江南大学化工原理习题

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1、word文档整理分享《化工原理》习题集第一章流体传递过程基本方程2-1一搅拌槽中原盛有浓度为60%（质量%，下同）的盐水2000kg。今以2kg/s的质量流率向槽中加入0.25%的盐水，同时以1.2kg/s的质量流率由槽中排出混合后的溶液。设槽中溶液充分混合。求槽中溶液浓度降至1%时所需要的时间。（总质量衡算，分别按无化学反应和有化学反应考虑）2-2在下述情况下简化连续性方程，并指出简化过程的依据。（连续）（1）不可压缩流体在重力作用下沿倾斜平板壁面作二维稳态流动；（2）不可压缩流体在水平园管中作轴对称的稳态流动（进口段与充分发展）；（3）不可压缩流体作球心对

2、称的稳态流动；（4）不可压缩流体在两水平的平行平板间的稳态流动。2-3下述不可压缩流体的运动可否存在。（连续）（1）u=xi+yj+zk；（2）u=yzti+xztj+xytk；（3）ux=2x2+y，uy=2y2+z，uz=-4(x+y)z+xy；（4）ux=-2x，uy=x+z，uz=2(x+y)。2-4一不可压缩流体的流动，x方向的速度分量是ux=ax2+by，z方向的速度分量为零，求y方向的速度分量uy，其中a与b为常数。已知y=0时uy=0。（连续）2-5加速度向量可表为Du/Dt，试写出直角坐标系中加速度分量的表达式，并指出何者为局部加速度项，何者

3、为对流加速度项。（随体）2-6已知成都和拉萨两地的平均大气压强分别为0.095MPa和0.062MPa。现有一设备需保持设备内绝对压强为3.0kPa。问这一设备若置于成都和拉萨两地，表上读数分别应为多少？2-7用如附图所示的U型管压差计测定反应器内气体在A点处的压强以及通过催化剂层的压强降。在某气速下测得R1为750mmH2O，R2为80mmH2g，R3为40mmH2O，试求上述值。2-8如附图所示，倾斜微压差计由直径为D的贮液器和直径为d的倾斜管组成。若被测流体密度为ρ，指示液密度为ρ0，试导出用R1表示的压强差计算式。如倾角α为300时，若要忽略贮液器内的

4、液面高度h的变化，而测量误差又不得超过0.1%时，试确定D/d比值至少应为多少？2-9一水箱用如附图所示的锥阀封水，锥阀底直径为0.5m，高为0.6m，阀重50kg。当水位达1.5m时，要求阀启动泄水，问外配锤重w应为多少？参考资料word文档整理分享习题2-7附图习题2-8附图习题2-9附图2-10某流场可用下述速度向量式表达：u（x，y，z，t）=xyzi+yj-3ztk。试求点（2，1，2，1）处的加速度向量。（随体）2-11国际标准大气压取海平面为基准（z=0）。基准面上的物理量取为：t0=288K，p0=101300Pa，r0=1.225kg/m3。

5、从海平面一直到11公里的高空是对流层。对流层中温度与高度的关系可用下式表示：T=T0-bz，其中T0=288K，b=0.0065度/米。11公里以上认为是温度不变（216.5K）的同温层。试分别求出对流层及同温层内压力、密度和高度的依赖关系。可认为重力加速度为一恒量。（静）2-12不可压缩粘性流体在两无限大平行平板间作稳态层流，试推导其速度分布、截面上的平均流速、壁面处的剪切力。（运动）2-13不可压缩流体在两根同心的套管环隙间作轴对称的稳态层流，试导出其速度分布，截面上的平均流速，体积流量，壁面处的剪切力。（运动）2-14不可压缩粘性流体在重力作用下，沿内径

6、为R的圆筒内壁面向下流动。设流动是定常的平行直线运动，流体厚度为d。求流体速度分布、流量、平均流速、最大流速及作用在圆筒内壁面上的摩擦力（忽略端效应）。（运动）2-15具有等深度a的两层不相混合的不可压缩流体，在两个固定的水平板间作稳态层流，如图所示。上层流体的粘度和密度为m1和r1，下层流体的粘度和密度为m2和r2。压强梯度为¶p/¶x且与x和z无关。求平板间的速度分布u=f(z)。（注意在交界面上速度的大小是单值的，而且切应力tzx也是单值的）。（运动）2-16温度为208C的水，以2kg/h的质量流率流过内径为10mm的水平园管，试求算流动充分发展以后：

7、（1）流体在管截面中心处的流速和剪应力；（2）流体在壁面距中心半距离处的流速和剪应力；（3）壁面处的剪应力。2-17一虹吸管放于水桶中，其位置如图所示。如果水桶和虹吸管的截面积分别为A和B，且A>>B，试计算虹吸管的流量。水看作是不可压缩理想流体，且受重力作用，运动是定常的。（柏）2-18有一大桶内装有液体，液面距底面高为h。问在桶侧壁什么位置处开出流小空，流体射柱的射程最远？参考资料word文档整理分享习题2-15附图习题2-17附图习题2-18附图2-19水以湍流形式流过一直径相等的908弯管，该管垂直放置。入口处的压力为p1、平均流速为u1，出口压力为p

8、2、平均流速为u2。求水流对弯管的作用