化工原理第一章流体流动思维导图

流体：气体和液体统称为流体。

在炼油、石油化工等生产过程中，不论是所处理的原料、还是中间品或产品，大多都是流体；而且生产过程都是在流体流动下进行的，在炼油和石油化工厂中有纵横交错的管道和众多的机泵在各生产设备之间输送流体。这就说明流体流动不但普遍存在，而且流体流动的状况对生产过程正常而高效进行、能量消耗、设备投资等密切相关，同时对传热、传质等其它单元操作的研究也离不开流体流动的基本规律。因此，流体流动是炼油、石油化工等生产过程中一个很重要的单元操作。

一、流体的密度 1．密度

单位体积的流体所具有的质量称为流体的密度，通常以符号

表示。

不同的流体其密度是不同的。对于任何一种流体，其密度又随其所具有的压力和温度而变化，即

液体为不可压缩性流体，液体的密度随压力的变化很小，可忽略不计(除极高压力外)。温度对液体的密度会有一定的影响，故在手册或有关资料中，对液体的密度都注明了相应的温度条件。

气体是可压缩性流体，其密度随温度和压力的变化较大，通常在温度不太低，压力不太高的情况下，气体的密度可近似地用理想气体状态方程进行计算，即

气体密度也可按下式进行计算：

上式中的为

为标准状态(即

。

=101.3kpa及

=273 K)下

1、当不可压缩理想流体在水平放置的变径管路中作稳定的连续流动时，在管子直径缩小的地方，其静压力 C 。

(A)不变 (B)增大 (C)减小 (D)不确定

2、水在内径一定的圆管中稳定流动，若水的质量流量保持恒定，当水温升高时，Re值将

(A)不变 (B)增大 (C)减小 (D)不确定

3、层流与湍流的本质区别是。

(A)湍流流速大于层流流速； (C)层流的雷诺数小于湍流的雷诺数；

(B)流动阻力大的为湍流； (D)层流无径向脉动，而湍流有径向脉动。

4、某流体在圆形直管中作滞流流动时，其速度分布是流速为平均流速的 倍。（抛物线，2倍）

5、清水在 14×2mm的圆形直管中以0.15m/s的速度流动，圆管中的流体流动形态为 ；每流过25m管道，流体的静压强降低 Pa。（层流；1200）

6、某液体在圆形直管内作滞流流动。若管长及液体物性不变，而管径减至原有的一半，且仍然作滞流流动。问因流动阻力产生的能量损失为原来的多少倍？ （16倍）解： 2lu流动阻力W f d2

设管径改变后 d2=d1/2， 则根据 u1A1 = u2A2 pf

一、填空题（每空1分，共20分）

1、牛顿粘性定律的数学表达式为 _____________，粘度在SI制中的单位是

__________

，

服

从

此

定

律

的

流

体

称

为

_______________________________________。

2、实际流体与理想流体的主要区别在于 ，实际流体柏努利方程与理想流体柏努利方程的主要区别在于 。

3、某设备上，真空度的读数为80mmHg，其绝压=________mH20,__________Pa. 该地区的大气压为720mmHg。 8.7mH20 ,8.53?104pa. 4、常温下水的密度为1000Kgm速度流动，其流动类型为 ______________。

du?m3，粘度为1cp，在d内?100mm的管内以3s

Re???0.1.3.10001.10?3?3?105。湍流。

5、在流动糸统中，若截面上流体的流速、压强、密度等仅随__________而变，不随__________而变，称为稳定流动。若以上各量既随__________而变，又随_____

河南工程学院——《化工原理》习题

第一章 流体流动

一 填空

1.流体在圆形管道中作层流流动，如果只将流速增加一倍，则阻力损失为原来的 倍；如果只将管径增加一倍而流速不变，则阻力损失为原来的 倍。

2.处于同一水平面的液体，维持等压面的条件必须是 、 。流体在管内流动时，如要测取管截面上的流速分布，应选用 流量计测量。 3.如果流体为理想流体且无外加功的情况下，写出： 单位质量流体的机械能衡算式为??????????????????； 单位重量流体的机械能衡算式为 ； 单位体积流体的机械能衡算式为?????? ???????????；

4.有外加能量时，以单位体积流体为基准的实际流体的柏努利方程为 ，

各项单位为 。

5.气体的粘度随温度升高而 ，水的粘度随温度升高而 。 6.流体在变径管中作稳定流动，在管径缩小的地方其静压能 。 7.流体流动的连续性方程是

第一章 流体流动

静压强及其应用

1-1. 用习题1-1附图所示的U形压差计测量管道A点的压强，U形压差计与管道的连接导管中充满水。指示剂为汞，读数R=120mm，当地大气压pa为101.3kPa，试求：(1) A点的绝对压强，Pa；(2) A点的表压，Pa。 解：(1) pA?pa??HggR??g?1.2?R?

pA?101.3?103?13600?9.81?0.12?1000?9.81??1.2?0.12??1.28?105 kPa

(2) pA表?1.28?10?101.3?10?2.67?10 kPa

1-2. 为测量腐蚀性液体贮槽中的存液量，采用图示的装置。测量时通入压缩空气，控制调节阀使空气缓慢地鼓泡通过观察瓶。今测得U形压差计读数为R=130mm，通气管距贮槽底面h=20cm，贮槽直径为2m，液体密度为980kg/m3。试求贮槽内液体的储存量为多少吨？

答：H?534?R13600?0.13??1.80m ?19803.14?22S??3.14m2

44?D2V?3.14?2?6.28m3

储存量为：6.28?980?6154.4kg=6.15t

1-3. 一敞口贮槽内盛20℃的苯，苯的密

第一章 从实验学化学-1- 化学实验基本方法

过滤 一帖、 二低、 三靠 分离固体和液体的混合体时， 除去液体中不溶性固体。（漏斗、 滤纸、玻璃棒、 烧杯）

蒸发 不断搅拌， 有大量晶体时就应熄灯， 余热蒸发至干， 可防过热而迸溅 把稀溶液浓缩或把含固态溶质的溶液干， 在蒸发皿进行蒸发

蒸馏 ①液体体积②加热方式③温度计水银球位置④冷却的水流方向⑤防液体暴沸 利用沸点不同除去液体混合物中难挥发或不挥发的杂质（蒸馏烧瓶、 酒精灯、 温度计、 冷凝管、 接液管、 锥形瓶）

萃取 萃取剂： 原溶液中的溶剂互不相溶； ② 对溶质的溶解度要远大于原溶剂； ③ 要易于挥发。 利用溶质在互不相溶的溶剂里溶解度的不同， 用一种溶剂把溶质从它与另一溶剂所组成的溶液里提取出来的操作， 主要仪器： 分液漏斗

分液 下层的液体从下端放出， 上层从上口倒出 把互不相溶的两种液体分开的操作， 与萃取配合使用的

过滤器上洗涤沉淀的操作 向漏斗里注入蒸馏水， 使水面没过沉淀物， 等水流完后， 重复操作数次

配制一定物质的量浓度的溶液 需用的仪器 托盘天平（或量筒）、 烧杯、 玻璃棒、 容量瓶、 胶头滴管

主要步骤： ⑴ 计算 ⑵ 称量（如是液体就用滴定管量取） ⑶ 溶解（少量水， 搅拌，

流体输送试题

一、填空题

1．流体的密度是指______________________________，其单位为______________。单位体积流体所具有的质量，kg/m3

2．20℃时苯的密度为880kg/m3，甲苯的密度为866kg/m3，则含苯40%（质量）苯、甲苯溶液的密度为 _____________。871.55kg/m3

3．101.3kap、20℃时空气的密度为_____________ 。1.206kg/m3

4．1atm＝__________kpa＝_________mmHg＝_________mH2O。101.3， 760，10.33。

5．流体的粘度是描述流体_________性能的物理量，一般用符号_____表示；流体的粘度越大，流动时阻力损失 __________。流动，μ，越大。

6．流体的流动形态有 _____________和____________两种，可用________判断。层流，湍流，雷诺数Re。

7．流体阻力产生的根本原因是_________________，而_______________与_________是产生流体阻力的外因。流体本身的粘性，流动型态，管路条件

8．减小流体阻力的途径为

化工原理-第一章-流体流动

一、单选题

1．层流与湍流的本质区别是（ ）。 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。 2．以绝对零压作起点计算的压力，称为（ ）。 A A 绝对压力；B 表压力；C 静压力；D 真空度。

3．当被测流体的（ ）大于外界大气压力时，所用的测压仪表称为压力表。 D A 真空度；B 表压力；C 相对压力；D 绝对压力。

4．当被测流体的绝对压力（ ）外界大气压力时，所用的测压仪表称为真空表。 B A 大于；B 小于；C 等于；D 近似于。

5. 流体在园管内流动时，管中心流速最大，若为湍流时，平均流速与管中心的最大流速的关系为（ ）。 A. Um＝1/2Umax； B. Um＝0.8Umax； C. Um＝3/2Umax。

6. 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( )。 A A. 与指示液密度、液面高度有关，

化工原理-第一章-流体流动

一、单选题

1．层流与湍流的本质区别是（ ）。 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。 2．以绝对零压作起点计算的压力，称为（ ）。 A A 绝对压力；B 表压力；C 静压力；D 真空度。

3．当被测流体的（ ）大于外界大气压力时，所用的测压仪表称为压力表。 D A 真空度；B 表压力；C 相对压力；D 绝对压力。

4．当被测流体的绝对压力（ ）外界大气压力时，所用的测压仪表称为真空表。 B A 大于；B 小于；C 等于；D 近似于。

5. 流体在园管内流动时，管中心流速最大，若为湍流时，平均流速与管中心的最大流速的关系为（ ）。 A. Um＝1/2Umax； B. Um＝0.8Umax； C. Um＝3/2Umax。

6. 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( )。 A A. 与指示液密度、液面高度有关，

流体流动

一填空

1．在圆形管道中作层流流动，如果只将流速增加一倍，则阻力损失为原来的 2 倍；如果只将管径增加一倍而流速不变，则阻力损失为原来的 1/4 倍。 2．处于同一水平面的液体，维持等压面的条件必须是 静止的 、连通着的 、 同一种连续的流体。流体在管内流动时，如要测取管截面上的流速分布，应选用毕托管流量计测量。

3．如果流体为理想流体且无外加功的情况下，写出：

u2??gz?c 单位质量流体的机械能衡算式为???2p

pu2??z?c 单位重量流体的机械能衡算式为???

2?gu2g??gz?c 单位体积流体的机械能衡算式为?p??2

4．有外加能量时以单位体积流体为基准的实际流体机械能守恒方程为

22u1u2p1????gz1??he?p2????gz2??hf，各项单位为 Pa（N/m2）。

22

5．气体的粘度随温度升高而 升高 ，水的粘度随温度升高而 降低 。 6．流体在变径管中作稳定流动，在管径缩小的地方其静压能 下降 。 7．流体流动的连续性方程是 ?u1A1??u2A2?????uA；适用于圆形直管的不可压缩流体流动的连续性方程为 u1d1?u2d2????ud2。

8．当地大气