的液面高度恒定,管路中有一调节阀,阀前管长65m,阀后管长25m(均包括全部局部阻力的当量长度,进出口阻力忽略不计)。当阀门全关时,阀前后的压强表读数分别为80kPa和40kPa。现将调解阀开至某一开度,阀门阻力的当量长度为30m,直管摩擦系数λ=0.0045。试求:
(1) 管内的流量为多少m3/h? (2) 阀前后的压强表的读数为多少?
(3) 将阀门调至另一开度,且液面高度不在恒定(液面初始高度同上),试求两液面高度差降至3m时所需的时间。(两容器内径均为5m,假定流动系统总能量损失为∑hf=15u2)。
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