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化工原理课后作业(流体流动)

1.流体流动

一、单选题

1.单位体积流体所具有的()称为流体的密度。 A 质量;B 粘度;C 位能;D 动能。

2.单位体积流体所具有的质量称为流体的()。 A 密度;B 粘度;C 位能;D 动能。

3.流体是由无数分子集团所组成的连续()。 A 空白;B 连续;C 辐射;D 漂流。

4.气体是()的流体。 A 可移动;B 可压缩;C 可流动;D 可测量。

5.气体是可压缩的()。 A 材料;B 物质;C 流体;D 部分。

6.在静止的流体内,单位面积上所受的压力称为流体的()。

A 绝对压强;

B 表压强;

C 静压强;

D 真空度。

7.以绝对零压作起点计算的压强,称为()。 A 绝对压强;B 表压强;C 静压强;D 真空度。8.以()作起点计算的压强,称为绝对压强。 A 大气压;B 表压强;C 相对零压;D 绝对零压。9.当被测流体的()大于外界大气压强时,所用的测压仪表称为压强表。

A 真空度;

B 表压强;

C 相对压强;

D 绝对压强。

10.当被测流体的绝对压强()外界大气压强时,所用的测压仪表称为压强表。

A 大于;

B 小于;

C 等于;

D 近似于。

11.当被测流体的绝对压强大于外界大气压强时,所用的测压仪表称为()。

A 压强表;

B 真空表;

C 高度表;

D 速度表。

12.()上的读数表示被测流体的绝对压强比大气压强高出的数值,称为表压强。

A 压强表;

B 真空表;

C 高度表;

D 速度表。

13.压强表上的读数表示被测流体的()比大气压强高出的数值,称为表压强。

A 大气压;

B 表压强;

C 相对压强;

D 绝对压强。

14.压强表上的读数表示被测流体的绝对压强比()高出的数值,称为表压强。

A 大气压强;

B 表压强;

C 相对压强;

D 绝对压强。

15.压强表上的读数表示被测流体的绝对压强比大气压强高出的数值,称为()。

A 真空度;

B 表压强;

C 相对压强;

D 附加压强。

16.被测流体的()小于外界大气压强时,所用测压仪表称为真空表。

A 大气压;

B 表压强;

C 相对压强;

D 绝对压强。

17.被测流体的绝对压强()外界大气压强时,所用测压仪表称为真空表。

A 大于;

B 小于;

C 等于;

D 近似于。

18.被测流体的绝对压强小于外界()时,所用测压仪表称为真空表。

A 大气压强;

B 表压强;

C 相对压强;

D 真空度。

19.被测流体的绝对压强小于外界大气压强时,所用测压仪表称为()。

A 压强表;

B 真空表;

C 高度表;

D 速度表。

20.()上的读数表示被测流体的绝对压强低于大气压强的读数。

A 压强表;

B 真空表;

C 高度表;

D 速度表。

22.真空表上的读数表示被测流体的绝对压强低于()的读数。

A 大气压强;

B 表压强;

C 相对压强;

D 绝对压强。

23.真空表上的读数表示被测流体的绝对压强()大气压强的读数。

A 低于;

B 等于;

C 高于;

D 近似于。

24.真空表上的读数表示被测流体的绝对压强低于()的读数。

A 大气压强;

B 表压强;

C 相对压强;

D 真空度。

25.()等于大气压强与表压强之和。 A 大气压强;B 表压强;C 相对压强;D 绝对压强。26.绝对压强()大气压强与表压强之和。 A 大于;B 小于;C 等于;D 近似于。

27.绝对压强等于()与表压强之和。 A 大气压强;B 表压强;C 相对压强;D 绝对压强。28.绝对压强等于大气压强与()之和。 A 大气压强;B 表压强;C 相对压强;D 绝对压强。29.绝对压强等于大气压强与表压强()。 A 之积;B 之商;C 之和;D 之差。

30.表压强()绝对压强减去大气压强。 A 大于;B 小于;C 等于;D 近似于。

31.表压强等于绝对压强()大气压强。 A 乘以;B 除以;C 加上;D 减去。

32.()等于绝对压强减去大气压强。 A 表压强;B 真空度;C 相对压强;D 流体压强。33.表压强等于()减去大气压强。 A 绝对压强;B 真空度;C 相对压强;D 流体压强。34.表压强等于绝对压强减去()。 A 大气压强;B 真空度;C 相对压强;D 流体压强。35.真空度等于大气压强()绝对压强。 A 乘以;B 除以;C 加上;D 减去。

36.()等于大气压强减去绝对压强。 A 真空度;B 表压强;C 湍流度;D粗糙度。

37.()内流过管道任意截面的流体量称为流量。 A 无限时间;B 单位时间;C 长时间;D 短时间。38.单位时间内流过管道任意截面的流体量称为()。 A 流速;B 流线;C 流量;D 流函数。39.()内流体在流动方向上所流过的距离称为流速。

A 无限时间;

B 单位时间;

C 长时间;

D 短时间。

40.单位时间内流体在流动方向上所流过的()称为流速。 A 宽度;B 高度;C 距离;D 直线。41.单位时间内流体在流动方向上所流过的距离称为()。

A 流速;

B 流线;

C 流量;

D 流函数。

42.柏努利方程式中的()项表示单位质量流体所具有的位能。 A gz;B ;C ;D w

e

43.柏努利方程式中的gz项表示单位质量流体所具有的()。

A 位能;

B 动能;

C 静压能;

D 有效功。

。44.柏努利方程式中的()项表示单位质量流体所具有的动能。 A gz;B ;C ;D w

e 45.柏努利方程式中的项表示单位质量流体所具有的()。

A 位能;

B 动能;

C 静压能;

D 有效功。

。46.柏努利方程式中的()项表示单位质量流体所具有的静压能。 A gz;B ;C ;D w

e 47.柏努利方程式中的项表示单位质量流体所具有的()A 位能;B 动能;C 静压能;D 有效功。

48.柏努利方程式中的()项表示单位质量流体通过泵(或其他输送设备)所获得的能量,称为有效

功。 A gz;B ;C ;D w

e

项表示单位质量流体通过泵(或其他输送设备)所获得的能量,称为()。49.柏努利方程式中的w

e

A 位能;

B 动能;

C 静压能;

D 有效功。

50.柏努利方程式中的()项表示单位质量流体因克服流动阻力而损失的能量。 D

A gz;

B ;

C ;

D 。

51.柏努利方程式中的项表示单位质量流体因克服流动阻力而()的能量。

A 增加;

B 扩大;

C 需求;

D 损失。

52.流体在直管中流动,当()≤2000时,流体的流动类型属于层流。

A Re;

B Pr;

C Nu;

D Gr。

53.流体在直管中流动,当Re()2000时,流体的流动类型属于层流。 A ≤;B ≥;C = ;D ≠。54.流体在直管中流动,当Re≤()时,流体的流动类型属于层流。

A 1000;

B 2000;

C 3000;

D 4000。

55.流体在直管中流动,当Re≤2000时,流体的流动类型属于()。

A 层流;

B 湍流;

C 过渡流;

D 漩涡流。

56.流体在直管中流动,当()≥4000时,流体的流动类型属于湍流。 A Re;B Pr;C Nu;D Gr。57.流体在直管中流动,当Re()4000时,流体的流动类型属于湍流。 A <;B ≥;C ≤;D ≠。58.流体在直管中流动,当Re≥()时,流体的流动类型属于湍流。

A 1000;

B 2000;

C 3000;

D 4000。

59.流体在直管中流动,当Re>4000时,流体的流动类型属于()。

A 层流;

B 湍流;

C 过渡流;

D 漩涡流。

60.流体在直管中流动,当2000<()<4000时,流体的流动类型属于不稳定的过渡区。

A Re;

B Pr;

C Nu;

D Gr。

61.流体在直管中流动,当2000<Re<4000时,流体的流动类型属于不稳定的()。

A 层流区;

B 湍流区;

C 过渡区;

D 涡流区。

62.流体在管内作()流动时,其质点沿管轴作有规则的平行运动。

A 层流;

B 湍流;

C 过渡流;

D 漩涡流。

63.流体在管内作层流流动时,其质点沿管轴作有规则的()运动。

A 垂直;

B 平行;

C 圆周;

D 绕行。

64.流体在管内作()流动时,其质点作不规则的杂乱运动。

A 层流;

B 湍流;

C 过渡流;

D 漩涡流。

65.流体在管内作湍流流动时,其质点作不规则的()运动。

A 垂直;

B 平行;

C 圆周;

D 杂乱。

66.流体在圆管内()流动时,平均速度是最大速度的一半。

A 层流;

B 湍流;

C 过渡流;

D 漩涡流。

67.流体在圆管内层流流动时,()是最大速度的一半。

A 平均速度;

B 最大速度;

C 中间速度;

D 瞬时速度。

68.流体在圆管内层流流动时,平均速度是()的一半。

A 平均速度;

B 最大速度;

C 中间速度;

D 瞬时速度。

69.流体在圆管内层流流动时,平均速度是最大速度的()。

A 四分之一;

B 一半;

C 二倍;

D 四倍。

70.流体在圆管内()流动时,最大速度是平均速度的二倍。

A 层流;

B 湍流;

C 过渡流;

D 漩涡流。

71.流体在圆管内层流流动时,()是平均速度的二倍。

A 平均速度;

B 最大速度;

C 中间速度;

D 瞬时速度。

72.流体在圆管内层流流动时,最大速度是()的二倍。

A 平均速度;

B 最大速度;

C 中间速度;

D 瞬时速度。

73.流体在圆管内层流流动时,最大速度是平均速度的()。

A 四分之一;

B 一半;

C 二倍;

D 四倍。

74.对于(),当量直径等于四倍的流通截面积除以润湿周边。

A 圆形管;

B 非圆形管;

C 矩形管;

D 直管。

75.对于非圆形管,()等于四倍的流通截面积除以润湿周边。

A 摩擦直径;

B 弯曲直径;

C 当量直径;

D 公称直径。

76.对于非圆形管,当量直径( )四倍的流通截面积除以润湿周边。 A 大于;B 小于;C 等于;D 近似于。

77.对于非圆形管,当量直径等于( )的流通截面积除以润湿周边。 A 四分之一;B 一半;C 二倍;D 四倍。

78.对于非圆形管,当量直径等于四倍的( )除以润湿周边。 A 流通截面积;B 表面积;C 流动体积;D 流通体积。

79.对于非圆形管,当量直径等于四倍的流通截面积( )润湿周边。 A 乘以;B 除以;C 加上;D 减去。

80.对于非圆形管,当量直径等于四倍的流通截面积除以( )。

A 流经周边;

B 直管周边;

C 润湿周边;

D 横截周边。 81.层流与湍流的本质区别是( )。

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。

82. 某液体在一等径直管中稳态流动,若体积流量不变,管内径减小为原来的一半,假定管内的相对粗糙度不变,则

(1) 层流时,流动阻力变为原来的 C 。

A .4倍

B .8倍

C .16倍

D .32倍 (2) 完全湍流(阻力平方区)时,流动阻力变为原来的 D 。

A .4倍

B .8倍

C .16倍

D .32倍

解:(1) 由 2

2

2

322

642

d

lu

u

d

l du u

d l h f ρμμ

ρ

λ=

?

?

=

??

=

16244

212212212

2

12121

2==???

? ??=???? ??????? ??==

d d d d d d d u d

u h h f f

(2) 由 222

2u

d l d f u

d l h f

????

? ??=??=ελ

322 55

21214212

2112

21

2==?

??

? ??=????? ??==

d d d d

d d d u d u h h f f

83.水由高位槽流入贮水池,若水管总长(包括局部阻力的当量长度在内)缩短25%,而高位槽水面与贮水池水面的位差保持不变,假定流体完全湍流流动(即流动在阻力平方区)不变,则水的流量变为原来的 A 。

A .1.155倍

B .1.165倍

C .1.175倍

D .1.185倍

解:由 f h u p gz u p gz ∑++

+

=+

+

2

2

2

22

22

11

ρ

得 21f f h h ∑=∑ 所以 ()()2

2

2

22

22

11

1u d

l l u d

l l e e ?

+?

=?

+?

λλ

又由完全湍流流动 得 ??

?

??=d f ελ 所以 ()()222211u l l u l l e e ?+=?+ 而 2

4

d

u uA V π

?==

所以 ()()1547

.175

.012

1

1

21

2==

++=

=

e e l l l l u u V V

84.两颗直径不同的玻璃球分别在水中和空气中以相同的速度自由沉降。已知玻璃球的密度为2500kg/m 3,水的密度为998.2kg/m 3,水的粘度为1.005?10-3Pa ?s ,空气的密度为1.205kg/m 3,空气的粘度为1.81?10-5Pa ?s 。

(1)若在层流区重力沉降,则水中颗粒直径与空气中颗粒直径之比为 B 。

A .8.612

B .9.612

C .10.612

D .11.612

(2)若在层流区离心沉降,已知旋风分离因数与旋液分离因数之比为2,

则水中颗粒直径与空气中颗粒直径之比为 D 。 A .10.593 B .11.593 C .12.593 D .13.593 解:(1) 由 ()μ

ρρ182

g

d

u s

t -=

得 ()g

u d s

t

ρρμ-=

18

所以

()()()()612.91081.12.998250010005.1205.125005

3=??-??-=

--=

--a

w s

w a s a

w d d μρρμρρ

(2) 由 ()R u d

u T s

r 2

2

18?

-=

μρρ,gR

u

K T c 2

= 得 ()

c s

r gK d

u ?-=

μ

ρρ182

,()c

s

r

gK

u d ρρμ-=

18

所以

()()()()593.131

1081.12.9982500210005.1205.1250053=???-???-=

--=

--cw

a w s

ca w a s

a

w K K d d μρρμρρ

85.某一球形颗粒在空气中自由重力沉降。已知该颗粒的密度为5000kg/m 3,空气的密度为1.205kg/m 3,空气的粘度为1.81?10-5Pa ?s 。则

(3) 在层流区沉降的最大颗粒直径为 B ?10-5m 。

A .3.639

B .4.639

C .5.639

D .6.639 (4) 在湍流区沉降的最小颗粒直径为 C ?10-3m 。

A .1.024

B .1.124

C .1.224

D .1.324

解:(1) 由 μ

ρ

t du =

Re

得 ρμd u t Re =

而 ()μ

ρρ182

g

d

u s

t -=

所以 ()(

)

()m

g

d s 5

3

2

5

3

2

10

639.4807

.9205.15000205.11

10

81.118Re

18--?=?-????=

-=

ρρρμ

(2) 由 ()ρρρg

d u s t -=74

.1

得 ()ρ

μρ

ρρd g

d s R

e 74

.1=

-

()2

2

2

2

2

74.1Re

ρ

μρρρd g

d s =

-

所以 ()()

()m

g

d

d s

3

3

2

2

2

5

3

2

2

210

224.1807

.9205.15000205.174.11000

1081.174.1Re

--?=?-????=

-?

=

ρρρ

μ

86. 对不可压缩滤饼先进行恒速过滤后进行恒压过滤。

(1)恒速过滤时,已知过滤时间为100s 时,过滤压力差为3?104Pa ;过滤时间

为500s 时,过滤压力差为9?104Pa 。则过滤时间为300s 时,过滤压力差为 C 。

A .4?104Pa

B .5?104Pa

C .6?104Pa

D .7?104Pa

(2)若恒速过滤300s 后改为恒压过滤,且已知恒速过滤结束时所得滤液体积为

0.75m 3,过滤面积为1m 2,恒压过滤常数为K=5?10-3m 2/s ,q e =0m 3/m 2(过滤介质的阻力可以忽略)。则再恒压过滤300s 后,又得滤液体积为 D 。

A .0.386m 3

B .0.486m 3

C .0.586m 3

D .0.686m 3 解:(1) 由 b a p +=?θ

b

a b a +=?+=?50010

91001034

4

两式相减,得 a 4001064

=?,150400

1064

=?=a

所以 150001*********=?-?=b

所以 Pa p 41066000015000300150?==+?=?

(2) 由 ()()()R R e R

K q q q q q θθ-=-+-22

2 得 ()()R R K q q θθ-=-2

2

()()R R R R K A V K q q θθθθ-+??

?

??=

-+=

2

2

()4361.10625.230010

575.03

2

==

??+=

-

2

3

/6861.075.04361.1m

m q =-=?

87.对某悬浮液进行恒压过滤。已知过滤时间为300s 时,所得滤液体积为0.75m 3,且过滤面积为1m 2,恒压过滤常数K=5?10-3m 2/s 。若要再得滤液体积0.75m 3,则又需过滤时间为 C 。

A .505s

B .515s

C .525s

D .535s 解:由 θK q q q e =+22

得 22q K q q e -=θ 所以 625.075

.0275

.030010

522

3

2

=?-??=

+=

-q

q K q e θ

82510

55

.1625.025.123

2

2

=???+=

+=

-K

q

q q e θ

s

525300825=-=?θ

88.水蒸汽在一外径为25mm 、长为2.5m 的水平管外冷凝。

(5) 若管外径增大一倍,则冷凝传热系数为原来的 C 。

A .0.641倍

B .0.741倍

C .0.841倍

D .0.941倍 (6) 若将原水平管竖直放置,且假定冷凝液层流流动,则冷凝传热系数为原

来的 A 。

A .0.493倍

B .0.593倍

C .0.693倍

D .0.793倍

解:(1) 由 ()4

1

3

2725.0?????

?-=w s o t t d g r μλρα

841.0214

1

4

1

21

1

2=??

? ??=???

? ??=o o d d αα (2) 由 ()4

1

3

2

13.1??

????-=w s t t L g r μλρα

493.05.21025725.013.1725.013.14

13

4

1

=???

? ????=??? ???=-L d o H V αα 89. 冷热水通过间壁换热器换热,热水进口温度为90?C ,出口温度为50?C ,冷水进口温度为15?C ,出口温度为53?C ,冷热水的流量相同,且假定冷热水的物性为相同,则热损失占传热量的 C 。

A .5%

B .6%

C .7%

D .8% 解:由 ()21T T c W Q ph h h -=,()21t t c W Q pc c c -= 得

()()()()05.040

384050

90155350902

11221=-=

----=

----=

-T T t t T T Q Q Q h

c

h

二、 计算题

化工原理课后作业(流体流动)

1. 如图所示,常温的水在管道中流过,两个串联的U 形管压差计中的指示液均为水银,密度为ρHg ,测压连接管内充满常温的水,密度为ρw ,两U 形管的连通管内充满空气。若测压前两U 形管压差计内的水银液面均为同一高度,测压后两U 形管压差计的读数分别为R 1、R 2,试求a 、

b 两点间的压力差b a p p -。

解: 11gh p p w a ρ+=,11gh p p w a ρ-=

21p p =,132gR p p Hg ρ+=,43p p =,254gR p p Hg ρ+=

55gh p p w b ρ+=

52455gh gR p gh p p w Hg w b ρρρ--=-=

()524113gh gR p gh gR p p p w Hg w Hg b a ρρρρ----+=-

()5121gh gh R R g w w Hg ρρρ+-+=

而 2

11R h h +

=,2

25R h h -

=

所以 ()??

?

??-+???

??--+=-222121R g gh R g gh R R g p p w w w w Hg b a ρρρρρ

()()()g R R R R g R R g w Hg w Hg 2121212

12

1+??

?

?

?-

=+-+=ρρρρ

化工原理课后作业(流体流动)

2. 在如图所示的测压差装置中,U 形管压差计中的指示液为水银,其密度为ρHg ,其他管内均充满水,其密度为ρw ,U 形管压差计的读数为R ,两测压点间的位差为h ,试求a 、b 两测压点间的压力差b a p p -。 解:由 11gh p p w a ρ+= 321p p p == gR p p Hg ρ+=43 54p p =

25gh gR p p w w b ρρ++=

所以 151413gh gR p gh gR p gh p p w Hg w Hg w a ρρρρρ++=++=+=

2

所以 21gh gR gh gR p p w w w Hg b a ρρρρ--+=- ()21h h g gR gR w w Hg -+-=ρρρ gh gR gR w w Hg ρρρ--= ()h R g gR w Hg +-=ρρ ()gh gR w w Hg ρρρ--=

3. 某流体在水平串联的两直管1、2中稳定流动,已知2/21d d =,m l 1001=,

1800Re 1=。今测得该流体流径管道1的压力降为0.64m 液柱,流径管道2的压

力降为0.064m 液柱,试计算管道2的长度2l 。 解:由 2

21d d =

,得

41212

2

2112=???

??=???

? ??=d d u u

所以

2

14

12Re Re

1

21

211221

2

=

?

=?

=

=

u u d d u d u d μ

ρ

μρ

所以 900Re 2

1Re 12==

所以 0356.0180064

Re 641

1==

=

λ,071

.0900

64Re 6422===λ

2

2

u

d

l h p

f ?

?

==?λρ

g

u

d

l H

g

p

f

22

?

?

==?λρ

所以

1

221

1

112

222222f f H

H g

u d l g u d l =

?

?

??

λλ,

1

22

12

1

221

21

2f f H

H d d u u l l =

?

??λλ

所以 m H

H d d u u l l f f 16064

.0064.0242

11002

1

21

222

2

12112=?

???

=?

?

?

?=λλ

4. 密度为1000kg/m 3,粘度为1cP 的水,以10m 3/h 的流量在内径为45mm 的水

平光滑管内流动,在管路某处流体的静压力为1.5?105Pa(表压),若管路的局部阻力可忽略不计,则距该处100m 下游处流体的静压力为多少Pa(绝对压力)?

解: ()

s m d

V

u /75.1045.03600

10442

2

=??

=

=

ππ

7875010

11000

75.1045.03

=???=

=-μ

ρ

du R

0189

.078750

3164.0Re

3164.025

.025

.0==

=

λ 由 f h u p gz u p gz ∑+++

=+

+

2

2

2

22

22

11

ρ

得 2

2

112u d

l p h p p f ρλρ?

?

-=∑-=

275.11000045.01000189.0105.12

5

??

??

? ???-?=

()()绝压表压2524/10870125.1/1056875.8m N m N ?=?=

4. 密度为1000kg/m 3,粘度为1cP 的水,以10m 3/h 的流量在内径为45mm 的水平光滑管内流动,在管路某处流体的静压力为1.5?105Pa(表压),若管路的局部阻力可忽略不计,则距该处100m 下游处流体的静压力为多少Pa(绝对压力)?

解: ()

s m d

V

u /75.1045.03600

10442

2

=??

=

=

ππ

7875010

11000

75.1045.03

=???=

=-μ

ρ

du R

0189.078750

3164.0Re

3164.025

.025

.0==

=

λ

由 f h u p gz u p gz ∑++

+

=+

+

2

2

2

22

22

11

ρ

得 2

2

112u d

l p h p p f ρλρ?

?

-=∑-=

275

.11000045.01000189.0105.12

5

??

??

? ???-?=

()()绝压表压2524/10870125.1/1056875.8m N m N ?=?=

7. 远距离液位测量

欲知某地下油品贮槽的液位H ,采用图示装置在地面上进行测量。测量时控制氮气的流量使观察瓶内产生少许气泡。已知油品的密度为850 kg /m 3。并铡得水银压强计的读数R 为150mm ,同贮槽内的液位 H 等于多少?

解:因观察瓶内只有少许气泡产生,这表明在管道内氮气的流速极小,可近似认为处

于静止状态。在静止流体内部各点的单 位总势能相等,故

B A p p =

化工原理课后作业(流体流动)

(因2

N ρ很小),

贮槽内液位为

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8. 管道两点之间压的测量

A 、

B 两断面分别位于直管段内,在此两断面间装有单U 形管和复式U 形管压强计(如附图所示)。单u 形管内指示液的密度为1ρ,复式U 形管的中间流体和直管内流体相同,密度均为ρ, 试证明R 1=R 2十R 3。

化工原理课后作业(流体流动)

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解:在直管内垂直于流动方向的横断面上, 流体压强服从静压分布规律,其虚拟压强p 是常数。连接于管路A 、B 两点间压差计的读数直接反映两测压点所在断面的虚拟压强差。

对于单U 形管压强计

g R p p B A )(11ρρ-=- (1)

对于复式U 形管的左、右两U 形管可分别写出:

g R p p A )(12ρρ-=-

g

R p p B )(13ρρ-=-

两式相加得

g

R R p p B A ))((132ρρ-+=- (2)

由式1、式2可得 321R R R += 。

9. 虹吸管顶部的最大安装高度

化工原理课后作业(流体流动)

利用虹吸管将池中温度为90℃热水引出,两容器水面 的垂直距离为2m ,管段AB 长5m ,管段BC 长10m(皆 包括局部阻力的当量长度),管路直径为20mm ,直管阻 力系数为0.02。若要保证管路不发生汽化现象,管路顶点 的最大安装高度为多少? (已知90℃热水的饱和蒸汽压 为7.01×104Pa)

解: 在断面1—1和2—2

之间列机械能衡算式,可求得 管内流速

化工原理课后作业(流体流动)

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设顶点压强V B p p =,在断面1—1和断面B —B 之间列机械能街算式,可求

10. 喷嘴的尺寸与喷出速度

附图所示管路由φ57×3.5钢管组成,管长18m ,有标准直角弯头两个,闸阀一个,直管阻力系数为0.029,高位槽内水面距管路出口的垂直距离为9m 。 当阀门全开 口,试求:

(1) 管路出口流速及流量;

(2) 若在管路出口装一直径为25mm 的喷嘴,喷嘴的局部阻力系数E ξ=0.5,管路的出口流速和流量有何变化?

(3) 改变喷嘴尺寸,可能获得最大喷出速度为多少?(假设喷嘴的局部阻力系

数E ξ=0.5不变)。

(4) 若将流体视为理想流体,安装咳嘴前后流量的变化如何?

解: (1) 管路中各管件的局部阻力系数分别是:

17.0 ,75.0 ,5.0====C D B A ξξξξ。由断面1—1和2—2之间的机械能衡

算式,得

化工原理课后作业(流体流动)

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在管路出口安装喷嘴,缩小了出口流通面积并引入一个局部阻力,使管内流

量减少,管内流量的降低使沿程阻力损失大为减少,而且减少量远远超过喷嘴产生的局部阻力损失,因此,就整个管路而言,阻力损失不是增加而是减小了。喷嘴出口的流速之所以能够加快,其原因就在于此。在本例中,安装喷嘴后,出口的流通面积缩小了3/4,流量减少了:

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(3)由(2)可知,喷嘴直径越小,管路沿程阻力损失亦越小,喷出速度越大。当喷嘴直径足够小时,管内流体可看成是静止的,沿程阻力损失为零。在此条件下可求得喷嘴的最大喷出速度为:

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(4) 对于理想流体,安装喷嘴前后的出口流速皆为 gH u 2=,故安装喷嘴

前后的流量之比为:

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11.从水塔管道输送水,水塔水面距出水管口的垂育距离为10m,新管道全长500m,管件的局部阻力可近似地等于水管全长的50%,水温为20℃,输水量为10m3/h试求水管的最小直径。

[解] 取水塔水面为1—1截面,水管出水口为2—2截面,基准水平面通过出水管的水平中心线,在两截面间列柏努利方程式:

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