化工原理练习与答案.doc

. PAGE . 第一篇 练习与讲评 练习一 流体流动 一、填充与选择： 1.圆形直管内，V一定，设计时若将d增加一倍，则层流时hf是原有值___倍；高度湍流时λ不变)， hf是原有值的___倍. 2.图标管路系统中，已知流动总阻力损失hf=56J/kg，若关小阀门，则总阻力损昆失hf＇=_______J/kg，两槽液面垂直距离H=______m. 3.图标管路系统中，已知dab=dcd， lab=lcd， u≠0， 比较ua___uc， ( pa-pb)____(pc-pd). 4.如图标管路，管长l，流量V，今因修管，用若干根直径为0.5d，管长等同于l的管子并联代替原管，保证输水量V不变，设λ为常数，ε/d相同，局部阻力忽略，则并联管数至少____根。 5.如图通水管路，当流量为V时，测得(p1-p2)=5mH2O，若流量为2V时，则(p1-p2)=___mH2O (设为阻力平方区)。 6.圆形直管Di=100mm，一般情况下输水能力为( ) A.3m3/h B.30m3/h C.200m3 7.某孔板流量计，当水量为V时，U压差计R=600mm(ρi=3000kg/m3)，若改用ρi=6000kg/m3的指示液，水流量不变，则此时读数R为( ) A.150mm B.120mm C.300mm D.240mm 8.倒U形压差计，指示剂为空气，现改为油后(流向不变)，则R( ) A.增大 B.变小 C.不变 D.不变，但倒 U形管中左侧高于右侧 二、计算： 1.如图标三只容器A、B、C均装有水(液面恒定)，已知：z1=1m，z2=2m，U形水银压差计读数R=0.2m，H=0.1m。试求(1)容器A上方压力表读数p1为多少MPa (2)若p1(表压) 加倍，则(R+H)为多少 2．A槽截面积Aa=80m2，水深10m，B槽截面积Ab=20m2，水深1m，二槽用截面积A0=0.01m2的圆直管联机，中有一阀，其阻力系数ξ1=6.5(常数)；直管阻力可忽略。求开阀后A槽液面下降1m 3.某敞口高位槽输送管路(见图)，在管路OC段的水平位置装有一孔板流量计，已知孔径d0=25mm，流量系数C0=0.62，管长LOC=45m，LCB=15m，LCA=15m(包括所有阻力的当量长度)，管径dOC=50mm，dCB=40mm，dCA=40mm，当阀A全关，B阀打开时，压力表PB=0.24at，试计算： 1).孔板两侧的压差为多少mmHg 2).若维持阀B的开度不变，逐渐打开阀A，直到CB、CA两管中流速相等，此时压力表的读数分别为多少at(已知流体密度ρ=1000kg/m3，λ均取0.03)。 练习一 流体流动解答与讲评 一、填充与选择： 1. (1)层流： Hf=λ×l/d×u2/2g∝Re-1d-1u-2∝u-1d-1d-1u-2∝d-2u-1∝d-4 hf′/ hf=(d/d′)4=2-4=1/16 (2)湍流：Hf=λ×l/d×u2/2g∝d-1u-2∝d-1d-4∝d-5 h′f/ hf=(d/d′)5=2-5=1/32 2. Hf=H. 因H不变，故Hf不变=56J/kg 3.ab和cd段管尺寸相同，流速相同 Δpfab= Δpcd 在a.b间应用B.e.q.得： pa- pb=Δpfcd-ρgZ 在c.d间应用B.e.q.得： pc-pd=Δpfcd 故pc-pd＞pa-pb 4.解题思路同第一题充分湍流情况 H Hf =λ×l/d×u2/2g H=Hf=λ×(l1/d1)×u12/2g=λ×(l2/d2)×u22/2g u22= u12 d1/d2，u2=2-0.5u1 （1） 由连续性方程 πnd22u2/4=πd12u1/4，u2n=4u1 (2) （1）(2)联解得： n=5.66，取整为6根。 5.ΔP= P2-P1，We=0，Δu2=0. P-P= Δpf+ρg (Z1-Z2) ※若流动方向相反，则P1-P2=2-3=-1m. ΔP/ρg+ Δu2/2g+ΔZ=He-Hf，ΔP=P2-P1 ，ΔZ=Z2- Z1， He=0，Δu2=0. 故（P1-P2）/ρg = Hf +（Z2- Z1）= Hf+6/2=5m，Hf =2m. Hf∝u2，Hf′=2×4=8m. 故（P1-P2）/ρg=8+3=11m. 6.V=πd2u/4=0.785×0.01×1×3600=28.26.故（B）答案较合理. 7.u=c0A0[2(ρ0-ρ) gR /ρ]0.5= c0A0(2ΔP/ρ)0.5，流量一定，则ΔP一定。ΔP =(ρ0-ρ)gR=