第一章习题与作业讲解
更新时间:2023-11-12 12:12:01 阅读量: 教育文库 文档下载
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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λ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 。 3.277K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*s-1。
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λ与Re的关系。层流区,摩擦系数λ与管壁的 无关,λ 与Re的关系为 。而阻力平方区,摩擦系数λ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)μ的SI单位为 ,运动粘度γ 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;
1 2
1 2
(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。
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ξ与压差计读数R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ΔP1=P1-P2,ΔP2=P3-P4, ΔP3=P5-P6,则_______。 (2)差压计读数R1、R2、R3间关系为_________。
d u→ d d 1 2 3 4 5 6
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2-2’截面的ul>u2还是ul=u2?为什么?(2)图a、b中Z3>Z4,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Z2=Z4,则截面2-2’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Ф25X2.5mm的热交换列管束。215m3/h的热苯在管束内流过,从95 oC被冷却到25oC,ε=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5×104kg/h,ρ=810kg/m3,求管束外流动的流型。
13.用泵将密度1100kg/m3、粘度1.2X10-3Pa*s 的溶液从贮槽送至表压0.2Xl05Pa的密闭高位槽。
管子直径为Ф108*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)。ε=0.3mm,输送量为50m3/h,两槽液面恒定,其间垂直距离为20m,今用η=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往10m高的容器中去 ,容器表压强为0.05MPa。泵的吸入管路为Ф57mm×3.5mm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Ф48mm×4mm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ρ=900kg/m3,μ=1.5mPa*s。求流量为4.5×10-3m3/s时需向单位重量(每牛顿)液体补加的能量。(ε=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2.4×10Pa。假设阻力系数λ均为0.03,
3
水的密度为1000kg/m。(1)试计算B管道(CB段)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?
3
[ф50, LOC=45,LCB=15, a关b开时PB=2.4×104Pa,λ=0.03,ρ=1000kg/m. 求(1)uCB;(2)a 打一至uCB=uCD, 此时的uCB=?]
4
如下图所示,用管路连接水槽A、B、C。已知管径都为Φ32×2.5,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。
[Φ32×2.5, LOA=6, LOB=3, LOC=5,ζ开=0.17,λ=0.02,求:(1)ζ=?, uOB=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%O2,76%N2,8%H2O(体积%)。试求温度为500℃、压强为101.33×103Pa时,该混合气体的密度。
2.在大气压为101.33×103Pa的地区,某真空蒸馏塔塔顶真空表读数为9.84×104Pa。若在大气压为8.73×104Pa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?
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600mm,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排出,已知煤气压强为1×105Pa(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=9.8×104Pa,水的密度ρ=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=1.04×105Pa(绝压),塔顶蒸气压强p2=1.08×105Pa(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。两杯中放有密度为ρ1的液体,U形管下部指示液密度为ρ2。管与杯的直径之比d/D。试证:
2 pB?pa?hg??2??1??hg?1d2
D11.列管换热器的管束由121根φ25×2.5mm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196×103Pa(表压),当地大气压为98.7×103Pa。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:φ25×2.5mm钢管外径为25mm,壁厚为2.5mm,内
径为20mm。
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