化工原理課后思考題答案(已修改)
2025-07-10 00:19 本頁(yè)面
【正文】 第一章 流體流動(dòng)問(wèn)題1. 什么是連續(xù)性假定? 質(zhì)點(diǎn)的含義是什么? 有什么條件?答1．假定流體是由大量質(zhì)點(diǎn)組成的、彼此間沒(méi)有間隙、完全充滿所占空間的連續(xù)介質(zhì)。 質(zhì)點(diǎn)是含有大量分子的流體微團(tuán)，其尺寸遠(yuǎn)小于設(shè)備尺寸，但比起分子自由程卻要大得多。問(wèn)題2. 描述流體運(yùn)動(dòng)的拉格朗日法和歐拉法有什么不同點(diǎn)?答2．前者描述同一質(zhì)點(diǎn)在不同時(shí)刻的狀態(tài)；后者描述空間任意定點(diǎn)的狀態(tài)。問(wèn)題3. 粘性的物理本質(zhì)是什么? 為什么溫度上升, 氣體粘度上升, 而液體粘度下降?答3．分子間的引力和分子的熱運(yùn)動(dòng)。通常氣體的粘度隨溫度上升而增大，因?yàn)闅怏w分子間距離較大，以分子的熱運(yùn)動(dòng)為主；溫度上升，熱運(yùn)動(dòng)加劇，粘度上升。液體的粘度隨溫度增加而減小，因?yàn)橐后w分子間距離較小，以分子間的引力為主，溫度上升，分子間的引力下降，粘度下降。問(wèn)題4. 靜壓強(qiáng)有什么特性?答4． 靜壓強(qiáng)的特性： ①靜止流體中任意界面上只受到大小相等、方向相反、垂直于作用面的壓力；②作用于任意點(diǎn)所有不同方位的靜壓強(qiáng)在數(shù)值上相等；③壓強(qiáng)各向傳遞。問(wèn)題5. 圖示一玻璃容器內(nèi)裝有水，容器底面積為8103m2，水和容器總重10N。 (1)試畫(huà)出容器內(nèi)部受力示意圖(用箭頭的長(zhǎng)短和方向表示受力大小和方向)； (2)試估計(jì)容器底部?jī)?nèi)側(cè)、外側(cè)所受的壓力分別為多少？哪一側(cè)的壓力大？為什么？ 題5附圖 題6附圖答5．1）圖略，受力箭頭垂直于壁面、上小下大。 2）內(nèi)部壓強(qiáng)p=ρgh=1000=；外部壓強(qiáng)p=F/A=10/=。因?yàn)槿萜鲀?nèi)壁給了流體向下的力，使內(nèi)部壓強(qiáng)大于外部壓強(qiáng)。問(wèn)題6. 圖示兩密閉容器內(nèi)盛有同種液體，各接一U形壓差計(jì)，讀數(shù)分別為RR2，兩壓差計(jì)間用一橡皮管相連接，現(xiàn)將容器A連同U形壓差計(jì)一起向下移動(dòng)一段距離，試問(wèn)讀數(shù)R1與R2有何變化？(說(shuō)明理由)答6．容器A的液體勢(shì)能下降，使它與容器B的液體勢(shì)能差減小，從而R2減小。R1不變，因?yàn)樵揢形管兩邊同時(shí)降低，勢(shì)能差不變。問(wèn)題7. 為什么高煙囪比低煙囪拔煙效果好?答7．由靜力學(xué)方程可以導(dǎo)出Δp=H(ρ冷ρ熱)g，所以H增加，壓差增加，拔風(fēng)量大。問(wèn)題8. 什么叫均勻分布? 什么叫均勻流段? 答8．前者指速度分布大小均勻；后者指速度方向平行、無(wú)遷移加速度。問(wèn)題9. 伯努利方程的應(yīng)用條件有哪些?答9．重力場(chǎng)下、不可壓縮、理想流體作定態(tài)流動(dòng)，流體微元與其它微元或環(huán)境沒(méi)有能量交換時(shí)，同一流線上的流體間能量的關(guān)系。問(wèn)題10. 如圖所示，水從小管流至大管，當(dāng)流量V、管徑D、d及指示劑均相同時(shí)，試問(wèn)水平放置時(shí)壓差計(jì)讀數(shù)R與垂直放置時(shí)讀數(shù)R’的大小關(guān)系如何？為什么？.(可忽略粘性阻力損失)答10．R=R’，因?yàn)閁形管指示的是總勢(shì)能差，與水平放還是垂直放沒(méi)有關(guān)系。 題10附圖 題11附圖問(wèn)題11. 理想液體從高位槽經(jīng)過(guò)等直徑管流出?？紤]A點(diǎn)壓強(qiáng)與B點(diǎn)壓強(qiáng)的關(guān)系，在下列三個(gè)關(guān)系中選擇出正確的： (1)pB pA (2)pB = pA+ρgH (3)pB pA答11．選（1）pBpA；因?yàn)楣艿莱隹谕ù髿?，出口壓力等于pA，而B(niǎo)處的位置比出口處高，所以，壓力較低。問(wèn)題12. 層流與湍流的本質(zhì)區(qū)別是什么?答12．是否存在流體速度u、壓強(qiáng)p的脈動(dòng)性，即是否存在流體質(zhì)點(diǎn)的脈動(dòng)性。問(wèn)題13. 雷諾數(shù)的物理意義是什么?答13．慣性力與粘性力之比。問(wèn)題14. 何謂泊謖葉方程? 其應(yīng)用條件有哪些?答14．△P=32μuL/d2 。不可壓縮流體在直圓管中作定態(tài)層流流動(dòng)時(shí)的阻力損失計(jì)算。問(wèn)題15. 何謂水力光滑管? 何謂完全湍流粗糙管?答15．當(dāng)壁面凸出物低于層流內(nèi)層厚度，體現(xiàn)不出粗糙度過(guò)對(duì)阻力損失的影響時(shí)，稱(chēng)為水力光滑管。在Re很大，λ與Re無(wú)關(guān)的區(qū)域，稱(chēng)為完全湍流粗糙管。問(wèn)題16. 非圓形管的水力當(dāng)量直徑是如何定義的? 能否按uπde2 /4計(jì)算流量?答16．定義為4A/Π。不能按該式計(jì)算流量。問(wèn)題17. 在滿流的條件下，水在垂直直管中向下流動(dòng)，對(duì)同一瞬時(shí)沿管長(zhǎng)不同位子的速度而言，是否會(huì)因重力加速度而使下部的速度大于上部的速度? 答17．因?yàn)橘|(zhì)量守恒，直管內(nèi)不同軸向位子的速度是一樣的，不會(huì)因?yàn)橹亓Χ涌欤亓χ惑w現(xiàn)在壓強(qiáng)的變化上。問(wèn)題18. 如附圖所示管路，試問(wèn)：(1) B閥不動(dòng)(半開(kāi)著)，A閥由全開(kāi)逐漸關(guān)小，則h1，h2，(h1－h(huán)2)如何變化？(2) A閥不動(dòng)(半開(kāi)著)，B閥由全開(kāi)逐漸關(guān)小，則h1，h2，(h1－h(huán)2)如何變化？ 題18附圖 題19附圖答18．(1)h1下降，h2下降，(h1h2)下降；(2)h1上升，h2上升，(h1h2)下降。問(wèn)題19. 圖示的管路系統(tǒng)中，原1, 2 ,3閥全部全開(kāi)，現(xiàn)關(guān)小1閥開(kāi)度，則總流量V和各支管流量V1, V2, V3將如何變化？答19．qV、qV1下降，qVqV3上升。問(wèn)題20. 是否在任何管路中, 流量增大阻力損失就增大。 流量減小阻力損失就減小? 為什么?答20．不一定，具體要看管路狀況是否變化。第二章 流體輸送機(jī)械問(wèn)題1. 什么是液體輸送機(jī)械的壓頭或揚(yáng)程? 答1．流體輸送機(jī)械向單位重量流體所提供的能量(J/N)。問(wèn)題2. 離心泵的壓頭受哪些因素影響?答2．離心泵的壓頭與流量，轉(zhuǎn)速，葉片形狀及直徑大小有關(guān)。問(wèn)題3. 后彎葉片有什么優(yōu)點(diǎn)? 有什么缺點(diǎn)? 答3．后彎葉片的葉輪使流體勢(shì)能提高大于動(dòng)能提高，動(dòng)能在蝸殼中轉(zhuǎn)換成勢(shì)能時(shí)損失小，泵的效率高。這是它的優(yōu)點(diǎn)。它的缺點(diǎn)是產(chǎn)生同樣理論壓頭所需泵體體積比前彎葉片的大。問(wèn)題4. 何謂氣縛現(xiàn)象? 產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因是什么? 如何防止氣縛?答4．因泵內(nèi)流體密度小而產(chǎn)生的壓差小，無(wú)法吸上液體的現(xiàn)象。原因是離心泵產(chǎn)生的壓差與密度成正比，密度小，壓差小，吸不上液體。灌泵、排氣。問(wèn)題5. 影響離心泵特性曲線的主要因素有哪些?答5．離心泵的特性曲線指Hｅ～qV，η～qV，Pａ～qV。影響這些曲線的主要因素有液體密度，粘度，轉(zhuǎn)速，葉輪形狀及直徑大小。問(wèn)題6. 離心泵的工作點(diǎn)是由如何確定的? 有哪些調(diào)節(jié)流量的方法?答6．離心泵的工作點(diǎn)是由管路特性方程和泵的特性方程共同決定的。調(diào)節(jié)出口閥，改變泵的轉(zhuǎn)速。問(wèn)題7. 一離心泵將江水送至敞口高位槽, 若管路條件不變, 隨著江面的上升,泵的壓頭He, 管路總阻力損失Hf, 泵入口處真空表讀數(shù)、泵出口處壓力表讀數(shù)將分別作何變化？答7．隨著江面的上升，管路特性曲線下移，工作點(diǎn)右移，流量變大，泵的壓頭下降，阻力損失增加；隨著江面的上升，管路壓力均上升，所以真空表讀數(shù)減小，壓力表讀數(shù)增加。問(wèn)題8. 某輸水管路, 用一臺(tái)IS5032200的離心泵將低位敞口槽的水送往高出3m的敞口槽, 閥門(mén)開(kāi)足后, 流量?jī)H為3m3/h左右?，F(xiàn)擬采用增加一臺(tái)同型號(hào)的泵
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