化工原理第一章题库与解答
一、单选题
1．单位体积流体所具有的（）称为流体的密度。 A
A 质量；
B 粘度；
C 位能；
D 动能。
2．单位体积流体所具有的质量称为流体的（）。 A
A 密度；
B 粘度；
C 位能；
D 动能。
3．层流与湍流的本质区别是（）。 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．气体是（）的流体。 B
A 可移动；
B 可压缩；
C 可流动；
D 可测量。
5．在静止的流体内，单位面积上所受的压力称为流体的（）。 C
A 绝对压力；
B 表压力；
C 静压力；
D 真空度。
6．以绝对零压作起点计算的压力，称为（）。 A
A 绝对压力；
B 表压力；
C 静压力；
D 真空度。
7．当被测流体的（）大于外界大气压力时，所用的测压仪表称为压力表。 D
A 真空度；
B 表压力；
C 相对压力；
D 绝对压力。
8．当被测流体的绝对压力（）外界大气压力时，所用的测压仪表称为压力表。 A
A 大于；
B 小于；
C 等于；
D 近似于。
9．（）上的读数表示被测流体的绝对压力比大气压力高出的数值，称为表压力。 A
A 压力表；
B 真空表；
C 高度表；
D 速度表。
10．被测流体的（）小于外界大气压力时，所用测压仪表称为真空表。 D
A 大气压；
B 表压力；
C 相对压力；
D 绝对压力。
11. 流体在园管内流动时，管中心流速最大，若为湍流时，平均流速与管中心的最大流速的
关系为（）。 B
A. Um＝1/2Umax；
B. Um＝0.8Umax；
C. Um＝3/2Umax。
12. 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( )。 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。
13.层流底层越薄( )。 C
A. 近壁面速度梯度越小；
B. 流动阻力越小；
C. 流动阻力越大；
D. 流体湍动程度越小。
14.双液体U形差压计要求指示液的密度差( ) C
A. 大；
B. 中等；
C. 小；
D. 越大越好。
15.转子流量计的主要特点是( )。 C
A. 恒截面、恒压差；
B. 变截面、变压差；
C. 恒流速、恒压差；
D. 变流速、恒压差。
16.层流与湍流的本质区别是：( )。 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。
17.圆直管内流动流体，湍流时雷诺准数是（）。 B
A. Re ≤ 2000；
B. Re ≥ 4000；
C. Re = 2000～4000。
18.某离心泵入口处真空表的读数为 200mmHg ，当地大气压为101kPa, 则泵入口处的绝对压强为（）。 A
A. 74.3kPa；
B. 101kPa；
C. 127.6kPa。
19.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。 C
A. 2；
B. 8；
C. 4。
20.流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是（）。 C
A. 流动速度大于零；
B. 管边不够光滑；
C. 流体具有粘性。
21.在相同条件下，缩小管径，雷诺数（）。 A
A. 增大；
B. 减小；
C. 不变。
22.水在园形直管中作滞流流动，流速不变，若管子直径增大一倍，则阻力损失为原来的（）。
A
A. 1/4；
B. 1/2；
C. 2倍。
23．单位时间内流过管道任意截面的流体量称为（）。 C
A 流速；
B 流线；
C 流量；
D 流函数。
24．单位时间内流体在流动方向上所流过的（）称为流速。 C
A 宽度；
B 高度；
C 距离；
D 直线。
25．柏努利方程式中的（）项表示单位质量流体所具有的位能。 A
A gz；
B ；
C ；
D w e。
26．柏努利方程式中的项表示单位质量流体所具有的（）。 B
A 位能；
B 动能；
C 静压能；
D 有效功。
27．柏努利方程式中的（）项表示单位质量流体所具有的静压能。 C
A gz；
B ；
C ；
D w e。
28．柏努利方程式中的（）项表示单位质量流体通过泵（或其他输送设备）所获得的能量，称为有效功。 D
A gz；
B ；
C ；
D w e。
29．柏努利方程式中的（）项表示单位质量流体因克服流动阻力而损失的能量。 D
A gz；
B ；
C ；
D 。
30．流体在直管中流动，当（）≤2000时，流体的流动类型属于层流。 A
A Re；
B Pr；
C Nu；
D Gr。
31．流体在直管中流动，当Re（）4000时，流体的流动类型属于湍流。 B
A ＜；
B ≥；
C ≤；
D ≠。
32．流体在直管中流动，当2000＜（）＜4000时，流体的流动类型属于不稳定的过渡区。
A
A Re ；
B Pr ；
C Nu ；
D Gr 。
33．流体在管内作（ ）流动时，其质点沿管轴作有规则的平行运动。 A A 层流；B 湍流；C 过渡流；D 漩涡流。
34．流体在管内作（ ）流动时，其质点作不规则的杂乱运动。 B A 层流；B 湍流；C 过渡流；D 漩涡流。
35．流体在圆管内（ ）流动时，平均速度是最大速度的一半。 A A 层流；B 湍流；C 过渡流；D 漩涡流。
36．对于（ ），当量直径等于四倍的流通截面积除以润湿周边。 B A 圆形管；B 非圆形管；C 矩形管；D 直管。
二、填空题
1.流体静力学基本方程式
)(2112z z g p p -+=ρ
或
gh p p ρ+=0 2.定态流动的柏努利方程式––––能量衡算式
1kg 流体：
f h u
P gZ We u P gZ ∑+++=++
+
2222211
1ρρ [J/kg]
3．单位体积流体所具有的 质量 称为流体的密度。
4. 雷诺准数的表达式为_____ Re=d ｕρ/μ_____。当密度ρ＝1000kg.m ,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__10____,其流动
类型为__湍流__。
5. 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___ 850__mmHg, 真空度为__-100__mmHg 。
6. 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_113404__Pa, 真空度为_ -133402__Pa 。
7. 某物的比重为0.879, 其密度为_879kg/m 3_, 其比容为_0.00114 m 3
/kg _。
8. 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15.7kg./s, 其体
积流量为_0.0157m 3
/s ，平均流速为_ 2.0m/s 。
9. 当20℃的甘油(ρ=1261kg/m 3
, μ=1499厘泊)在内径为100mm 的管内流动时, 若流速为1.0m/s 时, 其雷诺准数Re 为__84.1__, 其摩擦阻力系数λ为__0.761__。
10.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__。
11.测量流体流量的流量计主要有如下四种:_ 转子流量计, 孔板流量计, _文丘里流量计,__ 湿式气体流量计_, 测量管内流体点的速度, 则用_皮托管___。
12.管出口的局部阻力系数等于__1.0__, 管入口的局部阻力系数等于__0.5__。
13.化工生产中，物料衡算的理论依据是＿质量守恒定律＿，热量衡算的理论基础是＿能量守恒定律＿。
14.流体体积流量一定时，有效截面扩大，则流速减少＿，动压头＿减少＿，静压头＿增加＿。
15.理想流体在变径管路中作稳定的连续流动时，在管子直径缩小的地方，其静压力 _减少_。
16.套管由φ57×2.5mm和φ25×2.5mm的钢管组成，则环隙的流通截面积等于_1633mm2 _______，润湿周边等于_242mm __，当量直径
等于_27mm _。
17.流体在等径管中作稳定流动，流体由于流动而有摩擦阻力损失，流体的流速沿管长 __不变__。
18.液柱压力计量是基于_流体静力学__原理的测压装置，用U形管压差计测压时，当一端与大气相通时，读数R表示的是___表压___或__真空度__。
19.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__2__倍。
20.米糠油在管中作层流流动，若流量不变，管长不变, 管径增加一倍，则摩擦阻力损失为原来的__1/16__倍。
21.当Re 为已知时，流体在圆形管内呈层流时的摩擦系数λ=__64/Re _，在管内呈湍流时，摩擦系数λ与___ Re __、___ε/d__有关。
22.液体的粘度随温度升高而__减小_，气体的粘度随温度的升高而_增大_。
23.某流体在圆形直管中作滞流流动时，其速度分布是_ 抛物线__型曲线，其管中心最大流速为平均流速的__2倍__倍，摩擦系数λ与Re的关系为__λ＝64/Re _。
24.牛顿型流体与非牛顿型流体的主要的区别是_牛顿型流体符合牛顿粘性定律__。
25.稳定流动的定义是__流动状况不随时间而变____。
三、计算题
1．一套管换热器的内管外径为80 mm, 外管内径为150 mm, 其环隙的当量直径为多少?
解：de = 4×= 4×= 150 – 80 = 70 mm
2．某液体在一管路中稳定流过，若将管子直径减小一半，而流量不变，则液体的流速为原流速的多少倍?
解：V = uA， u1A1 = u2A2， A = ，当 d1 = 2d2时
u1 = u2 ，有，，即
得 u2 = 4u1
3．一定量的液体在圆形直管内作滞流流动。若管长及液体物性不变，而管径减至原有的一半，问因流动阻力产生的能量损失为原来的多少倍？
解：流动阻力，设管径改变后，则根据u1A1 = u2A2
可得u2 = 4u1，滞流时，=
，，∴
4．某设备上真空表的读数为13.3×103 Pa，计算设备内的绝对压强与表压强。已知该地区大气压强为98.7×103 Pa。
解：绝对压强 = 大气压—真空度 = 98.7×103— 13.3×103 = 85.4×103 Pa 表压强 = —真空度 = —13.3×103 Pa
5．甲乙两地的平均大气压强分别为85.3×103 Pa和101.33×103 Pa，在甲地操作的真空精馏塔塔顶的真空表读数为80×103 Pa，在乙地操作时，若要求塔内维持相同的绝对压强，真空表读数应为多少?
解：在甲地绝对压强 = 大气压—真空度 = 85.3×103— 80×103 = 5.3×103 Pa 在乙地真空度 = 大气压—绝对压强 = 101.33×103— 5.3×103 = 96.03×103 Pa
6．在兰州操作的苯乙烯真空精馏塔顶的真空表读数为80×103 Pa，在天津操作时，若要求塔内维持相同的绝对压强，真空表的读数应为多少？兰州地区的平均大气压强为85.3×103 Pa，天津地区的平均大气压强为101.33×103 Pa。
解：在兰州绝对压强 = 大气压—真空度 = 85.3×103— 80×103 = 5.3×103 Pa 在天津真空度 = 大气压—绝对压强 = 101.33×103— 5.3×103 = 96.03×103 Pa
7．某设备的进、出口压强分别为1200 mmH2O（真空度）和1.6 kgf/cm2（表压）。若当地大气压为760 mmHg, 求此设备进、出口的压强差。（用SI制表示）
解：进口 P1（绝压）= P（大气压）- P（真空度）
出口 P2（绝压）= P（大气压）+ P（表压）
P1（真空度）= 1200 mmH2O = 0.12 kgf/cm2
P1（绝压）- P2（绝压）= - [P1（真空度）+P2（表压）]
= -（0.12+1.6）= -1.72 kgf/cm2
= -1.72×9.81×104 = -1.687×105 N/m2
11．有一内径为25 mm的水管，如管中水的流速为1.0 m/s，求：
（1）管中水的流动类型；
（2）管中水保持层流状态的最大流速（水的密度ρ=1000 kg/m3, 粘度μ= 1 cp）。
解：（1）Re = duρ/μ= 0.025×1×1000/0.001 = 25000＞4000
流动类型为湍流。
（2）层流时，Re ≤ 2000，流速最大时，Re = 2000，即duρ/μ= 2000
∴u = 2000μ/dρ= 2000×0.001/（0.025×1000）= 0.08 m/s
12．密度为850 kg/m3、粘度为8×10-3 Pa·s的液体在内径为14 mm的钢管内流动，液体的流速为1 m/s。计算：（1）雷诺准数，并指出属于何种流型；（2）若要使该流动达到湍流，液体的流速至少应为多少？
解：（1）Re = duρ/μ= 0.014×1×850/8×10-3 = 1487.5 ≤ 2000
流动类型为层流
（2）湍流时，Re ≥ 4000，流速最小时，Re = 4000，即duρ/μ= 4000
∴u = 4000μ/dρ= 4000×0.008/（0.014×850）= 2.69 m/s
13．用108×4 mm 的钢管从水塔将水引至车间，管路长度150 m（包括管件的当量长度）。
若此管路的全部能量损失为118 J/kg，此管路输水量为若干m3/h？（管路摩擦系数可取为0.02，水的密度取为1000 kg/m3）
解：能量损失118 J/kg
∴ u = 2.8 m/s
流量 V = uA = 2.8×79.13 m3/h
14．用Φ168×9 mm的钢管输送原油。管线总长100 km, 油量为60000 kg/h，油管最大抗压能力为1.57×107 Pa。已知50 ℃时油的密度为890 kg/m3, 粘度为181 cp。假定输油管水平放置，其局部阻力忽略不计。问：为完成上述输油任务, 中途需设几个加压站?
解：u1 = u2，Z1 = Z2，
u = V/A = (60000/890)/(3600×0.785×0.152) = 1.06 m/s
Re = duρ/μ= 0.15×1.06×890/(181×10-3) = 782
层流λ= 64/Re = 64/782 = 0.0818
ΔP =λ(l/d)(u2/2)ρ= 0.0818×(105/0.15)×(1.062/2)×890 = 2.72×107 Pa
n = 2.72×107/(1.57×107) = 1.73
中途应设一个加压站
15．在附图所示的储油罐中盛有密度为960 kg/m3的
油品。油面高于罐底9.6 m，油面上方为常压。
在罐侧壁的下部有一直径为760 mm圆孔，其中
心距罐底800 mm，孔盖用14 mm 的钢制螺钉紧
固。若螺钉材料的工作应力取为39.23×106 Pa，
问：至少需要几个螺钉？
解：设通过孔盖中心的水平面上液体的静压强为
p，则p就是管内液体作用与孔盖上的平均
压强。由流体静力学基本方程式知
作用在孔盖外侧的是大气压强 p a，故孔盖内外两侧所受压强差为
作用在孔盖上的静压力为
每个螺钉能承受的力为
螺钉的个数 = 3.76×104/6.04×103 = 6.23 个
即至少需要7个螺钉。
16．某流化床反应器上装有两个U管压差计，如本题附图所示。测得R1 = 400 mm，R2 = 50 mm，指示
液为水银。为防止水银蒸气向空间扩散，在右侧
的U管与大气连通的玻璃管内灌入一段水，其高
度R3 =50 mm。求A、B两处的表压强。
解：U管压差计连接管中是气体，其密度远远小于水
银及水的密度，由气柱高度所产生的压强差可以
忽略。设R2下端为C点，R1下端为D点，因此可
认为 PA≈PC,PB≈PD。
P A≈P C =ρH2O gR3 +ρHg gR2
= 1000×9.81×0.05 + 13600×9.81×0.05
= 7161 N/m2（表压）
P B≈P D = P A +ρHg gR1
= 7161 + 13600×9.81×0.4
= 6.05×104 N/m2（表压）
17．根据本题附图所示的微差压差计的读数，计算管路中气体的表压强p。压差计中以油和水为指示
液，其密度分别为920 kg/m3及998 kg/m3，U管
中油、水交界面高度差R = 300mm。两扩大室的
内径D 均为60 mm ，U 管内径d 为6 mm 。(当管路内气体压强等于大气压强时，两扩大室液面平齐。）
解：当管路内的气体压强等于大气压强时，两扩大室的液面平齐，则两扩大室液面差 Δh 与微差压差计读数R 的关系为
当压差计读数R = 300 mm 时，两扩大室液面差为
m
则管路中气体的表压强为
p =（998 - 920）×9.81×0.3 + 920×9.81×0.003 = 257 N/m 2
（表压） 18．用泵将水从水池送至高位槽。高位槽液面高于水池液面50m ，管路全部能量损失为20 J/kg ，流量
为36 m 3
/h ，高位槽与水池均为敞口。若泵的效率为60%，求泵的轴功率。（水的密度取为1000
kg/m 3
）
解：设水池液面为1-1＇截面，高位槽液面为2-2＇，以水池液面为基准水平面，在两截面
间列柏努利方程式。
22
11221222e f
u p u p
gz w gz h ρρ+++=+++∑
Z 1 = 0，Z 2 = 50 m ，u 1≈0，u 2≈0，P 1 = P 2 = 0（表压），Σhf = 20 J/kg
∴ we = 9.81×50 + 20 = 510.5 J/kg
水的质量流率 ws = 36×1000/3600 = 10 kg/s 有效功率 Ne = we ·ws = 510.5×10 = 5105 W
轴功率 N = 5105/0.6 = 8508.3 W
19．水以2.5m/s 的流速流经 38×2.5 mm 的水平管，
此管以锥形管与另一 38×3 mm 的水平管相连。如附图所示，在锥形管两侧A 、B 处各插入一垂直玻璃管以观察两截面的压强。若水流经A 、B 两截面间的能量损失为1.5 J/kg ，求两玻璃管的水面差（以mm 记），并在本题附图中画出两玻璃管中
水面的相对位置。（水的密度取为1000 kg/m 3
）
解：上游截面A-A ＇，下游截面B-B ＇，通过管子中心线作基准水平面。在两截面间列柏努
利方程式。
式中 ZA = ZB = 0，uA = 2.5 m/s ，ΣhfA,B = 1.5 J/kg
根据连续性方程式，对于不可压缩流体
有 m/s
两截面的压强差为
=
= 868.55 N/m 2
即
mmH 2O
由于
∴ pB ＞ pA
20. 如图所示，常温的水在管道中流过，两个串联的U 形管压差计中的指示液均为水银，密度为ρHg ，测压连接管内充满常温的水，密度为ρw ，两U 形管的连通管内充满空气。若测压前两U 形管压差计内的水银液面均为同一高度，测压后两U 形管压差计的读数分别为R 1、R 2，试求a 、b 两点间的压力差b a p p -。
解：
11gh p p w a ρ+=，11gh p p w a ρ-=
21p p =，132gR p p H g ρ+=，43p p =，254
p H g = 55gh p p w b ρ+=
5
2455gh gR p gh p p w H g w b ρρρ--=-=
()524113gh gR p gh gR p p p w H g
w H g b a ρρρρ----+=-
()5
121gh gh R R g w w H g ρρρ+-+=
而
211R h h +
=，22
5R
h h -=
所以
()?
?? ??-+??? ??--+=-222121R g gh R g gh R R g p p w w w w Hg b a ρρρρρ ()()()g R R R R g R R g w Hg w Hg 2121212121+???
??-=+-
+=ρρρρ
21.在如图所示的测压差装置中，U 形管压差计中的指示液为水银，其密度为ρHg ，其他管内均充满水，其密度为ρw ，U 形管压差计的读数为R ，两测压点间的位差为h ，试求a 、b 两测压点间的压力差
b a p p -。
2
解：由
11gh p p w a ρ+=
321p p p == gR
p p H g ρ+=43
54p p =
25gh gR p p w w b ρρ++=
所以 151413gh gR p gh gR p gh p p w H g w H g w a ρρρρρ++=++=+=
所以
2
1gh gR gh gR p p w w w H g b a ρρρρ--+=-
()21h h g gR gR w w H g -+-=ρρρ
gh gR gR w w H g ρρρ--=
()
h R g gR w H g +-=ρρ ()gh
gR w w H g ρρρ--=
22．用离心泵将水从储槽送至水洗塔的顶部，槽内
水位维持恒定，各部分相对位置如本题附图所
示。管路的直径均为 76×2.5 mm 。在操作条
件下，泵入口处真空表的读数为24.66×103
Pa ；水流经吸入管与排出管（不包括喷头）的能量
损失可分别按
与
计
算。由于管径不变，故式中u 为吸入或排出管的流速m/s 。排水管与喷头处的压强为98.07×103 Pa （表压）。求泵的有效功率。（水的密度
取为1000 kg/m 3
）
解：（1）水在管内的流速与流量
设储槽水面为上游截面1-1＇，真空表连接处为下游截面2-2＇，并以截面1-1＇为基准水
平面。在两截面间列柏努利方程。
式中 Z 1 = 0，Z 2 = 1.5 m ，p 1 = 0（表压），p 2 = -24.66×103
Pa （表压）
u 1 ≈0，
将上列数值代入柏努利方程式，解得水在管内的流速u 2
m/s
水的流量 ws = uA ρ=
kg/s （2）泵的有效功率
设储槽水面为上游截面1-1＇，排水管与喷头连接处为下游截面2-2＇，仍以截面1-1＇为
基准水平面。在两截面间列柏努利方程。
2
22
112212122e f f u p u p
gz w gz h h ρρ+++=++++∑∑
式中 Z 1 = 0，Z 2 = 14 m ，u 1 ≈0，u 2 = 2 m/s ，p 1 = 0（表压） p 2 =98.07×103
Pa （表压），
将上列数值代入柏努利方程式，解得
J/kg
泵的有效功率 Ne = we ·ws = 285.41×7.92 = 2260 W 23．在本题附图所示的实验装置中，于异径水平管段两截面间连一倒置U 管压差计，以测量两截面之间的压强差。当水的流量为10800 kg/h 时，U 管压差计读数R 为100 mm 。粗、细管的直径分别为Φ60×3.5 mm 与Φ42×3 mm 。计算：（1）1kg 水流经两截面间的能量损失；（2）与该能量损失相当的压强降为多少Pa ？（水的密度取为1000
kg/m 3
）
解：（1）1kg 水流经两截面间的能量损失 设导管在上游的连接处为截面1-1＇，下游的连
接处为截面2-2＇，并通过管轴作基准水平面。 在两截面间列柏努利方程
式中 Z 1 = Z 2 = 0，u = w s /A ρ
m/s
m/s
∵
， ∴
J/kg
将以上各数值代入柏努利方程式，解得
w e
J/kg
（2）与该能量损失相当的压强降
N/m2
24．在图示装置中，水管直径为Φ57×3.5 mm。当
阀门全闭时，压力表读数为0.3大气压, 而在
阀门开启后，压力表读数降至0.2大气压。设
管路入口至压力表处的压头损失为 0.5 mH2O，
求水的流量为若干m3/h？
解：阀门全闭时，由 P2 =ρgH，H = 0.3×1.013×105/（1000×9.81）= 3.1 m
即水槽液面距阀门中心线的高度为3.1 m。
阀门开启时，以水槽液面为上游截面1-1＇，压力表处为下游截面2-2＇，管路中心线为基准水平面。在两截面间列柏努利方程式
Z1 = H = 3 m，Z2 = 0，P1 = 0，P2 = 0.2×1.013×105 Pa，u1≈0，Σhf/g = 0.5 mH2O
代入上式
3.1 = 0.2×1.013×105/（1000×9.81）+/（2×9.81）+ 0.5
解得 u2 = 3.24 m/s
Vh=（π/4）d2u×3600 = 22.9 m3/h
25．如图所示，密度为850 kg/m3的料液从高位槽送
入塔中，高位槽内的液面维持恒定。塔内表压强
为9.81×103 Pa，进料量为5 m3/h。连接管直径
为38×2.5 mm，料液在连接管内流动时的能
量损失为30J/kg（不包括出口的能量损失）。求：
高位槽内的液面应比塔的进料口高出多少？
解：以高位槽液面为上游截面1-1＇，连接管出口内侧为下游截面2-2＇，并以截面1-1＇为基准水平面。在两截面间列柏努利方程式。
式中 Z1 = 0，u1≈0，m/s
p1 = 0（表压），p2 = 9.81×103 Pa（表压），Σhf = 30 J/kg
将上述数值代入柏努利方程，解得
m
高位槽内的液面应比塔的进料口高4.37 m。
26．如图所示，用泵将储槽中密度为1200 kg/m 3
的溶
液送到蒸发器内。储槽内液面维持恒定，其上方与大气相同。蒸发器内的操作压强为200mmHg （真空度），蒸发器进料口高于储槽内的液面15 m ，输送管道的直径为
68×4 mm ，送料量为20 m 3
/h ，溶液流径全部管道的能量损失为120 J/kg ，求泵的有效功率。
解：以储槽的液面为上游截面1-1＇，管路出口内侧为下游截面2-2＇，并以截面1-1＇为
基准水平面。在两截面间列柏努利方程式。
22
11221222e f
u p u p
gz w gz h ρρ+++=+++∑
式中 Z 1 = 0，Z 2 = 15 m ， p 1 = 0（表压），
Pa （表压）
u 1 ≈0，
m/s ，Σhf = 120 J/kg
将以上各项数值代入柏努利方程中
J/kg
kg/s
Ne = we ·ws =246.9×6.67 = 1647 W
27．附图中所示的高位槽液面维持恒定，管路中ab 和cd 两段的长度、直径及粗糙度均相同。某液体以一定流量流过管路，液体在流动中温度可视为不变。问：（1）液体通过ab 和cd 两管段的能量损失是否相等？（2）此两管段的压强差是否相等？写出它们的表达式。
解：（1）直管的能量损失
管段ab 与cd 中，长度、直径均相同；流量不变则流速相同；温度不变，密度相同，粘度相
同，则雷诺数相同；又由于粗糙度相同，则摩擦系数相同，所以两管段的能量损失相等。
（2）两管段的压强差不相等。 在两管段上分别列柏努利方程式
ab 管段
式中 ua = ub ，则
w e
w s
cd 管段
式中 uc = ud ，Zc = Zd ，则
28.有两个液面高度相差6m 的贮槽，其底部彼此用管道连接（本题附图所示）。A 槽底面出口连接一根直径为600mm 、长为3000m 的管道BC,在接点C 管路分为两支管分别与下槽相通，支路CD 和CE 的长度皆为2500m 、直径均为250mm ，若已知摩擦系数值均为0.04，试求A 槽向下槽的流量为多少？（忽略所有的局部阻力）
解：在分支点C 所在截面与F 水槽液面之间分别列支路CD 和CE 的机械能衡算式可确定：
2
2fCD
fCE
l u h
h d g λ
==∑∑
由于d CD =dCE,故可判断出u CD =u CE VBC=2VCD
即220620.254
4
BC CD
u u π
π
?.?=?
??
2.88CD BC u u =
在两水槽液面之间列机械能衡算方程：
22
22A A F F
A F
fA F p u p u z z h g g g g ρρ-++=+++∑（a ）
式中：pA=pF=0(表压)，uA=uF ≈0,zA-zF=6m,
22
22BC BC CD CD fA F
BC CD l u l u h
d g d g λλ-=+∑
22
(2.88)300025000.040.040.620.252BC BC u u g g =??+?
2
179.3BC
u =
将以上数据代入（a ）式中，并整理解得0.183/BC u m s =
.
2330.60.1830.0517/186/4
BC V m s m h
π
=
??==
∴
∴
29.如本题附图所示用泵将20℃水经总管分别打人容器A 、B 内，总管流量为176m3/h ，总管直径为Φ168x5mm,C 点处压力为1. 97kgf/cm2 (表) ,求泵供给的压头及支管CA 、CB 的阻力（忽略总管内的阻力）。
解：（1）总管流速
2
2
176
2.49/36000.7850.158
4
c o
V
u m s d π
=
=
=??
在图示的O-O 与C-C 截面之间列机械能衡算方程：
22
()2C O C O
e C O O C
p p u u H z z h g g ρ---=++-+∑
式中：
1.9798100193257,0,
2.49/,C O O C p p Pa u u m s -=?=≈=
2,0
C O fO C z z m h --=-≈∑
（2）求支路阻力
在C-C 和A-A 截面之间列机械能衡算方程：
22
22C C A A
C A
fCA p u p u z z h g g g g ρρ++=+++∑
式中：193257, 2.49/,0,16C A C A pC PA Pa u m s u z z m -===-=-，故支路CA 的阻
力为
2193257 2.4916 4.010009.8129.81CA
hf
m =+-=??∑液柱
同理
22()
2C B C B CB
C B p p u u hf
z z g g ρ--=++-∑
2(1.971)98100 2.490
8 2.010009.8129.81m
-?-=+-=??液柱
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沉降与过滤一章习题及答案 一、选择题 1、 一密度为7800 kg/m 3 的小钢球在相对密度为1.2的某液体中的自由沉降速度为在20℃水中沉降速度的1/4000，则此溶液的粘度为 （设沉降区为层流）。D ?A 4000 mPa ·s ； ?B 40 mPa ·s ； ?C 33.82 Pa ·s ； ?D 3382 mPa ·s 2、含尘气体在降尘室内按斯托克斯定律进行沉降。理论上能完全除去30μm 的粒子，现气体处理量增大1倍，则该降尘室理论上能完全除去的最小粒径为 。D A ．m μ302?； B 。m μ32/1?； C 。m μ30； D 。m μ302? 3、降尘室的生产能力取决于 。 B A ．沉降面积和降尘室高度； B ．沉降面积和能100%除去的最小颗粒的沉降速度； C ．降尘室长度和能100%除去的最小颗粒的沉降速度； D ．降尘室的宽度和高度。 4、降尘室的特点是 。D A ． 结构简单，流体阻力小，分离效率高，但体积庞大； B ． 结构简单，分离效率高，但流体阻力大，体积庞大； C ． 结构简单，分离效率高，体积小，但流体阻力大； D ． 结构简单，流体阻力小，但体积庞大，分离效率低 5、在降尘室中，尘粒的沉降速度与下列因素 无关。C A ．颗粒的几何尺寸 B ．颗粒与流体的密度 C ．流体的水平流速； D ．颗粒的形状 6、在讨论旋风分离器分离性能时，临界粒径这一术语是指 。C A. 旋风分离器效率最高时的旋风分离器的直径; B. 旋风分离器允许的最小直径; C. 旋风 分离器能够全部分离出来的最小颗粒的直径; D. 能保持滞流流型时的最大颗粒直径 7、旋风分离器的总的分离效率是指 。D A. 颗粒群中具有平均直径的粒子的分离效率; B. 颗粒群中最小粒子的分离效率; C. 不同粒级(直径范围)粒子分离效率之和; D. 全部颗粒中被分离下来的部分所占的质量分率 8、对标准旋风分离器系列，下述说法哪一个是正确的 。C A ．尺寸大，则处理量大，但压降也大； B ．尺寸大，则分离效率高，且压降小； C ．尺寸小，则处理量小，分离效率高； D ．尺寸小，则分离效率差，且压降大。 9、恒压过滤时， 如滤饼不可压缩，介质阻力可忽略，当操作压差增加1倍，则过滤速率为原来的 。 B A. 1 倍； B. 2 倍； C.2倍； D.1/2倍 10、助滤剂应具有以下性质 。B A. 颗粒均匀、柔软、可压缩; B. 颗粒均匀、坚硬、不可压缩; C. 粒度分布广、坚硬、不可压缩; D. 颗粒均匀、可压缩、易变形 11、助滤剂的作用是 。B A ． 降低滤液粘度，减少流动阻力； B ． 形成疏松饼层，使滤液得以畅流； C ． 帮助介质拦截固体颗粒； D ． 使得滤饼密实并具有一定的刚性 12、下面哪一个是转筒真空过滤机的特点 。B A ．面积大，处理量大； B ．面积小，处理量大； C ．压差小，处理量小； D ．压差大，面积小 13、以下说法是正确的 。B A. 过滤速率与A(过滤面积)成正比; B. 过滤速率与A 2 成正比; C. 过滤速率与滤液体积成正比; D. 过滤速率与滤布阻力成反比 14、恒压过滤，如介质阻力不计，过滤压差增大一倍时，同一过滤时刻所得滤液量 。C A. 增大至原来的2倍; B. 增大至原来的4倍; C. 增大至原来的 倍; D. 增大至原 来的1.5倍 15、过滤推动力一般是指 。 B
化工原理试题及答案
中南大学考试试卷(A) 2013 ~ 2014 学年2 学期时间110分钟化工原理课程48 学时 3 学分考试形式: 闭卷 专业年级:化工?制药?应化11级总分100分，占总评成绩70 % 一、选择填空(35分) 1?(2分) 某离心泵入口处真空表的读数为 200mmHg ，当地大气压为101kPa，则泵入口处的绝对压强为( )? A. 74.3kPa; B. 101kPa; C. 127.6kPa? 2?(2分) 水在圆形直管中作滞流流动，流速不变，若管子直径增大一倍，则阻力损失为原来的( )? A. 1/4; B. 1/2; C. 2倍? 3?(4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Pa，真空度为Pa? 4?(2分) 一球形石英颗粒，分别在空气和水中按斯托克斯定律沉降，若系统温度升高，则其在水中的沉降速度将，在空气中的沉降速度将? 5?(5分) 套管由Φ57×2.5mm和Φ25×2.5mm的钢管组成，则环隙的流通截面积等于，润湿周边等于，当量直径等于? 6?(2分) 板框压滤机中，最终的过滤速率是洗涤速率的( )? A.一倍 B.一半 C.四倍 D.四分之一
7?(4分) 冷热水通过间壁换热器换热，热水进口温度为90o C，出口温度为50o C，冷水进口温度为15o C，出口温度为53o C，冷热水的流量相同，且假定冷热水的物性为相同，则热损失占传热量的( )? A?5%; B?6%; C?7%; D?8%; 8?(2分) 为了减少室外设备的热损失，保温层外所包的一层金属皮应该是( ) A?表面光滑，颜色较浅; B?表面粗糙，颜色较深; C?表面粗糙，颜色较浅; D?表面光滑，颜色较深; 9?(4分) 黑体的表面温度从300℃升至600℃，其辐射能力增大到原来的倍?10?(1分) 采用多效蒸发的目的是为了提高( )? A. 完成液的浓度; B. 加热蒸汽经济程度; C. 生产能力 11、(1分) 多效蒸发中，蒸汽消耗量的减少是通过增加( )而换取的? A. 传热面积; B. 加热蒸汽压力; C. 传热系数 12?(1分) ( )加料的多效蒸发流程的缺点是料液粘度沿流动方向逐效增大，致使后效的传热系数降低? A. 并流; B. 逆流; C. 平流 13?(1分) 离心泵的调节阀( ) ， A.只能安在进口管路; B.只能安在出口管路上; C.安装在进口管路和出口管路上均可; D.只能安在旁路上 14?(1分) 泵的工作点( )? A 由泵铭牌上的流量和扬程所决定; B 即泵的最大效率所对应的点; C 由泵的特性曲线所决定; D 是泵的特性曲线与管路特性曲线的交点?15?(3分) 在旋风分离器中，某球形颗粒的旋转半径为0.4 m，切向速度为15 m/s ?当颗粒与流体的相对运动属层流时，其分离因数K c为?
(完整版)化工原理复习题及习题答案
化工原理（上）复习题及答案 一、填空题 1.在阻力平方区内，摩擦系数λ与（相对粗糙度）有关。 2.转子流量计的主要特点是（恒流速、恒压差）。 3.正常情况下，离心泵的最大允许安装高度随泵的流量增大而（减少）。 4.气体在等径圆管内作定态流动时，管内各截面上的（质量流速相等）相等。 5.在静止流体内部各点的静压强相等的必要条件是（在同一种水平面上、同一种连续的流 体） 6.离心泵的效率η和流量Q的关系为（Q增大，η先增大后减小） 7.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与（指示液密度、液面高 度）有关。 8.离心泵开动以前必须充满液体是为了防止发生（气缚）现象。 9.离心泵在一定的管路系统工作，如被输送液体的密度发生变化(液体其余性质不变)，则 扬程（不变）。 10.已知列管换热器内外侧对流传热系数分别为αi和αo且αi>>αo,则要提高总传热系数， 关键是（增大αo）。 11.现场真空表的读数为8×104 Pa，该处绝对压力为（2×104 Pa ）（当时当地大气压为 1×105 Pa）。 12.为防止泵发生汽蚀，则要求装置的汽蚀余量（大于）泵的必需汽蚀余量。（大于、 小于、等于） 13.某流体于内径为50mm的圆形直管中作稳定的层流流动。其管中心处流速为3m/s，则 该流体的流量为（10.60 ）m3/h，管壁处的流速为（0 ）m/s。 14.在稳态流动系统中，水连续地从粗管流入细管。粗管内径为细管的两倍，则细管内水的 流速是粗管内的（4 ）倍。 15.离心泵的工作点是指（泵）特性曲线和（管路）特性曲线的交点。 16.离心泵的泵壳做成蜗壳状，其作用是（汇集液体）和（转换能量）。 17.除阻力平方区外，摩擦系数随流体流速的增加而（减小）；阻力损失随流体流速的 增加而（增大）。 18.两流体通过间壁换热，冷流体从20℃被加热到50℃，热流体从100℃被冷却到70℃， 则并流时的Δt m= （43.5 ）℃。 19.A、B两种流体在管壳式换热器中进行换热，A为腐蚀性介质，而B无腐蚀性。（A腐 蚀性介质）流体应走管内。
《化工原理》试题库答案
《化工原理》试题库答案 一、选择题 1．当流体在密闭管路中稳定流动时，通过管路任意两截面不变的物理量是（A）。 A.质量流量 B.体积流量 C.流速 D.静压能 2. 孔板流量计是( C )。 A. 变压差流量计，垂直安装。 B. 变截面流量计，垂直安装。 C. 变压差流量计，水平安装。 D. 变截面流量计，水平安装。 3. 下列几种流体输送机械中，宜采用改变出口阀门的开度调节流量的是（C）。 A．齿轮泵 B. 旋涡泵 C. 离心泵 D. 往复泵 4．下列操作中，容易使离心泵产生气蚀现象的是（B）。 A．增加离心泵的排液高度。 B. 增加离心泵的吸液高度。 C. 启动前，泵内没有充满被输送的液体。 D. 启动前，没有关闭出口阀门。 5．水在规格为Ф38×的圆管中以s的流速流动，已知水的粘度为1mPa·s则其流动的型态为（C）。 A.层流 B. 湍流 C. 可能是层流也可能是湍流 D. 既不是层流也不是湍流 6．下列流体所具有的能量中，不属于流体流动的机械能的是（D）。 A. 位能 B. 动能 C. 静压能 D. 热能 7．在相同进、出口温度条件下，换热器采用（A）操作，其对数平均温度差最大。 A. 逆流 B. 并流 C. 错流 D. 折流 8．当离心泵输送液体密度增加时，离心泵的（C）也增大。 A．流量 B.扬程 C.轴功率 D.效率 9．下列换热器中，需要热补偿装置的是（A）。 A．固定板式换热器 B.浮头式换热器型管换热器 D.填料函式换热器 10. 流体将热量传递给固体壁面或者由壁面将热量传递给流体的过程称为（D）。 A. 热传导 B. 对流 C. 热辐射 D.对流传热 11. 流体在管内呈湍流流动时B。 ≥2000 B. Re>4000 C. 2000 化工原理试卷及答案 1填空题（每空 1 分，共 20 分） 1．某容器内的绝对压强为200 kPa ，当地大气压为101.3 kPa ，则表压为______。 2．在重力沉降操作中，影响沉降速度的因素主要有 、 和 。 3．热量传递的基本方式有 、 和 。 4．吸收因子A 可表示为 ，它是 与 的比值。 5．空气的干球温度为t ，湿球温度为t w ，露点温度为t d ，当空气的相对湿度等于1时，则t 、 t w 和t d 的大小关系为 。 6．吸收操作一般用于分离 混合物，其原理是利用原料中各组分 差异来达到分离的目的；精馏操作则一般用于分离 混合物，其原理是利用原料中各组分的 差异来达到分离的目的。 7．恒定干燥条件下的干燥速率曲线一般包括 阶段和 阶段。 8．全回流（R = ∞）时，精馏段操作线的斜率为 ，提馏段操作线的斜率为 ，对相同的x D 和x W ，部分回流比全回流所需的理论板数 。 一、 选择题（每小题 2 分，共 20 分） 1．不可压缩流体在圆管内作稳定流动，流动速度与管径的关系是 （ ） A . 21221()u d u d = B ．2112 2 ()u d u d = C ． 11 22 u d u d = D ． 12 21 u d u d = 2．离心泵的特性曲线是在哪种情况下测定 （ ） A ．效率一定 B ．功率一定 C ．转速一定 D ．管路（l +∑l e ）一定 3． 对一台正在工作的列管式换热器，已知α1＝11600 W?m -2?K -1 ，α2＝116 W?m -2?K -1，要提高总传热系数K ，最简单有效的途径是 （ ） A ．设法增大α1 B ．设法增大α2 C ．同时增大α1和α2 D ．不确定 4．在降尘室内，要使微粒从气流中除去的条件是 （ ） 化工原理试题库 试题一 一：填空题（18分） 1、 某设备上，真空度的读数为80mmHg ，其绝压=________02mH =__________Pa. 该地区的大气压为 720mmHg 。 2、 常温下水的密度为1000 3m Kg ，粘度为1cp ，在mm d 100=内的管内以s m 3 速度流动，其流动类 型为 ______________。 3、 流体在管内作湍流流动时，从中心到壁可以__________.___________._ _________________. 4、 气体的粘度随温度的升高而_________，水的粘度随温度的升高_______。 5、 水在管路中流动时，常用流速范围为_______________s m ,低压气体在管路中流动时，常用流速范 围为_______________________s m 。 6、 离心泵与往复泵的启动与调节的不同之处是：离心泵_________________. __________________.往复泵___________________.__________________. 7、在非均相物糸中，处于____________状态的物质，称为分散物质，处于 __________状态的物质，称为分散介质。 8、 间竭过滤操作包括______._______.________._________.__________。 9、 传热的基本方式为___________.______________.__________________。 10、工业上的换热方法有_________.__________.__________.____________。 11、α称为_______________，其物理意义为____________________________. __________________________，提高管内α值的有效方法____________. 提高管外α值的有效方法______________________________________。 12、 蒸汽冷凝有二种方式，即_____________和________________ 。其中， 由于_________________________________________，其传热效果好。 K Kg Kj C C .187.4==冷水热水 试题一答案： 一、 填充题 1、8.7m 02H ,pa 41053.8?. 2、53 10310.11000.3.1.0?== = -μ ρ du R e 湍流。 1、 层流、过渡流和湍流。 2、 增加、降低。 3、 3-8s m 、8-15s m 。 4、 启动前应灌满液体，关出口阀门、用调节阀调节流量；往复泵启动前不需灌液，开旁路阀、用旁 路阀来调节流量的。 5、 分散、连续。 6、 过滤、洗涤、卸渣、清洗滤布、重整。 7、 热传导、对流传热、热辐射。 10、间壁式、混合式、蓄热式、热管。 11、称为对流传热膜糸数。当流体与壁面温度差为1K 时，通过单位面积单位时间内所传递热量的多少。增加流程、加拆流挡板。 12、滴状冷凝和膜状冷凝。滴状冷凝成小液滴沿壁面直接落下。 试题二 化工原理课后习题解答（夏清、陈常贵主编.化工原理.天津大学出版社,2005.） 第一章流体流动 1.某设备上真空表的读数为 13.3×103 Pa,试计算设备内的绝对压强与表压强。已知该地区大气压强为 98.7×103 Pa。 解：由绝对压强 = 大气压强–真空度得到： 设备内的绝对压强P绝= 98.7×103 Pa -13.3×103 Pa =8.54×103 Pa 设备内的表压强 P表 = -真空度 = - 13.3×103 Pa 2．在本题附图所示的储油罐中盛有密度为 960 ㎏/?的油品，油面高于罐底 6.9 m，油面上方为常压。在罐侧壁的下部有一直径为 760 mm 的圆孔，其中心距罐底 800 mm，孔盖用14mm的钢制螺钉紧固。若螺钉材料的工作应力取为39.23×106 Pa ， 问至少需要几个螺钉？ 分析：罐底产生的压力不能超过螺钉的工作应力即 P油≤σ螺 解：P螺 = ρgh×A = 960×9.81×(9.6-0.8) ×3.14×0.762 150.307×103 N σ螺 = 39.03×103×3.14×0.0142×n P油≤σ螺得 n ≥ 6.23 取 n min= 7 至少需要7个螺钉 3．某流化床反应器上装有两个U 型管压差计，如本题附 图所示。测得R1 = 400 mm ， R2 = 50 mm，指示液为水 银。为防止水银蒸汽向空气中扩散，于右侧的U 型管与大气 连通的玻璃管内灌入一段水，其高度R3= 50 mm。试求A﹑B 两处的表压强。 分析：根据静力学基本原则，对于右边的Ｕ管压差计，a– a′为等压面，对于左边的压差计，b–b′为另一等压面，分 别列出两个等压面处的静力学基本方程求解。 解：设空气的密度为ρg，其他数据如图所示 a–a′处 P A + ρg gh1 = ρ水gR3 + ρ水银ɡR2 由于空气的密度相对于水和水银来说很小可以忽略不记 即：P A = 1.0 ×103×9.81×0.05 + 13.6×103×9.81×0.05 = 7.16×103 Pa b-b′处 P B + ρg gh3 = P A + ρg gh2 + ρ水银gR1 P B = 13.6×103×9.81×0.4 + 7.16×103 =6.05×103Pa 4. 本题附图为远距离测量控制装置，用以测 定分相槽内煤油和水的两相界面位置。已知两 吹气管出口的距离H = 1m，U管压差计的指示 液为水银，煤油的密度为820Kg／?。试求当 压差计读数R=68mm时，相界面与油层的吹气 管出口距离ｈ。 分析：解此题应选取的合适的截面如图所示：忽略空气产生的压强，本题中1－1′和4－4′为等压面，2－2′和3－3′为等压面，且1－1′和2－2′的压强相等。根据静力学基本方程列出一个方程组求解 解：设插入油层气管的管口距油面高Δh 在1－1′与2－2′截面之间 化工原理试题及答案(绝密请勿到处宣扬) 12月25日 一、填空题（共15空，每空2分，共30分） 1. 一容器真空表读数为10 kpa，当地大气压强为100 kpa，则此容器的绝对压强和表压强（以kpa计）分别为：（90kpa）和（ -10kpa）。 2. 热传导只发生在固体和（静止）的或（滞）流动的流体中。 3. 物体的吸收率越（大），其辐射能力越（大）。（填大或小） 4. 蒸发中以（二次蒸汽）是否再利用而分为单效或多效蒸发。 5. 蒸发中的温度差损失主要由溶液中的（不挥发溶质）、液柱的（静压头）和管路（阻力）所引起的沸点升高三部分组成。 6. 一容器压力表读数为10 kpa，当地大气压强为100 kpa，则此容器的绝对压强（以kpa计）为：（90kpa）。 7. 对于同种流体，自然对流时的对流传热系数比时的（小）。（填大或小） 8. 物体的吸收率越大，其辐射能力越（大），所以黑体的辐射能力比灰体的（大）。（填大或小） 9. 蒸发操作所用的设备称为（蒸发器）。 10. 按二次蒸汽是否被利用，蒸发分为（单效蒸发）和（多效蒸发）。 二、选择题（共5题，每题2分，共10分） 1. 对吸收操作有利的条件是：（D） A. 操作温度高、压强高； B. 操作温度高、压强低； C. 操作温度低、压强低； D. 操作温度低、压强高 2. 精馏塔内上层塔板液相轻组分浓度较下层塔板（A ），液相温度较下层塔板（） A. 高，低； B. 低，高； C. 高，高； D. 低，低 3. （D ）是塔内气液两相总体上呈逆流流动，而在每块塔板上呈均匀的错流流动。 A. 板式塔的传质意图； B. 板式塔的设计过程； C. 板式塔的恒摩尔流要求； D. 板式塔的设计意图 4. 恒定干燥条件是指湿空气在干燥器内的（C）及与物料的接触方式都不变。 A. 温度、焓值、湿度； B. 流速、压强、湿度； C. 流速、温度、湿度； D. 温度、湿度、压强 5. 对于湿物料的湿含量，下面哪种说法是正确的？（B） A. 平衡水一定是自由水； B. 平衡水一定是结合水； C. 自由水一定是结合水； D. 自由水一定是非结合水 6. 当二组分液体混合物的相对挥发度为（ C）时，不能用普通精馏方法分离。当相对挥发度为（ A ）时，可以采用精馏方法 化工原理典型习题解答 王国庆陈兰英 广东工业大学化工原理教研室 2003 上 册 一、选择题 1、 某液体在一等径直管中稳态流动，若体积流量不变，管内径减小为原来的一半，假定管内的相对粗糙度不变，则 (1) 层流时，流动阻力变为原来的 C 。 A ．4倍 B ．8倍 C ．16倍 D ．32倍 (2) 完全湍流(阻力平方区)时，流动阻力变为原来的 D 。 A ．4倍 B ．8倍 C ．16倍 D ．32倍 解：(1) 由 2 22322642d lu u d l du u d l h f ρμμ ρλ= ??=??= 得 1624 4 212 212 212212121 2==??? ? ??=???? ??????? ??==d d d d d d d u d u h h f f (2) 由 2222u d l d f u d l h f ? ??? ? ??=??=ελ 得 322 55 2121421 2211221 2==??? ? ??=????? ??==d d d d d d d u d u h h f f 2． 水由高位槽流入贮水池，若水管总长（包括局部阻力的当量长度在内）缩 短25%，而高位槽水面与贮水池水面的位差保持不变，假定流体完全湍流流动(即流动在阻力平方区)不变，则水的流量变为原来的 A 。 A ．1.155倍 B ．1.165倍 C ．1.175倍 D ．1.185倍 解：由 f h u p gz u p gz ∑+++=++2 22 2 22211 1ρρ 得 21f f h h ∑=∑ 所以 ()()2 222222 11 1u d l l u d l l e e ?+?=?+? λλ 又由完全湍流流动 得 ?? ? ??=d f ελ 第三章习题 1）有两种固体颗粒，一种是边长为a的正立方体，另一种是正圆柱体，其高度 和形状系数的计 为h，圆柱直径为d。试分别写出其等体积当量直径 2）某内径为0.10m的圆筒形容器堆积着某固体颗粒，颗粒是高度h=5mm，直径 d=3mm的正圆柱，床层高度为0.80m，床层空隙率、若以1atm，25℃ 的空气以0.25空速通过床层，试估算气体压降。 [解] 圆柱体： 3）拟用分子筛固体床吸附氯气中微量水份。现以常压下20℃空气测定床层水力特性，得两组数据如下： 空塔气速0.2，床层压降14.28mmH2O 0.693.94mmH2O 试估计25℃、绝对压强1.35atm的氯气以空塔气速0.40通过此床层的压降。 （含微量水份氯气的物性按纯氯气计）氯气， [解]常压下， 欧根公式可化简为 3）令水通过固体颗粒消毒剂固定床进行灭菌消毒。固体颗粒的筛析数据是：0.5～ 0.7mm，12%；0.7～1.0mm，25.0%；1.0～1.3，45%；1.3～1.6mm，10.0%； 1.6～ 2.0mm，8.0%（以上百分数均指质量百分数）。颗粒密度为1875。 固定床高350mm，截面积为314mm2。床层中固体颗粒的总量为92.8g。以 20℃清水以0.040空速通过床层，测得压降为677mmH2O，试估算颗粒的形状系数 值。 4）以单只滤框的板框压滤机对某物料的水悬浮液进行过滤分离，滤框的尺寸为 0.20×0.20×0.025m。已知悬浮液中每m3水带有45㎏固体，固体密度为 1820。当过滤得到20升滤液，测得滤饼总厚度为24.3mm，试估算滤饼的含水率，以质量分率表示。 6）某粘土矿物加水打浆除砂石后，需过滤脱除水份。在具有两只滤框的压滤机中做恒压过滤实验，总过滤面积为0.080m2，压差为3.0atm，测得过滤时间与滤液量数据如下： 过滤时间，分：1.20 2.70 5.23 7.25 10.87 14.88 滤液量，升：0.70 1.38 2.25 2.69 3.64 4.38 模拟试题一 1当地大气压为745mmHg测得一容器内的绝对压强为350mmHg，则真空度为395 mmHg。测得另一容器内的 表压强为1360 mmHg，则其绝对压强为2105mmHg ____ 。 2、流体在管内作湍流流动时，在管壁处速度为0 ，临近管壁处存在层流底层，若Re值越大，则该层厚 度越薄 3、离心泵开始工作之前要先灌满输送液体，目的是为了防止气缚现象发生：而且离心泵的安装高度也不能 够太高，目的是避免汽蚀现象发生。4、离心泵的气蚀余量越小，则其抗气蚀性能越强。 5、在传热实验中用饱和水蒸汽加热空气，总传热系数K接近于空气侧的对流传热系数，而壁温接近于 饱和水蒸汽侧流体的温度值。 6、热传导的基本定律是傅立叶定律。间壁换热器中总传热系数K的数值接近于热阻_大（大、小）一侧的：?值。间壁换热器管壁温度t w接近于：?值大（大、小）一侧的流体温度。由多层等厚平壁构成的导热壁面中，所用材料的导热系数愈小，则该壁面的热阻愈大（大、小），其两侧的温差愈大（大、小）。 7、Z=（V/K Y a. Q.（y i —Y2）/ △ Y m,式中：△ Y m称气相传质平均推动力,单位是kmol吸收质/kmol惰气;（Y i—丫2） /△ Y m称气相总传质单元数。 8、吸收总推动力用气相浓度差表示时，应等于气相主体摩尔浓度和同液相主体浓度相平衡的气相浓度之 差。 9、按照溶液在加热室中运动的情况，可将蒸发器分为循环型和非循环型两大类。 10、______________________________________________________________________________________ 蒸发过程中引起温度差损失的原因有：溶液蒸汽压下降、加热管内液柱静压强、管路阻力。____________________________ 11、工业上精馏装置，由精馏塔塔、冷凝器、再沸器等构成。 12、分配系数k A是指』A/X A—，其值愈大，萃取效果越好。 13、萃取过程是利用溶液中各组分在某种溶剂中溶解度的差异而达到混合液中组分分离的操作。 14、在实际的干燥操作中，常用干湿球温度计来测量空气的湿度。 15、对流干燥操作的必要条件是湿物料表面的水汽分压大于干燥介质中的水分分压;干燥过程是热量传递和质 量传递相结合的过程。 1、气体在直径不变的圆形管道内作等温定态流动，则各截面上的（ D ） A.速度不等 B.体积流量相等 C.速度逐渐减小 D.质量流速相等 2、装在某设备进口处的真空表读数为-50kPa，出口压力表的读数为100kPa，此设备进出口之间的绝对压强差为 （A A. 50 B. 150 C. 75 D .无法确定 3、离心泵的阀门开大时，则（ B ）。A ?吸入管路的阻力损失减小 C .泵入口处真空度减小 D .泵工作点的扬程升高 4、下列（A ）不能实现对往复泵流量的调节。 A .调节泵出口阀的开度 C .改变活塞冲程D.改变活塞往复频率 5、已知当温度为T时，耐火砖的辐射能力大于铝板的辐射能力，则铝的黑度（ B .泵出口的压力减小 B ?旁路调节装置 D ）耐火砖的黑度。 ，使空气温度由20 C升至80 C, 上 册 一、选择题 1、 某液体在一等径直管中稳态流动，若体积流量不变，管内径减小为原来的一半，假定管内的相对粗糙度不变，则 (1) 层流时，流动阻力变为原来的 C 。 A ．4倍 B ．8倍 C ．16倍 D ．32倍 (2) 完全湍流(阻力平方区)时，流动阻力变为原来的 D 。 A ．4倍 B ．8倍 C ．16倍 D ．32倍 解：(1) 由 2 22322642d lu u d l du u d l h f ρμμ ρλ=??=??= 得 1624 4 212 212 212212121 2==??? ? ??=???? ??????? ??==d d d d d d d u d u h h f f (2) 由 2 222u d l d f u d l h f ? ???? ??=??=ελ 得 322 5 5 212142122112 21 2==??? ? ??=????? ??==d d d d d d d u d u h h f f 2． 水由高位槽流入贮水池，若水管总长（包括局部阻力的当量长度在内）缩短 25%，而高位槽水面与贮水池水面的位差保持不变，假定流体完全湍流流动(即流动在阻力平方区)不变，则水的流量变为原来的 A 。 A ．1.155倍 B ．1.165倍 C ．1.175倍 D ．1.185倍 解：由 f h u p gz u p gz ∑+++=++2 222 22211 1ρρ 得 21f f h h ∑=∑ 所以 ()()2 222222 11 1u d l l u d l l e e ?+?=?+? λλ 又由完全湍流流动 得 ?? ? ??=d f ελ 所以 ()()2 22211u l l u l l e e ?+=?+ ·流体 流动部分 1．某储油罐中盛有密度为960 kg/m 3 的重油（如附图所示），油面最高时离罐底9.5 m ，油面上方与大气相通。在罐侧壁的下部有一直径为760 mm 的孔，其中心距罐底1000 mm ，孔盖用14 mm 的钢制螺钉紧固。若螺钉材料的工作压力为39.5×106 Pa ，问至少需要几个螺钉（大气压力为101.3×103 Pa ）？ 解：由流体静力学方程，距罐底1000 mm 处的流体压力为 作用在孔盖上的总力为 每个螺钉所受力为 因此 2．如本题附图所示，流化床反应器上装有两个U 管压差计。读数分别为R 1=500 mm ，R 2=80 mm ，指示液为水银。为防止水银蒸气向空间扩散，于右 侧的U 管与大气连通的玻璃管内灌入一段水，其高度R 3=100 mm 。试求A 、B 两点的表压力。 习题2附图 习题1附图 解：（1）A点的压力 （2）B点的压力 3、如本题附图所示，水在管道内流动。为测量流体压力，在管道某截面处连接U管压差计，指示液为水银，读数R=100毫米，h=800mm。为防止水银扩散至空气中，在水银液面上方充入少量水，其高度可忽略不计。已知当地大气压为101.3KPa试求管路中心处流体的压力。 解：设管路中心处流体的压力为p P A =P A P + ρ 水gh + ρ 汞 gR = P P=p 0- ρ 水 gh - ρ 汞 gR =（101.3×103-1000×9.8x0.8 - 13600×9.8×0.1） P=80.132kpa 4、如本题附图所示，高位槽内的水位高于地面7 m，水从φ108 mm×4 mm的管道中流出，管路出口高于地面1.5 m。已知水流经系统的能量损失可按∑h f=5.5u2计算，其中u为水在管内的平均流速（m/s）。设流动为稳态，试计算（1）A-A'截面处水的平均流速；（2）水的流量（m3/h）。 一、名词解释（每题2分） 1. 非均相混合物 物系组成不同，分布不均匀，组分之间有相界面 2. 斯托克斯式 3. 球形度s 非球形粒子体积相同的球形颗粒的面积与球形颗粒总面积的比值 4. 离心分离因数 离心加速度与重力加速度的比值 5?临界直径de 离心分离器分离颗粒最小直径 6. 过滤 利用多孔性介质使悬浮液中液固得到分离的操作 7. 过滤速率 单位时间所产生的滤液量 8. 过滤周期 间歇过滤中过滤、洗涤、拆装、清理完成一次过滤所用时间 9. 过滤机生产能力 过滤机单位时间产生滤液体积 10. 浸没度 转筒过滤机浸没角度与圆周角比值 二、单选择题（每题2分） 1、自由沉降的意思是______ 。 A颗粒在沉降过程中受到的流体阻力可忽略不计E颗粒开始的降落速度为零，没有附加一个初始速度C颗粒在降落的方向上只受重力作用，没有离心力等的作用 D颗粒间不发生碰撞或接触的情况下的沉降过程D 2、颗粒的沉降速度不是指_______ 。 A等速运动段的颗粒降落的速度 E加速运动段任一时刻颗粒的降落速度 C加速运动段结束时颗粒的降落速度 D净重力（重力减去浮力）与流体阻力平衡时颗粒的降落速度B 3、对于恒压过滤______ 。 A 滤液体积增大一倍则过滤时间增大为原来的？2倍 B 滤液体积增大一倍则过滤时间增大至原来的2倍 C 滤液体积增大一倍则过滤时间增大至原来的4倍 D 当介质阻力不计时，滤液体积增大一倍，则过滤时间增大至原来的4倍D 4、恒压过滤时，如介质阻力不计，滤饼不可压缩，过滤压差增大一倍时同一过滤时刻所得滤液量 __ 。 A增大至原来的2倍E增大至原来的4倍 C增大至原来的2倍D增大至原来的倍 1.在层流流动中，若流体的总流率不变，则规格相同的两根管子串联时的压降为并联时的（ C ）倍。 A. 2； B. 6； C. 4； D. 1。 2.流体在圆形直管内作强制湍流时，其对流传热系数α与雷诺准数的n 次方成正比，其中的n 值为（ B ） A . 0.5 B. 0.8 C. 1 D. 0.2 3.计算管路系统突然扩大和突然缩小的局部阻力时，速度值应取为（ C ） A. 上游截面处流速 B 下游截面处流速 C 小管中流速 D 大管中流速 4.阻力系数法将局部阻力表示成局部阻力系数与动压头的乘积，管出口入容器的阻力系数为( A ) A.1.0 B.0.5 C.0.35 D.0.75 5.有两种关于粘性的说法：( A ) ①无论是静止的流体还是运动的流体都具有粘性。 ②粘性只有在流体运动时才表现出来。 A.这两种说法都对； B.这两种说法都不对； C.第一种说法对，第二种说法不对； D.第二种说法对，第一种说法不对。 第二章流体输送机械 1.往复泵在操作中( A ) 。 A.不开旁路阀时，流量与出口阀的开度无关 B.允许的安装高度与流量无关 C.流量与转速无关 D.开启旁路阀后，输入的液体流量与出口阀的开度无关 2.一台试验用离心泵，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( D ) 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 3.离心泵吸入管路底阀的作用是（ B ）。 A.阻拦液体中的固体颗粒 B.防止启动前充入的液体从泵内漏出 C.避免出现气蚀现象 D.维持最低的允许吸上高度 4.为了安全起见，离心泵的实际安装高度应比理论安装高度（ B ）。 A.高 B.低 C.相等 C.不确定 5.齿轮泵的流量调节采用（ C ）。 A.出口阀 B.进口阀 C.回流装置 D.以上三种均可 6.离心泵启动时，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 ）。 0≈0 B. >0>0 C. <0<0 7.离心泵的调节阀开大时，则（ B ）。 A.吸入管路的阻力损失不变 B.泵出口的压力减小 ·流体流动部分 1．某储油罐中盛有密度为960 kg/m 3的重油（如附图所示），油面最高时离罐底9.5 m ，油面上方与大气相通。在罐侧壁的下部有一直径为760 mm 的孔，其中心距罐底1000 mm ，孔盖用14 mm 的钢制螺钉紧固。若螺钉材料的工作压力为×106 Pa ，问至少需要几个螺钉（大气压力为×103 Pa ） 解：由流体静力学方程，距罐底1000 mm 处的流体压力为 [] （绝压）Pa 10813.1Pa )0.15.9(81.9960103.10133?=-??+?=+=gh p p ρ 作用在孔盖上的总力为 N 10627.3N 76.04 π 10 3.10110813.1)(4233 a ?????-=＝）－＝（A p p F 每个螺钉所受力为 N 10093.6N 014.04 π 105.39321?=÷??=F 因此 ()（个）695.5N 10093.610627.3341≈=??==F F n 2．如本题附图所示，流化床反应器上装有两个U 管压差计。读数分别为R 1=500 mm ，R 2=80 mm ，指示液为水银。为防止水银蒸气向空间扩散，于右侧的U 管与大气连通的玻璃管内灌入一段水，其高度R 3=100 mm 。试求A 、B 两点的表压力。 解：（1）A 点的压力 ()（表） Pa 101.165Pa 08.081.9136001.081.9100042汞3水A ?=??+??=+=gR gR p ρρ （2）B 点的压力 ()（表） Pa 10 7.836Pa 5.081.91360010 165.14 4 1 汞A B ?=??+?=+=gR p p ρ 习题2附图 习题1附图 流体流动 一、单选题 3．层流与湍流的本质区别是（）。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。 5．在静止的流体内，单位面积上所受的压力称为流体的（）。 C A 绝对压力； B 表压力； C 静压力； D 真空度。 6．以绝对零压作起点计算的压力，称为（）。A A 绝对压力； B 表压力； C 静压力； D 真空度。 7．当被测流体的（）大于外界大气压力时，所用的测压仪表称为压力表。D A 真空度； B 表压力； C 相对压力； D 绝对压力。 8．当被测流体的绝对压力（）外界大气压力时，所用的测压仪表称为压力表。 A A 大于； B 小于； C 等于； D 近似于。 9．（）上的读数表示被测流体的绝对压力比大气压力高出的数值，称为表压力。 A A 压力表； B 真空表； C 高度表； D 速度表。 10．被测流体的（）小于外界大气压力时，所用测压仪表称为真空表。D A 大气压； B 表压力； C 相对压力； D 绝对压力。 11. 流体在圆管内流动时，管中心流速最大，若为湍流时，平均流速与管中心的最大流速的 关系为（）。B A. Um＝1/2Umax； B. Um≈0.8Umax； C. Um＝3/2Umax。 12. 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( )。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。 13.层流底层越薄( )。C A. 近壁面速度梯度越小； B. 流动阻力越小； C. 流动阻力越大； D. 流体湍动程度越小。 14.双液体U形差压计要求指示液的密度差( ) C A. 大； B. 中等； C. 小； D. 越大越好。 15.转子流量计的主要特点是( )。C A. 恒截面、恒压差； B. 变截面、变压差； C. 变截面、恒压差； 16.层流与湍流的本质区别是：( )。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。 18.某离心泵入口处真空表的读数为200mmHg ，当地大气压为101kPa, 则泵入口处的绝对压强为（）。A A. 74.3kPa； B. 101kPa； C. 127.6kPa。 19.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。C A. 2； B. 8； C. 4。 一、二章复习题 第一章 一、填空题 1．一个生产工艺是由若干个__________ 和___________构成的。 2．各单元操作的操作原理及设备计算都是以__________、___________、___________、和___________四个概念为依据的。 3．常见的单位制有____________、_____________和_______________。 4．由于在计量各个物理量时采用了不同的__________，因而产生了不同的单位制。 5．一个过程在一定条件下能否进行，以及进行到什么程度，只有通过__________来判断。6．单位时间内过程的变化率称为___________。 二、问答题 7．什么是单元操作主要包括哪些基本操作 8.提高过程速率的途径是什么 第二章流体力学及流体输送机械 流体力学 一、填空题 1．单位体积流体的质量称为____密度___，它与__比容_____互为倒数。 2．流体垂直作用于单位面积上的力，称为__流体的压强__________。 3．单位时间内流经管道任一截面的流体量称为___流量_____，其表示方法有__质量流量______和____体积流量____两种。 4．当管中流体形成稳定流动时，管中必定充满流体，即流体必定是__连续流动的_______的。5．产生流体阻力的根本原因是_内摩擦力_______；而___流体的运动状态________是产生流体阻力的第二位原因。另外，管壁粗糙度和管子的长度、直径均对流体阻力_的大小与影响______________。 6．流体在管道中的流动状态可分为_____滞流_ 和____湍流______两种类型，二者在内部质点运动方式上的区别是_____湍流的质点有脉动滞流没有________________________________。 7．判断液体内处于同一水平面上的各点压强是否相等的依据是_静止的________、___连通的________、__连接的是同一种液体______________。 8．流体若由低压头处流向高压头处时，所加入外加功的作用是. 分别或同时提高流体的位压头；动压头；静压头以及弥补损失能量______________________________。 、选择题 1 ?当流体在密闭管路中稳定流动时，通过管路任意两截面不变的物理量是（ A ） A. 质量流量 B.体积流量 2. 孔板流量计是（C ）。 A. 变压差流量计，垂直安装。 C.变压差流量计，水平安装。 3. 下列几种流体输送机械中，宜采 用改变出口阀门的开度调节流量的是（ C ） A .齿轮泵 B.旋涡泵 C.离心泵 D.往复泵 4. 下列操作中，容易使离心泵产生气蚀现象的是（ B ）o A .增加离心泵的排液高度。 B.增加离心泵的吸液高度。 C.启动前，泵内没有充满被输送的液体。 D.启动前，没有关闭岀口阀门。 5?水在规格为 ①38 x 2.5mm 勺圆管中以0.1m/s 的流速流动，已知水的粘度为 1mPa-s 则其流动的型态为 （C ）o A. 层流 B.湍流 C.可能是层流也可能是湍流 D.既 不是层流也不是湍流 6?下列流体所具有的能量中，不属于流体流动的机械能的是（ D ）o A. 位能 B.动能 C.静压能 D.热能 7?在相同进、出口温度条件下，换热器采用（ A ）操作，其对数平均温度差最大。 A. 逆流 B.并流 C.错流 D.折流 &当离心泵输送液体密度增加时，离心泵的（ C ）也增大。 A .流量 B.扬程 C.轴功率 D.效率 9?下列换热器中，需要热补偿装置的是（ A ）o A ?固定板式换热器 B.浮头式换热器 C.U 型管换热器 D.填料函式换热器 10. 流体将热量传递给固体壁面或者由壁面将热量传递给流体的过程称为（ D ） A. 热传导 B.对流 C.热辐射 D.对流传热 11. 流体在管内呈湍流流动时 _____ B ____ o A. R e > 2000 B. Re>4000 C. 2000化工原理试卷及答案
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