第1章流体流动_陈敏恒《化工原理》（第3版）（上册）配套题库【名校考研真题＋课后习题＋章节题库＋模拟试题】-QQ阅读男生都市网

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第1章　流体流动

一、选择题

1．计算管路系统突然扩大的局部阻力时，速度值应取（　），计算突然缩小的局部阻力时，速度值应取（　　）。[华南理工大学2011年研]

A．小管的流速

B．大管的流速

C．上游管道的流速

D．大管与小管的流速平均值

【答案】A；A

【解析】计算系统突然扩大或缩小的局部阻力时，速度值都应取小管流速。

2．层流与湍流的本质区别是（　　）。[中南大学2012年研]

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

【答案】D

【解析】流体作层流流动时,其质点有无规则的平行运动,各质点互不碰撞,互不混合。流体作湍流流动时，其质点作不规则的杂乱运动并相互碰撞，产生大大小小的漩涡。既湍流向前运动的同时，还有径向脉动。

二、填空题

1．某流体在直管中作层流流动，在流速不变的情况下，管长、管径同时增加一倍，并保持层流流动状态不变，则其阻力损失为原来的______倍。[浙江大学2011研]

【答案】1/2

【解析】,，可得出流速相同时，，因此管长管径都增加一倍时，h_f变为原来的0.5倍。

2．转子流量计应安装在______段的管路上，已知某流量计的转子为不锈钢，在测量密度为1.2kg/m3的空气流量时的最大量程为400m3/h。若测量密度为0.8kg/m3的氨气流量，则在流量计校正系数假设不变的前提下，该流量计的最大量程近似为______m3/h。[华南理工大学2011年研]

【答案】介质流向自下而上、无振动的垂直；500

【解析】根据《压力管道设计审批人员培训教材》里面的规定，转子流量计必须安装在介质流向自下而上、无振动的垂直管道上。安装时要保证流量计前应有不小于5倍管子内径的直管段，且不小于300mm。在流量计校正系数假设不变的前提下，。

3．流体在管内作层流流动，如流量不变，若仅增大管径，则摩擦系数变______，直管阻力变______。[重庆大学2010年研]

【答案】大；小

【解析】若流量不变，管径增大，则雷诺数变小，在层流时变大。

直管阻力，因为流速的变化较管径大得多，管径增大，流速变小，所以h_f变小。

4．某长方形截面的通风管道，其截面尺寸为60mm×40mm，其当量直径de为______。[中山大学2011年研]

【答案】0.048m

【解析】当量直径

二、简答题

化工原理实验中使用了哪些测试流量、压强的方法？它们各有什么特点？[中南大学2012年研]

答：测流量用转子流量计、测压强用U型管压差计、压差变送器。转子流量计随流量的大小，转子可以上、下浮动。U形管压差计结构简单，使用方便、经济。压差变送器将压差转换成直流电流，直流电流由毫安表读得，再由已知的压差，电流回归式计算出相应的压差，可测大流量下的压强差。

三、计算题

1．在如图1-1管路系统中，用离心泵将40℃的油品（ρ＝800kg/m3）由容器A送往罐B，全部管线的直径均为φ57×3.5mm，今测得泵前后压力表读数分别为81kPa及486kPa（两压力表之间的垂直距离很小，可忽略）。容器A液面上方表压为64.8kPa，罐B则与大气相通，孔板处U管压差计的读数R为200mm（指示剂为汞，ρ，＝13600kg/m3），孔流系数C₀＝0.62，孔内径为25mm。在操作过程中，A、B液面及其上方的压强均保持不变，油品在管内的流动处于阻力平方区，摩擦系数为0.03。试求：

（1）管路中流体的流量（m3/h）；

（2）自A至B全部管线的总当量长度（包括局部阻力的当量长度）。[浙江大学2011年研]

图1-1

解：已知：，，d＝0.05m，d_o＝0.025m，λ＝0.03，P₁＝81kPa，P₂＝486kPa，

P_A＝64.8kPa，P_B＝0，R＝0.2m，C_o＝0.62，h_A＝3m，h_B＝25m

（1）孔板流量计孔处流速：

将数据代入得：u_o＝4.9m/s

，得出u＝1.23m/s

管路中流量Q＝uA＝8.76m3/h

（2）在1、2之间列机械能恒算式有

，代入数据he＝51.6m

A、B之间机械能衡算

代入数据解得：

得：l＝819m

2．用离心泵向水洗塔送水，在泵出口阀全开时，管路特性曲线方程为：

H＝20＋1.1×105V2

式中：V——管路中的流量，m2/s

在V＝0.013m3/s流量下，泵提供的扬程为45m，为适应泵的特性，将泵出口阀关小以增加管路阻力。试求：因增加阻力而多消耗的功率，并写出关小阀门后管路的特性曲线方程。[中南大学2012年研]

解：当V＝0.013m3/s时，代入管路特性方程

H＝20＋1.1×105×0.0132＝38.59m

而泵提供的扬程为45m，则因关小阀门而损失的压头为：

45－38.59＝6.41m

N’＝1000×9.81×6.41×0.013＝817.5W

关小阀门口管路的特性曲线

，关小阀门后A没有变化。

所以有：45＝20＋B×0.0132

B＝1.479×105

即H＝20＋1.479×105Q2

3．用水泵将水从池中同时送入A、B两水槽，数据如图1-2所示。操作为稳定过程。水池与两水槽均为敞口，已知各管路均为粗糙管，内径相等，水在各管道中的流动均属于阻力平方区，且摩擦系数λ值均相等，并且0至A、A至B、A至C三段管路的长度与局部阻力当量长度（l+l_e）都相等，操作时泵提供的扬程为14m，问V₂/V₁为多少？[中山大学2010年研]