化工原理复习题

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1、真诚为您提供优质参考资料，若有不当之处，请指正。1.一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 A. 体系大气压 B. 体系大气压 C. 体系大气压 （第1小题图） （第2小题图）2.如图所示,连接A.B两截面间的压差计的读数R表示了( )的大小。A. A.B间的压头损失Hf ； B. A.B间的压强差P C. A.B间的压头损失及动压头差之和； D. A.B间的动压头差(uA2- uB2)/2g3.层流与湍流的本质区别是 ( )。 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(R2+R3)； B. R1 B.

2、 阀门打开时= C. 阀门打开时= D. 阀门打开时=(第3小题图)14. 离心泵的扬程是 ( ) A. 实际的升扬高度； B. 泵的吸液高度； C. 液体出泵和进泵的压差换算成液柱高度；D. 单位重量液体出泵和进泵的机械能差值。15. 往复泵在操作中 ( ) 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，输入设备中的液体流量与出口阀的开度无关16.用板框压滤机恒压过滤某一滤浆（滤渣为不可压缩，且忽略介质阻力），若过滤时间相同，要使其得到的滤液量增加一倍的方法有（ ）。 A. 将过滤面积增加一倍； B. 将过滤压差增加一

3、倍； C. 将滤浆温度到高一倍。 D. 将过滤面积减小一倍17. 旋风分离器的临界粒径是指能完全分离出来的（ ）粒径。 A. 最小； B. 最大； C. 平均；18. 在反应器的单根冷却蛇管内通冷却水，其进、出口温度分别为t1、t2，蛇管外有热流体稳定流过,借搅拌器作用，使热流体保持均匀温度T(T为热流体出口温度) ，如冷却蛇管长度增大一倍,其它条件不变,问出口水温t2应( )。 A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 不一定19. 将1500 kg/h，80的硝基苯通过换热器冷却到40，冷却水初温为30，出口温度不超过35，硝基苯比热为1.38kJ/(kg.K)，则换热器的热负荷为（ ）。

4、 A. 19800kJ/h; B. 82800kJ/h; C. 82800 kW; D100000 kW20.当壳体和管束之间温度大于50时，考虑热补偿，列管换热器应选用（ ） A. 固定管板式; B. 浮头式 ; C. 套管式; D.哪种型式都可以。1如图所示，空气以相同的流速分别通过水平放置和垂直放置的两根等径直管。已知d1=d2,LAB=LCD,U形差压计指示液相同。则（ C ）（A） pAB=pCD（B）pABpCD（C）hfAB=hfCD（D）R1R2BADR2d1R1d2C 2下图为一管道测压装置，流体在水平直管内流动，流体的粘度0，若忽略测压管对流通截面的影响，则（ A ）（A）

5、R1=R3R2（B）R1R2R3（C）R2R1R3（D）R1R3R2R2R3R1u 3如图所示，连接A,B两截面间的压差计的读数R表示的大小是（ D ）（A）A,B间的压头损失hfAB （B）A,B间的压强差pAB（C）A,B间的压头及动压头差之和 （D）A,B间的动压头差（uA2uB2）/2gRCADBA;610ADCBB4在层流情况下，如管长、流速不变，但管内径减小为原来的一半，则后者与前者的沿程阻力之比为（ B ）（A） 8； （B）4； （C） 2； （D）1。5离心泵的工作点（A ）（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 ； （

6、D）是泵的特性曲线与管路特性曲线的交点。6离心泵的转速改变时，则（ A ）(A)不会改变管路特性曲线； (B)不会改变泵的特性曲线；(C)不会改变工作点； (D)不会改变管路所需压头。7. 在重力场中，微小颗粒的沉降速度与下列因素无关（ D ） （A）粒子的几何形状 ； （B）粒子的几何尺寸；（C）流体与粒子的密度 ； （D）流体的流速。8在板框过滤机中，如滤饼不可压缩，介质阻力不计，过滤时间增加一倍，其过滤速率为原来的（ C ）（A）2倍； （B）1/2倍； （C）倍； （D）4倍。9有一182mm的无缝钢管，管内通冷冻盐水，为减小能量损失，在管外包一层导热系数0.18W/m的石棉，保温层外

7、壁与空气的对流传热系数10W/m2,原包石棉为5mm，现改为8mm,则冷量损失是（ B ）（A）增加 （B）减小 （C）不变 （D）不定10在蒸汽冷凝时，不凝气体的存在对的影响是（ B ）（A）使上升；（B）使大大下降；（C）对无影响；（D）以上说法都不正确。二、填空题（本题共15空，每空1分，共15分）（请将正确答案填入空格内）11.当密度820 kg/m3,粘度=3厘泊的某液体,在内径为d=100mm,以流速2m/s在管中流动时,其雷诺准数等于_.12. 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_.13. 当量直径的定义是de.14.

8、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 。15.离心泵的主要参数有: 流量, 扬程,功率及_. 16.调节泵流量的方法有：改变阀门的开度, _,_. 17.悬浮在静止流体中的固体微粒在重力作用下，沿重力方向作自由沿降时，会受到_三个力的作用。18.过滤速率是指_ 。19.在恒压过滤时，过滤速率将随操作的进行而逐渐_ 。20.某间壁换热器中,流体被加热时,圆形直管内湍流的传热系数表达式为_，当管内水的流速为0.5m/s时,计算得到管壁对水的传热系数=2.61(kW/（m2.K）).若水的其它物性不变,仅改变水在管内的流速,当流速为0.8m/s时,此时传热系数=_

9、.21.平壁稳定传热过程，通过三层厚度相同的不同材料，每层间温度变化如图所示，试判断1、2、3的大小顺序_。 （第21题图）22.用冷却水将一定量的热流体由100冷却到40，冷却水初温为15，在设计列管式换热器时，采用两种方案比较，方案是令冷却水终温为30，方案是令冷却水终温为35，则用水量 W1W2，所需传热面积A1A2。（比较大小） 23. 牛顿粘性定律的表达式为_。 24.当密度820 kg/m3,粘度=3厘泊的某液体,在内径为d=100mm,以流速2m/s在管中流动时流动类型为_.25.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,平均流速为_.2

10、6. 层流时,管内平均流速是最大流速的_倍.27.柏努利方程如衡算基准以J/kg表示,柏努利方程可表示为 28.离心泵的特性曲线有:HQ曲线，_曲线和_曲线.29.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，压力表的读数 。30.球形粒子在介质中自由沉降时，匀速沉降的条件是_ 。31.过滤阻力由两方面因素决定：一方面是滤液本身的性质，即其_；另一方面是滤渣层本身的性质，即_ 。32.某间壁换热器中,流体被加热，当管内水的流速为0.5m/s时,计算得到管壁对水的传热系数=2.61(kW/（m2.K）).若水的其它物性不变,仅改变水在管内的流速,当流速为1.0m/s时,此时传热系数=_.

11、33.厚度不同的三种材料构成三层平壁,各层接触良好,已知 b1b2b3;导热系数12R2R334. F1=12740.038=60.6m2 三、判断题（本题共10题,每小题1 分，共15分）（请在你认为正确的题后括号内打“”，错误的打“”）23. ； 24. ；25.；26. ； 27. ； 28. ；29. ；30. ；31. ；32. 33. ；34 ；35 ；36. ；37 ；38 ；39. ；40 ；41 ；42 四、简答题（本题共1题,共5分）。（回答要点，并作简明扼要的解释） 33.为什么工业换热器的冷、热流体的流向大多采用逆流操作? *答案* 操作可以获得较大的平均传热温度差，从

12、传递相同热负荷言，须较小的传热面积，节省设备费用。此外，逆流热流体出口温度T可接近冷流流体进口温度t，对相同热负荷言，需加热剂少；同样，就冷流体而言，逆流体出口温度t可接近热流体进口温度T，对相同热负荷言，需要冷却剂少，故对逆流就加热剂或冷却剂用量考虑，逆流操作费小。34流动类型：湍流时的给热系数大。流体的物性：粘度、密度、比热Cp，导热系数均对给热系数有影响。传热面的形状、大小和位置：管子的排列、折流都是为了提高给热系数。流体的对流情况，强制对流比自然对流的给热系数大，流体在传热过程有无相变，有相变大。五、计算题（本题共4题,第34和37小题每题15分，第35和36小题每题10分,共50分）

13、（要求写出主要计算步骤及结果）34. *答案* 在A-B之间列柏方程(管中心线为基准面)：gZA+uA2/2+pA/= gZB+uB2/2+pB/+WfpA-p2=Wf=Lu2/2d+p孔u0=C0 2gR(2-)/ =0.6329.810.6(13600-867)/867 =8.284m/su=(16.4/33)28.284=2.046 m/spA -pB=0.024(30/0.033)(2.0462/2)867+3.5104 =74590 N/m2Ne=We .Ws=(74590/867)(/4)d2u =86(0.7850.03322.046867)=130w有效功率百分数=130/(5

14、000.6)100%=43.3%35. *答案* Z112/2P1/eZ222/2P2/+Wf Z10，Z231.6m，P1P2，10，20， Wf50/kg eZ2Wf9.8131.6503 60/kg ms20/360010005.556kg.s Ne ms3605.5562000/s2kw36 *答案* （1）求过滤面积V2=KA2 A=V(1/K)0.5 =41/（1.610-51.53600)0.5=13.6m2（2）求框数 13.6/0.6350.6352=17块（3）求洗水量 (dV/d)W=kA/8V=V/8=4/(81.5)=0.33m3/h VW=(dV/d)WW=0.33

15、30/60=0.17m3（4）求滤液量 (K2)/(K1)=(P2)/(P1)=2 V2=V1 (2)1.5=4( 2) 1.5=5.66 m337. *答案* (1) Q1=12002(200-100)=240000kJ/h Q2=Q1, t2=t1+Q1/(m2Cp2)=10+240000/(10004.18)=67.4 tm=(132.6-90)/ln(132.6/90)=110 1/K1=1/1+d1/(2d2)=1/250+25/(200020) K1=2 16.2 W/(m2.K) A1=Q1/(Ktm) =240000103/(216.23600110) =2.8 m23 m2

16、不适用 38.*答案* 定储槽液面为1-1，管出口内侧为2-2，液面为基准面。列柏式：Z1g+P1/+u12/2+we= Z2g+P2/+u22/2+Wf而Wf =(L+Le) u22/(2d)=0.018(10+100) u22/(20.1)=9.9 u22 0+0+0+317.7=209.807+98100/1000+ u22/2+9.9 u22u2 =1.5m/s 再在测压口3-3与2-2间列柏式： Z3g+P3/+u32/2= Z2g+P2/+u22/2+Wf而 Wf =L u2/（2d)=0.0181001.52/ (20.1) =20.25J/kg 0+P3/1000+1.52/2

17、=189.807+98100/1000+1.52/2+20.25 P3=296.1103N/m2=296.1 N/m2（表压） 39.*答案* 如图所示取11、22截面列柏努里方程，并以11为基准面，得： HZHf（12）15823m N有效QH/1021100(20/3600)23/1021.38KW 选2B31A型水泵。 该泵Q20m3/h H25.223m 40. *答案* （1）现有板框压滤机面积是否够用？ V实=0.810.81182=23.62m3 V2=KA2 A计=V(1/K)0.5=81/（1.6510-523600)0.5 =23.2 m3 A实A计，可满足要求 （2）求W

18、 (dV/d)W=(1/4)(dV/dq)=V/8 =8/(82)=0.5m3/h W=VW/(dV/d)W =0.25/0.5=0.5h 41. *答案* （1） 热流体一侧平均壁温TWm 热流体为苯饱和蒸汽冷凝 T1 T2 T沸80 可认为热流体一侧TW 1T W 2 TWm tm1 TTWm根据 Q1 A1tm12 A2 tm2K A1 tm1/K11/1(1/2 )d1/d2 (b/)d1 /dm1/600 +(1/400)0.025/0.021 +(0.002/50)0.025/0.0230.0047 K1213.4W/(m2.K)t1801070; t2803050tm （t1t2

19、）/ln（t1 /t2 ） (70-50)/ln（70/50）59.44TWmTK/tm80-213.4/(600）59.4458.9（2） 钢的导热系数比较大 认为冷流体一侧tW1 t W2 tWm 根据 QKA1 tm (1/)Am （TWm-tWm） 设管壁两侧壁温恒定,故 tWm TWmtWm代入上式 有tWmTWmKtm (b/)A1 /AmtWm58.9- 213.459.44(0.002/50)0.025/0.02358.35 1某同学进行离心泵特性曲线实验，启动泵后，泵入口处指示真空度很高，他对故障原因作出了正确的判断，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 （

20、 D ） （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 2离心泵漏入大量空气后将发生（ B ） （A）汽化现象 （B）气缚现象 （C）汽蚀现象 （D）气浮现象3. 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4流体的静力学基本方程：p2=p1+g（Z1-Z2）适用于（ ） （A）任何场合下的同一种流体； （B）同一种连续的静止流体；（C）连续流动的流体； （D）不同种类连续的静止流体。5如将牛顿粘性定律表达为流体流动时所产生的剪应力与单位体积流体的动量梯度成正比则这时的比例常数应为（ ）（A）

21、； （B）； （C）ms； （D）Vs。其中：流体的粘度；流体的密度；ms流体的质量流量；Vs流体的体积流量。650 的温水从一高位槽中流出，经过一条20 m长的导管流入一水池。流入水池时水温已降为47 。现有人试图列出伯努利方程以求取水流出导管时的流速。你认为（ ） （A）伯努利方程式中必须考虑因水温变化而散失的能量； （B）可按水温不发生变化时来列出伯努利方程式； （C）由于水温发生变化，计算时还必须考虑内能的变化，因此不能用伯努利方程式； （D）上述三种说法都是错误的。7如右图安装的压差计，当旋塞慢慢打开时，压差 计中的指示剂（汞）的液面将（ ）(A) 左高右低；(B) 左低右高；(C)

22、 维持高度不变；(D)不能确定。8当流体在圆管内流动时，使流体的流速在圆管内分 布不均匀的原因是由于（ ） (A)管壁存在摩擦力； (B)流体的静压力；(C)流体存在粘滞力； (D)流体所受到的重力。9层流与湍流的本质区别是_。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.层流无径向流动，而湍流有径向流动10下图为一管道测压装置，流体在水平直管内流动，流体的粘度0，若忽略测压管对流通截面的影响，则（ ）（A）R1=R3R2（B）R1R2R3（C）R2R1R3（D）R1R3R2R2R3R1u 二、填空题（每题2分 本题满分20分）1流体在管内作湍流

23、流动时(不是阻力平方区)，其摩擦系数随_Re_ 和_e/d_而变。2当20的甘油（密度为1261 kg/m3，粘度为1.499 cP），流经内径为100 mm的圆形直管时，其平均流速为1m/s,其雷诺数为_84123_，管中心处的最大流速为_1.22_ m/s .3量纲（因次）分析法的主要依据是_因次一致性原则_，在流体阻力的分析中，采用的基本因次为M、L、，若影响流动阻力的变量数有7个，则可获得 4 个无因次群。4当量半径的定义为 ，长为a、宽为b的长方形的当量直径为 2 ab/(a+b) 。5如图1所示，液体在等径倾斜管中稳定流动，则阀的局部阻力系数与压差计读数的关系式为_。6求取湍流时的

24、磨擦系数采用的是因次分析法， 依据的是 定理 ；采用的基本因次为M、L、，若影响流动阻力的变量数有7个，则可获得 4 个无因次群。7离心泵采用并联操作的目的是_增加流量_ ；离心泵采用串联操作的目的是_增加压头_。8. 离心通风机的全风压等于_动压_与_静压_之和。9 离心泵的流量调节阀安装在离心泵_出口_管路上，关小出口阀门后，压力表的读数_增大_。2有一并联管路，两支段管路的流速、管径、管长及流动阻力损失分别为u1、d1、l1、hf1及u2、d2、l2、hf2。若d1=2d2，l1=2l2，则当两段管路中流体均作湍流流动时，并取，则u1/u2=1。 三、分析并回答问题（每小题8分 本题满分

25、24分）1简述边界层及边界层分离的概念。答：u=099% 之间的区域，称为边界层。流体流过一定区域后，速度减小，压力增加，出现流体回流形成旋涡，产生大量能量损失的现象，称为边界层分离。2某车间有一精馏塔，其计量馏出液的转子流量计损坏了，急需更换一个流量计。现车间库存一个转子流量计（其转子是塑料制的），其量程小于原来的流量计；若打算将此流量计改装后使用，试设计具体的改装和校核实验的方案。答：用原来的转子替换塑料转子。k其中：分别为塑料转子计的密度及其对应的流量；分别为改装后转子计的密度及其对应的流量。改装后的流量可通过塑料转子的读数乘以k。3如图所示，液体分别从两容器中流出，液面保持不变，排出管

26、径相同。问：（1）比较图（a）中1-1和2-2截面的u1u2还是u1=u2？为什么？（2）图（a）、（b）中Z3Z4其它条件不变，忽略阻力损失，则出口处的速度u3与 u4哪个大？为什么？（3）图（a）、（b）中Z2=Z4，则截面2-2*处的速度u2与u4哪个大？为什么？答：（1）根据质量守恒定律和连续性方程得到：u1=u2。（2）根据伯努利方程有：因为Z3Z4 故：u3u4.（3）因为u3u2.故u2u4四、计算题（第题18分 本题满分36分）2如图所示的输水系统，已知管内径为d=50 mm，在阀门全开时输送系统的（l+le）=50 m，摩擦系数可取0.03, 泵的性能曲线在流量为6m3/h至15m3/h范围内可用下式描述: H=18.920.82Q0.8, H为泵的扬程m, Q为泵的流量m3/h。问: (1) 如要求输送量为10 m3/h, 单位质量的水所需外加功为多少? 此泵能否完成任务?(2) 如要求输送量减至8 m3/h(通过关小阀门来达到), 泵的轴功率减少百分之多少?(设泵的效率变化忽略不计)。 解：（1）在两水面间列伯努利方程：17 / 17