化工原理习题课.ppt

1、 1.某水泵进口管处真空表的读数为0.86at,出口管处压力表的读数为2.5at,则该水泵前后水的压差为 _kPa.A.1.5102 B.329 C.250 D.229 2.兰州市平均气压为85.3103Pa,天津市则为101.33103Pa.在天津操作的设备中的真空读数为80103Pa,若想维持相同的绝对压强,该设备在兰州市操作时真空表的读数应为_KPa.A.5300 B.8530 C.1013 D.63970 3.液体在不等径管道中稳定流动时,管道的体积流量V,质量流量W,管道平均流速u,平均质量流速G四个流动参数中,不发生变化的数值为_ A.G、u B.V、G C.W、u D.V、W 4

2、.20oC的水在内径为100mm的管道中流过时,其质量流量为5104kg/h,则其体积流量,流速,质量流速各为多少?(假定水的密度为1000Kg/m3)5.管路中流动流体的压强降P与对应沿程阻力hf数值相等的条件是_.A.管道等径,滞流流动 B.管路平直,管道等径 C.管路平直,滞流流动 D.管路平直,管道等径,滞流流动 6.流体流动时,管径和管长都不变,而流体的流量增加一倍(摩擦阻力系数可以认为不变,流动为湍流),则阻力增加的倍数为_;若是变化的,(可按=0.3164/Re0.25考虑),则阻力增加的倍数为_;若流动为层流,则阻力增加的倍数为_.7.提高流体在直管中的流速,流动的摩擦系数与沿

3、程阻力损失hf的变化规律是_.A.将减小,hf将增大.B.将增大,hf将减小.C.hf都将增大.D.hf都将减小.8.管道内流体流动的局部阻力损失hf,与管内流体的平均流速u的关系,一般可以表达成22uhf下面对该关系式的理解中正确的是_.甲:局部阻力损失与流体的动能成正比.乙:局部阻力损失与流体在管道内的平均流速有关,但不一 定是正比关系,只能说流速越小,局部阻力损失越小丙:该关系式表明局部阻力损失与管道内平均流速有一定 关系.A.甲对 B.乙对 C.丙对 D 甲乙都对.9.要将某液体从A输送到B,可以采取用真空泵接管2抽吸的办法,也可用压缩空气通入管1压送的办法,对于同样的输送任务,流体在

4、管路中的摩擦损失与这两种输送方式的选择关系为_.A.抽吸输送摩擦损失大 B压送的摩擦损失大 C.要具体计算才能比较 D两种方式一样AB12 10.下面有关直管阻力损失与固体表面间摩擦损失论述中错误的是_.A.固体摩擦仅发生在接触的外表面,摩擦力大小与正压力成正比.B.直管阻力损失发生在流体内部,紧贴管壁的流体层与管壁之间并没有相对滑动.C.实际流体由于具有粘性,其粘性作用引起的直管阻力损失也仅发生在紧贴管壁的流体层上.11.用U形管压差计测量气体管路上两点间的压强差,指示液为水,其密度为1000kg/m3,读数为12mm,为了放大读数,改用微差压差计,如图所示,其中指示液A是含40%酒精的水溶

5、液,密度为920kg/m3,指示液C是煤油,密度为850kg/m3,则读数可扩大到_倍.解:用U形管测量气体的压强差时,其简化式:P=示gR 用微差压差计测量其他的压强差时,P=(A-C)gR.改用微差压差计后,所测得的压强差P并无变化,将以上二式联立,整理后得mmRRBA17185092010012示读数可提高到原来的171/12=14.3倍 12.输油管路如图所示,未装流量计,但在A和B两点分别测得压强PA=1.5105Pa,PB=1.46105Pa,管道中油的流量为_m3/h.已知管为89mm4mm,A与B间距40mm,其中管道le=19.4m,油=121cP,=820Kg/m3.0.5

6、m1.5mAB 解:取A,B两点列柏努利方程)2(117.0Re64,)1(3672)081.044.940(38,2)(1.388201081.9)6.1415(81.90,12224uuuudlelhkJPPZghumZfBAf设为层流即由将(2)式代入(1)式得hmsmuAVdusmuuu/4.16/1056.4)081.0(785.0885.0,4831012820885.0081.0Re:Re/885.0,1035.0117.0333232故符合假设校核得 13.如图所示为一液体流动系统,AB段管长为40m,内径为68mm,BC段管长为10m(管长均包括局部阻力的当量长度),内径为4

7、0mm,高位槽内的液面稳定,液体密度为900kg/m3,粘度为0.03N.s/m2,管路出口流速为1.5m/s,则高位槽的液面与管子出口的高度差Z应为_m.ABC2211Z 解:高位槽液面为1-1截面,管子出口为2-2截面,以出口管的中心线所在平面为基准面,已知 u1=0,u2=1.5m/s,Z1=Z,Z2=0,p1=p2,lAB=40m,dAB=0.068m,lBC=10m,dBC=0.068m,得smusmuudduuABBCABBCBCAB/519.0068.0040.05.1/5.1,068.0040.02222222式中 AB段管内雷诺准数Re为2000105903.0900519.

8、0068.0ReABABABudBC段管内雷诺准数Re为2000180003.09005.104.0ReBCBCBCud管内流体流动均为层流状态,故:0356.0180064Re640604.0105964Re64BCBCABABKgJghHmhhhmhmhBCABBCAB/79.1481.95077.15077.10194.14883.00194.181.925.1040.0100356.04883.081.92519.00608.0400604.0,2,2,损损损损损损损mZhgpguZgpguZf62.15077.181.925.1122:22 11222221211截面之间列柏努利方程

9、和在 14.如图为一并联管路,于B点处分为两支,在C点处又会合为一条管路,图中所标管长均包括局部阻力的当量长度,总管路中液体流量为60m3/h,则液体在两支管中的流量分别为多少?(两支管的摩擦系数均可取为0.02)BCDl1=30ml2=50m21A 解:在并联管路中,BC段的阻力等于任一支管的阻力,即h损BC=h损1=h损2总管中的流量等于各支管流量之和,即 V总=V1+V2=60/3600=0.0167m3/s管子内径d1=0.053m,d2=0.0805m,22udlhf由24dVu及知:22111121111422dVdludlh损22222222222422dVdludlh损 因为h

10、损1=h损2,所以2222222211114242dVdldVdl得:5251122221ddllVV2252521121454.0)0805.00530.0(3050)(VVVddllVV总=V1+V2=60/3600=0.0167m3/s由得V2=0.0115m3/s=41.3m3/hV1=60-41.3=18.7m3/h思考题 某高位水槽底部接有一长度为30m(包括局部阻力的当量长度),内径为20mm的钢管,如图,管路摩擦系数为0.02,管路末端分为两个支管,每个支管装一球心阀,因支管很短,除阀门的局部阻力外,支管其他阻力可以忽略,支管直径与总管相同,高位槽内水位恒定,水面与支管出口垂直

11、距离为5m,只开一个阀门(=6.4)时的流量是多少?22115m流体输送机械 1.泵在实际工作时,其实际压头和流量较理论值为低,而输入泵的功率较理论值为高,造成上面的原因为_ A.泵叶轮外缘液体的势能高于中心吸入口,使部分液体由泵体与旋转叶轮之间的缝隙漏回吸入口 B.真实叶轮中叶片数目并非无限多,液体刚进入叶轮内缘要受到叶片的撞击,流体在流动过程中存在沿程阻力.C.高速转动时叶轮盘面与液体间的摩擦以及轴承轴封等处的机械摩擦.D.泵质量不过关,质量好的泵不存在该区别.2.安装有泵的管路的输液量,即管路的流量的调节方法有_.A.在离心泵出口管路上安装调节阀,改变调节阀的开度(改变管路阻力系数)从而

12、达到流量调节的目的,对调节幅度不大而经常需要改变流量时采用此法B.通过改变泵的特性曲线,如车削叶轮,改变转速等在不额外增加管路阻力情况下实现流量调节;对调节幅度大,时间又长的季节性流量调节时使用这种方法.C.通过改变泵的组合方式(串联和并联)达到流量调节的目的,此时,无论串联或并联,组合后泵的总效率与单台效率一样D.泵的组合方式中,并联组合流量总是优于串联组合流量.3.倘若关小离心泵的出口阀门,减小泵的输液量,此时将会引起_.甲:泵的扬程增大,轴功率下降 乙:泵的输液阻力及轴功率均增大.丙:泵的扬程及轴功率均下降.4.倘若开大离心泵的出口阀门,提高泵的输液量,会引起_.A.泵的效率提高 B.泵

13、的效率降低 C.泵的效率可能提高也可能降低 D.泵的效率只决定于泵的结构及泵的转速,与流量变化无关.5.在某单泵输液管路中,并联一台同型号的离心泵,单泵与并联双泵的输液效果是_.A.并联的输液量是单泵的两倍 B.并联输液的扬程是单泵的两倍 C.并联的能耗是单泵的两倍 D.无论输液量,扬程或能耗都不是单泵的两倍 6.某管路要求输液量Q=80m3/h,压头H=18m,今有以下四个型号的离心泵,分别可提供一定的流量Q和压头H,则宜选用_.A.Q=88m3/h,H=28m B.Q=90m3/h,H=28m C.Q=88m3/h,H=20m D.Q=88m3/h,H=16m 7.下列有关往复泵论断中正确

14、的是_ A.往复泵是通过活塞的往复运动直接以压强能的形式向液体提供能量.B.由于流量不均匀是往复泵的严重缺点,故一般通过采用多缸往复泵,装置空气室等措施来提高管路流量的均匀性.C.往复泵的输液能力只决定于活塞的位移,与管路情况无关,而往复泵提供的压头只决定于管路情况 D.往复泵的流量调节可采用出口阀门调节,旁路调节,改变曲柄转速和活塞行程调节.E.使用出口阀门不但不能改变往复泵的流量,而且很危险,在出口阀门完全关闭下,泵缸内的压强将急剧上升,严重时将导致机件破损或电机烧毁.8.某台离心泵每分钟输送12m3的水,接在该泵压出管上的压强计读数为372.78KPa,接在吸入管上的真空读数为210mm

15、Hg,压强计和真空计连接处的垂直距离为410mm,吸入管内径为350mm,压出管内径为300mm,水在管中的摩擦阻力可以忽略,则该泵产生的压头为_mH2O 解:泵的压头guugPPZHT22122真表由题目知:Z=410mm=0.41m,d1=0.35m,d2=0.3m P表=372.78KPa,P真=210mmHgsmusmu/83.23.0785.06012,/08.235.0785.060122221得:OmHHT22245.4181.9208.283.281.910003.13321037278041.0 9.用离心泵将河水送到常压水塔中,河水液面与水塔液面间垂直距离为35m,温态流动

16、,输水管直径为165mm4.5 mm,管路长度为1300m,所有局部阻力的当量长度为50m,若泵的流量为100m3/h,泵的效率为65%,则泵的轴功率为_Kw(假设摩擦系数可取为0.02,水的密度为1000kg/m3)解:取河水面为截面1-1并为基准面,水塔水面为截面2-2,列柏努利方程:fehpugZWpugZ2222121122其中:Z1=0,Z2=35m,P1=P2=0(表压),u1=u2=0所以:fehgZW2kwwWeNskgVwkgJWekgJudllhsmAVuef45.24100065.078.273.5251000/78.273600/1000100/3.52395.1818

17、1.935/95.181245.1156.050130002.02/45.1156.0785.03600100222轴泵轴功率质量流量 10.用两台离心泵从水池向密闭容供水,单台泵的特性曲线可近似表示为H=50-1.1106V2,适当关闭或开启阀门,两泵既可串联又可并联工作,如图2-7所示,已知水池和容器内液面高度差为10m,容器内压强为1atm(表压),管路总长为20m(包括各种管件的当量长度,但不包括阀门A),管径为50mm,假设管内流动已进入阻力平方区,阻力系数=0.025,两支路很短,其阻力损失可以忽略,则阀门A全开,输送能力大的为_ A.并联 B.串联 C.无法确定A10mPP0 解

18、:阀门全开时的管路特性方程为:smVVVHHVVHVVVgddlZgPHA/00865.010347.1201075.250,1075.2504101.150,10347.12005.014.36.194)17.005.020025.0()1010(2)4()()(325252526252422222并并管并管可求出并联泵的流量令故并联泵的特性曲线为流量加倍压头不变泵并联时并串串串管串显然可求出串联泵的流量令故并联泵的特性曲线为流量不变压头加倍泵串联时VVsmVVVHHVVH,/0059.0102.210010347.120,102.2100)101.150(2,326252626 11.某单

19、级双缸双动空气压缩机,其活塞直径为300mm,冲程为200mm,每分钟往复480次,压缩机的吸气压强为1atm,排气压强为3.5atm.设汽缸的余隙系数为8%,排气系数为容积系数的85%,绝热总效率为0.7,空气的绝热指数为1.40.则该压缩机的排气量和轴功率各为多少?解:(1)求压缩机的排放气量:双缸双动压缩机的理论吸气量为:V理,min=2(2A-a)sn A=0.7850.32=0.0707m2,a可以忽略 S=200mm=0.2m,n=480min-1 V理,min=220.07070.2480=27.15m3/min 又=0.08,K=1.40,P2/P1=3.51111231410

20、PPVVVV=0.884d=容=0.8840.85=0.751V实际实际,mind V 理,min=20.39m3/min(2)求轴功率,压缩机的理论功率为60/11112min1kkTPPkkVPNkww3.505030060/15.314.14.139.201081.94.114.14kwNN9.717.03.50理轴轴功率 如图所示,用离心泵将水由水槽送至水洗塔中,塔内的表压为9.807104Pa,水槽液面恒定,其上方通大气,水槽液面与输水管出口端的垂直距离为20m,在某送液量下,泵对水做功为317.7J/kg,管内摩擦系数为0.018,吸入和压出管路总长为110m(包括管件及入口的当量长度,但不包括出口的当量长度),输水管尺寸为108mm4mm,水的密度为1000kg/m3,泵效率为70%,求输水量和泵的轴功率.A水 洗 塔20m