化工原理 第一章 习题及答案.doc

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1、第一章流体流动问题1.什么是连续性假定?质点的含义是什么?有什么条件?答1．假定流体是由大量质点组成的、彼此间没有间隙、完全充满所占空间的连续介质。质点是含有大量分子的流体微团，其尺寸远小于设备尺寸，但比起分子自由程却要大得多。问题2.描述流体运动的拉格朗日法和欧拉法有什么不同点?答2．前者描述同一质点在不同时刻的状态；后者描述空间任意定点的状态。问题3.粘性的物理本质是什么?为什么温度上升,气体粘度上升,而液体粘度下降?答3．分子间的引力和分子的热运动。通常气体的粘度随温度上升而增大，因为气体分子间

2、距离较大，以分子的热运动为主；温度上升，热运动加剧，粘度上升。液体的粘度随温度增加而减小，因为液体分子间距离较小，以分子间的引力为主，温度上升，分子间的引力下降，粘度下降。问题4.静压强有什么特性?答4．静压强的特性：①静止流体中任意界面上只受到大小相等、方向相反、垂直于作用面的压力；②作用于任意点所有不同方位的静压强在数值上相等；③压强各向传递。问题5.图示一玻璃容器内装有水，容器底面积为8×10-3m2，水和容器总重10N。(1)试画出容器内部受力示意图(用箭头的长短和方向表示受力大小和方向)；(

3、2)试估计容器底部内侧、外侧所受的压力分别为多少？哪一侧的压力大？为什么？题5附图题6附图答5．1）图略，受力箭头垂直于壁面、上小下大。2）内部压强p=ρgh=1000×9.81×0.5=4.91kPa；外部压强p=F/A=10/0.008=1.25kPa<内部压强4.91kPa。因为容器内壁给了流体向下的力，使内部压强大于外部压强。问题6.图示两密闭容器内盛有同种液体，各接一U形压差计，读数分别为R1、R2，两压差计间用一橡皮管相连接，现将容器A连同U形压差计一起向下移动一段距离，试问读数R1与R2

4、有何变化？(说明理由)答6．容器A的液体势能下降，使它与容器B的液体势能差减小，从而R2减小。R1不变，因为该U形管两边同时降低，势能差不变。问题7.为什么高烟囱比低烟囱拔烟效果好?答7．由静力学方程可以导出Δp=H(ρ冷-ρ热)g，所以H增加，压差增加，拔风量大。问题8.什么叫均匀分布?什么叫均匀流段?答8．前者指速度分布大小均匀；后者指速度方向平行、无迁移加速度。问题9.伯努利方程的应用条件有哪些?答9．重力场下、不可压缩、理想流体作定态流动，流体微元与其它微元或环境没有能量交换时，同一流线上的流

5、体间能量的关系。问题10.如图所示，水从小管流至大管，当流量V、管径D、d及指示剂均相同时，试问水平放置时压差计读数R与垂直放置时读数R’的大小关系如何？为什么？.(可忽略粘性阻力损失)答10．R=R’，因为U形管指示的是总势能差，与水平放还是垂直放没有关系。题10附图题11附图问题11.理想液体从高位槽经过等直径管流出。考虑A点压强与B点压强的关系，在下列三个关系中选择出正确的：(1)pBpA答11．选（1）pB

6、而B处的位置比出口处高，所以，压力较低。问题12.层流与湍流的本质区别是什么?答12．是否存在流体速度u、压强p的脉动性，即是否存在流体质点的脉动性。问题13.雷诺数的物理意义是什么?答13．惯性力与粘性力之比。问题14.何谓泊谡叶方程?其应用条件有哪些?答14．△P=32μuL/d2。不可压缩流体在直圆管中作定态层流流动时的阻力损失计算。问题15.何谓水力光滑管?何谓完全湍流粗糙管?答15．当壁面凸出物低于层流内层厚度，体现不出粗糙度过对阻力损失的影响时，称为水力光滑管。在Re很大，λ与Re无关的区

7、域，称为完全湍流粗糙管。问题16.非圆形管的水力当量直径是如何定义的?能否按uπde2/4计算流量?答16．定义为4A/Π。不能按该式计算流量。问题17.在满流的条件下，水在垂直直管中向下流动，对同一瞬时沿管长不同位子的速度而言，是否会因重力加速度而使下部的速度大于上部的速度?答17．因为质量守恒，直管内不同轴向位子的速度是一样的，不会因为重力而加快，重力只体现在压强的变化上。问题18.如附图所示管路，试问：(1)B阀不动(半开着)，A阀由全开逐渐关小，则h1，h2，(h1－h2)如何变化？(2)A阀

8、不动(半开着)，B阀由全开逐渐关小，则h1，h2，(h1－h2)如何变化？题18附图题19附图答18．(1)h1下降，h2下降，(h1-h2)下降；(2)h1上升，h2上升，(h1-h2)下降。问题19.图示的管路系统中，原1,2,3阀全部全开，现关小1阀开度，则总流量V和各支管流量V1,V2,V3将如何变化？答19．qV、qV1下降，qV2、qV3上升。问题20.是否在任何管路中,流量增大阻力损失就增大;流量减小阻力损失就减小?为什么?答20．不一定，