化工原理复习选择及计算题答案
-
第
一
章
流
体
流
动
与
输
送
机
械
一、
填空或选择
1
．牛顿粘性定律的表达式为
du
，该式应用条件为
牛顿型
流体作
_
层流
dy
流动。在
SI
制中，粘度的单位是
流体的物性
，在
cgs
制中，粘度的单位是
泊
。
2
．
某设备的表压强为
100kPa
，
则它的绝对压强为
_201.33 kPa
；
另一设备的真空度为
400mmHg
，
则它的绝对压强为
_360mmHg
。
（当地大气压为
101.33
kPa
）
3
．流体在圆形直管中作滞流流动时，其速度分布侧形是
_
抛物线
型曲线。其管中心最
大流速为平均流
速的
_2
倍，
摩擦系数
λ
与
Re
关系为
64
。
层流区又称为阻力的
一
Re
次方
。
4
．流体
在钢管内作湍流流动时，摩擦系数
λ
与
_Re_
和
_
ε
/d
有关；若其作完全湍流，
则
λ
仅与
_
ε
/d
有关。完全湍流又称为阻力的
平方区
。
5
．
流体作湍流流动时，
邻近管壁处存在一
_
层流底层
_
，
雷诺数愈大，
湍流程度愈剧烈，
则该层厚度
_
越薄
；流动阻力
越大
。
<
/p>
6
．因次分析的依据是
_
因次一致性原则
。
7
．从液面恒定的高位槽向常压容器加水，若将放水管路上的阀门开
度关小，则管内水
流量将
_
减小
，管路的局部阻力将
_
增大
，直管阻力将
_
减小
，管路总阻力将
_
恒定
。
（设
动能项可忽略。
）
8
．根据流体力学原理设计的流量（流速）计中，用于测定大直径气体管路截面上速度
分布的是
测速管（皮托管）
；恒压差流流量计有
转子流量计
；恒截面差压流量计
有
孔板流量计和文丘里流量计
；能量损失最大的是
孔板流量计
；对流量变化反映
最灵敏的是孔板流量计。
A
．孔板流量计
B
．文丘里流量计
C
．皮托管
D
．转子流量计
9
< br>．当量直径的定义式为
4
流通
截面积
，水力半径为
_1/4_
倍当量
直径。
润湿周边
l
< br>
u
2
u
2
10
．
直管阻力的计算式
p
f
；
< br>局部阻力的计算式有
p
f
和
d
2
2
l
e
u
2
p
f
<
/p>
。
d
2
11
．水流经图示的管路系统从细管喷出。
已知
d
1
管段的压头损失
H
f1
=1m
（包括局部阻
力
）
d
2
管
段
的
压
头
损
失
H
f,2
=2m
（
不
包
括
出
口
损
失
）
。
< br>则
管
口
喷
出
时
水
的
速
度
u
3
=_7.00_m/s
，
d
1
管段的速度
u
1
=_1.75_m/s
，水的流量
V=_8.06
_m
3
/h
。
12
．
LZB-40
< br>转子流量计，出厂时用
20℃空气标定流量范围为
5m<
/p>
3
/h~50m
3
/h
，现拟用以
测定
40℃的空气，
则空气流量值比刻度值
_
大
_
，
校正系数为
_1.0
34_
，
实际流量范围为
_5.17~
51.7
m
3
/h
。
13
．一转子流量计，当通过水流量为
1m
/h
时，测得该流量计进、出间压强降为
< br>20Pa
；
当流量增加到
1.5
m
3
/h
时，相应的压强降
_20Pa
。
14<
/p>
．水从内径为
d
1
的管段流向内径为
d
2
的管段，已知
d
2
=1.414d
< br>1
，
d
1
管段流体流动的
速度头为
0.8m
，
h
1
=0.7m
（
1
）忽略流经
AB
段的能量损失，则
h
2
=
1.3
m
，
h
3
=
1.5 m
。
（
2
）若流经
AB
段的能量损失为<
/p>
0.2mH
2
O
，则
h
2
= 1.1
m
，
h
3
=
1.3 m
。
15
< br>．一敞口容器底部连接等径的进水管和出水管，容器内水面维持恒定
1.5m
，管内水
的动压头均为
0.5m
，则进水管的点
A
、容器内的点
< br>C
、出水管的点
B
的静压头分别
为
p
A
= 1.5
m
，
p
B
=
0.75
m
，
p
C
=
1.5 m
。
16
< br>．在
SI
单位制中，通用气体常数
R
的单位为
( B
)
。
A
．<
/p>
atm·cm
3
/mol·K
B
．
Pa·
m
3
/mol·K
C
．
kgf·kmol·K
D
．
Ibf·ft/Ibmol·K
17
．通常流体粘度
μ
随温度
t
的变化规律为
( C
)
。
A
．<
/p>
t
升高、μ
减小
B
．
t
升高、μ
增大
C
．对液体粘度
t
升高
μ
减小，对气体则相
反
. D
．对液体
t
< br>升高
μ
增大，对气体则
相反
18
．流体在圆形直管中湍流时，则摩擦
系数
λ
随雷诺数
Re
< br>的增大
减小
；若已进入
阻力平方区，随雷诺数
Re
增大，摩擦系数
λ
基本不变
。
19
．滞流和湍流的本质区别是
( D
)
。
A
．湍流流速大于滞流流速
B
．滞流时
Re
数小于湍流时
Re
数
C
．流道截面大时为湍流，截面小的为滞流
D
．滞流无径向脉动，而湍流有径向脉动
20
．因次方析的目的在于
( B
)
。
A
．<
/p>
得到各变量间的确切定量关系；
B
．
用无因次数群代替变量
,
使实验与关联简化
；
C
．
得
到无
因次数群间定量关系；
D
．无需进行实验，即可得到关联式
21
．滞流内层越薄
,
则以下结论是正
确的
( D )
A
．近壁面处速度梯度越小
B
．流体湍动程度越低
C
．流动阻力越小
D
．流动阻力越大
22
．在一水平变径管路中
,
在小管截面
A
和大管截面
B
连接一
U
型压差计
,
当流体
流过
该管时
,
压差计读数
R
值反映
( A )
A<
/p>
．
A
、
B
两截面间的压强差
B
．
A
、
B
两截面间的流动阻力
C
．
A
、
B
两截面间动压头变化
< br> D
．突然扩大或缩小的局部阻力
< br>23
．在一定管路中，当孔板流量计的孔径和文丘里流量计的喉径相同时，相同流
动条
件下，文丘里流量计的孔流系数
C
V
和孔板流量系数
C
0
的大小为（
C
）
。
A
．
C
0
=C
V
B
．
C
0
>C
V
C
．
C
0
． <
br>两管的管长
V
D
．不确定
24
流体流过两个并联管路管
1
和<
/p>
2
，
两管内均呈滞流。
L
1
=L
2
、
管内径
d
1
=2d
2
，
则体积流量
V
2
/V
1
为（
D
）
。
A
．
1/2
B
．
1/4
C
．
1/8
D
．
1/16
1
< br>．离心泵的泵壳制成蜗壳状，其作用是
集液与转能
。
2
．离心泵的主要特性曲线包括
H~Q
、
N~Q
和
η
~Q
三条曲线。
3
．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
气缚
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
气蚀
现象。
4
．
若离心泵入口真空表读数为
700mmHg
，当地大气压为
101.33kPa
，则输送
42℃水时<
/p>
（饱和蒸汽压为
8.2kPa
）泵内将发
生
气蚀
现象。
3
5
．离心泵安装在一定管路上，其工作点是指
管路特性曲线与泵特性曲线的交点
。
用离心泵将储槽
A
内的液体送到一常
压设备
B
，
若
B
变为高压设备，
则输液量
减小
，
泵的压头
增大
，轴功率
减小
。
6
．离心泵通常采用
改变出口阀的开度
调节流量；往复泵采用
旁路
调节流量。
< br>某离心泵在
Q=0.02m
3
/
s
时
H=20m
，管路性能
Qe=0.02m
3
/s
时需要的
He=16
m
，泵安在此<
/p>
输水管路，中调节流量为
0.02m
3<
/p>
/s
，因调节阀门的压头损失为
4m
，消耗的功率
485
W
。
7
．离心
泵在一管路系统中工作，管路要求流量为
Q
e
< br>，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
（
H
m-
H
e
）
/
H
m
％。
8
．往复泵的往复次数增加时，流量
增大
，扬程
不变
。
9
．离心泵的效率
η
< br>和流量
Q
的关系为（
B
）
A.
Q
增大，
η
增大
B.
Q
增大，
η
先增大后减小
C.
Q
增大，
η
减小
D.<
/p>
Q
增大，
η
先减
小后增大
10
．离心泵的轴功率
N
和流量
Q
的关系
为（
A
）
A.
Q
增大，
N
增大
B.
Q
增大，
N
先增大后减小
C.<
/p>
Q
增大，
N
减小
D.
Q
增大，
< br>N
先减小后增大
11
．离心泵停止操作时宜（
A
）
A.
先关出口阀后停电
B.
先停电后关阀
C.
先关出口阀或先停电均可
D.
单级泵先停电，多级泵先关出口阀
12
．往复泵适用于（
C
）
A.
大流量且要求流量特别均匀的场合
B.
介质腐蚀性特别强的场合
C.
流量较小，压头较高的场合
D.
投资较小的场合
13
．在测定离心泵性能时，若将压力表装在调节阀以后，则压力表读数
p
2
将（
B
），<
/p>
而当压力表装在调节阀以前，则压力表读数
p
1
将（
A
），
A.
随流量增大而减小
B.
随流量增大而增大
C.
随流量增大而基本不变
D.
随真空表读数的增大而减小
14
．离心泵铭牌上标出的流量和压头数值是（
A
）。
A.
最高效率点对应值
B.
操作点对应值
C.
最大流量下对应值
D.
计算数据
15
< br>．离心泵的气蚀余量越小，则其抗气蚀能力
越好
。
<
/p>
16
．离心泵在一定管路系统下工作时，压头与被输送液体密度无
关的条件是
D
。
A.Z
2
-Z
1
=0 B.
Σ
H
f
=0 C.
Δ
u
2
/2g=0 D.(p
2
-p
1
)/
ρ
g=
0
17
．往复泵具有
正位移特性
特性，有
自吸
能力，安装过高会发生
气蚀
现象。
第二章
非均相物系分离
一．填空或选择
1
< br>．固体粒子的沉降过程分
__
加速
__
阶段和
__
恒速
__
阶段。沉降速度是指
__
恒速
__
阶段
颗粒相对于
__
流体
__
的速度。
2
．在重力场中，固粒的自由沉降速度与
下列因素无关（
D
）
A
）粒子几何形状
B
）粒子几何尺寸
C
）粒子及流体密度
D
）流体的流速
3
< br>．在降尘室中除去某粒径的颗粒时，若降尘室高度增加一倍，则颗粒的沉降时间
_
_
加
长一倍
，气流速度
__
为原来的
1/2
，生产能力不变。
4
．在斯托克斯区，颗粒的沉降速度与其直径的
_2_
次
方成正比，而在牛顿区，与其直
径的
1/2
次方成正比。
5
．沉降雷诺准数
Ret
越大，流体粘性对沉降速度的影响<
/p>
__
越小
__
。
6
．一球形石英粒子在空气中作滞流
自由沉降。若空气温度由
20℃提高至
50℃，则其
沉降速度将
__
减小
__
。
7
．降尘
室操作时，气体的流动应控制在
__
层流
__
区。
8
．含尘气体通过长
4m
、宽
3m
、高
1m
的降尘室，颗粒的沉降速度为
0.03m/s
，则降尘
室的最大生产能力
为
__0.36 __m
3
/s
。
9
．降尘室内
，颗粒可被分离的条件是气体在降尘室的停留时间大于颗粒的沉降时间。
10
．理论上降尘室的生产能力与
__
底面积
__
和
__
沉降速度
__
有关，而与
__
高度
__
无关。
11
．在降尘室内，粒径为
60μm
的颗粒理论上能全部除去，则粒径为
42μm
的颗粒能
被除去的分率为
__49%__
。
（沉降在滞流区）
12
．在离心分离操作中，分离因数是指
__
u
T
2
/Rg __
< br>。某颗粒所在旋风分离器位置上的
旋转半径
R
＝
0.2m
，切向速度
u
T
=20m/s
，则分离因数为
__203.9__
。
13
．旋风分离器的分离效率随器身
__
< br>直径
__
的增大而减小。
14
．工业上应用最广泛的间歇压滤机有
__
板框过滤机
__
和
__
叶滤机
__
，连续吸滤
型过
滤机为
__
转筒真空过滤机
__
。
15
．
用板框压滤机恒压过滤某种悬浮液，
其过滤
方程式为
q
2
+0.062
q
=5×10
-5
θ
，
式中
q
的单位为
m
3
/m
2<
/p>
，
θ
的单位为
s
，则过滤常数值及其单位为：
K
＝
_
5×10
-5
_
__
，
qe
＝
__0.031__
，
θe
＝
__19.2s __
。
若该过滤机由
635×635×2mm
的
< br>10
个框组成，则其过滤面积
A
＝
__8.06__m
2
，介质的
虚拟滤液体积
Ve
＝
__0.25__m
3
。
dV
A
2
p
1
s
16
．根据过滤基本方程式（
）说明提高过滤机生产
能力的措施
d
r
0
(
V
Ve
)
是（最少写出三条）增大压差；提高温度；使用阻力小的滤布
；
s<1
时在允许时使用助
滤剂；清洗
滤布等。
17
．在板框压滤机中，若
过滤压力差增加一倍，则过滤速率变为原来的
(B
)
倍。
（过滤
介质阻力忽略不计，滤饼不可压缩）
A
）
2
1/2
B
）
2
C
）
1
D
）
4
18
．板框压滤机中横穿洗涤法的洗涤速率与最终过滤速率之比为
(A )
< br>；叶滤机置换洗
涤法的洗涤速率与最终过滤速率之比为
(
D )
。
（
Δp
、
μ
在过滤最终与洗涤相同）
A
）
1/4
B
）
1/2
C
）
4
D
）
1
19
．恒压过滤某种悬浮液（介质阻力可忽略，滤饼不可压缩）
，已知
10min
单位过滤面
积上得滤液
0.1m
3
。若
1h
< br>得滤液
2m
3
,
则所需过滤面积为
__8.16
__m
2
。
20
．叶滤机过滤某种悬浮液，介质阻力可忽略，滤饼不可压缩，
K
＝2.5×10
-3
m
2
/s
。若
过滤终了时
，
q
＝
2.5m
3
/m
2
，每
m
2
过滤面积上用
0.5m
3
清水洗涤（
Δp
、<
/p>
μ
与过滤终了相
同）
，则所需过滤时间
θ
＝
__250
0__s
，洗涤时间
θw
=__100
0__s
。
第三章
传热
一、填空或选择
1.
多层壁稳定导热中，若某层的热阻最大，则该层两侧的温差
最大。
2.
一定质量的流体在φ25×2.5mm
的直管内，作强制的湍流流动，其对流传热系数
α
2
i
=1000W/m
·℃，如果流量和物性不变，改在φ19×2mm
的直管内流动，其α
i
为
D
W
/m
2
·℃。
A
．
1259
；
B
．
1496
；
C
．
1585
；
D
．
1678
。