化工原理第二章习题及答案
第二章化工原理习题
1. 如图2-1用离心泵将20℃的水由敞口水池送到一压力为2.5atm的塔内，管径为φ108×4mm管路全长100m(包括局部阻力的当量长度，管的进、出口当量长度也包括在内)。
已知：水的流量为56.5m3·h-1，水的粘度为10-3 Pa·S，密度为1000kg·m-3，管路摩擦系数可取为0.024，计算并回答：(1)水在管内流动时的流动形态；(2) 管路所需要的压头和功率；解：已知：d = 108-2×4 = 100mm = 0.1mA=(π/4)d 2 = 3.14×(1/4)×0.12 = 0.785×10-2 m l+Σl e =100m q v = 56.5m 3/h∴u = q/A = 56.5/(3600×0.785×10-2) = 2m/sμ = 1cp = 10-3 Pa ·S ρ=1000 kg.m -3, λ = 0.024 ⑴ ∵ Re = du ρ/μ=0.1×2×1000/10-3 = 2×105 > 4000 ∴水在管内流动呈湍流⑵ 以1-1面为水平基准面,在1-1与2-2面间列柏努利方程： Z 1 +(u 12/2g)+(p 1/ρg)+H =Z 2+(u 22/2g)+(p 2/ρg)+ΣHf∵Z 1=0, u 1=0, p = 0 (表压), Z 2=18m, u 2=0 p 2/ρg=2.5×9.81×104/(1000×9.81)=25m ΣHf =λ[(l+Σle )/d](u 2/2g)=0.024×(100/0.1)×[22/(2×9.81)] = 4.9m ∴H = 18+25+4.9 = 47.9mNe = Hq v ρg = 47.9×1000×9.81×56.5/3600 = 7.4kw2. 采用IS80-65-125水泵从一敞口水槽输送60℃热水。
化工原理第二章习题及答案
化工原理第二章习题及答案1. 有一气缸，内径为100mm，在一个压力器中充入25升压缩空气（压力为2.5MPa），用这个压缩空气推动空气缸推出500mm，求气缸推力和机械效率。
解答：气缸推力的计算公式为：F=P*A 其中，P为气缸内气压力，A为气缸有效面积。
首先，需要根据气缸内径计算出气缸有效面积。
气缸有效面积的计算公式为：A=π*(D^2 - d^2)/4 其中，D为气缸外径，d为气缸内径。
根据气缸内径100mm可得：D=100mm+（2×5mm）=110mm由此可得气缸有效面积：A=π*(1102-1002)/4=0.00813m^2因此，气缸推力为：F=2.5×0.00813=0.02033MN其次，需要根据机械原理计算气缸的机械效率。
气缸的机械效率为：η=F_load/F_in 其中，F_load为气缸的推力，F_in为压缩空气所做的功。
压缩空气所做的功为：W=P_1V_1ln(P_2/P_1) 其中，P_1为压缩前的气压，V_1为压缩前的容积，P_2为压缩后的气压。
压缩空气所做的功为：W=2.5×25×10^-3×ln(0.1/2.5)=-0.621J因此，气缸的机械效率为：η=0.02033/(-0.621)= -0.0327答案：气缸推力为0.02033MN，机械效率为-0.0327。
2. 在一艘船上，柴油机每小时消耗燃油1000升，每升燃油能释放38000J的热量，求柴油机的功率。
解答：柴油机的功率可以通过燃烧的热量和时间来计算。
柴油机的功率公式为：P=W/t=Q/t 其中，W为做功的量，t为做功的时间，Q为燃料燃烧所释放的热量。
柴油机燃料燃烧释放的热量为：Q=m_fuel * Q_fuel 其中，m_fuel为燃料质量，Q_fuel为燃料单位质量的燃烧热量。
每小时柴油机消耗的燃油量为：m_fuel = 1000kg/小时每升燃油能释放的热量为：Q_fuel = 38000J/升因此，柴油机燃料燃烧释放的热量为：Q = 1000 × 38000=3.8×10^7J/小时假设柴油机每小时工作3600秒，则计算柴油机的功率为：P = Q/t =3.8×10^7/3600 ≈ 10556W答案：柴油机的功率约为10556W。
化工原理 第二版 答案
第二章 习题1. 在用水测定离心泵性能的实验中，当流量为26 m 3/h 时，泵出口处压强表和入口处真空表的读数分别为152 kPa 和24.7 kPa ，轴功率为 2.45 kW ，转速为2900 r/min 。
若真空表和压强表两测压口间的垂直距离为0.4m ，泵的进、出口管径相同，两测压口间管路流动阻力可忽略不计。
试计算该泵的效率，并列出该效率下泵的性能。
解：在真空表和压强表测压口处所在的截面11'-和22'-间列柏努利方程，得22112212,1222e f p u p u z H z H g g g gρρ-+++=+++∑ 其中：210.4z z m -=41 2.4710()p Pa =-⨯表压 52 1.5210p Pa =⨯(表压) 12u u = ,120f H -=∑ 则泵的有效压头为：521213(1.520.247)10()0.418.41109.81e p p H z z m g ρ-+⨯=-+=+=⨯ 泵的效率32618.4110100%53.2%1023600102 2.45e e Q H N ρη⨯⨯==⨯=⨯⨯该效率下泵的性能为：326/Q m h = 18.14H m =53.2%η= 2.45N kW =3. 常压贮槽内盛有石油产品，其密度为760 kg/m 3，黏度小于20 cSt ，在贮存条件下饱和蒸气压为80kPa ，现拟用65Y-60B 型油泵将此油品以15 m 3/h 的流量送往表压强为177 kPa 的设备内。
贮槽液面恒定，设备的油品入口比贮槽液面高5 m ，吸入管路和排出管路的全部压头损失分别为1 m 和4 m 。
试核算该泵是否合用。
若油泵位于贮槽液面以下1.2m 处，问此泵能否正常操作?当地大气压按101.33kPa 计。
解：要核算此泵是否合用，应根据题给条件计算在输送任务下管路所需压头,e e H Q 的值，然后与泵能提供的压头数值比较。
化工原理习题——第二章
答案与评分标准
答：余隙系数ε是指气体余隙体积 V3 与活塞一次扫过的体积 V1-V3 之比 （2 分） 。表达式是：
V3 100% （0.5 分） V1 V3
V1 V4 （0.5 分） V1 V3
（共 5 分）
容积系数是指压缩机一次循环吸入气体体积 V1－V4 与活塞一次扫过体积 V1 －V3 之比。 （2 分） 表达式是： 0
答案与评分标准
答：泵轴和泵壳之间的密封称为轴封。 （1 分） 其作用是防止高压液体从泵壳内沿间隙漏出，或外界空气漏入泵内。 （2 分） 常用的轴封有：填料密封和机械密封两种。 （1 分） （共 4 分） 41. 试题： 离心泵内能量损失包括哪几项？离心泵的效率与哪些因素有关？
答案与评分标准
答：离心泵的能量损失包括以下几项：容积损失，机械损失，水力损失。 （2 分） 离心泵的效率与泵的类型、尺寸、制造精确程度、液体的流量及性质等因素 有关。 （2 分） （共 4 分） 42. 试题： 为什么在启动和停止离心泵前，必须先关闭出口阀？
答案与评分标准
（√） （1 分） 36. 试题： 离心泵通常采用改变泵的转速方法来调节流量。 （
）
答案与评分标准
（×） （1 分） 37. 试题： 在化工生产和设计中，对流体输送机械的基本要求是什么？
答案与评分标准
答：基本要求有： （1） 能适应被输送流体的特性（如粘性、腐蚀性、含固体杂质等） 。 （1 分） （2） 能满足工艺上对流量和能量（压头）的要求。 （1 分） （3） 结构简单，操作可靠和高效，投资和操作费用低。 （1 分） （共 3 分） 38. 试题： 说明离心泵叶轮的构造和作用。
答案与评分标准
答：离心泵流量调节方法有： （1）改变泵出口阀门开度； （1 分） （2）改变泵的 转速； （1 分） （3）减小叶轮直径。 （1 分）生产中常用第（1）种方法。 （1 分） 45. 试题： 简述选用离心泵的一般步骤。
化工原理第二章复习题(附答案)
化工原理第二章复习题一、填空题:1. 为防止气蚀现象发生，离心泵在运转时，必须使泵入口处的压强______________________饱和蒸汽压。
2. 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。
3. 当离心泵出口阀门开大时，流量＿＿＿，泵出口压力＿＿＿_。
(变大,变小,不变)4. 离心泵叶轮按有无盖板可分为＿＿＿＿，＿＿＿＿＿，＿＿__＿＿。
5. 用离心泵向锅炉供水，若锅炉中的压力突然升高，则泵提供的流量________，扬程_____________。
6. 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＿＿__＿。
7. 离心泵的性能曲线通常包括＿＿＿＿＿＿＿曲线、＿＿＿__＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿＿曲线。
这些曲线表示在一定＿＿＿＿__下，输送某种特定的液体时泵的性能。
8. 离心泵的扬程含义是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
9. 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Qe ＝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。
一、填空题答案1. 大于输送温度下该液体的。
2. 气蚀。
3. 变大，降低。
4. 敞式半敞式闭式（或开式，半开式，闭式）。
5.减少；增大。
6. 出口，减小，增大。
7. H－Q，η－Q， N－Q，转速。
8. 离心泵给单位重量的液体所提供的能量。
9. 2; 0.981。
二、选择题1．离心泵停车前要_______。
(A)先关出口阀后断电； (B)先断电后关出口阀； (C)先关出口阀先断电均可；(D)单级式的先断电，多级式的先关出口阀2．流体的密度增大，离心泵的轴功率( )。
(A)增大； (B)减少； (C)不变； (D)不确定3．安装在一定管路中的离心泵，为了降低流量，将离心泵的出口阀关小，则离心泵特性曲线和管路特性曲线将有( )。
南工大化工原理《第二章流体输送机械》习题解答
《第二章流体输送机械》习题解答1）某盛有液体的圆筒容器，容器轴心线为铅垂向，液面水平，如附图中虚线所示。
当容器以等角速度ω绕容器轴线旋转，液面呈曲面状。
试证明：①液面为旋转抛物面。
②。
③液相内某一点（r，z）的压强。
式中ρ为液体密度。
解题给条件下回旋液相内满足的一般式为（常量）取圆柱坐标如图，当Z=0,r=0,P=P0,∵C=P故回旋液体种，一般式为①液面为P=P的等压面，为旋转抛物面②又即：h=∴H=2h③某一点（r,Z）的压强P:2）直径0.2m、高0.4m的空心圆桶内盛满水，圆筒定该中心处开有小孔通大气，液面和顶盖内侧面齐平，如附图所示，当圆筒以800rpm转速绕容器轴心线回旋，问：圆筒壁内侧最高点和最低点的液体压强各为多少？解取圆柱坐标如图，当Z=0,r=0,P=P0,∴C=P故回旋液体种，一般式为B点：Z=0,r=R=0.1m,C点:Z=-0.4m,r=0.1m,3）以碱液吸收混合器中的CO2的流程如附图所示。
已知：塔顶压强为0.45at （表压），碱液槽液面和塔内碱液出口处垂直高度差为10.5m，碱液流量为10m3/h，输液管规格是φ57×3.5mm，管长共45m（包括局部阻力的当量管长），碱液密度，粘度，管壁粗糙度。
试求：①输送每千克质量碱液所需轴功，J/kg。
②输送碱液所需有效功率，W。
解①,查得∴②4）在离心泵性能测定试验中，以2 泵汲入口处真空度为220mmHg，以孔板流量计及U形压差计测流量，孔板的孔径为35mm，采用汞为指示液，压差计读数，孔流系数，测得轴功率为1.92kW，已知泵的进、出口截面间的垂直高度差为0.2m。
求泵的效率η。
解5）IS65-40-200型离心泵在时的“扬程～流量”数据如下：V m3/h 7.5 12.5 15 m 13.2 12.5 11.8 He用该泵将低位槽的水输至高位槽。
输水管终端高于高位槽水面。
已知低位槽水面和输水管终端的垂直高度差为4.0m，管长80m（包括局部阻力的当量管长），输水管内径40mm，摩擦系数。
化工原理——流体输送机械习题及答案
化工原理——流体输送机械习题及答案第二章流体输送机械一、选择与填空1、离心泵的工作点是＿＿＿＿＿曲线与＿＿＿＿＿＿＿曲线的交点。
2、离心泵启动前需要先向泵内充满被输送的液体，否则将可能发生现象。
而当离心泵的安装高度超过允许安装高度时，将可能发生现象。
3、离心泵开动之前必须充满被输送的流体是为了防止发生＿＿＿＿。
A 汽化现象B 汽蚀现象C 气缚现象D 气浮现象4、用一气蚀余量为3m的离心泵输送处于沸腾状态下的塔底液体，若泵前管路的全部流动阻力为1.5m液柱，则此泵的安装位置必须＿＿。
A 高于塔底液面4.5m的上方B 高于塔底液面1.5m的上方C 低于塔底液面4.5m的下方D 低于塔底液面3.0m的下方5、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。
6、离心泵的调节阀开大时，A 吸入管路阻力损失不变B 泵出口的压力减小C 泵入口的真空度减小D 泵工作点的扬程升高7、某离心泵运行一年后发现有气缚现象，应。
A 停泵，向泵内灌液B 降低泵的安装高度C 检查进口管路是否有泄漏现象D 检查出口管路阻力是否过大8、离心泵的主要特性曲线包括、和三条曲线。
9、离心泵特性曲线是在一定下，用常温为介质，通过实验测定得到的。
10、离心通风机的全风压是指与之和，其单位为。
11、若离心泵入口真空表读数为700mmHg，当地大气压为101.33kPa，则输送上42℃水时（饱和蒸汽压为8.2kPa）泵内发生汽蚀现象。
12、若被输送的流体的粘度增高，则离心泵的压头、流量、效率、轴功率。
13、离心泵通常采用调节流量；往复泵采用调节流量。
14、离心泵允许汽蚀余量定义式为。
15、离心泵在一管路系统中工作，管路要求流量为Q e，阀门全开时管路所需压头为H e，而与相对应的泵所提供的压头为H m，则阀门关小压头损失百分数为％。
16、离心通风机的特性曲线包括、、和四条曲线。
17、往复泵的往复次数增加时，流量，扬程。
18、齿轮泵的特点是_，适宜于输送液体，而不宜于输送。
化工原理 第二版 答案
第二章 习题1. 在用水测定离心泵性能的实验中，当流量为26 m 3/h 时，泵出口处压强表和入口处真空表的读数分别为152 kPa 和24.7 kPa ，轴功率为 2.45 kW ，转速为2900 r/min 。
若真空表和压强表两测压口间的垂直距离为0.4m ，泵的进、出口管径相同，两测压口间管路流动阻力可忽略不计。
试计算该泵的效率，并列出该效率下泵的性能。
解：在真空表和压强表测压口处所在的截面11'-和22'-间列柏努利方程，得22112212,1222e f p u p u z H z H g g g gρρ-+++=+++∑ 其中：210.4z z m -=41 2.4710()p Pa =-⨯表压 52 1.5210p Pa =⨯(表压) 12u u = ,120f H -=∑ 则泵的有效压头为：521213(1.520.247)10()0.418.41109.81e p p H z z m g ρ-+⨯=-+=+=⨯ 泵的效率32618.4110100%53.2%1023600102 2.45e e Q H N ρη⨯⨯==⨯=⨯⨯该效率下泵的性能为：326/Q m h = 18.14H m =53.2%η= 2.45N kW =3. 常压贮槽内盛有石油产品，其密度为760 kg/m 3，黏度小于20 cSt ，在贮存条件下饱和蒸气压为80kPa ，现拟用65Y-60B 型油泵将此油品以15 m 3/h 的流量送往表压强为177 kPa 的设备内。
贮槽液面恒定，设备的油品入口比贮槽液面高5 m ，吸入管路和排出管路的全部压头损失分别为1 m 和4 m 。
试核算该泵是否合用。
若油泵位于贮槽液面以下1.2m 处，问此泵能否正常操作?当地大气压按101.33kPa 计。
解：要核算此泵是否合用，应根据题给条件计算在输送任务下管路所需压头,e e H Q 的值，然后与泵能提供的压头数值比较。
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2、以下不是离心式通风机的性能参数( )
A风量B扬程C效率D静风压
3、往复泵适用于( )
A
大流量且流量要求特别均匀的场合 介质腐蚀性特别强的场合 流量较小，扬程较高的场合 投资较小的场合
4、离心通风机的全风压等于( )静风压加通风机出口的动压 离心通风机出口与进口间的压差 离心通风机出口的压力 动风压加静风压
泵的容积损失与水力损失之和 泵的水力损失
测压点1至泵进口，以及泵出口至测压点2间的阻力损失
16、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
17、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，
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，
lOOmmbO意思是()100mmH2O 100mm2bO
D
离心通风机的铭牌上标明的全风压为 输任何条件的气体介质全风压都达 输送空气时不论流量多少，全风压都可达 输送任何气体介质当效率最高时，全风压为 输送20C,101325Pa空气，在效率最高时,
C
D
1 2、离心泵的允许吸上真空高度与以下因素无关A当地大气压力B输送液体的温度
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C
18、 由阀门全开的条件算出在要求流量为V时所需扬程为4。在离心泵的性能曲线上查得 与V对应的扬程为He,h?h/，在流量为V时泵的效率为？，则泵的轴功率N为（）
A VHe/?g/1000?kw
B VHe?g/1000? kwB
19、 用离心通风机将空气输入加热器中，由20C加热至140C。该通风机安于加热器前，或
Hb=H（n2/ni）
将发生气缚现象，这是因为
B气体的密度太小
D气体破坏了液体的连续性
D
2?pN/m2，p/? p/2g
机械能 位能(即实际的升扬高度) 则单位重量流体压能的增加为
9、离心泵的下列部件是用来将动能转变为压能
A
C
10、
11、
A
B
泵壳和叶轮B泵壳D离心泵停车时要( )
A
叶轮 叶轮和导轮
先关出口阀后断电 先断电后关出口阀 先关出口阀先断电均可 单级式的先断电，多级式的先关出口阀
A
B
C
D
O
V=V2
V2=V(n2/ni)
H2=H
V2=Vi(n2/ni)
29、当离心泵内充满空气时，
A气体的黏度太小
C气体比液体更容易起漩涡
30、离心泵漏入大量空气后将发生
A汽化现象
C汽蚀现象
B
n2时的特性曲线（f〜V2关系）对应点
2
H2=H（n2/ni）
2
Hb=H（n2/ni）
V=Байду номын сангаас（ni/n2）
14、风压 风机为单位体积的流体所提供的能量
15、风量 风机单位时间所输送的气体量，并以进口状态计
、单选择题（每题
1、用离心泵将水池的水抽吸到水塔中，若离心泵在正常操作范围内工作，开大出口阀门将 导致（ ）
A送水量增加，整个管路阻力损失减少
B送水量增加，整个管路阻力损失增大
C送水量增加，泵的轴功率不变
( )
B D型
D sh型
5、以下型号的泵不是水泵
A B型
C F型
6、离心泵的调节阀( )只能安在进口管路上 只能安在出口管路上 安装在进口管路和出口管路上均可 只能安在旁路上
D
7、离心泵的扬程，是指单位重量流体经过泵后以下能量的增加值
A包括内能在内的总能量
C压能
8、流体经过泵后，压力增大
A?pB?
C?p/?gD?
100mm2bO
全风压为100mm2bO D
( )
C流量D泵的吸入管路的长度
13、如以？h,允表示汽蚀余量时，pi,允表示泵入口处允许的最低压力, 饱和蒸汽压，U1为泵进口处的液速，则（）
A
B
C
B齿轮泵与漩涡泵D旋转泵与漩涡泵
1--1与2--2截面的伯努利方程，为：
，则？hf,i-2为（）
泵的容积损失，水力损失及机械损失之和
当泵的转速增大10%如阀门仍全开，则实际操作中（
A
B
扬程增大21%流量增大10%扬程大致不变，流量增大10%以上 扬程减小，流量增大21%
流量不变，扬程增大21%
D
27、理论上推导表明，扬程一般（）
A与流量无关
B与流量成直线关系
C可写为He/=A+BV2,且B? 0
D dHe/dV? 0
28、 离心泵在n=ni时的特性曲线（H〜V关系）与n=的关系是（）
第二章 流体输送机械
1、泵流量 泵单位时间输送液体体积量
2、压头 流体输送设备为单位重量流体所提供的能量
3、效率 有效功率与轴功率的比值
4、轴功率 电机为泵轴所提供的功率
5、理论压头 具有无限多叶片的离心泵为单位重量理想流体所提供的能量
6、气缚现象 因为泵中存在气体而导致吸不上液体的现象
7、离心泵特性曲线 在一定转速下，离心泵主要性能参数与流量关系的曲线
8、最佳工作点
效率最高时所对应的工作点
9、气蚀现象 泵入口的压力低于所输送液体同温度的饱和蒸汽压力， 体
10、安装高度 泵正常工作时，泵入口到液面的垂直距离
11、允许吸上真空度
泵吸入口允许的最低真空度
12、气蚀余量 泵入口的动压头和静压头高于液体饱和蒸汽压头的数值
13、泵的工作点
管路特性曲线与泵的特性曲线的交点
A包括单位重量流体需增加的位能与静压能之和
bV代表管路系统的局部阻力损失
bV代表单位重量流体增加的动能
22、往复泵没有以下缺点
A流量不均匀
C没有自吸能力
（）
B流量不大
D不宜输送悬浮液
23、 有两种说法（1）往复泵启动不需要灌水；（2）往复泵的流量随扬程增大而减小，则（）
两种说法都不对
D说法⑵对，说法（1）不对
）
操作点
计算点
A两种说法都对B
C说法（1）对，说法⑵不对
24、离心泵效率最高的点称为
A工作点
C设计点
25、泵的效率不包括
A水力效率
C原动机效率
台离心泵在管路系统中工作,
机械效率
容积效率
26、一台离心泵在管路系统中工作， 当阀门全开时，相应的管路性能曲线可写为H=A+bV,且B-0（即动能增加值，阻力损失两项之和与位能增加值、压能增加值两项之和相较甚小）,
加热器后，则（）。
A输送的流量不变B需要的全风压不变
C需要的全风压不变，但流量要变
D输送的流量和需要的全风压都要变
20、 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
21、当管路性能曲线写为HA+BV2时（）
A
B
A只包括单位重量流体需增加的位能