第一章习题与作业

发布 2022-06-30 07:34:28 阅读 7255

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2a)管内流体肯定处于静止状态12b)管内流体肯定从1流向21c)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d=d=d)内的流量相同,二测压点间距离相同。 123 (1)记δp=p-p,δp=p-p112234uddd δp=p-p,则12345 6356 (2)差压计读数r、r、r间关系123为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u>u还是u=u?

l2l2为什么?(2)图a、b中z>z,其它条件不变,34忽略阻力损失,则出口处的速度u与u哪34个大?为什么?

(3)图a、b中z=z,则截24面2-2’处的速度与u哪个大?为什么? 4 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。

215m/h的热苯在管束内流过,从95c被冷却到25c,ε=0.2mm.试求3 oo (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5×10kg/h,ρ=810kg/m,求管束外流动的流型。

43粘度1.2x10pa*s 3-313.用泵将密度1100kg/m的溶液从贮槽送至表压0.

2xl0pa的密闭高位槽。5

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)。ε0.3mm,输送量为50m/h,两槽液面恒定,其3间垂直距离为20m,今用η=65%、n=7.

5kw的库存离心泵,问该泵能轴否完成任务? 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/m,μ=1.

5mpa*s。求流量为4.5×10m/s时需向单位3-33 重量(每牛顿)液体补加的能量。

(ε0.2mm) 41.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p的读数为2.4×10pa。

假设阻力系数λ均为0.03,b3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?

43[ф50, l=45,l=15, a关b开时p=2.4×10pa,λ=0.03,ρ=1000kg/m. 求(1)u;(2)a 打一至u=u, 此occbbcbcbcd时的u=?

]cb 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。 [32×2.5, l=6, l=3, l=5,ζ=0.

17,λ=0.02,求:(1)ζ=u=0;(2)全开时,流向及流量?

] oaoboc开ob习题 1.燃烧重油所得的燃烧气,经分析测知其中含8.5%co,7.5%o,76%n,8%ho(体积%)。

试求温度为500℃、压强为101.3322223×10pa时,该混合气体的密度。 3442.在大气压为101.

33×10pa的地区,某真空蒸馏塔塔顶真空表读数为9.84×10pa。若在大气压为8.

73×10pa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33的密度为1000kg/m,油的密度为916 kg/m。 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3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/m。试求贮槽内液体的储存量为多少吨? 35.一敞口贮槽内盛20℃的苯,苯的密度为880 kg/m。

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? 36.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/m

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。

58.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1×10pa(绝对压43强)。问水封管插入液面下的深度h应为若干?当地大气压强p=9.

8×10pa,水的密度ρ=1000 kg/m。 a59.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p=1.

04×10pa15(绝压),塔顶蒸气压强p=1.08×10pa(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23少?冷凝液密度为810 kg/m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p,采用如图所示的双液杯式微差压计。

两杯中放有密度为ρ的液体,u形管下部指示液密度为ρ。b12管与杯的直径之比d/d。试证:

2dp p hg hg ba2112d11.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℃,33压强为196×10pa(表压),当地大气压为98.

7×10pa。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

习题10附图习题11附图 1―壳体;2―顶盖;3―管束; 4―花板;5-空气进出口。 12.高位槽内的水面高于地面8m,水从φ108×4mm的管路中流出,管路出口高于地面2m。在本题中,水流经系统的能量损失2可按h=6.

5u计算,其中u为水在管内的流速,试计算: f- (1)aa截面处水的流速; 3 (2)出口水的流量,以m/h计。 13.在图示装置中,水管直径为φ57×3.

5mm。当阀门全闭时,压力表44读数为3.04×10pa。

当阀门开启后,压力表读数降至2.03×10pa,设总压33头损失为0.5m。

求水的流量为若干m/h?水密度ρ=1000kg/m。 习题12附图习题13附图 3 17.图示一冷冻盐水的循环系统。

盐水的循环量为45 m/h,管径相同。流体流经管路的压头损失自a至b的一段为9m,自b至a的一段为12m。3盐水的密度为1100 kg/m,试求:

(1)泵的功率,设其效率为0.65; 4 (2)若a的压力表读数为14.7×10pa,则b处的压力表读数应为多少pa?

习题16附图习题17附图 1―换热器 2―泵

18.在水平管路中,水的流量为2.5l/s,已知管内径d=5cm,1d=2.5cm及h=1m,若忽略能量损失,问连接于该管收缩面上的水213管,可将水自容器内吸上高度h为多少?

水密度ρ=1000 kg/m。 2习题18附图习题19附图 2 0.有一输水系统如图所示。输水管径为φ57×3.

5mm。已知管内的阻力损失按23h=45×u/2计算,式中u为管内流速。求水的流量为多少m/s?

欲f使水量增加20%,应将水槽的水面升高多少? 习题20附图习题21附图 23.90℃的水流入内径为20mm的管内,欲使流动呈层流状态,水的流速不可超过哪一数值?若管内流动的是90℃的空气,则这一数值又为多少?

25.用φ168×9mm的钢管输送**,管线总长100km,油量为760000kg/h,油管最大抗压能力为1.57×10pa。已知50℃时油的密3度为890kg/m,油的粘度为0.

181pa·s。假定输油管水平放置,其局部阻力忽略不计,试问为完成上述输送任务,中途需几个加压站? 所谓油管最大抗压能力系指管内输送的流体压强不能大于此值,否则管子损坏。

426.每小时将2×10kg的溶液用泵从反应器输送到高位槽(见3图)。反应器液面上方保持26.7×10pa的真空度,高位槽液面上方

为大气压。管路为φ76×4mm钢管,总长50m,管线上有两个全ζ开的闸阀,一个孔板流量计(=4)、五个标准弯头。反应器内液面与管出口的距离为15m。

若泵的效率为0.7,求泵的轴功率。溶43-液ρ=1073 kg/m,μ=6.

3×10pa·s,ε=0.3mm。 习题26附图习题27附图 27.用压缩空气将密闭容器(酸蛋)中的硫酸压送到敞口高位槽。

3输送流量为0.1m/min,输送管路为φ38×3mm无缝钢管。酸蛋中的液面离压出管口的位差为10m,在压送过程中设位差不变。

管路总长20m,设有一个闸阀(全开),8个标准90°弯头。求压缩空3气所需的压强为多少(表压)?硫酸ρ为1830kg/m,μ为0.

012pa·s,钢管的ε为0.3mm。 328.粘度为0.

03 pa·s、密度为900 kg/m的液体自容器a流过内径40mm的管路进入容器b。两容器均为敞口,液面视作不变。管路中有一阀门,阀前管长50m,阀后管长20m(均包括局部阻力的4当量长度)。

当阀全关时,阀前、后的压力表读数分别为8.82×10pa4和4.41×10pa。

现将阀门打开至1/4开度,阀门阻力的当量长度为30m。试求: (1)管路的流量; (2)阀前、阀后压力表的读数有何变化习题28附图习题29附图 31.

一酸贮槽通过管路向其下方的反应器送酸,槽内液面在管出口以上2.5m。管路由φ38×2.

5mm无缝钢管组成,全长(包括管件的当量长度)为25m。由于使用已久,粗糙度应取为0.15mm。

贮槽3及反应器均为大气压。求每分钟可送酸多少m?酸的密度ρ=1650 3kg/m,粘度μ=0.

012pa·s。(提示:用试差法时可先设.水位恒定的高位槽从cd两支管同时放水。

ab段管长6m,内径41mm。bc段长15m,内径25mm。bd长24m,内径25mm。

上述管长均包括阀门及其它局部阻力的当量长度,但不包括出口动能项,分支点b的能量损失可忽略。试求: 、1)dc两支管的流量及水槽的总排水量;

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