项目一 课题二 流体流动-章节过关卷-《化工单元操作》（化工版第三版）（原卷版+解析版）

《化工单元操作》（化工版第三版） 项目一 流体输送 课题二 流体流动 时间：60分钟 总分：100分 班级 姓名 学号 成绩 一、填空题（共10小题，每小题3分，共30分） 1. 化工生产中，物料衡算的理论依据是 。 【答案】质量守恒定律 【解析】化工生产中物料衡算的理论依据是质量守恒定律。这一定律指出，在一个孤立系统中，物质的总质量保持不变，无论发生何种变化（除非涉及核反应，因为在这种情况下，能量的变化非常大，质量守恒定律不适用）。因此，物料衡算的基本公式为： 输入物料的总质量=输出物料的总质量+系统内积累的物料质量+系统损耗的物料质量输入物料的总质量=输出物料的总质量+系统内积累的物料质量+系统损耗的物料质量 2. 液柱压力计量是基于 原理的测压装置。 【答案】静力学原理 【解析】基于的是静力学原理。 3. 流体体积流量用 来计算；质量流量用 来计算；而流体流速用 来计算。 【答案】qv；qm；u 【解析】考察的是基本的而计算公式。 4. 柏努利方程实验中，在一定流速下某测压管显示的液位高度为静压头，当流速再增大时液位高度 。 【答案】降低 【解析】依据的是能量的守恒。 5. 实际流体是指 。 【答案】实际流体是指自然界中实际存在的液体或气体，它们具有可压缩性和黏滞性 【解析】实际流体是指自然界中实际存在的液体或气体，它们具有可压缩性和黏滞性。在流动时，由于体积的变化和内摩擦力的存在而产生能量转化，这使得分析流体流动变得比较复杂。 6. 在静止流体内，同一水平面上各点的静压强 。 【答案】相等 【解析】在静止流体内，同一水平面上各点的静压强相等。 7. 流体在水平管内作稳定连续流动时，当流经直径小处，流速会 。 【答案】增大 【解析】根据流量等于流速乘以横截面积，直径变小，则横截面积减小，流速增大。 8. 层流内层影响传热、传质，其厚度越大，传热、传质的阻力 。 【答案】越大 【解析】厚度越大，阻力越大。 9.流体的雷诺数计算公式为Re = ，其中d为 ，u为 ，ρ为 ，μ为 。 【答案】ρdu/μ；直径；速率；密度；黏度。 【解析】考察的是雷诺数的计算公式。 10.流体阻力可分为 和 。 【答案】直管阻力；局部阻力。 【解析】体阻力可分直管阻力和局部阻力。 二、选择题（共10小题，每小题3分，共30分） 1.单位体积流体所具有的（ ）称为流体的密度。 A. 质量 B. 粘度 C. 位能 D. 动能 【答案】A 【解析】密度等于质量除以体积，故选择A。 2. 流体是由无数分子集团所组成的（ ）介质。 A. 空白 B. 连续 C. 辐射 D. 漂流 【答案】B 【解析】流体，包括液体和气体，确实是由无数分子集团所组成的连续介质。 3. 一般而言，气体是（ ）的流体。 A. 可移动 B. 可压缩 C. 可流动 D. 可测量 【答案】B 【解析】气体可以流动，是首要的。其次，气体还可以被压缩。 4. 在静止的流体内，单位面积上所受的压力称为流体的（ ）。 A. 绝对压强 B. 表压强 C. 静压强 D. 真空度 【答案】A 【解析】密度等于质量除以体积，故选择A。 5. 以绝对零压作起点计算的压强，称为（ ）。 A. 绝对压强 B. 表压强 C. 静压强 D. 真空度 【答案】A 【解析】以绝对零压作起点计算的压强，称为绝对压强，简称绝压。 6. 当被测流体的（ ）不小于外界大气压强时，所用的测压仪表称为压强表。 A. 真空度 B. 表压强 C. 相对压强 D. 绝对压强 【答案】B 【解析】考察的表压和绝压的关系。 7. 单位时间内流过管道任意截面的流体量称为（ ）。 A. 流速 B. 流线 C. 流量 D. 流函数 【答案】C 【解析】单位时间内流过管道任意截面的流体量称为流量。 8. 柏努利方程式中的\(gz\)项表示单位质量流体所具备的（ ）。 A. 位能 B. 动能 C. 静压能 D. 有效功 【答案】B 【解析】重点考察的是伯努利方程的计算公式。 9.流体在管内流动时，若流动类型为层流，则其雷诺数 （ ）。 A. Re＜2000 B. Re＞4000 C. 2000＜Re＜4000 D.1000＜Re＜3000 【答案】A 【解析】Re＜2000时，为层流。 2000＜Re＜4000时，为过度流。Re＞4000时，为湍流。 10. 转子流量计的设计原理是依据（ ）。 A. 流动时在转子的上、下端产生了压强差 B. 流体静力学原理 C. 质量守恒定律 D. 能量守恒定律 【答案】A 【解析】转子流量计的设计原理主要基于以下两个核心原理： 浮力和平衡力原理：当流体从下向上流过测量管时，流体动能作用在转子上，推动其上升。 转子受重力向下作用，浮力与动能提供的推力向上。 恒压降、变节流面积的流量测量法： 转子流量计采用恒压降，通过改变流体的流通面积来保持转子上下的差压恒定。当流体流过锥形管时，位于锥形管中的转子受到一个向上的力，使转子浮起。 三、简答题（本答题共4小题，第1、2、3、4小题分值分别为7、10、13、10分，共计40分） 1.（本小题7分）简述伯努利方程及其应用。 【答案】 含义：对于理想流体作稳定流动，在同一流管中任一处，每单位体积流体的动能、势能和该处压强之和是一个衡量。 它是水力学所采用的基本原理，即：动能+重力势能+压力势能=常数。其最著名的推论为：等高流动时，流速大，压力就小。它仅适用于粘度可以忽略、不可被压缩的理想流体。 伯努利方程是理想流体作稳定流动时的基本方程； 对于实际流体，如果粘滞性很小，如：水、空气、酒精等，可应用伯努利方程解决实际问题； 对于确定流体内部各处的压力和流速有很大的实际意义，在水利、造船、航空等部门有着广泛的应用。 2.（本小题10分）试分析影响流体流动阻力的因素有哪些？ 【答案】 影响流体流动阻力的因素主要包括以下几点： 1.形状和尺寸： 弯头的形状和尺寸直接影响流体阻力。例如，曲率半径较大的弯头，流体通过的距离虽然会增加，但流通却会更流畅。角度较大的弯头会产生更大的流体阻力，而180°的弯头则需要流体经过一个折返，造成的冲击阻力会更大。 2.流速和压力变化： 流体速度和压力损失：不锈钢弯头在引导流体转弯时，会导致流体产生旋转和涡流现象，进而使流速分布不均，增加流动阻力。流体在管道中遇到阻力时，需要消耗更多的能量来克服这些阻力，维持其流动状态。 3.布局和数量选择： 管道系统中弯头的数量和布局方式，同样对流体阻力产生影响。过多的弯头或不合理的布局，都可能增加流体阻力，从而增加能耗，降低输送效率。 4.流体特性分析： 流体的物理特性，如粘度和密度，也会影响其在不锈钢弯头处的阻力。特别是高粘度和高密度的流体，在弯头处产生的阻力往往更大。 3.（本小题13分）简述稳定流动和不稳定流动。 【答案】 根据流体流动过程中流动参数的变化情况，可以将流体的流动分为稳定流动与不稳定流动。 在流体流动过程中，流体的压力、流量流速等流动参数只与位置有关，而不随时间的延续而变化。像这种流动参数只与空间位置有关而与时间无关的流动，叫作稳定流动，也称定态流动。 由于没有流体的补充，贮槽内的液位将随着流动的进行而不断下降，从而导致流体的压力、流量、流速等流动参数不仅与位置有关，而且与时间有关。像这种流动参数既与空间位置有关又与时间有关的流动，叫不稳定流动，也称非定态流动。 4.（本小题10分）比较孔板流量计和转子流量计的工作原理和特点。 【答案】 孔板流量计 转子流量计 工作原理 基于孔板与流体的作用力来测量流量。它通过测量孔板的压降与流体的流量之间的关系来计算流体的体积流量。孔板流量计通常由一个在流动管道中安装的孔板和相应的差压传感器组成。当流体通过孔板时，孔板会造成流体速度的改变，从而引起差压的产生，通过测量差压，可以计算出流体的流量。 转子流量计：利用流体通过转子的旋转来测量流量。它基于转子绕轴心旋转的原理，通过测量转子旋转的角速度来计算流体的体积流量。转子流量计通常包括一对齿轮、一对转轴和一个流体室。当流体通过流体室时，齿轮将被流体推动并旋转，通过测量齿轮的旋转角速度，可以得到流体的流量。 适用范围 适用于流量变化范围较大的液体和气体介质，如自来水、蒸汽等。 适用于粘度较低、流速较高的液体介质，如水、溶剂等，也可以用于测量气体流量，但需要考虑气体密度和压缩性的影响。 精度和可靠性 精度相对较低，一般在±1%~2%之间，对流体的温度和密度变化较为敏感，需要进行温度和压力补偿以提高测量的准确性。 精度和可靠性：精度较高，一般可以达到±0.5%~1%，测量结果受到流体温度、压力、粘度等因素的影响较小，具有较高的可靠性和稳定性。 安装和维护 相对较容易安装和维护，安装时只需在管道上适当的位置安装孔板，并连接好差压传感器即可。 需要较长的直管段来确保流体的稳定流动，避免流量测量的误差。在安装时，需要考虑流道的阻力和压降。维护时，需要定期检查齿轮和轴承的磨损情况，并进行必要的清洗和校准。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 《化工单元操作》（化工版第三版） 项目一 流体输送 课题二 流体流动 时间：60分钟 总分：100分 班级 姓名 学号 成绩 一、填空题（本大题共10小题，每小题3分，共30分） 1. 化工生产中，物料衡算的理论依据是 。 2. 液柱压力计量是基于 原理的测压装置。 3. 流体体积流量用 来计算；质量流量用 来计算；而流体流速用 来计算。 4. 柏努利方程实验中，在一定流速下某测压管显示的液位高度为静压头，当流速再增大时液位高度 。 5. 实际流体是指 。 6. 在静止流体内，同一水平面上各点的静压强 。 7. 流体在水平管内作稳定连续流动时，当流经直径小处，流速会 。 8. 层流内层影响传热、传质，其厚度越大，传热、传质的阻力 。 9.流体的雷诺数计算公式为Re = ，其中d为 ，u为 ，ρ为 ，μ为 。 10.流体阻力可分为 和 。 二、选择题（本大题共10小题，每小题3分，共30分） 1.单位体积流体所具有的（ ）称为流体的密度。 A. 质量 B. 粘度 C. 位能 D. 动能 2. 流体是由无数分子集团所组成的（ ）。 A. 空白 B. 连续 C. 辐射 D. 漂流 3. 一般而言，气体是（ ）的流体。 A. 可移动 B. 可压缩 C. 可流动 D. 可测量 4. 在静止的流体内，单位面积上所受的压力称为流体的（ ）。 A. 绝对压强 B. 表压强 C. 静压强 D. 真空度 5. 以绝对零压作起点计算的压强，称为（ ）。 A. 绝对压强 B. 表压强 C. 静压强 D. 真空度 6. 当被测流体的（ ）不小于外界大气压强时，所用的测压仪表称为压强表。 A. 真空度 B. 表压强 C. 相对压强 D. 绝对压强 7. 单位时间内流过管道任意截面的流体量称为（ ）。 A. 流速 B. 流线 C. 流量 D. 流函数 8. 柏努利方程式中的\(gz\)项表示单位质量流体所具备的（ ）。 A. 位能 B. 动能 C. 静压能 D. 有效功 9.流体在管内流动时，若流动类型为层流，则其雷诺数 （ ）。 A. Re＜2000 B. Re＞4000 C. 2000＜Re＜4000 D.1000＜Re＜3000 10. 转子流量计的设计原理是依据（ ）。 A. 流动时在转子的上、下端产生了压强差 B. 流体静力学原理 C. 质量守恒定律 D. 能量守恒定律 三、简答题（本答题共4小题，第1、2、3、4小题分值分别为7、10、13、10分，共计40分） 1.（本小题7分）简述伯努利方程及其应用。 2.（本小题10分）试分析影响流体流动阻力的因素有哪些？ 3.（本小题13分）列举常用流量计的类型和工作原理。 4.（本小题10分）比较孔板流量计和转子流量计的工作原理和特点。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$