化工原理习题集答案.docx

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化工原理习题集答案

“化工原理”第一章复习题及参考答案

一、填空题：

1.（3分）雷诺准数的表达式为________________。

当密度ρ＝1000kg/m3,粘度μ=1厘泊的水,在内径为d=100mm,以流速为1m/s在管中流动时,其雷诺准数等于__________,其流动类型为______.（Re=dｕρ/μ;105；湍流）

2.（2分）某流体在圆管中呈层流流动,今用皮托管测得管中心的最大流速为2m/s,此时管内的平均流速为_________.（1m/s）

3.（2分）牛顿粘性定律用粘滞力的表达式为_______________.用剪应力的表达式为_______________.（F'=μAdu/dy;τ=μdu/dy）

4.（2分）当地大气压为750mmHg时,测得某体系的表压为100mmHg,则该体系的绝对压强为_________mmHg,真空度为_______mmHg.（850;-100）

5.（2分）圆管中有常温下的水流动,管内径d=100mm,测得其中的质量流量为11.8kg/s/,其体积流量为___________.平均流速为__________.（0.0118m3/s,1.5m/s）

6.（4分）当20℃的水（ρ=998.2kg/m3,μ=1.005厘泊）在内径为100mm的光滑管内流动时,若流速为1.0m/s时,其雷诺准数Re为______,直管摩擦阻力系数λ为_____.（9.93×104;0.0178）

7.（2分）某长方形截面的通风管道,其截面尺寸为30×20mm,其当量直径de为__.（24mm）

8.（3分）测量流体流量的流量计主要有如下四种:

_____,______,____,_______,测量管内流体点的速度,则用____.（转子流量计;孔板流量计;丘里流量计;湿式气体流量计;皮托管）

9.（2分）测量流体压强的仪器主要有如下两种:

______,_____.（U管压差计;弹簧压力计）

10.（4分）计算管道流体局部阻力的方法有:

________,____________,其相应的阻力计算公式为_____________,____________,（当量长度法;阻力系数法;hf=λ（le/d）（u2/2g）;hf=（u2/2g））

11.（3分）题号1038第1章知识点400难度容易

在流体阻力计算中,当量长度的定义是_______________________________________.

（能产生与某局部阻力相当的直管长度,称为该局部阻力的当量长度。

）

12.（2分）管出口的局部阻力系数等于________,管入口的局部阻力系数等于______.（1.0;0.5）

13.（3分）理想流体是指＿＿＿＿______＿＿＿；而实际流体是指＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（没有粘性、没有摩擦阻力、液体不可压缩；具有粘性、有摩擦力、液体可压缩、受热膨胀、消耗能量。

）

14.（3分）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。

（Vs＝u.Ams＝u.A.ρu＝Vs/A）

15.（3分）流体在园直管内流动，当Re≥4000时的流型称为＿＿＿，其平均速度与最大流速的关系为＿＿＿＿＿＿，而Re≤2000的流型称为＿＿＿，其平均速度为＿＿＿＿＿＿。

（湍流，um＝0.8umax，滞流，um＝0.5umax。

）

16.（3分）流体体积流量一定时,有效截面扩大,则流速＿＿＿,动压头＿＿＿,静压头＿＿＿。

（填增加,减少,不变）（减少,减少,增加。

）

17.（2分）当量直径的定义是de＝＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿,在套管环间流动的流体,外管的内径是d1,内管的外径是d2,则当量直径de＝＿＿＿＿＿＿＿。

（de＝4×流通截面积/浸润周边;de＝d1－d2）

18.流体的粘度指__________________________。

粘度值随温度变化而变化,对于液体，温度升高，粘度________；对于气体，温度升高，粘度________。

（流体流动时,相邻流体层间,在单位接触面上,速度梯度为1时,所产生的内摩擦力;减少;增大）

19.（2分）米糠油在管中作流动,若流量不变,管径不变,管长增加一倍,则摩擦阻力损失为原来的______倍。

（2倍）

20.（3分）柏努利方程如衡算基准以J/kg表示,柏努利方程可表示为＿＿＿＿＿＿＿＿＿______________＿,若用J/m3表示则可表示为________＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（gZ1+P1/ρ+u12/2=gZ2+P2/ρ+u22/2+∑Wf;ρgZ1+P1+u12/2×ρ=ρgZ2+P2+u22/2×ρ+∑Wfg）

21..（2分）孔板流量计和转子流量计的最主要区别在于：

前者是恒______,变_____；后者是恒_________,变_________。

（截面；压差；压差；截面）

22.（2分）在测速管中,测压孔正对水流方向的测压管液位代表______,流体流过测速管侧壁小孔的测压管液位代表__________。

（冲压头；静压头）

23.（3分）某流体在圆形直管中作滞流流动时,其速度分布是_______型曲线,其管中心最大流速为平均流速的_______倍,摩擦系数λ与Re的关系为___________。

（抛物线；;2倍;λ＝64/Re）

24.（3分）水由敞口恒液位的高位槽通过一管道流向压力恒定的反应器,当管道上的阀门开度减小后,水流量将_____,摩擦系数________,管道总阻力损失________。

（减小;增大;不变）

25.（2分）流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是流体具有_________。

（粘性）

26.（2分）液体在等直径的管中作稳态流动,其流速沿管长_______,由于有摩擦阻力损失,静压强沿管长_________。

（不变;降低）

27.（4分）流体在圆形直管中作层流流动,如果流量等不变,只是将管径增大一倍,则阻力损失为原来的________。

（1/16）

28（4分）液体在园管内作稳定连续滞流流动时,其摩擦阻力损失与管内径的______次方成反比。

（2）

29.（2分）水塔内的水能通过管路引至各车间使用,这是因为水塔内的水具有______。

（高位压头）

30.（4分）流体在园管内流动时,由于流体具有粘性,使得___________处速度为零,管的________处速度最大。

（管壁；中心）

31.（4分）测量流体的流量一般可采用________________________等流量计。

测量管内流体点速度,则用_____________。

（孔板；文丘里；转子；皮托管。

）

32..（3分）在输送液体的管路中,要使P1-P2=△Pf的条件_________________。

（管径相等，处于同一水平面，无外加能量。

）

33.（2分）圆管中有常温下的水流动,管内径d=100mm,测得中的体积流量为0.022mm3/s,质量流量为_________,平均流速为_______。

（22kg/s;2.8m/s）

1.（2分）一个被测量体系外柱按上一个U型压差计,出现如图情况,说明体系与大气压是（）关系（答案A）

A.体系＞大气压B.体系＜大气压C.体系＝大气压

2.（3分）从流体静力学基本方程了解到U型管压力计测量其压强差是（）（答案A）

A.与指示液密度、液面高度有关,与U形管粗细无关

B.与指示液密度、液面高度无关,与U形管粗细有关

C.与指示液密度、液面高度无关,与U形管粗细无关

3.（2分）层流与湍流的本质区别是：

（）。

（*答案*D）

A.湍流流速>层流流速；B.流道截面大的为湍流，截面小的为层流；

C.层流的雷诺数<湍流的雷诺数；D.层流无径向脉动，而湍流有径向脉动。

4.（2分）在稳定流动系统中,水由粗管连续地流入细管,若粗管直径是细管的2倍，则细管流速是粗管的（）倍。

***答案***（*答案*C）

A.2B.8C.4

5.（2分）柏努利方程的物理意义可以从题图中得到说明,若忽略A,B间的阻力损失，试判断B玻璃管水面所处的刻度。

（）

（*答案*A）

A.a位置B.c位置C.b位置

6.（2分）流体在管路中作稳态流动时,具有（）特点.（D）

A.呈平缓的滞流B.呈匀速运动

C.在任何截面处流速、流量、压强等物理参数都相等；

D.任一截面处的流速、流量、压强等物理参数不随时间而变化

7.（2分）园管的摩擦系数λ=64/Re公式的适用范围是（）。

（*答案*A）

A.滞流B.过渡流C.湍流

8.（4分）流体在园管内作滞流流动时,阻力与流速的（）成比例,作完全湍流时,则呈（）成比例。

（*答案*C；A）

A.平方B.五次方C.一次方

9.（2分）稳定流动是指流体在流动系统中,任一截面上流体的流速、压强、密度等与流动有关的物理量（）。

（*答案*A）

A.仅随位置变，不随时间变B.仅随时间变、不随位置变

C.既不随时间变，也不随位置变

10.（4分）如图所示,当阀门关闭时,E、F、G的压强关系为：

PE（）PG（）PF.当阀门打开后：

PE（）PG（）PF（***答案***A;A;C;C）

A.等于B.小于C.大于

三、判断题：

1.（2分）流体在园管内作稳定流动时,其流速与管径的一次方成反比。

（）（*答案*×）

2.（2分）当输送流体的管径一定时，增大流体的流量，雷诺准数减少。

（）（*答案*×）

3.（2分）牛顿粘性定律是：

流体的粘度越大,其流动性就越差。

（）（*答案*×）

4.（2分）流体在管内以湍流流动时,在近管壁处存在层流内层,其厚度随Re的增大而变薄。

（）（*答案*√）

5.（2分）当量直径即可用来计算非园形管的雷诺数（）；也可用来计算流体在非园形管内的流速。

（）（*答案*√;×）

6.（2分）流体在园管内流动时,管的中心处速度最大,而管壁处速度为零。

（）（*答案*√）

7.（2分）流体在园形管道中流动时,管壁处的流速为中心处流速的0.5倍。

（）（*答案*×）

8.（2分）液体在园形管中作滞流流动时,其它条件不变,而流速增加一倍,则阻力损失增加一倍（）（*答案*√）

9（2分）转子流量计可用来测量高压蒸汽（）和腐蚀性流体（）的流量。

（×;√）

10．（2分）题号1288第1章知识点100难度容易

　　在静止的处于同一水平面上的各点的液体的静压强都相等。

（）实验证明,当流体在管内流动达完全湍流时,λ与雷诺数的大小无关。

（）（*答案*×;√）

四、问答题

1.（8分）什么是流体连续稳定流动？

流体流动的连续性方程的意义如何？

***答案***流体连续稳定流动是指流体在流动时，流体质点连续的充满其所在空间，流体在任一截面上的流动的流速、压强和密度等物理量不随时间而变化。

流体流动的连续性方程是流体流动过程的基本规律，它是根据质量守恒定律建立起的，连续性方程可以解决流体的流速、管径的计算选择，及其控制。

2.（8分）Z1＋p1/ρｇ＝Z2＋p2/ρｇ

（1），ｐ＝ｐa＋ρｇh

（2）；这两个静力学方程式说明些什么？

***答案***

（1）说明静止的连续的同一流体,同一水平面上的各点，深度相同，它的压强亦相等；

（2）说明液体内部任一点的压强是液面深度的函数，距离液面越深，则压强越大，当液面压强变化，必将引起液体内部各点发生同样大小的变化。

3.（6分）如图,有一敞口高位槽,由管线与密闭的低位水槽相连接,

在什么条件下,水由高位槽向低位槽流动？

为什么？

***答案***

pa/ρ+Zg=p2/ρ+Σhf；

当（pa/ρ+Zg）>p2/ρ时,由1流向2,

当（pa/ρ+Zg）

4.（10分）用如图所示的实验装置得实验记录如下表所示：

皮托管编号

1

2

3

4

管内直径mm

12.7

21

12

12

皮托管测压孔高度mm

72

72

72

21

关闭阀A，玻管水柱高度mm

472

472

472

472

全开阀A皮托管测压孔

柱高度mm（平行水流方向）

435.5

407.5

405.1

376.5

全开阀A皮托管测压孔

柱高度mm（正对水流方向）

389.5

401.8

347.6

322

根据以上实验数据，回答下列问题：

（1）、第4点的位压头，静压头和动压头各为多少mmH2O？

（2）、水由第2点处流到3点处的阻力损失压头为多少mmH2O？

（3）、第1点的速度为多少m/s?

***答案***

（1）Z4=21（mmH2O）,P4/（ρg）=H4-Z4=322-21=301（mmH2O）；

h动4=u42/（2g）=376.5-322=54.5（H2O）

（2）hf（2-3）=407.5-405.1=2.4（mmH2O）

（3）∵u12/（2g）=435.5-389.5=46（mmH2O）；∴u1=0.95m/s

“化工原理”第二章流体输送机械复习题

一、填空题：

1.（3分）某输水的水泵系统,经管路计算得,需泵提供的压头为He=19m水柱,输水量为0.0079m3/s,则泵的有效功率为________.***答案***1472w

2.（2分）离心泵的主要部件有如下三部分:

______,_____,_______.

***答案***泵壳;叶轮;泵轴

3.（2分）离心泵的主要参数有:

______,______,______,________.

***答案***流量;扬程;功率;效率

4．（3分）离心泵的特性曲线有:

_____________,_________________,___________________.

***答案***压头H～流量Q曲线；功率N～流量Q曲线；效率η～流量Q曲线

5．（2分）离心泵的最大安装高度不会大于_______________.***答案***10m

6.（2分）离心泵的工作点是如下两条曲线的交点：

______________,________________.

***答案***泵特性曲线H--Q；管路特性曲线H--Q

7．（3分）调节泵流量的方法有：

_____________,__________________,____________________.

***答案***改变出口阀门的开度；改变泵的转速；车削叶轮外径

8.（3分）液体输送设备有：

___________,___________,__________,___________,_______.

***答案***离心泵;往复泵;齿轮泵;螺杆泵;旋涡泵

9.（3分）气体输送设备有:

________,_________,___________.

***答案***通风机;鼓风机;压缩机

10.（3分）泵起动时，先关闭泵的出口开关的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿____________

**答案**降低起动功率，保护电机，防止超负荷而受到损伤;同时也避免出口管线水力冲击。

11.（3分）若被输送的流体粘度增高，则离心泵的压头＿＿＿，流量＿＿＿，效率＿＿＿，轴功率＿＿＿＿。

***答案***减小减小下降增大

12.离心泵的流量调节阀安装在离心泵＿＿＿管路上，关小出口阀门后，真空表的读数＿＿＿＿，压力表的读数＿＿__＿。

***答案***出口减小增大

13.（2分）流体输送设备按工作原理大致可分为四类即＿＿＿，＿＿，＿＿＿，＿＿＿＿。

***答案***离心式，往复式，旋转式，流体动力作用式

14.（2分）离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵会发生＿＿___＿＿现象。

***答案***气蚀

15.（2分）离心泵的扬程含义是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

***答案***离心泵给单位重量的液体所提供的能量。

16.（2分）离心泵叶轮按有无盖板可分为＿＿＿＿，＿＿＿＿＿，＿＿__＿＿。

***答案***敞式半敞式闭式（或开式，半开式，闭式）

17.（2分）离心泵铭牌上标明的流量和扬程指的是＿＿＿＿＿＿＿时的流量和扬程。

***答案***效率最高

18.（3分）用离心泵在两敞口容器间输液,在同一管路中，若用离心泵输送ρ＝1200kg/m3的某液体（该溶液的其它性质与水相同），与输送水相比，离心泵的流量＿＿＿＿＿＿＿,扬程＿＿＿＿＿,泵出口压力＿＿＿＿,轴功率＿＿＿。

（变大,变小,不变,不确定）

***答案***不变不变变大变大

19.（5分）离心泵用来输送常温的水，已知泵的性能为：

Q＝0.05m3/s时H＝20m；管路特性为Q＝0.05m3/s时，He＝18m，则在该流量下，消耗在调节阀门上的压头增值ΔH＝＿＿＿＿＿＿m；有效功率ΔN＝＿＿＿＿＿＿kw。

***答案***2;0.981

20.（2分）离心泵起动时，如果泵内没有充满液体而存在气体时，离心泵就不能输送液体。

这种现象称为__________现象。

***答案***气缚

21.（2分）离心泵采用并联操作的目的是________，串联操作的目的是_________。

***答案***提高流量；提高扬程

22.（2分）风机的风压是指_________的气体通过风机而获得的能量。

***答案**单位体积

23.（2分）离心通风机的性能曲线比离心泵的性能曲线多了一条____________曲线。

***答案***流量与静风压

二、选择题：

1.（2分）离心泵起动时，应把出口阀关闭，以降低起动功率，保护电机，不致超负荷工作，这是因为（）

A.Q启动＝0，N启动≈0；B.Q启动〉0，N启动〉0；C.Q启动0，N启动〈0

***答案***A

2.（2分）题号2073第2章知识点100难度容易

离心泵开动以前必须充满液体是为了防止发生（）

A.气缚现象B.汽蚀现象

C.汽化现象D.气浮现象

***答案***A.

3.（2分）题号2074第2章知识点100难度容易

离心泵最常用的调节方法是（）

A.改变吸入管路中阀门开度B.改变压出管路中阀门的开度

C.安置回流支路，改变循环量的大小D.车削离心泵的叶轮**答案***B.

4.（2分）离心泵的扬程，是指单位重量流体经过泵后能量的值（）

A.包括内能在内的总能量B.机械能

C.压能D.位能（即实际的升扬高度）***答案***B.

5.（2分）已知流体经过泵后，压力增大ΔPN/m2，则单位重量流体压力能增加为（）

A.ΔPB.ΔP/ρC.ΔP/（ρｇ）D.ΔP/（2ｇ）

***答案***C.

6.（2分）当离心泵内充满空气时，将发生气缚现象，这是因为（）

A.气体的粘度太小B.气体的密度太小

C.气体比液体更容易起漩涡

D.气体破坏了液体的连续性

***答案***B.

7.（2分）某同学进行离心泵特性曲线测定实验，启动泵后，出水管不出水，泵进口处真空计指示真空度很高，他对故障原因作出了正确判断，排除了故障，你认为以下可能的原因中，哪一个是真正的原因（）

A.水温太高B.真空计坏了

C.吸入管路堵塞D.排出管路堵塞

***答案***C.

8.（2分）题号2089第2章知识点100难度较难

在某校离心泵特性曲线实验装置中泵的安装高度为－1m，泵的入口处装一U形管压差计，则测得入口处的压力（）

A.自始至终大于大气压力

B.随着流量的增大，经历大于大气压力,等于大气压力,小于大气压力三个阶段C.自始至终小于大气压力D.自始至终等于大气压力

***答案***B.

9.（2分）一台试验用离心泵，开动不久，泵入口处的真空度逐渐降低为零，泵出口处的压力表也逐渐降低为零，此时离心泵完全打不出水。

发生故障的原因是（）

A.忘了灌水B.吸入管路堵塞

C.压出管路堵塞D.吸入管路漏气

***答案***D.

10.（2分）离心泵的允许吸上真空度随泵的流量增大而（）

A.增大B.减少C.不变

***答案***B

11.（2分）用离心泵将液体从低处送到高处的垂直距离，称为（）

A.扬程B.升扬高度C.吸液高度

***答案***B

12.（2分）流量调节，离心泵常用（），往复泵常用（）

A.出口阀B.进口阀C.旁路阀

***答案***A、C

13.（2分）输送气体的密度越大，则风机的风压（）

A.越高B.越低C.不变

***答案***A

14.（2分）欲送润滑油到高压压缩机的气缸中，应采用（）。

输送大流量，低粘度的液体应采用（）A.离心泵B.往复泵C.齿轮泵

***答案***C、A

15.（2分）用离心泵从河中抽水，当河面水位下降时，泵提供的流量减少了，其原因是（）。

A.发生了气缚现象B.泵特性曲线变了C.管路特性曲线变了

***答案***C

16.（2分）当离心泵输送的液体的粘度增大时，则其（）

A.扬程减少，流量、效率、轴功率均增大；B.扬程、流量、效率均降低，轴功率增大

C.扬程、效率增大，流量，轴功率减少；D.扬程、流量、效率均增大，轴功率减少

***答案***B

17.（2分）离心泵的吸液高度与（）无关

A.排出管路的阻力大小；B.吸入管路的阻力大小

C.当地大气压D.被输送液体的密度

***答案***A

三、问答题：

1.（12分）何谓离心泵的“气缚”和“气蚀”现象，它们对泵的操作有何危害？

应如何防止？

***答案***

“气缚”：

由于泵内存气，启动泵后吸不上液的现象，称“气缚”现象。

“气缚”现象发生后，泵无液体排出，无噪音，振动。

为防止“气缚”现象发生，启动前应灌满液体。

“气蚀”：

由于泵的吸上高度过高，使泵内压力等于或低于输送液体温度下的饱和蒸汽压时，液体气化，气泡形成，破裂等过程中引起的剥蚀现象，称“气蚀”现象，“气蚀”发生时液体因冲击而产生噪音、振动、使流量减少，甚者无液体排出。

为防止“气蚀”现象发生；泵的实际安装高度应不高于允许吸上高度。

2.（10分）为什么离心泵可用出口阀来调节流量？

往复泵可否采用同样方法调节流量？

为什么？

***答案***由离心泵的工作点知，改变泵出口阀的开度，使局部阻力改变，而管路特性曲线改变，流量随之改变，此法虽不经济，但对泵运转无其它影响；而往复泵属容积式泵，压头与流量基本无关，若关闭出口阀，则因泵内压力急剧升高，造成泵体。

管路和电机的损坏，故不宜用出口阀来调节流量。

3.（6分）离心泵的扬程和升扬高度有什么不同？

***答案***离心泵的扬程是指泵给以单位重量液体的有效能量、液体获得能量后，可将液体升扬到一定高度△Z，而且还要用于静压头的增量△P/ρg和动压头的增量