1、化工原理复习题与答案 化工原理习题及答案第一章 流体流动姓名_班级_学号_成绩_一、填空题：1.（3分） 雷诺准数的表达式为_。当密度1000kg.m ,粘度=1厘泊的水,在内径为d=100mm,以流速为1m.s 在管中流动时,其雷诺准数等于_,其流动类型为_. *答案* Re=d/ ; 10 ; 湍流2.（2分） 当地大气压为750mmHg时,测得某体系的表压为100mmHg,则该体系的绝对压强为_mmHg,真空度为_mmHg. *答案* 850; -1003.（3分） 测量流体流量的流量计主要有如下四种:_,_,_,_,测量管内流体点的速度,则用_. *答案* 转子流量计; 孔板流量计;
2、文丘里流量计; 湿式气体流量计 ; 皮托管4.（2分） 管出口的局部阻力系数等于_,管入口的局部阻力系数等于_. *答案* 1.0; 0.55.（3分） 流体体积流量用来计算；质量流量用来计算；而流体流速用来计算。 *答案* u.A u.A. u /A6.（3分） 流体在园直管内流动，当Re4000时的流型称为，其平均速度与最大流速的关系为，而Re2000的流型称为，其平均速度为。 *答案* 湍流， Wm08W， 滞流， Wm0.5W。7.（2分） 流体在等径管中作稳定流动,流体由于流动而有摩擦阻力损失,流体的流速沿管长 _。 *答案* 不变；8.（3分） 当Re 为已知时,流体在圆形管内呈层
3、流时的摩擦系数=_,在管内呈湍流时,摩擦系数与_、_有关。 *答案* 64/Re; Re; /d9.（3分） 牛顿粘性定律的表达式为_,动力粘度 (简称为粘度)的SI单位为_。运动粘度的SI单位为_。 *答案* =du/dy； Pa.s或N.s.m ； m .s 10.（3分） 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_。 *答案* 减小； 增大； 不变11.（2分） 流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是流体具有_。 *答案* 粘性12.（2分） 压头转换实验中,在一定流速下某测压管显示的液位高度为静压头值,流速再增大
4、时,液位高度_,因为_。 *答案* 降低； 阻力损失增大13.（4分） 静止液体中两处压力相等的条件是_。 *答案* 连续、同一液体、同一水平面。14.（4分） 液体在园管内作稳定连续流动时,当Re_时为滞流流动,其=_;当Re_时为湍流流动。当Re继续增大到大于某一定值时,则流体流动在完全湍流区,当/d为一常数时,其值为_。 *答案* 2000； 64/Re； 4000； 常数15.（4分） 1at=_kgf.m =_ m.H O=_mm.Hg=_N.m *答案* 1； 10； 735.6； 9807016.（4分） P/(g)的物理意义是表示流动系统某截面处单位_流体所具有的静压能,称为_
5、。 *答案* 重量： 静压头17.（3分） 当20的水（=998.2kg.m ,=1.005 厘泊）在内径为100mm的圆管内流动时,若流速为1.0 m.s 时,其雷诺数Re为_,流动型态为_。 *答案* 9.9310 湍流18.（3分） 雷诺准数的表达式为_。当密度=1000kg.m ,粘度=1（厘泊）的水,在内径为d=15mm,以流速为0.1 m.s 在管内流动时,雷诺数等于_,流动类型为_。 *答案* Re=du/ 1500 层流19.（2分） 柏努利方程实验中,在一定流速下某测压管显示的液位高度为静压头,当流速再增大时,液位高度_,因为_, *答案* 降低； 阻力损失增大20.（4分）
6、 如图所示，已知,水=1000kg.m ,空气=1.29kg.m ,R=102mm ,则P=_kN.m ,=_。本题目有题图：titu142.bmp *答案* 1； 2；good ok 4/2/2020二、选择题：1.（2分） 一个被测量体系外柱按上一个U型压差计,出现如图情况,说明体系与大气压是（ ） 关系 A. 体系大气压 B. 体系大气压 C. 体系大气压本题目有题图：titu008.bmp *答案* A2.（2分） 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. Um1/2Umax B. Um0.8Umax C. Um3/2Umax *答
7、案* B3.（3分） 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. 与指示液密度、液面高度有关,与U形管粗细无关 B. 与指示液密度、液面高度无关,与U形管粗细有关 C. 与指示液密度、液面高度无关,与U形管粗细无关 *答案* A4.（2分） 转子流量计的主要特点是( )。 A. 恒截面、恒压差； B. 变截面、变压差； C. 恒流速、恒压差； D. 变流速、恒压差。 *答案* C5.（6分） 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，管径与管壁粗糙度相同，则( )。（1）U形压差计读数 A. R R B. R R C. R R D. 不定
8、（2）液体通过ab与cd段能量损失_。 A. h h B. h h C. h h D. 不定（3） ab与cd两段压差_。 A. P P B. P P C. P P D. 不定（4） R 值表示_。 A. ab段的压差值 B. ab段位能变化 C. ab段流动能量损失 D. ab段压差值及流动能量损失 *答案* （1） B. R R （2） B. h h （3） C. P P （4） C. R 值表示段流动能量损失。 本题 h R （ ）/ h h R （ ）/ R R P /h R （ ）/ P /R （ ）/6.（2分） 层流与湍流的本质区别是：( )。 A. 湍流流速层流流速； B. 流
9、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。 *答案* D7.（2分） 在稳定流动系统中,水由粗管连续地流入细管,若粗管直径是细管的2倍，则细管流速是粗管的（ ）倍。 A. 2 B. 8 C. 4 *答案* C8.（2分） 柏努利方程的物理意义可以从题图中得到说明,若忽略A,B间的阻力损失，试判断B玻璃管水面所处的刻度。（ ） A. a位置 B. c位置 C. b位置本题目有题图：titu015.bmp *答案* A9.（2分） 用SI制基本单位表示的压强的单位应该是（ ） A. Pa B. N.m C. kg.m .s D. m
10、mHg *答案* C10.（2分） 表压与大气压、绝对压的正确关系是（ ）。 A. 表压绝对压-大气压 B. 表压大气压-绝对压 C. 表压绝对压+真空度 *答案* A11.（4分） 流体在园管内作滞流流动时,阻力与流速的（ ）成比例,作完全湍流时,则呈（ ）成比例。 A. 平方 B. 五次方 C. 一次方 *答案* C； A12.（2分） 流体流动产生阻力的根本原因是,因为流体流动（ ）。 A. 遇到了障碍物； B. 与管壁产生摩擦 C. 产生了内摩擦切向力 *答案* C13.（2分） 在稳定连续流动系统中,单位时间通过任一截面的（ ）流量都相等。 A. 体积 B. 质量 C. 体积和质量
11、*答案* B14.（2分） 稳定流动是指流体在流动系统中,任一截面上流体的流速、压强、密度等与流动有关的物理量（ ）。 A. 仅随位置变，不随时间变 B. 仅随时间变、不随位置变 C. 既不随时间变，也不随位置变 *答案* A15.（2分） 转了流量计的工作原理主要是靠流体（ ）。 A. 流动的速度 B. 对转子的浮力 C. 流动时在转子的上、下端产生了压强差。 *答案* C16.（2分） 将管路上的阀门关小时,其阻力系数（ ）。 A. 变小 B. 变大 C. 不变 *答案* B17.（2分） 水在园形直管中作滞流流动,流速不变,若管子直径增大一倍,则阻力损失为原来的（ ）。 A. 1/4 B
12、. 1/2 C. 2倍 *答案* A18.（2分） 设备内的真空度愈高,即说明设备内的绝对压强（ ）。 A. 愈大 B. 愈小 C. 愈接近大气压、 *答案* B19.（2分） 一般情况下,温度升高,液体的粘度（ ）；气体的粘度（ ）。 A. 增大 B. 减小 C. 不变 *答案* B； A20.（2分） 园管的摩擦系数=64/Re公式的适用范围是（ ）。 A. 滞流 B. 过渡流 C. 湍流 *答案* A三、判断题：1.（2分） 化工单元操作是一种物理操作,只改变物质的物理性质而不改变其化学性质。（ ） *答案* 2.（2分） 用U形管液柱压差计测量流体压强差时,测压管的管径大小和长短,都会
13、直接影响测量的准确性。（ ） *答案* 3.（2分） 当输送流体的管径一定时，增大流体的流量，雷诺准数减少。（ ） *答案* 4.（2分） 当流体充满导管（圆形）作稳态流动时,单位时间通过任一截面的体积流量相等。（ ） *答案* 5.（2分） 牛顿粘性定律是：流体的粘度越大,其流动性就越差。( ) *答案* 6.（2分） 孔板流量计是文丘里流量计的改进,其压头损失比文氏流量计小得多。（ ） *答案* 7.（2分） 经过大量实验得出,雷诺Rep /时, 由1流向2,当(pa /+Z g)p /时, 由2流向1。2.（8分） 学习流体流动与输送,你认为应解决些什么问题？ *答案* 学习流体流动与输
14、送一般应解决以下问题： (1) 合理选择流体输送管道的管径。 (2) 确定输送流体所需的能量和设备。 (3) 流体流量测量和速度、体积和质量流量、压力，以及控制。 (4) 流体流动的形态和条件，作为强化设备和操作的依据。3.（8分） 理想流体和实际流体如何区别？ *答案* 理想流体是流体没有粘性，流动时，不产生摩擦阻力，液体体不可压缩，受热不膨胀；而实际流体是具有粘性，有摩擦阻力，液体是可以压缩，受热是膨胀。4.（8分） Zp/Z p / （1）， h （2） 这两个静力学方程式说明些什么？ *答案* (1)说明静止的连续的同一流体,同一水平面上的各点，深度相同，它的压强亦相等； (2)说明液
15、体内部任一点的压强是液面深度的函数，距离液面越深，则压强越大，当液面压强变化，必将引起液体内部各点发生同样大小的变化。5.（4分） 在常温下输送水,若管径一定,流量增大一倍,雷诺准数增加多少？若流量一定,管径增大一倍,则雷诺准数又如何变化？ *答案* V（/4)d .u u=2u Re=du/ Re 增大一倍 V=(/4)(2d) .u u=u/4 Re=Re/26.（3分） 说明流速、体积流量、质量流量的单位以及他们之间的关系。 *答案* 流速 u, m.s 体积流量V, m.s 质量流量W, kg.s u=V/A; W=V.7.（5分） 何谓层流流动？何谓湍流流动？用什么量来区分它们？ *
16、答案* 层流：流体质点沿管轴作平行直线运动，无返混，在管中的流速分布为抛物线，平均流速是最大流速的0.5倍。 湍流：流体质点有返混和径向流动，平均流速约为最大流速的0.8倍。 以Re来区分，Re4000为湍流。8.（3分） 何谓牛顿型流体？何谓非牛顿型流体？ *答案* 服从牛顿粘性定律的流体称为牛顿型流体。不服从牛顿粘性定律的，称为非牛顿型流体。非牛顿型流体又分为假塑性流体和胀塑性流体。9.（8分） 如图所示的某一输水管路中，高位槽液位保持恒定，输水管径不变。有人说：由于受到重力的影响，水在管路中会越流越快，即水通过2-2截面的流速u 大于通过1-1截面的流速u 。这种说法对吗？为什么？ *答
17、案* 不对。因为是稳定连续流动按连续性方程知：m =m ，输水则V =V ，现管径不变d =d ，故u =u 10.（8分） 如图所示，水在水平管中作稳定连续流动，从A流向B，问： （1）体积流量V 和V 哪个大？为什么？ （2）流速u 和u 哪个大？为什么？ （3）静压头P /（g）和P /（g）哪个大？为什么？ *答案* (1) 因为输水，按连续性方程知 V =V (2) V =V 而d d u u (3) Z +P /(g)+u /(2g)=Z +P /(g)+u /(2g)+Hf 而 水平管Z =Z 又u u 若 H =0 则 P /（g)P /(g) ;若 H 0则 P /(g)和P
18、 （g)哪个大？要由u 和u 、H 之值决定。11.（8分） 在有一个稳压罐的一条管径不变的输送管上的A.B处分别装上一个相同规格的压力表（如图所示）。问： （1）当管路上的阀门C关闭时，两个压力表的读数是否一致？为什么？ （2）当管路上阀门C打开时，两个压力表的读数是否相同？为什么？（设A.B处的气体密度近似相等） *答案* （1）阀C关闭时，流体为静止状态，同一水平面上P =P 。 （2）阀C打开，流体流动，有阻力，为Z =Z ，d =d 且 = 则u =u P P 12.（10分） 用如图所示的实验装置得实验记录如下表所示： 皮托管编号 1 2 3 4 管内直径mm 12.7 21 12
19、 12 皮托管测压孔高度mm 72 72 72 21关闭阀A，玻管水柱高度mm 472 472 472 472全开阀A 皮托管测压孔 435.5 407.5 405.1 376.5时玻管水 正对水流方向 柱高度mm 皮托管测压孔 389.5 401.8 347.6 322 平行水流方向 根据以上实验数据，回答下列问题：(1)、第4点的位压头，静压头和动压头各为多少mmH O？(2)、水由第2点处流到3点处的阻力损失压头为多少mmH O？(3)、第1点的速度为多少m.s ? *答案* (1) Z =21(mmH o ) , P /(g)=H -Z =322-21=301(mmH o) h =u
20、/(2g)=376.5-322=54.5(mmH o)(2) h =407.5-405.1=2.4(mmH O)(3) u /(2g)=435.5-389.5=46(mmH O) u =0.95m.s 13.（10分） 用如图所示的实验装置得实验记录如下表示：问：（1）第1点的位压头，静压头和动压头各为多少mmH o （2）水从第1点处流到第2点的流动阻力损失压头为多少 mmH O (3) 皮托管测量孔平行水流方向时，测出的H =401.8mmH =389.5mm？ 皮托管编号 1 2 3 4 管内直径mm 12.7 21 12 12 皮托管测压孔高度mm 72 72 72 21关闭阀A，玻管
21、水柱高度mm 472 472 472 472 全开阀A 皮托管测压孔 435.5 407.5 405.1 376.5 时玻管水 正对水流方向 柱高度mm 皮托管测压孔 389.5 401.8 347.6 322 平行水流方向 *答案* (1) Z =72mmH o P /(g)=H-Z =389.5-72=317.5mmH O h =u /(2g)=435.5-389.5=46mmH O(2) h =435.5-407.5=28mmH o(3) H=h +h d d u u 即 h h h =46mmH o h =407.5-401.8=5.7mmH o h -h =46-5.7=40.3mm
22、而 h =28mm (h -h )=40.3mm又 H=h +hz按 hz +h +h =hz +h +h +h 即：H +h =H +h +h H H h 位头 H=h 静压头 h动压头14.（8分） 一定量的液体在园形直管内作稳定连续滞流流动。若管长及液体的物性不变,而管径减至原来的一半,问因流动阻力而产生的能量损失为原来的若干倍？ *答案* hf=(L/d)u /2 而滞流时 =64/Re=64/(d*u*) 流速：u=4V/(d ) 而题设V、L、L不变，即hf1/d d =d /2 hf =16hf 15.（8分） 在相同管径的两条园形管道中,同时分别流动着油和清水（油水）,若雷诺数
23、相同,且密度相近,试判断油速大还是水速大？为什么？ *答案* Re油=Re水 而 u油u水， u油u水16.（8分） 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u u 还是u =u ？为什么？（2）图（a）、（b）中Z Z 其它条件不变，忽略阻力损失，则出口处的速度u 与 u 哪个大？为什么？（3）图（a）、（b）中Z =Z ，则截面2-2*处的速度与u 哪个大？为什么？ *答案* （1）因液体连续稳定流动，且d =d u =u =u （2）u=2g(z-h ) 题设h =h =0 Z Z u u (当然 Z Z 则hf hf , 当hf不能忽略时，u 与u 关系视具体情况而定）。（3）由（1）和（2）结果知 u =u 而u u u u 17.（8分） 某车间用水量由水塔稳定供给（如图示）。现若将出
