座位號化工

過程

性考

卷題號一一二三四五題分418181221得分傳遞過程核試一）得分評卷人填空題（每空1分，本大題共41分）流體靜力學基本方程的應用包「扌壓力壓差的測量、液位的測量和液封高度的計算。甲地大氣壓為100kPa,乙地大氣壓為80kPa。某剛性設備在甲地，其內部的真空度為kpa,則其內部的絕對壓強為75kpa若將其移至乙地，則其內部的表壓強為丄m^O。流體流動有兩種基本形態即 層流和湍流。判斷流體流動形態的無量綱數群為雷諾數，其表達形式為Re=duo%，物理意義為表示流體慣性力與與黏性力比值。復雜管路分為分支管路和并聯管路。常用的流量計中，孔板流量計和文丘里屬干差壓流量計：轉子流量計屬于截面流量計:測速管可測量點速度。流體在圓形直管內做層流流動若流量不變，將管徑變為原來的兩倍則平均流速變為原來的J，流動摩擦系數變為原來的2倍，直管阻力損失變為原來的1/16。流體在一套管環隙內流動，若外管內徑為mm內管外徑為25mm則其流動當量直徑為25mm-

流體在圓形直管內做穩態層流流動，若管截面上平均流速為m/s則最大流速為1.0m/s。聯系各單元操作的兩條主線為傳遞過程和研究工程問題的方法論。湍流邊界層可以分為層流底層、過渡層和湍流主體，其中傳熱、傳質阻力主要集中在層流底層。DQ Q QQ11.隨體導數的表達形式為C=亍+u—+u—+u—11.DOQ0 xQx yQy zQz不可壓縮流體連續性方程的一般表達形式為u二0。量綱分析的基礎是量綱一致性原則和n定理。在研究流體的運動時，常采用兩種觀點，即歐拉觀點和拉格朗日觀點。15.牛頓黏性定律的表達形式為二-15.牛頓黏性定律的表達形式為二-卩dudy流體質點的運動軌跡稱為跡線；在某一時刻，在流線上任一點的切線方向與流體在該點的速度方向相同。流體在管路中的流動總阻力應為直佇阻力和局部阻力之和，其中局部阻力的計算方法有部阻力系數法和當量長度法。得分評卷人流體靜力學基本方程適用于連通著的、同一種連續的、 不可壓縮的靜止流體。、單項選擇題（：每空1分，本大題共8分）在每小題列出的四個備選項中選出一個正確答案的代號填寫在題后的括號內。流體在并聯的兩支管內層流流動兩支管的長度之曲1=2:1，內徑之比％:d2=1:2則兩支管內的流量之比Q］：Q2為（D）A.1/4 B.1/8C.1/16 D.1/32黏度為1cP,密度為800kg/m的流體以16m3/h的流量在O89mm>4.5mm的管內流動，其流動雷諾數為（B）A.4.3x104 B.5.7x104C.3.3x104 D.7.8x104一般說來，溫度升高，液體的黏度B），氣體的黏度（A）A.升高 B.降低C.不變 D.不確定在摩擦系數圖中，在層流區，摩擦系數與平均流速的（A）成正比；在完全湍流區，摩擦系數與平均流速的（B）成正比。與平均流速的（B）成正比。A.負一次方C.一次方23.在層流區，摩擦系數（C）；A.與Re和￡均有關C.與Re有關，與￡無關得分評卷人得分評卷人四、簡答題：（每小題6分，本大題共12分）B.零次方D.二次方在完全湍流區，摩擦系數（D）成正比B.與Re和￡均無關D.與Re無關，與￡有關三、名詞解釋題（：每小題3分，本大題共18分）24.質點由大量分子組成的集合，其宏觀尺寸很小，但包含了足夠多的分子，其微觀尺度又遠大于分子運動的平均自由程。湍流應力湍流流動時，由于流體的不規則遷移、脈動和碰撞，使得流體質點間的動量變換非常劇烈，產生了流體流動的附加阻力，又稱為湍流切應力，簡稱為湍流應力。差壓流量計流量計的節流口面積不變，流體流經截流口所產生的壓強差隨隨流量不同而變化，因此可以通過測量計的壓差計的讀數來反映流量的大小，這類流量計統稱為差壓流量計。27伯金漢n定理任何量綱一致的物理方程都可以表示為一組量綱1為數群的零函數，且量綱為1的數群的數目等于影響該現象的物理量的數目減去用以表示這些物理量的基本量綱的數目。質量流速和質量流量單位時間流過管道任一截面的流體質量成為質量流量。單位時間流體流過管道單位截面積的質量，稱為質量流速，亦稱為質量通量。穩態流動與非穩態流動在流動系統中，若各截面上，流體的流速、壓強、密度等有關物理量僅隨位置而變化，不隨時間而變這種流動稱為穩態流動；若流體在各截面上的物理量既隨位置而變又，隨時間而變，則稱為非穩態流動。試比較歐拉觀點和拉格朗日觀點的主要不同。課程編號：0710 化工傳遞3過程第3頁（共5頁）拉格朗日觀點著眼于流場中的每一個運動者的流體質根點據，觀察每一個流體質點的運動軌跡及其速度、壓力等量隨時間的變化。然后綜合所用流體質點的運動，得到整個流場的運動規律。歐拉觀點著眼于流場中的空間點，以流場中的固定空間點為考察對象，研究流體質點通過空間固定點時的運動參數隨時間的變化規律。然后綜合所用空間點的運動參數隨時間的變化，得到整個流場的運動規律。什么是實際流體和理想流體，引入理想流體的概念有何意義？自然界中存在的流體都具有黏性，具有黏性的流體統稱為黏性流體或實際流體。由于黏性的存在，使得對流體的研究變得復雜化。所謂理想流體，系至假想的，完全無黏性的流體。在處理某些實際問題時，為便于分析，往往先按理想流體來考慮，待找出規律后，根據需要再考慮黏性的影響。對理想流體的分析結果加以修正和補充，得到實際流體的運動規律。得分評卷人五、計算題：（本大題共21分）用離心泵將某貯槽內的水溶液輸送至某敞口高位槽，兩槽液面維持恒定，貯槽內液面上方的壓強為25kPa（表壓）高位槽液面較貯槽液面高0m,泵的吸入口距貯槽液面的高度為0m。泵的吸入管路管徑為O108mm>4mm,管長為100m（包括所有局部阻力的當量長度，下同排除管路管徑為089mm>4.5mm管長為50m。各管路的流動摩擦系數均為0.03,水的密度為1000kg/m，重力加速度取為10m/s2。（1） 若泵的吸入口真空表的讀數為0kPa求此時管路中流體的流量（3/h）。（2） 若管路中流體的流量為0mVh,此時泵的效率為5%,求此時泵的軸功率kW）。解：（1）取貯槽液面作為上游截面,泵的吸入口作為下游截面,在兩者之間列伯努利方程,得件+佯+gZ=厶+Ui+gZ+丫h（2分）p2 1p2 2 fpp一p=25+20=45kPa,12u~0,Z-Z=—1.0m112=0.03x100=0.03x1000.108—0.004x2u2x—=10u2222分）15.5u廣亍+g（Z1-Z2）=^00F一10x1=35u=1.5m（2分）2兀d2 314x0I2Q=urx3600=1.5x -x3600=42.39m3.h（2分）24 42）取貯槽液面作為上游截面,高位槽液面作為下游截面,在兩者之間列伯努利方程,得-pi+佯+gZ+W=-P2+借+gZ+丫h（2分）P 2 1 e p 2 2 fp一p=25kPa,u=uu0,Z-Z=10m121221u=———= =0.708m/s（1分）兀刁 3600x0.785x0.12d241u=———= =1.1m/s（1分）兀』 3600x0.785x0.082d24 2工hf1lu2 100 0.7082=^r才=0.03x x =7.5J/kg（2分）d2 0.108一0.004x2 21100工hf2八T與=0-03x