化工原理上册 第一章 流体流动 学生自测  一、 填空或选择 1．某设备的表压强为100kPa，则它的绝对压强为____kPa；另一设备的真空度为400mmHg，则它的绝对压强为____。（当地大气压为101.33 kPa） [答：201.33 kPa，360mmHg] 2．如图所示，容器中盛有ρ＝800kg/m3的油品，U形管中指示液为水(ρ＝1000kg/m3)，a1、a2、a3在同一水平面上，b1、b2、b3及b4也在同一高度上，h1=100mm，h2=200mm，则各点的表压pa1=____，pa2=____，pb2=____，pb3=____，h3=____。（表压值以mmH2O表示）  [答：0，100，200，300，340，200] 3．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关系为____。 [答：抛物线，2， =64/Re] 4．流体在钢管内作湍流流动时，摩擦系数λ与____和____有关；若其作完全湍流（阻力平方区），则λ仅与____有关。 [答：Re， ； ] 5．流体作湍流流动时，邻近管壁处存在一____，雷诺数愈大，湍流程度愈剧烈，则该层厚度____。 [答：滞流内层；愈薄] 6．因次分析的依据是____。 [答：因次一致性] 7．从液面恒定的高位槽向常压容器加水，若将放水管路上的阀门开度关小，则管内水流量将____，管路的局部阻力将____，直管阻力将____，管路总阻力将____。（设动能项可忽略。） [答：变小、变大、变小、不变] 8．牛顿粘性定律的表达式为____，该式应用条件为____流体作____流动。 [答： ，牛顿型，滞流] 9．水力半径的定义式为____，当量直径为____倍水力半径。 [答： ，4] 10．局部阻力的计算方法有____和____。 [答：阻力系数法，当量长度法] 11．水流经图示的管路系统从细管喷出。已知d1管段的压头损失Hf1=1m（包括局部阻力）d2管段的压头损失Hf,2=2m（不包括出口损失）。则管口喷出时水的速度 u3=____m/s，d1管段的速度u1=____m/s，水的流量V=____m3/h，水喷射到地面的水平距离x=____m。  [答：7，1.75，1.98，8.06] 12．LZB-40转子流量计，出厂时用20℃空气标定流量范围为6m3/h~60m3/h，现拟用以测定40℃的空气，则空气流量值比刻度值____，校正系数为____，实际流量范围为____m3/h。 [答：大，1.034，6.2~62] 13．一转子流量计，当通过水流量为1m3/h时，测得该流量计进、出间压强降为20Pa；当流量增加到1.5m3/h时，相应的压强降____。 [答：不变。] 14．在SI单位制中，通用气体常数R的单位为(B)。 A．atm·cm3/mol·K B．Pa·m3/mol·K C．kgf·kmol·K D．Ibf·ft/Ibmol·K 15．通常流体粘度μ随温度t的变化规律为(C)。 A．t升高、μ减小 B．t升高、μ增大 C．对液体粘度t升高μ减小，对气体则相反. D．对液体t升高μ增大，对气体则相反 16．流体在圆形直管中流动时，若其已进入阻力平方区，则摩擦系数λ与雷诺数Re的关系为(C)。 A．Re增加，λ增大 B．Re增加，λ减小 C．Re增加，λ基本上不变 D．Re增加，λ先增加大后减小 17．滞流和湍流的本质区别是(D)。 A．湍流流速大于滞流流速 B．滞流时Re数小于湍流时Re数 C．流道截面大时为湍流，截面小的为滞流 D．滞流无径向脉动，而湍流有径向脉动 18．因次方析的目的在于(B)。 A．得到各变量间的确切定量关系. B．用无因次数群代替变量,使实验与关联简化. C．得到无因次数群间定量关系. D．无需进行实验，即可得到关联式. 19．滞流内层越薄,则以下结论是正确的(D)。 A．近壁面处速度梯度越小 B．流体湍动程度越低 C．流动阻力越小 D．流动阻力越大 20．在一水平变径管路中,在小管截面A和大管截面B连接一U型压差计,当流体流过该管时,压差计读数R值反映(A). A．A、B两截面间的压强差 B．A、B两截面间的流动阻力 C．A、B两截面间动压头变化 D．突然扩大或缩小的局部阻力 21．在一定管路中，当孔板流量计的孔径和文丘里流量计的喉径相同时，相同流动条件下，文丘里流量计的孔流系数CV和孔板流量系数C0的大小为（B）。 A．C0=CV B．C0>CV C．C0<CV D．不确定. 22．流体流过两个并联管路管1和2，两管内均呈滞流。两管的管长L1=L2、管内径d1=2d2，则体积流量V2/V1为（C）。 A．1/2 B．1/4 C．1/8 D．1/16 二．计算题 1．内截面为1000mm×1200mm的矩形烟囱的高度为30m。平均摩尔质量为30kg/kmol、平均温度为400℃的烟道气自下而上流动。烟囱下端维持49Pa的真空度。在烟囱高度范围内大气的密度可视为定值，大气温度为20℃，地面处的大气压强为101.33×103Pa。流体流经烟囱时的摩擦系数可取为0.05，试求烟道气的流量为若干kg/h？ [答：4.62×104kg/h] 2.如本题附图所示，贮槽内水位维持不变。槽的底部与内径为100mm的钢质放水管相连，管路上装有一个闸阀，距管口入口端15m处安有以水银为指示液的U形管压差计，其一臂与管路相连，另一臂通大气。压差计连接管内充满了水，测压点与管路出口端之间的直管长度为20m。（1）当闸阀关闭时，测得R=600mm，h=1500mm，当闸阀部分开启时，测得R=400mm，h=1400mm。摩擦系数可取0.025，管路入口处局部阻力系数为0.5。问每小时从管中流出水多少立方米？（2）当闸阀全开时，U管压差计的静压强为若干（Pa，表压）？闸阀全开时，le/d=15，摩擦系数仍可取0.025。  [答：（1）88.5m3/h；（2）3.30×104Pa（表压）] 3.某油品的密度为800kg/m3，粘度为41cP，由附图中所示的A槽送至B槽，A槽比B槽的液面高1.5m。输送管径为φ89×3.5mm、长50m（包括阀门的当量长度），进、出口损失可忽略。试求：（1）油的流量，m3/h；（2）若调节阀门的开度，使油的流量减少20％，此时阀门的当量长度为若干，m？  [答：（1）23m3/h；（2）12.37m] 4.本题附图所示为一输水系统，高位槽的水面维持恒定，水分别从BC与BD两支管排出，高位槽液面与两支管出口间的距离为11m。AB管段内径为38mm、长为58m；BC支管的内径为32mm、长为12.5m；BD支管的内径为26mm、长为14m，各段长均包括管件及阀门全开时的当量长度。AB与BC管段的摩擦系数均可取为0.03。试计算：（1）当BD支管的阀门关闭时，BC支管的最大排水量为若干，m3/h？（2）当所有的阀门全开时，两支管的排水量各为若干，m3/h？BD支管的管壁粗糙度可取为0.15mm，水的密度为1000kg/m3，粘度为0.001Pa·s。  [答：（1）7.1 m3/h（2）VBC=5.18m3/h，VBD=2.77m3/h]