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文档分类:高等教育

江南大学化工原理习题要点.doc


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江南大学化工原理习题要点.doc
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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 0.25% 的盐水,同时以 1.2kg/s 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)
(1) u=x i+y j +zk;
(2) u=yzt i+xzt j+xyt k;
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( 3) ux=2x 2+y , uy=2y 2+z,uz=-4(x+y)z+xy ;
(4) ux=-2x ,uy=x+z ,uz=2(x+y) 。
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2-4 一不可压缩流体的流动,x方向的速度分量是ux=ax +by , z方向的速度分量为零,求 y方向的速度分 量uy,其中a与b为常数。已知y=0时uy=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 0.095MPa和0.062MPa。现有一设备需保持设备内绝对压
强为3.0kPa。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750mmH2O,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R1表示的压强差计算式。如倾角 a为30°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 0.1%时,试确定 D/d 比值至少应为多少?
2-9 一水箱用如附图所示的锥阀封水,锥阀底直径为 0.5m,高为0.6m,阀重50kg。当水位达1.5m时,
要求阀启动泄水,问外配锤重 w 应为多少?
2-10某流场可用下述速度向量式表达: 向量。(随体)
° jQ****题2-8附图****题2-9附图
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( z=0 )。基准面上的物理量取为: to=288K,po=1O13OOPa,
」o=1.225kg/m3。从海平面一直到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-2,其中To=288K, '=0.0065度/米。11公里以上认为是温度不变(216.5K)的同温层。试分 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。 (静)
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,试导岀其速度分布,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 4和:1,下层流体的粘度和密度为-2和::2。压强梯度为且与X和z无关。 求平板间的速度分布 U=f(Z)。(注意在交界面上速度的大小是单值的,而且切应力 .zx也是单值的)。
(运动)
2-16温度为20 C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。
2-17 一虹吸管放于水桶中,其位置如图所示。如果水桶和虹吸管的截面积分别为
计算虹吸管的流量。水看作是不可压缩理想流体,且受重力作用,运动是定常的。
A和B,且A»B,试
(柏)
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