江南大学化工原理习题要点.docx

《化工原理****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 %
的盐水，同时以 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）
u=xi+yj+zk；
u=yzt i+xzt j +xyt k；
3） u x=2x 2+y ， uy=2y 2+z ， uz=-4（x+y）z+xy ；
4） ux=-2x ， uy=x+z ， uz=2（x+y） 。
2
2-4一不可压缩流体的流动，x万向的速度分量是ux=ax+by, z万向的速度分量为零，求 y万向的速度分
量uy,其中a与b为常数。已知y=0时uy=0 o （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 和 。 现有一设备需保持设备内绝对压
。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750mmH2。，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p,指
示液密度为P0,试导出用Ri表示的压强差计算式。如倾角 a为300时，若要忽略贮液器内的液面高
度 h 的变化，而测量误差又不得超过 %时，试确定 D/d 比值至少应为多少？
2-9—水箱用如附图所示的锥阀封水，锥阀底直径为 ,,阀重50kg。，
要求阀启动泄水，问外配锤重 w 应为多少？
:W
A
2-9附图
催 化 剂
2-10某流场可用下述速度向量式表达: 向量。（随体）
u （x, y, z, t） =xyzi+yj-3ztk。试求点（2, 1,2
1）处的加速度
2-11国际标准大气压取海平面为基准
贷= 3。从海平面一直到
z=0）o基准面上的物理量取为:
t0=288K ,
p0=101300Pa ,
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=To-住，其中To=288K,。11公里以上认为是温度不变（）的同温层。试分
（静）
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。
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&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 H和R,下层流体的粘度和密度为 白和及。压强梯度为 ④/3且与x和z无关。 求平板间的速度分布 u=Rz）。（注意在交界面上速度的大小是单值的，而且切应力 之也是单值的）。
（运动）
2-16温度为20s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:
（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。
A和B,且A>>B ,试
（柏）
流体射柱的射程最远?
2-17 —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