发布时间 : 星期六 文章化工原理计算题更新完毕开始阅读76c8d2ec856a561252d36ff1
①根据化工原理所学内容，提出一种测量液体粘度的简易方法并叙述其原理。 如图所示，假设两种流动状态的摩擦系数相等，离心泵的效率相等。如将输送流量 增加到原来流量的２倍，则其有效功率应增加为原来的几倍。 如图（ａ）所示两个容器与一水银压差计用橡皮管相连接，此二容器中均充满水， 设水银压差计读数Ｒ为６５０ｍｍＨｇ，试求： （１）二容器的压力差为多少？ （２）如果将二容器由图（ａ）改为图（ｂ）位置时，此时的压力差和读数有何改 变？为什么？ 将２０℃的水由水池打至一敞口高位槽中，槽内的水面与水池内的水面的垂直距离 为３１．６ｍ。管路总能量损失为５０Ｊ／ｋｇ，流量为２０ｍ／ｈ，试求理论功率 为多少ｋｗ？ 某油品在Φ８９×４ｍｍ的无缝钢管中流动。在Ａ和Ｂ的截面处分别测得压强P ＝１５．２×１０Ｎ／ｍ，Ｐ＝１４．８×１０Ｎ／ｍ。试计算管路中油品的 流量。已知：Ａ、Ｂ间长为４０ｍ，其间还有２个９０弯头（每个弯头的当量长度 ｌ＝３５ｄ），ρ油＝８２０ｋｇ／ｍ，μ油＝１２１ｃｐ。 密度为１２００ｋｇ／ｍ的盐水，以２５ｍ／ｈ的流量流过内径为７５ｍｍ的 无缝钢管。两液面间的垂直距离为２５ｍ，钢管总长为１２０ｍ，管件、阀门等的局部 阻力为钢管阻力的２５％。试求泵的轴功率。 假设：（１）摩擦系数λ＝０．０３； （２）泵的效率η＝０．６。 水在内径为２５０ｍｍ的钢管内流动。已知截面１－１处的流速为１ｍ／ｓ，测压 管中水柱高为１ｍ；在截面２－２处管内径为１５０ｍｍ。试计算在截面１－１与２－２ 处产生的水柱高度差ｈ为多少ｍ水柱？（忽略阻力损失） 图示为水泵进水管的装置。管子尺寸为φ５７×３．５ｍｍ；管的下端位于储水池 水面下２ｍ，并装有底阀及滤网，该处之局部阻力压头损失为１２ｕ／（２ｇ）；截 面２－２处的真空度为４ｍ水柱；由１－１至２－２截面的沿程压头损失为９ｕ／（ ２ｇ）。试求：（１）进水管的流量为多少ｍ／ｈ； （２）进水口１－１处的表压为若干Ｎ／ｍ？ 水在一倾斜管中流动，如附图所示，已知压差计读数为２００ｍｍ，试问测量段的 阻力为多少？ １５℃水在内径为１０ｍｍ的钢管内流动，流速为０．１５ｍ／ｓ，试问： （１）该流动类型是层流还是湍流？ （２）如上游压强为７ｋｇｆ／ｃｍ，流经多长管子，流体的压强降至３kgf/cm？ （３）在距管壁何处的点速度等于平均速度？ １５℃水的密度为９９９．１ｋｇ／ｍ，粘度为１．１４ｃｐ。 某受压设备，用串联Ｕ形管压差计测量其表压，装置如附图所示，写出１、２、３、 ４各点及Ｐ的压强计算式。 （连通Ｕ形管压差计水银面上充满水） 一直立煤气管，在底部测压管测得水柱差ｈ＝１００ｍｍ，在Ｈ＝２０ｍ高处的 测压管中测得水柱差ｈ＝１１５ｍｍ，管外空气的密度ρ＝１．２９ｋｇ／ｍ， 求管中静止煤气的密度ρ为多大？ 如图所示:水以一定流速自下向上流动，在Ｕ形压差计中测得读数ｈ＝１００ｍｍ，二测 压孔间距为１ｍ，求： （１）流体由１－１截面流至２－２截面的能量损失ｈ为多少ｍ水柱？
（２）１－１与２－２截面间静压差ΔＰ为多少ｍ水柱？ （３）若流体作反向流动，则Ｕ形压差计读数ｈ为多大？ 如图所示，用内径ｄ＝１００ｍｍ的管道，从水箱中引水。如水箱中水面恒定，水 面高出管道出口中心高度Ｈ＝４ｍ，忽略水箱入管道的入口阻力损失，水在管内流动损 失，沿管长均匀发生，ｈ＝３·ｕ／（２ｇ）。求： （１）水在管内的流速ｕ及流量Ｑ （２）管道中点处Ｍ的静压强Ｐ。 若烟囱的直径为Ｄ＝１ｍ，烟气的质量流量Ｇ＝１８０００ｋｇ／ｈ，烟气的密度 ρ＝０．７ｋｇ／ｍ，周围空气的密度ρ＝１．２ｋｇ／ｍ，在１－１截面处安 置一个Ｕ形压差计，并测得Ｒ＝１０ｍｍＨＯ，烟气流经此烟囱的压降损失Ｈ＝ ０．０６Ｈ／Ｄ×（ｕ／（２ｇ））〔ｍ柱〕。试求此烟囱的高度Ｈ为多少？ 水从蓄水箱，经过一水管和喷嘴在水平方向射出，如附图所示。假如，Ｚ＝１２ ｍ，Ｚ＝Ｚ＝６．５ｍ，ｄ＝２０ｍｍ，ｄ＝１０ｍｍ，水流经ｄ管段的阻 力损失为２ｍＨＯ，流经ｄ管段的阻力损失为１ｍＨＯ，求： （１）管嘴出口处的流速ｕ； （２）接近管口２－２截面处的流速ｕ及压强Ｐ； （３）水射到地面处与管嘴相距的水平距离Ｘ。 ４０℃水由高位槽经异径收缩管向下流动，为保证水在流经收缩管时不产生气化现 象，收缩管的管径应限制在多大？（不考虑流动阻力损失）。 当地大气压为９７ｋＮ／ｍ，４０℃水的密度为９９２ｋｇ／ｍ，饱和蒸汽压 Ｐ＝７．３８ｋＮ／ｍ。 如本题附图所示，槽内水位维持不变。槽底部与内径为１００ｍｍ钢管相连，管路 上装有一个闸阀，阀前离管路入口端１５ｍ处安有一个指示液为汞的Ｕ管压差计，测压 点与管路出口端之间距离为２０ｍ。 １．当闸阀关闭时测得Ｒ＝６００ｍｍ，ｈ＝１５００ｍｍ；当闸阀部分开启时， 测得Ｒ＝４００ｍｍ，ｈ＝１４００ｍｍ，管路摩擦系数取０．０２，入口处局部阻力 系数取０．５，问每小时从管中流出水量为多少ｍ。 ２．当阀全开时（取闸阀全开ｌ／ｄ＝１５，λ＝０．０１８），测压点Ｂ处的 静压强为若干Ｎ／ｍ（表压）。 水在下图管道中流动，流量为４２．４ｍ／ｈ，Ａ、Ｂ两截面的内径分别为５０ ｍｍ与１００ｍｍ，从Ａ流向Ｂ的扩大阻力损失为ζ（ｕ／（２ｇ）），从Ｂ流 向Ａ的缩小阻力损失为ζ（ｕ／（２ｇ）），可取ζ＝０．５６，ζ＝0.42， 压差计指示液为汞。 （１）流体从Ａ流向Ｂ，问Ｒ值为多少？ （２）流体从Ｂ流向Ａ，问Ｒ值为多少？ 喷水泉的喷嘴为一截头圆锥体，其长度ｌ＝０．５ｍ，其两端的直径ｄ＝４０mm， ｄ＝２０ｍｍ，竖直装置。若把表压为９８０７０Ｎ／ｍ的水引入喷嘴，而喷嘴的 阻力损失为１．５ｍ·ＨＯ，如不计空气阻力，试求喷出的流量和射流的上升高度。 水的密度为１０００ｋｇ／ｍ。 有一内径为ｄ＝５０ｍｍ的管子，用孔板流量计测量水的流量，孔板的孔流系数Ｃ ＝０．６２，孔板内孔直径ｄ＝２５ｍｍ，Ｕ形压差计的指示液为汞： （１）Ｕ形压差计读数Ｒ＝２００ｍｍ，问水的流量为多少？ （２）Ｕ形压差计的最大读数Ｒ＝800mm，问能测量的最大水流量为多少? （３）若用上述Ｕ形压差计，当需测量的最大水流量为Ｖ＝３０ｍ／ｈ时，
则孔板的孔径应该用多大？ （假设孔板的孔流系数不变） 用内径为３００ｍｍ的钢管输送２０℃的水，为了测量管内水流量，在２ｍ长主管 上并联了一根总长为１０ｍ（包括局部阻力的当量长度）内径为５３ｍｍ的水煤气管， 支管上流量计读数为２．７２ｍ／ｈ，求总管内水流量为多大？ 取主管的摩擦系数为０．０１８，支管的摩擦系数为０．０３。 如图所示装置，水以４ｍ／ｓ流速从Ａ段流向Ｂ段，用四点法测量突然扩大局部阻 力系数，假设ｈ＝ｈ，ｈ＝ｈ，Ａ段管内径为25mm， Ｂ段管内径为５０ｍｍ，测得Ｒ＝２００ｍｍ，Ｒ＝４３０ｍｍ，Ｕ形管压差计指示 液为汞，求突然扩大局部阻力系数为多少？ 粘度为３０ｃｐ，密度为９００ｋｇ／ｍ的液体，自Ａ经内径为４０ｍｍ的管路 进入Ｂ，两容器均为敞口，液面视为不变。管路中有一阀门。当阀全关时，阀前后压力 表读数分别为０．９ａｔ和０．４５ａｔ。现将阀门打至１／４开度，阀门阻力的当量 长度为３０ｍ，阀前管长５０ｍ，阀后管长２０ｍ（均包括局部阻力的当量长度。试求： （１）管路的流量ｍ／ｈ？ （２）阀前后压力表读数有何变化？ 如附图所示，Ａ为一密闭容器，其截面积为１ｍ，底部与截面积为０．２ｍ的 Ｂ管相通。当Ａ、Ｂ的液面高度均为１ｍ时，Ａ容器内的压力为１kgf/cm（绝），今 将外界空气压入Ａ中，使Ａ内空气的质量为原来质量的２倍，而温度保持不变，试求： （１）Ｂ管内水面高度； （２）Ａ容器内压力表读数。 水的密度可取ρ＝１０００ｋｇ／ｍ。 有两个水库，水位差为８ｍ，先由一内径为６００ｍｍ，管长为３０００ｍ的管道 Ａ将水自高位水库引出，然后由两根长各为３０００ｍ，内径为４００ｍｍ的Ｂ、Ｃ管 接到下水库。若管内流动时摩擦系数λ＝０．０３，试求总流量为多少ｍ／ｈ？ 如图所示，水以３．７８ｌ／ｓ的流量流经一扩大管段，已知ｄ＝４０ｍｍ， ｄ＝８０ｍｍ，倒Ｕ形压差计中水位差Ｒ＝１７０ｍｍ，试求：①水流经扩大管段的 摩擦损失ｈ。②如将粗管一端抬高，使管段成倾斜放置，而流量不变，问此时Ｒ读数 有何变化？ 一水平输油管，原来是按输送ρ＝９００ｋｇ／ｍ，运动粘度ν＝１５ｃｍ／ｓ 的油而设计的。输油管线建成后，决定改送另一种油（ρ＝８８０ｋｇ／ｍ，μ＝ １０ｐ（泊））输送压降保持不变。油在管内的流动型态为层流。试问油品的体积流量 变化多少？ 用清水泵将池中水打到高位槽中，泵的特性曲线可用Ｈ＝２５－０．００４Ｑ表 达，式中Ｑ的单位为ｍ／ｈ，吸入管路的阻力损失为４ｍ水柱，泵出口处装有压力表， 图中Ｃ是文氏管，其进口处直径为７５ｍｍ，喉管直径为２５ｍｍ（均指内径）。流体 流经文氏管阻力损失可忽略不变，两Ｕ形管压差计读数Ｒ＝８００ｍｍ，Ｒ＝700mm, 指示液为汞，连通管水银面上充满水，求： （１）管路中水的流量为多少ｍ／ｈ； （２）泵出口处压力表读数为多大ｋｇｆ／ｃｍ； （３）并联一台相同型号离心泵，写出并联后泵的特性曲线方程； （４）管路性能曲线方程Ｌ＝１３．５＋０．００６Ｑ，求并联后输水量为多少 ｍ／ｈ； （５）高位槽处出口管距离心泵吸入管水平段的高度Ｚ为多大？
比重计如图示，枢杆直径５ｍｍ，质量４０ｇ，试确定标志比重１．００和１．０４ 之间的刻度线距离是多少？ 在如附图所示的贮水箱中，用两块隔板分成三部分，各部分之间用孔口管嘴连通， 右侧壁有一外伸管嘴。已知ｄ＝１００ｍｍ，ｄ＝５０ｍｍ，ｄ＝７０ｍｍ，Ｈ＝ １．４ｍ＝常数。设流量系数Ｃ＝０．６２，Ｃ＝０．９８，Ｃ＝０．８２，稳 定时试求 Ｈ＝？ Ｈ＝？ Ｈ＝？ 流量Ｑ＝？ 当Ｒｅ＝１０，光滑管内湍流速度分布为 ｕ＝ｕ（１－ｒ／Ｒ） 试求（１）管内的平均速度ｕ （２）动能校正系数α 注：α＝ｕ／（（ｕ）） 如图示，一敞口贮液筒，液面恒定（２．５ｍ），在侧壁开有两孔口，流量系数Ｃ ＝０．９７。已知上孔口离液面１．０ｍ，如两孔口的流股溅落在底平面上的同一点， 问下孔口离液面多少距离？ 提示：溅落点坐标 ｘ＝ｕτ ｙ＝（１／２）ｇτ 有一敞口储油罐，为测定其油面高度，在罐下方装一Ｕ形管压差计（如图示）。油的 密度为ρ，指示液密度为ρ，在压差计Ｂ侧指示液上充以高度为ｈ的同一种油，当 储油罐充满油时，Ｕ形压差计指示液的液面差为Ｒ，当储油量减少时，油罐内油面下降高 度Ｈ，压差计Ｂ侧液面下降高度为ｈ。 试导出Ｈ与ｈ之间的关系。 ? 若流体在圆形直管内作层流流动，流动ｌ段管长后，压强降为△Ｐ，试导出流体在管 内流动的点速度、最大速度及平均速度的计算公式 如图所示，在充满水且具有不同压力的两密闭容器Ａ和Ｂ的上、下两侧，各连接一 个管径与高度均不相同的压差计，连接管内充满水，压差计的指示液为水银，试导出两 压差计读数Ｒ与Ｈ间的关系。 稳态流动时，试证层流时，管壁处摩擦剪应力： τ＝８μｕ／ｄ 式中：τ－－－管壁处摩擦剪应力，Ｎ／ｍ μ －－－流体粘度，Ｎ·Ｓ／ｍ ｕ －－－流速，ｍ／ｓ ｄ －－－管内径，ｍ。 某液体由一敝口贮槽经泵送至精馏塔。管道入塔处与贮槽液面间的垂直距离１２米。换热 器压力损失为０．８[公斤／厘米2 ]精馏塔压强为１[kgf/cm]（表压）。排出管路为 １１４×４[mm]的钢管，管长为１２０m（包括局部阻力的当量长度），流速为１．５ [m/s]，比重为０．９６，摩擦系数λ＝０．０３，其他物性均与水极为接近。泵吸入 管路阻力损失为１[米液柱]。下述几种型号的离心泵哪一种较为合适？ 型号 Ｑe Ｈe η [m/时] [m ] [％] 2B19 22 16 66 3B57A 50 37.5 64 4B91 90 91 68 欲用离心泵将２０℃水以３０ｍ/h的流量由水池打到敝口高位槽，两液面均保持不 变，液面高差为１８ｍ，泵的吸入口在水池液面上方２ｍ处。泵的吸入管路全部阻力为１ ｍＨＯ柱，压出管路全部阻力为３ｍＨＯ柱，泵的效率为０．６，求泵的轴功率。