第一章 流体流动
[一]名词解释（每小题2分） 1.法定计量单位
由国家以命令形式规定允许使用的计量单位。 2.稳定流动
流动系统中各截面上的流速、压强、密度等各有关物理量仅随位置变化不随时间变化。 3.不稳定流动
流动系统中各截面上的流速、密度、压强等随位置及时间而变。 4.流动边界层
流体流过壁面时，如果流体润湿壁面，则必然形成速度梯度很大的流体层 ： 叫流动边界层。 5.边界层分离
流体在一定条件下脱离壁石的现象叫边界层的分离。 6.速度梯度
7.牛顿粘度定律
8.当量长度Le
把流体流过某一管件或阀门的局部阻力折算成相当于流过一段与它直径相同，长度为 的直管阻力。所折算的直管长度称为该管件或阀门的当量长度。 9.因次分析法
用位数不多的无因次数群代替较多的变量，对一个复杂的物理现象可简化实验工作，该方法称为因次分析法。
10.相对粗糙度 ε /d - 相对粗糙度。 11.粘性与粘度
运动流体内部产生的阻碍流体向前运动的特性。
12.点速度
流通截面上某一点的速度，可直接测量m/S 。 13.绝压
以绝对零压作起点计算的压强，称为绝对压强。 14.表压
表示被测流体的绝对压强比大气压强高出的数值，称为表压强。 15.真空度
e
l
真空度等于大气压强减去绝对压强。
[二]单选择题（每小题2分）
1某物体的质量为1000kg，则其重量为____________。B
A1000N B 9810N C9810kgf D 1000/9.81kgf
2 4℃水在SI制中密度为________；重度为________；在工程单位制中密度为________；重度为________。 B D C A
A 1000kgf/m3
B 1000kg/m3
C 102kgf·s2/m4
D 9810N/m3
3 如图所示,若液面恒定,忽略流动阻力损失,则放水管的出口速度U与____有关。 A
A H
B H、d
C d
D Pa
E H、d、Pa
4 用标准孔板流量计测量管中的流量，采用如图所示三种装置，两测压孔距离h相等，d1＝d2＝d3，各管流速相等。其读数分别为R1，R2，R3。则＿＿＿。（流体皆为水，指示液皆为汞）。D
A R2＜R1＜R3
B R1＜R2＝R3
C R1＜R2＜R3
D R1＝R2＝R3
E R1＞R2＝R3
5图示所表示的R值大小反映______。A
A Ａ、Ｂ两截面间压差值
B Ａ－Ｂ截面间流动压降损失
C Ａ、Ｂ两截面间动压头变化
D 突然扩大或缩小流动损失
6 一敞口容器,底部有一出水管(如图示)。容器内水面保持恒定,管内水流动的速度头为
0.5m水柱。水由容器流入管内,则2点的表压p2=( )水柱。 C
A 1.5m
B 1.0m
C 0.75m
D 0.5m
7 如图所示,用U形压差计与管道A、B两点相连。已知各图中管径、A、B间的管长L及管道中流体流量均相同,管内流体均为20℃水,指示液均为汞,则________。 B
A R1≠R2 , R1 = R2 = R4
B R1 = R2 = R3 = R4
C R1 = R2 D R1≠R2≠R3≠R4 8 如图表明,管中的水处于________。C A 静止 B 向上流动 C 向下流动 D 不一定 9层流与湍流的本质区别是：________。 D A湍流流速>层流流速；流道截面大的为湍流，截面小的为层流； C流的雷诺数<湍流的雷诺数；D流无径向脉动，而湍流有径向脉动 10如图，若水槽液位不变，在阀门打开后，①、②、③点的流体总机械能的关系为____ 。B A =②=③ B =②>③ C >②=③ D 能肯定 11 一个工程大气压等于_______Pa； _______Kgf/cm2。 B G A .013×105 B .81×104 C 60 D 35.6 E 0.33 F 0 G 12 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。C B A、B间的压强差△P A A、B间的压头损失H Fab 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(u A2－u B2)/2g 13 转子流量计的主要特点是________。（从流道截面与压差改变考虑）。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 14下图中高位槽液面保持恒定,液体以一定流量流经管路,ab与cd两段长度相等, 管径与管壁粗糙度相同,则:(1)U形压差计读数 _____。 B A R1>R2B R1=R2 C R1 15有一并联管路，如图所示，两段管路的流量，流速、管径、管长及流动阻力损失分别为v1，u1，d1，L1，Σh f1及v2，u2，d2，L2，Σh f2。若d1＝2d2 ，L1＝2L2，则： 1. Σh f1/Σh f2＝（） E A 2 B 4 C 1/2 D 1/4 E 1 2. 若两段管路中流体均作滞流流时，u1/u2＝（） A A 2 B 4 C 1/2 D 1/4 E 1 . . 16 一敞口容器,底部有一进水管(如图示)。容器内水面保持恒定,管内水流动的速度头为 0.5m水柱。水由水管进入容器,则2点的表压p2=( )水柱。 B A 2.0m B 1.5m C 1.0m D 0.75m 17孔板流量计的孔流系数Co，当Re数增大时，其值________。B A总在增大B先减小，当Re数增大到一定值时，Co保持为某定值C总是减小D不定 18 在完全湍流(阻力平方区)时，粗糙管的摩擦系数λ数值________。C A与光滑管一样B只取决于Re C只取决于相对粗糙度D与粗糙度无关19如图，U形压差计测得：________。A A A、B间的阻力损失 B A、B间的压强差 C A、B间的位头差加阻力损失 D A、B间位头差 20下图中高位槽液面保持恒定,液体以一定流量流经管路,ab与cd两段长度相等,管径与管壁粗糙度相同,则: (1)ab与cd两段静压差______。 C A ?P ab >?P cd B ?P ab = ?P cd C ?P ab D 不定 (2)R1值表示_______。 C A ab段的压差值 B ab段位能变化 C ab段流动能量损失 D ab段压差值及流动能量损失 21．气体是（）的流体。 B A 可移动 B 可压缩 C 可流动 D 可测量 22．在静止的流体内，单位面积上所受的压力称为流体的（）。 C A 绝对压强 B 表压强 C 静压强 D 真空度 23．以绝对零压作起点计算的压强，称为（）。 A A 绝对压强 B 表压强 C 静压强 D 真空度 24．真空表上的读数表示被测流体的绝对压强（）大气压强的读数。 A A 低于； B 等于； C 高于； D 近似于 25．绝对压强等于（）与表压强之和。 A A 大气压强 B 表压强 C 相对压强 D 绝对压强 26．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 27．（）内流体在流动方向上所流过的距离称为流速。 B A 无限时间 B 单位时间 C 长时间 D 短时间 ．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 28．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（）的能量。 D A 增加 B 扩大 C 需求 D 损失 29．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 30．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 31．流体在圆管内（）流动时，最大速度是平均速度的二倍。 A A 层流 B 湍流 C 过渡流 D 漩涡流 32．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 [三]填空题（每小题2分） 1 当计算流体由粗管进入细管的流动局部阻力时，其公式中的流速应该用_______管中的速 度。流体在管内作湍流流动时(不是阻力平方区)其摩擦系数λ随Re和_________而变。 细管e/d 2 牛顿粘性定律的数学表达式为____________，牛顿粘性定律适用于_______型流体。 τ=μdu/dy 牛顿 3在毕托管中，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_______________________。动静压头之和静压头 4 稳定流动中，点流速只与_________有关，而不稳定流动中，点流速除与位置有关外，还 与__________有关。位置时间 5 列伯努利方程时选取的截面，期中的两个必须具备的条件是____________， ___________。连续、垂直流动方向或流体流线平行 6 流体在圆形管道中作层流流动，如果只将流速增加一倍，则阻力损失为原来的_____倍； 如果只将管径增加一倍，流速不变，则阻力损失为原来的__________倍。2；1/4 7下图表示流体在圆形直管进口段内流动时边界层发展的情况,图中ab截面管中心a点的流 速为u s ,b点的流速为u,图示中所表示的符号意义是δ1为，δ2为 _______ δ3为 , u s表示。 滞流边界层厚度湍流边界层厚度滞流内层主流区流速 8在SI制中压强的因次为_____________；功率的因次为____________速度梯度。 MT-2L-1MT-3L2 9实际流体在管道内流动时产生阻力的主要原因是:________。流体具有粘性 10 图示并联管路。流体由高位槽经A、B两路流出。当开大阀门A后，管路A中流速U A， O点压强P0。增大降低 11 流体流动的连续性方程是：___________________________；适用于园形直管内不可压缩 流体流动的连续性方程是：____________________________u1A1ρ 1 = u2A2ρ2= 常数u1d12= u2d22= 常数 12 流体在一段圆形水平直管中流动，测得平均流速为0.5m/s，压强降为10Pa，Re为1000， 问管中心处点速度为_________m/s，若平均流速增加为1m/s，则压强降为________Pa。 1m/s 20Pa 13 LZB-40转子流量计其转子为不锈钢（比重：7.92），刻度标值以水为基准，量程范围为 0.25 ~ 2.5m3/h，若用此转子流量计来测量酒精（比重：0.8），则酒精的实际流量值要比刻度 值______，测量酒精时，此流量计的最大流量值为___________________。大 2.84m 3 /h 14如图所示，液体在等径倾斜管中稳定流动，则阀的局部阻力系数ζ与压差计读数R 的关 系式为____________________。 () 2 1122u Rg ρρρζ-= 15 如附图所示,容器中盛有油(ρ=800kg/m 3 )。油上界面a 2以上是空气。U 形管中指示液为水(ρ=1000kg/m 3),a 1 ,a 2 ,a 3在同一水平面上,b 1 ,b 2 ,b 3 点也在同一高度上,h 1=100mm,h 2=200mm,则各点的表压Pa 1＝________,Pa 2＝________,Pb 1＝__________,Pb 3＝____________。(表压值以mm 水柱表示) Pa 1＝0 Pa 2＝ 100mmH 2O Pb 1＝300mmH 2O Pb 3＝_ p a2 + (h 1+h 2)ρ油/ρ水=340mmH 2O 16流体动力黏度(简称为黏度)μ的SI 单位为_____________。运动黏度ν的SI 单位为____________。 Pa ?s 或N ?s/m 2、 m 2/s 17 边长为0.4m 的正方形通风管道，其润湿周边长为_________，当量直径为_________。 1.6m 当量直径为 0.4m 18 米糠油在管中作层流流动，若流量不变，μ、L 不变，管径增加一倍，则摩擦阻力损失________________________。 1/16 19流体机械能衡算式如衡算基准以J/kg 表示, 则该方程可表示为 ， 若 用N/m 2(N ?m/m 3 )表示则可表示为 。（无外加机械能） ∑+ + + =++ hf u P gz u P gz 2 2 2 22 22 11 1ρ ρ ∑+ + +=+ +ρρρρρhf u P g Z u P g Z 2 2 2 2 222 1 11 20如图所示，液体在等径管中稳定流动，则阀的局部阻力系数ζ与压差计读数R 的关系式为 。 2 )(2u g R i ρρρζ-= 21 层流时,管内平均流速是最大流速的________；湍流时,管内平均流速约是最大流速的________。0．5 0．8 22如图所示系统，其大管内径d1= 45mm ，液体在管内流速为0.5m/s ，小管内径d2 =19mm ，从1-1到2-2断面的阻力损失为15J/kg ，则2-2断面处的流速为__________m/s，是根据＿＿＿＿＿＿＿＿方程而得。2.8m/s 连续性 23 空气在内径一定的圆管中稳定流动，若气体质量流量一定，当气体温度升高时，Re值将________________。下降 24 ___________________的流体称为理想流体。无粘性 25 某种油漆服从幂率方程τ=10（d u/d y）-0.5，Pa。在剪切速率d u/d y=1 1/s时的黏度为_______ Pa.s；当d u/d y=100 1/s时其黏度为 Pa.s。10 1 26并联管路的特点是：A)并联各管段压强降_______________；B)主管流量等于并联的各管段__________________。相等流量之和 27 LZB-40转子流量计其转子为不锈钢（比重：7.92），刻度标值以水为基准，量程范围为0.25 ~ 2.5m3/h，若上述转子流量计改用形状完全相同的铅转子（比重：10.67）代替原不锈钢转子，测量的流体仍为水，则实际流量值要比刻度值________，实际量程范围为_________________m3/h.。大 0.295～2.95 28 测流体流量时，随着流体流量增加，孔板流量计两侧压差值将___________，若改用转子流量计测量，当流量增大时，转子两端压差值将______________。增加不变 29 已知搅拌器功率P是搅拌桨直径D、转速N、流体密度ρ及黏度μ的函数，即 P=f(D,N,ρ,μ)，利用因次分析法处理，最终所得准数关系式中共有个准数。2 30压强表上的读数表示被测流体的（）比大气压强高出的数值，称为表压强。绝对压强 [四]问答题（每小题2分） 1．如何判断一流体的流动类型? Re≤2000的流动称为层流流动，Re＞4000的流动称为湍流流动 2．层流与湍流是如何定义的？ Re≤2000的流动称为层流流动，Re＞4000的流动称为湍流流动 3．简述层流与湍流的区别。 流体在管内作层流流动时，其质点沿管轴作有规则的平行运动，各质点互不碰撞，互不混合。流体在管内作湍流流动时，其质点作不规则的杂乱运动，并相互碰撞，产生大大小小的漩涡 4．什么是―当量直径‖? 对非圆形截面的通道, 可以找到一个与圆形管直径相当的―直径‖来代替, 此直径即称为―当量直径‖ 5．当量直径是如何计算的? 当量直径等于四倍的流通横截面积除以润湿周边长 6．某液体分别在本题附图所示的三根管道中稳定流 过，各管绝对粗糙度、管径均相同，上游截面1-1’ 的压强、流速也相等。问：在三种情况中，下游截面 2-2’的流速是否相等？ 三种情况中，下游截面2-2’的流速相等 7．某液体分别在本题附图所示的三根管道中稳定流过，各管绝对粗糙度、管径均相同，上游截面1-1’的压强、流速也相等。问：在三种情况中，下游截面2-2’的压强是否相等？如果不等，指出哪一种情况的数值最大，哪一种情况的数值最小？其理由何在？ 三种情况中，下游截面2-2’的压强不相等，其中（a ）的压强最大，（c ）的压强最小。这是因为（c ）管上不仅有一个阀门消耗能量，且管子末端垂直上升一段，又使得静压强降低 8活塞在汽缸中以0.2m/s 速度移动，见附图。活塞与汽缸之间的油膜厚度为0.1mm ，求油膜的速度梯度是多少？ 9漆刷以0.8m/s 速度在平板表面移动，漆膜厚度为0.2mm ，见附图。 问漆膜中形成的速度梯度为多少？ 10 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？ ρ ρ2 P zg P a +时，水向低位槽流动 [五]判断题 （每小题1分） 2000 10 1.02.03 =?= =-y u dy du 4000 10 2.08.03 =?==-δ u dy du 1已知搅拌器功率P 是搅拌桨直径D 、转速N 、流体密度ρ及黏度μ的函数，即 P =f (D ,N ,ρ,μ)，利用因次分析法处理，最终所得准数关系式中共有3个准数。 错 2某物体的质量为1000kg ，则其重量为9810N 。 对 3一敞口容器,底部有一出水管(如图示)。容器内水面保持恒定,管内水流动 的速度头为0.5m 水柱。水由容器流入管内,则2点的表压 p 2=0.75m 水柱。 对 4 层流与湍流的本质区别是湍流流速>层流流速。 错 5一个工程大气压等于1.013×105 Pa 。 错 6孔板流量计的孔流系数Co ，当Re 数增大时，其值 先减小，当Re 数增大到一定值时，Co 保持为某定值 。 对 7流体在圆形管道中作层流流动，如果只将流速增加一倍，则阻力损失为原来的2倍。对 8流体在一段圆形水平直管中流动，测得平均流速为0.5m/s ，Re 为1000，问管中心处点速度为1m/s 。 对 9边长为0.4m 的正方形通风管道，当量直径为0.6。 错 10测流体流量时，随着流体流量增加，孔板流量计两侧压差值将增加。 对 [六]计算题 1、 某牛顿型流体在圆、直、等径管内流动，在管截面上的速度分布可表达为：v =20y -200y 2，式中：y —截面上任一点至管壁的径向距离，m ；v —该点的点流速，m/s 。试求：⑴管半径中点处的流速；⑵管壁处的剪应力。该流体的黏度为0.05 Pa ?s 。 5分 (1)已知 v =20y －200y 2，则 20400dv y dy =- 令 0dv dy =，解得y =0.05m ，即管半径R =0.05m 当2 R y = =0.05/2=0.025m ， V =20y －200y 2 =20?0.025－200?(0.025)2 =0.375 m/s 3分 (2) 0y dv dy =?? ???=20(m/s)/m 则 τw =μ0 y dv dy =?? ? ??=0.05×20=1.0N/m 2 2分 2、 水在水平管内流动，截面1处管内径d 1为0.2m ，截面2处管内径d 2为0.1m 。现测得水在某流量下截面1、2处产生的水柱高度差ｈ为0.20m ，若忽略水由1至2处的阻力损失，试求水的流量m 3/h 。 10分 2 2 1 1 22 122 2 u P u P Z g Z g ρ ρ + + =+ + 4分 z i 、p i 均按管中心线取值，因z 1=z 2，u 2=4u 1 得 ()( )22 22 21 12 11 2 1 415 2 2 2 u u u u p p u ρρ ??--?? -= = ∴h= 2 12 1152p p u g g ρ-= =0.20 ∴ u 1=0.511m/s 4分 3 3 2 2 110.20.5110.0161 57.8 4 4 m m v d u s s ππ= ?= ?== 2分 3、 水从喷嘴口1-1截面垂直向上喷射至大气。设在大气中流束截面保持圆形。已知喷嘴内直径d 1=25mm,现要求在高于喷嘴出口5m 处水流的直径d 2为d 1的1.2倍，试计算出喷嘴口的 水流速u 1。忽略阻力。 5分 令高于喷嘴出口5m 处水流截面为2－2截面 1－2 截面间：p 1=p 2 ∵d 2=1.2d 1， u 1d 12= u 2d 22 ∴u 2=2 2 1111 211.2 1.44d u u u d ???? == ? ????? 3分 由 2 2 1 22 2 u u zg = + 即 2 2 1 1 2 19.8152 1.44 2 u u = ? +? ∴ u 1=13.76 m/s 2分 4、 某厂如图所示的输液系统将某种料液由敞口高位槽A 输送至一敞口搅拌反应槽B 中, 输 液管规格为φ38×2.5mm,已知料液在管中的流速为u m/s,系统的Σh f =20.6u 2/2 J/kg 。因扩大生产，须再建一套同样的系统,所用输液管直径不变，而要求的输液量须增加30%,问新系统所设的高位槽的液面需要比原系统增高多少? 10分 ∵u 1≈0≈u 2 p 1=p 2 于是gZ 1=gZ 2+Σh f g (Z 1-Z 2)=Σh f =20.6 2 2 u 4分 u= ()0.5 0.5 12229.81620.620.6g z z -?????? =?? ? ?? ?? =2.39m/s 2分 Z 1′=Z 2+20.6 () 2 `2 20.6 1.3 2.395229.82 u g ?=+ ?=15.14m 2分 增高为：Z 1′-Z 1=15.14-11=4.14m 2分 5、 用泵自贮油池向高位槽输送矿物油，流量为 38.4T/h 。池及槽皆敞口。高位槽中液面比池中液面高20m,管路总长(包括局部阻力)430m ，进出口阻力不计。管径为φ108?4mm ，油的粘度为3430cP ，密度为960kg/m 3, 泵的效率为50%，求泵的实际功率。 10分 3 2 38.410 1.415 0.19603600 4 m u s π ?= ??? 2分 0.1 1.415960 39.63.43 e du R ρ μ ??= = = 层流 64e R λ= =1.62 2分 列两截面柏方 209.81e w zg hf hf =?+= +?∑∑ 0,0u p == 8 2 2 430 1.4251.626957.2 2 0.1 2 l u J hf d kg λ ==? ?∑ 6957.2209.817153 e J w kg ∴=+?= 4分 3 715338.410 1530.53600 e s e N W W N K W η η??= = =? 2分 6、 用离心泵经φ57×3.5mm 的钢管,将敞口贮槽内的有机溶液(密度为800kg/m 3 , 粘度为20cP)输送到反应器中。设贮槽内的液面离反应器内的液面高度保持16m ，见附图。已知钢管总长度(包括局部阻力当量长度)为25m ，反应器内的压力恒定为4kgf/cm 2 (表压)，有机溶液输送量为6m 3/h ，泵的效率为60%，试确定泵的轴功率。 10分 3 0.058000.849 16982010 e du R ρ μ -??= = =?层流 641698 λ= 2分 2 6 0.849 0.053600 4 m u s π = ? 2分 列两截面柏方 2 2e P W Z g hf ρ =+ + ∑ 2 250.052u hf λ =∑ 2分 3 2 49.80710 64 250.849169.81654.3 800 1698 0.05 2 e J W kg ??=?+ + ? = 4分 3 654.3680038.410 1.4540.63600 e s e N W W N K W η η???= = =? 2分 7、 40℃水由高位槽经异径收缩管向下流动，40℃水的密度为992kg/m 3 ，饱和蒸汽压 p v =7.38kPa ，当地大气压为97kPa 。现拟d 0取135mm ，试问：当不计阻力损失，水在流经收 缩管时会不会汽化？ 10分 管子出口流速u =2gh =109.812?? =14.0 m/s 2分 ∵14.0?(0.15) 2 =u 0?(0.135) 2 ∴u 0=17.28m/s 2分 由水槽液面至收缩管处排伯努利方程： 3 2 0971017.289.817992 992 2 P ??+ = = ∴p 0=17.0?103Pa 4分 ∵p 0>p v ，故收缩管处不会发生水汽化。 2分 8、如图所示，水从槽底部沿内径为100mm 的管子流出，槽中水位稳定。阀门关闭时测得 R =50cm ，h =1.8m 。 求：⑴阀门全开时的流量 ⑵阀门全开时B 处的表压(阀全开时Le /d =15，入管口及出管口的阻力系数分别为0.5及1.0，设摩擦系数λ=0.018 15分 阀关时：(Z A +1.8)×1000=0.5×13600 Z A =5m 2分 ⑴阀全开：对A-A 和C-C 截面外侧列伯努利方程： 2 2 2 2 C C A A A C p u u p gZ gZ hf ρ ρ+ + = ++ + ∑ 取Zc =0(基准面), 2 2 0, 0, 02 2 C C A A u p u p ρρ === = 4分 2 509.8150.01810.5150.12 C u ???=+++ ??? 解出：u =3.02m/s 3 2 0.1 3.02360085.4 4 m V h π= ???= 3分 ⑵对A-A 到B-B 截面列伯努利方程： 2 2 B A p u gZ hf ρ = + + ∑ 2 2 3.0250 3.02 9.8150.0180.52 10000.12 B p ???= +++ ? ?? 4分 解出p B =1.76×104 N/m 2（表） 2分 9．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 ？ 10分 解：阀门全闭时，由 P 2 =ρgH ，5 0.3 1.01310 3.110009.81 H m ??= =? 即水槽液面距阀门中心线的 高度为3.1 m 。 2分 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 4分 Z 1 = H = 3.1 m ，Z 2 = 0，P 1 = 0，P 2 = 0.2×1.013×105 Pa ，u 1≈0，Σhf/g = 0.5 mH 2O 代入上式 32 5 2 0.2 1.013103.10.510009.81 29.81 u ??=+ +??. 解得 u 2 = 3.24 m/s 2分 3 2 360022.94m V d u h π =?= 2分 10、 如图示常温水由高位槽以1.5m/s 流速流向低位槽，管路中装有孔板流量计和一个截止阀, 已知管道为φ57?3.5mm 的钢管，直管与局部阻力的当量长度(不包括截止阀)总和为 60m,截止阀在某一开度时的局部阻力系数ζ为7.5。设系统为稳定湍流,管路摩擦系数λ为0.026。 求：⑴管路中的质量流量及两槽液面的位差△Z ； ⑵阀门前后的压强差及汞柱压差计的读数R 2 。 若将阀门关小，使流速减为原来的0.8倍，设系统仍为稳定湍流，λ近似不变。问: ⑶截止阀的阻力系数ζ变为多少? ⑷阀门前的压强Pa 如何变化?为什么? 20分 (1) 2 2 0.05 1.51000 2.945 10.6 44 S K g T W d u S h π π ρ= = ???== 1-1.2-2截面列伯努利方程 Zg hf ?= ∑ 2 160 1.5 0.0267.5 4.4380.052 Zg m g ???=+= ??? 5分 (2)阀前后：2 2 3 1.57.5 7.5 10008.438102 2 u P Pa ρ?===? ∵ ?p = (ρi -ρ)gR 即 8.438?103 = (13.6-1) ?103 ?9.81R 2 ∴ R 2 = 0.06826 m=6mm 5分 (3) 1-1.2-2截面列伯努利方程 当u '= 0.8u = 0.8 ?1.5 = 1.2 m/s 2 2l u Zg hf d λζ???= =+ ??? ∑ 2 2 4.438l g d u λζ?+= ∴ 2 29.81 4.438 600.026 29.31.2 0.05 ζ?=-= 5分 (4)因高位槽水位不变，流量减小，阀前管路阻力减小，必引起a 点压强p a 增大。 5分 11计算题 水塔供水系统如附图所示。管路总长50m(不包括局部阻力当量长度)，水塔内水位高9.8m ，管内径d =45mm ，现测得流量V 为12m 3/h ，摩擦系数λ可按0.02 计，试计算所 有局部阻力当量管长Le 之值。 10分 1-1.2-2截面列伯努利方程 2 12 u Z g hf = + ∑ 4分 2 12 2.1 3600 0.045 4 m u S π = = 2分 2 2 e l l u hf d λ +=∑ 2 2 122 e l l u u Z g d λ += + 2 2 50 2.1 2.19.819.80.02 0.045 2 2 e l +?=+ 2分 2 29.819.80.04515045.852.10.02 e l m ????=--= ??? 2分 12计算题 有一内径d ＝50mm 的管子，用孔板流量计测量水的流量，孔板内孔直径d 0=25mm ，U 形 压差计的指示液为汞 ，孔流系数C 0=0.62。当需测的最大水流量为18m 3/h ，问：U 形压差计最大读数Ｒmax 为多少？ 5分 000s V A u A C == 0u C = 3分 2 180.0253600 4 π= ? 2 2 18429.8112.60.0250.623600R π??? =?? ?????? 1.092R =m 2分 13、计算题 密度为103 kg/m 3 、粘度为1cP 的水，以10m 3 /h 的流量在φ51×3mm 的水平光滑管内流过。在管内某处p 1=1.5at(表压)，若局部阻力不计，问距该处100m 下游处p 2为多少Pa? (Re =3000～1×105 ，λ= 0.3164/Re 0.25 ) 10分 2 2 1010 1.75 3600 3600 0.045 4 4 m u s d π π = == 2分 3 0.045 1.751000 7875010 e du R ρ μ -??= = = 2分 0.25 0.31640.01918750 λ= = 1分 列两面的柏方 2 1 2 2 2 f P P P l u h d λ ρρ ρ =+ = +∑ 3分 2 2 4 4 21100 1.751.59.807100.019 10008.3102 0.045 2 l u P P Pa d λ ρ=-=??-=?(表) 2分 14、内截面为1000mm ×1200mm 的矩形烟囱的高度为30m 。平均摩尔质量为30kg/kmol ，平均温度为400℃的烟道气自下而上流动。烟囱下端维持49pa 的真空度。在烟囱高度范围内大气的密度可视为定值，大气温度为20℃，地面处的大气压强为101.33×103pa 。流体流经烟囱时的摩擦系数可取为0.05，试求烟道气的流量为若干？ 20分 解:烟囱底端为上游截面1—1’、顶端内侧为下游截面2—2’，并以截面1—1’为基准水平面。在两截面间列柏式，即： 22 11 2 222 f u p u p gZ gZ h ρρ + +=+ + + ∑ 式中 Z 1=0，Z 2=30m ，u 1≈u 2 4分 由于烟道气压强变化不大，烟道气的密度可按1.033×105pa 及400℃计算，即： () 5 3 3 1.03310300.543/8.31410 273400pM kg m RT ρ??= = =?+ 2分 以'ρ表示大气的密度，p a ，1与p a ，2分别表示烟囱底端与顶端大气压强，即： P 1= p a ，1—49Pa 因烟囱顶端内侧压强等于同高度处的大气压强，故p 2= p a ，2 = p a ，1—'ρgZ 2 2分 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。 二：问答题（36分） 1、 一定量的流体在圆形直管内作层流流动，若将其管径增加一倍，问能量损 失变为原来的多少倍？ 2、 何谓气缚现象？如何防止？ 3、何谓沉降？沉降可分为哪几类？何谓重力沉降速度？ 4、在列管式换热器中，用饱和蒸汽加热空气，问： （1） 传热管的壁温接近于哪一种流体的温度？ （2） 传热糸数K 接近于哪一种流体的对流传热膜糸数？ （3） 那一种流体走管程？那一种流体走管外？为什么？ 5、换热器的设计中为何常常采用逆流操作？ 6、单效减压蒸发操作有何优点？ 三：计算题(46分) 1、 如图所示，水在管内作稳定流动，设管路中所有直管管路的阻力糸数为03.0=λ，现发现压力表上 的读数为052mH ，若管径为100mm,求流体的流量及阀的局部阻力糸数？ 2、 在一 列管式换热器中，用冷却将C 0100的热水冷却到C 0 50，热水流量为h m 360，冷却水在管 内 流动，温度从C 020升到C 0 45。已 知传热糸数K 为C m w .20002， 换热管为mm 5.225?φ的钢管，长 为3m.。求冷却水量和换热管数 （逆流）。 化工原理-考研真题详解 1．某液体在内径为 的水平管路中作稳定层流流动其平均流速为u，当它以相同的体积流量通过等长的内径为 （ ）的管子时，则其流速为原来的U倍，压降 是原来的倍。[四川大学2008研] 【答案】4 16查看答案 【解析】由流量 可得，流速 ，因此有： ，即流速为原来的4倍。 根据哈根-泊肃叶（Hagen-Poiseuille）公式 （ 为压强降），则有： 因此，压降是原来的16倍。 2．一转子流量计，当通过水流量为1m3/h时，测得该流量计进、出间压强降为20Pa；当流量增加到1.5m3/h时，相应的压强降为。[四川大学2008研] 【答案】20Pa查看答案 【解析】易知 ，当转子材料及大小一定时， 、 及 为常数，待测流体密度可视为常数，可见 为恒定值，与流量大小无关。 3．油品在φ 的管内流动，在管截面上的速度分布可以表示为 ，式中y为截面上任一点至管内壁的径向距离（m），u为该点上的流速（m/s）；油的粘度为 。则管中心的流速为m/s，管半径中点处的流速为m/s，管壁处的剪应力为 。[清华大学2001研] 【答案】0.4968 0.3942 1查看答案【解析】管内径 。 在管中心处 ，则流速为 。 在管半径中心处 ，则流速为 。 由题意可知 ，则管壁处剪切力为： 4．某转子流量计，其转子材料为不锈钢，当测量密度为 的空气的流量时，最大流量为 。现用来测量密度为 氨气的流量时，其最大流量为 。[清华大学2000研] 【答案】490查看答案 【解析】对转子流量计，在同一刻度下有： 。 因此，其最大流量为 1.用化工原理解释“开水不响，响水不开”的现象。 水中能溶有少量空气，容器壁的表面小空穴中也吸附着空气，这些小气泡起气化核的作用。水对空气的溶解 度及器壁对空气的吸附量随温度的升高而减少，当水被加热时，气泡首先在受热面的器壁上生成。气泡 生成之后 ,由于水继续被加热，在受热面附近形成过热水层，它将不断地向小气泡内蒸发水蒸汽,使泡内的 压强（空气压与蒸汽压之和）不断增大，结果使气泡的体积不断膨胀，气泡所受的浮力也随之增大，当气 泡所受的浮力大于气泡与壁间的附着力时，气泡便离开器壁开始上浮。 在沸腾前，窗口里各水层的温度不同,受热面附近水层的温度较高，水面附近的温度较低。气泡在上升过程中不仅泡内空气压强 P。随水温的降低而降低，泡内有一部分水蒸汽凝结成饱和蒸汽,压强亦在减小，而外界压强基本不变，此时，泡外压强大于内压强，于是上浮的气泡在上升过程中体积将缩小，当水温接近沸 点时，有大量的气泡涌现，接连不断地上升，并迅速地由大变小，使水剧烈振荡，产生" 嗡 ,嗡 " 的响声，这就是 "响水不开 " 的道理。 对水继续加热，由于对流和气泡不断地将热能带至中、上层,使整个溶器的水温趋于一致，此时，气泡脱 离器壁上浮，其内部的饱和水蒸汽将不会凝结，饱和蒸汽压趋于一个稳定值。气泡在上浮过程中，液体对气 泡的静压强随着水的深度变小而减小，因此气泡壁所受的外压强与其内压强相比也在逐渐减小，气泡液 --气分界面上的力学平衡遭破坏，气泡迅速膨胀加速上浮，直至水面释出蒸汽和空气，水开始沸腾了，也 就是人们常说的 "水开了 " ，由于此时气泡上升至水面破裂，对水的振荡减弱 ,几乎听不到 " 嗡嗡声 "，这就是 " 开水不响 " 的原因。 2.试举例说明分子动量扩散、热量扩散和质量扩散现象，并阐述三个过程的物理 本质和共性特征。 动量传递——在垂直于实际流体流动方向上，动量由高速度区向低速度区的转移。如：流体输送，过滤， 沉降。 热量传递——热量由高温度区向低温度区的转移。如：干燥，换热，蒸发。 质量传递——物系中一个或几个组分由高浓度区向低浓度区的转移。如：吸收，精馏，萃取，吸附、膜分 离。传质和传热：结晶、干燥。 由此可见，动量、热量与质量传递之所以发生，是由于物系内部存在着速度、温度和浓度梯度的缘故。可 以用类似的数学模型来描述，都可用传递方程遵维象方程：物理量的传递速率=推动力 / 阻力。牛顿粘性定律、傅里叶定律、费克扩散定律都是描述分子运动引起传递的现象定律，通量与梯度成正比。 3.简要阐述通过圆管内流体流动实验测定摩擦系数的方法。 山东大学837化工原理考研真题及笔记详解 2021年山东大学《837化工原理》考研全套 目录 ?山东大学《837化工原理》历年考研真题汇编 ?全国名校化工原理考研真题汇编（含部分答案） 说明：本部分收录了本科目近年考研真题，方便了解出题风格、难度及命题点。此外提供了相关院校考研真题，以供参考。 2．教材教辅 ?陈敏恒《化工原理》（第4版）笔记和课后习题（含考研真题）详解?[预售]陈敏恒《化工原理》（第4版）（上册）配套题库【考研真题精选＋章节题库】 ?[预售]陈敏恒《化工原理》（第4版）（下册）配套题库【考研真题精选＋章节题库】 ?夏清《化工原理》（第2版）（上册）配套题库【名校考研真题＋课后习题＋章节题库＋模拟试题】 ?夏清《化工原理》（第2版）（下册）配套题库【名校考研真题＋课后习题＋章节题库＋模拟试题】 说明：以上为本科目参考教材配套的辅导资料。 ? 试看部分内容 名校考研真题 绪论 本章不是考试重点，暂未编选名校考研真题，若有将及时更新。 第1章流体流动 一、填空题 1．某液体在内径为的水平管路中作稳定层流流动其平均流速为u，当它以相同的体积流量通过等长的内径为（）的管子时，则其流速为原来的倍，压降是原来的倍。[四川大学2008研] 【答案】4 16查看答案 【解析】由流量可得，流速，因此有：，即流速为原来的4倍。 根据哈根-泊肃叶（Hagen-Poiseuille）公式（为压强降），则有： 因此，压降是原来的16倍。 2．一转子流量计，当通过水流量为1m3/h时，测得该流量计进、出间压强降为20Pa；当流量增加到1.5m3/h时，相应的压强降为。[四川大学2008研]【答案】20Pa查看答案 【解析】易知，当转子材料及大小一定时，、及为常数，待测流体密度可视为常数，可见为恒定值，与流量大小无关。 3．油品在φ的管内流动，在管截面上的速度分布可以表示为 ，式中y为截面上任一点至管内壁的径向距离（m），u为该点上的流速（m/s）；油的粘度为。则管中心的流速为 m/s，管半径中点处的流速为 m/s，管壁处的剪应力为。[清华大学2001研]【答案】0.4968 0.3942 1查看答案 【解析】管内径。 在管中心处，则流速为。 在管半径中心处，则流速为。 由题意可知，则管壁处剪切力为： 4．某转子流量计，其转子材料为不锈钢，当测量密度为的空气的流量时，最大流量为。现用来测量密度为氨气的流量时，其最大流量为。[清华大学2000研] 考研化工原理试题库（下） 第一章蒸馏 一、选择题 1.当二组分液体混合物的相对挥发度为（）时，不能用普通精馏方法分离。 A.3.0 B.2.0 C.1.0 D.4.0 2.某精馏塔用来分离双组分液体混合物，进料量为100Kmol/h，进料组成为0.6 ,要求塔顶产品浓度不小于0.9，以上组成均为摩尔分率，则塔顶产品最大产量为（）。 A.60.5kmol/h B.66.7Kmol/h C.90.4Kmol/h D.不能确定 3.在t-x-y相图中，液相与气相之间量的关系可按（）求出。 A.拉乌尔定律 B.道尔顿定律 C.亨利定律 D.杠杆规则 4.q线方程一定通过x－y直角坐标上的点（）。 A.(xW,xW) B(xF,xF) C(xDxD) D(0,xD/(R+1)) 5.二元溶液的连续精馏计算中，进料热状态参数q的变化将引起（）的变化。 A.平衡线 B.操作线与q线 C.平衡线与操作线 D.平衡线与q线 6.精馏操作是用于分离（）。 A.均相气体混合物 B.均相液体混合物 C.互不相溶的混合物 D.气—液混合物 7.混合液两组分的相对挥发度愈小，则表明用蒸馏方法分离该混合液愈（）。 A容易；B困难；C完全；D不完全 8.设计精馏塔时，若Ｆ、xF、xD、xW均为定值，将进料热状况从q=1变为q>1，但回流比取值相同，则所需理论塔板数将（），塔顶冷凝器热负荷（），塔釜再沸器热负荷（）。A变大，B变小，C不变，D不一定 9.连续精馏塔操作时，若减少塔釜加热蒸汽量，而保持馏出量Ｄ和进料状况（F, xF,q）不变时，则L/V______ ，L′/V′______，x D______ ，x W______ 。 A变大，B变小，C不变，D不一定 10.精馏塔操作时，若Ｆ、x F、q，加料板位置、Ｄ和Ｒ不变，而使操作压力减小，则x D______，x w______。 A变大，B变小，C不变，D不一定 11.操作中的精馏塔，保持F，x F，q，D不变，若采用的回流比R< Rmin，则x D ______，x w______。 A变大，B变小，C不变，D不一定 1．流体在圆直管内流动，充分湍流(阻力平方区)时，摩擦系数λ正比于( )。(G 为质量流速) A ．G 2 B ．G C ．G 0 D ．G -1 2．利用水在逆流操作的套管换热器中冷却某物料。要求热流体的进出口温度及流量不变。今因冷却水进口温度升高，为保证完成生产任务，提高冷却水的流量，其结果使Δt m ( ) A ．增大 B ．下降 C ．不变 D ．不确定 3．某二元混合物，其中A 为易挥发组分。液相组成x A ＝0.6，相应泡点为t 1，与之平衡的气相组成y A ＝0.7，相应的露点为t 2，则：( ) A ．t 1＝t 2 B ．t 1＜t 2 C ． t 1＞t 2 D ．不能判断 4．精馏操作时，若其他操作条件均不变，只将塔顶的过冷液体回流改为泡点回流，则塔顶产品组成x D 变化为( ) A ．变大 B ．变小 C ．不变 D ．不确切 5．二元溶液连续精馏计算中，进料热状况的变化将引起以下线的变化( ) A ．提馏段操作线与q 线 B???．平衡线 C ．平衡线与精馏段操作线 D ．平衡线与q 线 6．通常所讨论的吸收操作中，当吸收剂用量趋于最小用量时，则下列那种情况正确( ) A ．回收率趋向最高 B ．吸收推动力趋向最大 C ．操作最为经济 D ．填料层高度趋向无穷大 7．下述说法中不准确的是( ) A ．板式塔内气液逐级接触，填料塔内气液连续接触 B ．精馏用板式塔，吸收用填料塔 C ．精馏既可以用板式塔，也可以用填料塔 D ．吸收既可以用板式塔，也可以用填料塔 一、单项选择题（每小题1分，共15分） 在下列每小题的四个备选答案中选出一个正确的答 案，并将其字母标号填入题干的括号内。 简答题 1、一定量的流体在圆形直管内作层流流动，若将其管径增加一倍，问能量损失变为原来的多少倍？g u d l h 2..2 1111λ=。122d d =，122241..4 1u d V u ==π，12222../64λμρλ==u d 。12222216 12..h g u d l h ==λ。2、何谓气缚现象？如何防止？离心泵只能空转而不能输送液体的现象。离心泵启动前应灌 满液体。 3、何谓沉降？沉降可分为哪几类？何谓重力沉降速度？沉降是指依靠外力的作用，利用分散物质与分散介质的密度差异，使之发生相对运动而分离的过程。沉降可分为重力沉降和离心沉降。颗粒以加速运动的末速度这一不变的速度作匀速沉降运动，这一速度称为重力沉降速度。 4、在列管式换热器中，用饱和蒸汽加热空气，问： （1）传热管的壁温接近于哪一种流体的温度？ （2）传热糸数K 接近于哪一种流体的对流传热膜糸数？ （3）那一种流体走管程？那一种流体走管外？为什么？ 传热管的壁温接近于蒸汽的温度；传热糸数K 接近于空气的对流传热膜糸数；空气走管内，饱和蒸汽走管外。（蒸汽散热快）。 5、换热器的设计中为何常常采用逆流操作？ 因为逆流操作：推动力大，所需的传热面积小；减少载热体的用量。 6、单效减压蒸发操作有何优点？ 可以降低溶液的沸点，可以利用低压蒸汽或废气作为加热剂，可以浓缩不耐高温的溶液，可以减少蒸发器的热损失。 1、流体的流动形态有哪几种？如何判断？ 流体的流动形态有两种：层流和湍流；用雷诺准数来判断，当2000 e R ，为层流，当4000 e R 为湍流。 2、何谓层流内层？其厚度受哪些因素影响？ 在湍流主体内靠近管壁处始终存在着一层作层流流动的流体薄层，此薄层称为层流内层。受管径、流速、粘度和密度。 3、采用多级压缩的优点有哪些？ 避免压缩后气体温度过高，提高气缸容积糸数，减小功率，使压缩机结构更为合理。 4、列管式换热器为何要进行热补偿？ 列管式换热器中，由于两流体的温度不同，使管束和壳体的温度也不相同，因此它们的热膨胀程度也有区别。若两流体的温度差较大（C 050以上）时，由于热应力会引起设备的变形，甚至弯曲和破裂。因此我们要考虑热补偿 东华大学830化工原理考研真题详解 2021年东华大学环境科学与工程学院《830化工原理》考研全套 目录 ?东华大学环境科学与工程学院《830化工原理》历年考研真题汇编 ?全国名校化工原理考研真题汇编（含部分答案） 说明：本部分收录了本科目近年考研真题，方便了解出题风格、难度及命题点。此外提供了相关院校考研真题，以供参考。 2．教材教辅 ?夏清《化工原理》（第2版）（上册）配套题库【名校考研真题＋课后习题＋章节题库＋模拟试题】 ?夏清《化工原理》（第2版）（下册）配套题库【名校考研真题＋课后习题＋章节题库＋模拟试题】 说明：以上为本科目参考教材配套的辅导资料。 ? 试看部分内容 流体流动 一、填空题 1．某液体在内径为的水平管路中作稳定层流流动其平均流速为u，当它以相同的体积流量通过等长的内径为（）的管子时，则其流速为原来的倍，压降是原来的倍。[四川大学2008研] 【答案】4 16查看答案 【解析】由流量可得，流速，因此有： ，即流速为原来的4倍。 根据哈根-泊肃叶（Hagen-Poiseuille）公式（为压强降），则有： 因此，压降是原来的16倍。 2．一转子流量计，当通过水流量为1m3/h时，测得该流量计进、出间压强降为20Pa；当流量增加到 1.5m3/h时，相应的压强降为。[四川大学2008研] 【答案】20Pa查看答案 【解析】易知，当转子材料及大小一定时，、 及为常数，待测流体密度可视为常数，可见为恒定值，与流量大小无关。 3．油品在φ的管内流动，在管截面上的速度分布可以表示为，式中y为截面上任一点至管内壁的径向距离（m），u为该点上的流速（m/s）；油的粘度为。则管中心的流速为 m/s，管半径中点处的流速为 m/s，管壁处的剪应力为。[清华大学2001研] 【答案】0.49680.3942 1查看答案 【解析】管内径。 在管中心处，则流速为。 在管半径中心处，则流速为。由题意可知，则管壁处剪切力为： 4．某转子流量计，其转子材料为不锈钢，当测量密度为的空气的流量时，最大流量为。现用来测量密度为氨气的流量时，其最大流量为。[清华大学2000研] 【答案】490查看答案 1. 容器中装有某种液体，任取两点A ，B ，A 点高度大于B 点高度，则 ( ) A. p A > p B B. p A < p B C. p A = p B D. 当液面上方的压强改变时,液体内部压强不发生改变 2. 使用U 型管压差计测量较小压差时，为了准确读数，下列方法中正确的做法是（ ） A. 选择较大密度的指示液 B. 选择较小密度的指示液 C. 使用与被测流体密度相近的指示液 D. 加大指示液与被测流体密度的差别 3. 在完全湍流区，流动摩擦阻力损失与 ( ) A. 流速的1次方成正比 B. 流速的1.25次方成正比 C. 流速的2次方成正比 D. 流速的3次方成正比 4. 下列描述中正确的是 ( ) A. 离心泵的H~Q η~Q 曲线均随被输送流体密度的增大而降低 B. 离心泵的H~Q η~Q 曲线均随被输送流体密度的增大而升高 C. 离心泵的H~Q 曲线随被输送流体密度的减小而降低,而 η~Q 曲线变化情况相反 D. 离心泵的H~Q η~Q 曲线与被输送流体的密度无关 5. 离心泵的工作点与管路特性与泵的特性的关系分别为（ ） A ．相关，相关 B. 相关，无关 C. 无关，相关 D. 无关，无关 6. 两离心泵以串联的组合方式操作时,以下叙述正确的是 ( ) A. 所能提供的工作点的流量是其单泵操作时流量的加和 B. 所能提供的工作点的扬程是其单泵操作时扬程的加和 C. 可获得较单泵操作大的扬程或流量，要看工作点的情况定 D. 以上说法均不正确 7. 下列表述正确的是（ ） A. 发生在流体各部分之间的热传递过程均为对流传热过程 B. 热传导仅发生固体物质的各个部分或固体之间 C. 低温物体只能吸收来自高温物体的辐射 D. 对流传热与流体流动状态密切相关 8. 有关流体流过并联管路，不．正确的说法是（ ） A. 总流量为各支路流量的加和 B. 流过各支路的流量按一定的规律自动分配 C. 流过各支路的阻力相等 D. 以上说法均不正确 200 年 月江苏省高等教育自学考试 化 工 原 理 一、单选择题（每小题 1分，共 15分） 在下列每小题的四个备选答案中选出一个正确的答 案，并将其字母标号填入题干的括号内。 石油大学(华东) 二○○○年硕士研究生入学考试试题 科目名称：化工原理 共4页 注意：全部答案均需写在答题纸上，否则无效。 一、 填空及选择题（共25分）： 1. 当管路的特性曲线写为H=A+BQ 2时，______。 A. A 只包括单位重量流体增加的位能。 B. A 只包括单位重量流体增加的位能与静压能之和。 C. BQ 2 代表管路系统的阻力损失。 D. BQ 2代表单位重量流体增加的动能。 2. 如图所示，两个相互连通的密闭容器中装有处于静止状态、密度为ρ的液体，对于图中A 、B 两点，P A ____P B , ???? ??+A A Z g P ρ____??? ? ??+B B Z g P ρ。 A.> B..< C.＝ 第2题图 3. 从地槽向常压吸收塔送液，采用一台离心泵时恰好在其高效区工作。若管路不变，再并联一台相同型号的泵，则______。 A. 两台泵均在高效区工作。 B. 两台泵均不在高效区工作。 C. 仅原泵在高效区工作。 D. 仅新装的泵在高效区工作。 4. 在重力场中，微小颗粒的沉降速度与______无关。 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 5. 用转筒真空过滤机处理某悬浮液，若保持其他条件不变，提高转筒转速，则滤饼厚度_____，生产能力 ______。（增大、不变或减小） 6. 为减少室外设备的热损失，拟在保温层外再包一层金属皮，则选择金属皮时，应优先考虑的因素是选用______的材料。 A.颜色较深 B.表面粗糙 C.颜色较浅 D.表面光滑 7. 试指出下列传质过程中的扩散类型： ①恒摩尔流假定成立的蒸馏过程： 。 ②惰性组分不溶于液相的吸收过程： 。 ③稀释剂与萃取剂互不相溶的萃取过程： 。 8. 实验室用水吸收NH 3的过程基本上属于 （A.气膜控制；B.液膜控制；C.双膜控制）过程；其中气相中的浓度梯度 液相中的浓度梯度（均已换算为相应的液相组成；A.>；B.<；C.＝）；气膜阻力 液膜阻力（A.>；B.<； C.＝）。 9. 离开精馏塔提馏段某理论板气相露点温度为t 1，液相泡点温度为t 2，气相在该板上的浓度改变量为Δy ，液相在该板上的浓度改变量为Δx ，则t 1 t 2，Δx___Δy 。 A.≥ B.＝ C.≤ 851 华南理工大学 2010年攻读硕士学位研究生入学考试试卷（请在答题纸上做答，试卷上做答无效，试后本卷必须与答题纸一同交回） 科目名称：化工原理 适用专业：化学工程，化学工艺，应用化学，工业催化，能源环境材料及技术，制药工程，制浆造纸工程，制糖工程，环境工程，化学工程（专业学位），轻工技术与工程 （A）α小的一侧（B）α大的一侧（C）管内（D）管外8．反应器中有一单根冷却蛇管，内通冷却水，其进、出口温度分别为t1、t2，蛇管外液体借搅拌器作用，保持均匀温度T，如冷却蛇管长度增加一倍，其它条件不变，问出口水温t2应（） （A）不变（B）减小（C）增大（D）不一定 9．如果某精馏塔的加料口原在第七块板（自塔顶向下计数），现操作工人将料液改自第四块板加入，可能是下列原因中的（）使他这样做。 (A) 生产任务加大，料液增加了；(B) 生产任务减少，料液减少了； (C) 料液由过冷液态改为饱和液态；(D) 料液由饱和液态改为过冷液态；10．某二元混合物，其中A为易挥发组分，液相组成x A=0.6相应的泡点为t1，与之相平衡的汽相组成y A=0.7，相应的露点为t2, 则（）。 （A）t1= t 2； （B）t 1＜t 2；（C）t 1＞t 2 ； （D）不能确定11．用水吸收混合气中的氨，其他条件不变，当气体的流率增加一倍，则总传质系数约是原来的（）。 (A) 1倍(B) 2倍(C) 20.9倍(D)不确定 12．对于一定干球温度的空气，当其湿度越大，湿球温度就（）。 (A) 越低 (B) 越高 (C) 不变(D) 不确定 13．对于恒速干燥阶段，下列描述错误的是（）。 (A) 干燥速度与物料种类有关(B) 干燥速度与气体的流向有关 (C) 干燥速度与气体的流速有关 (D) 干燥速度与气体的性质有关 14.当流体在离心泵中的进口压力（）该流体的饱和蒸汽压时，部分流体产生汽化，它对泵的影响是（）。15．球形颗粒在流体中自由沉降时，当Re（）时，沉降过程符合Stokes 定律，其沉降速度表示为（）；当Re（）时，沉降过程符合Newton 定律，其沉降速度表示为（）。 16．当Re为已知时，流体在圆形管内呈层流流动时的摩擦系数为：（），在管内呈湍流时，摩擦系数λ与（）和（）有关；在管内作完全湍流流动时，摩擦系数λ与（）有关。 17．用板框压滤机过滤水悬浮液，当悬浮液的温度提高时，过滤速率将（）；当悬浮液的浓度提高时，过滤速率将（）；若滤饼不可压缩，当操作压力加倍时，过滤速率将（）。 18．若颗粒在离心力场和重力场中沉降均服从stokes定律，设颗粒在离心分离器中的切向速度为15m/s，分离器直径为0.6m，则分离因子K c为（）。19．（1）纯蒸气冷凝时，热阻由（）决定； （2）含不凝性气体的蒸气冷凝时，热阻由（ ）决定。 20．1atm,25℃，水份在氧化锌湿物料与空气间的平衡关系为：相对湿度?=100%，X*=0.02㎏水/㎏绝干物料；?=40%，X*=0.007㎏水/㎏绝干物料。设氧化锌含水量为 简答题 1、一定量的流体在圆形直管内作层流流动，若将其管径增加一倍，问能量损 失变为原来 的多少倍？ h. l u 2 。 d 2d ， u V 1 ， . 1 . .d 2 2 u 1 1 d 1 2g 2 1 2 1 4 1 4 2 d 2.u 2 . 2 1 。 h l u 2 2 1 。 64 / 2 . . 2g h 2 d 2 16 1 2、 何谓气缚现象？如何防止？ 离心泵只能空转而不能输送液体的现象。 离心泵启动前应灌 满液体。 3、何谓沉降？沉降可分为哪几类？何谓重力沉降速度？ 沉降是指依靠外力的作用，利用分 散物质与分散介质的密度差异， 使之发生相对运动而分离的过程。 沉降可分为重力沉降和离 心沉降。 颗粒以加速运动的末速度这一不变的速度作匀速沉降运动， 这一速度称为重力沉降 速度。 4、 在列管式换热器中，用饱和蒸汽加热空气，问： （ 1） 传热管的壁温接近于哪一种流体的温度？ （ 2） 传热糸数 K 接近于哪一种流体的对流传热膜糸数？ （ 3） 那一种流体走管程？那一种流体走管外？为什么？ 传热管的壁温接近于蒸汽的温度；传热糸数 K 接近于空气的对流传热膜糸数；空气走管内，饱和蒸汽走管外。 （蒸汽散热快） 。 5 、换热器的设计中为何常常采用逆流操作？ 因为逆流操作：推动力大，所需的传热面积小；减少载热体的用量。 6 、单效减压蒸发操作有何优点？ 可以降低溶液的沸点， 可以利用低压蒸汽或废气作为加热剂， 可以浓缩不耐高温的溶液，可以减少蒸发器的热损失。 1、 流体的流动形态有哪几种？如何判断？ 流体的流动形态有两种：层流和湍流；用雷诺准数来判断，当 R e 2000 ，为层流， 当 R e 4000 为湍流。 2、 何谓层流内层？其厚度受哪些因素影响？ 在湍流主体内靠近管壁处始终存在着一层作层流流动 的流体薄层，此薄层称为层流内层。受管径、流速、粘度和密度。 3、 采用多级压缩的优点有哪些？ 避免压缩后气体温度过高，提高气缸容积糸数，减小功率，使压缩机结构更为合理。 4、 列管式换热器为何要进行热补偿？ 列管式换热器中，由于两流体的温度不同，使管束和壳体的温度也不相同，因此它们的 热膨胀程度也有区别。若两流体的温度差较大（ 50 0 C 以上）时，由于热应力会引起设 备的变形，甚至弯曲和破裂。因此我们要考虑热补偿 的钢管，长 为3m.。求冷却水量和换热管数 （逆流）。 化工原理试题库 试题一 :填空题（18分） 1、 某设备上，真空度的读数为 80mmHg ，其绝压= __________mH 20= _________ Pa ?该地区的大气压为 720mmHg 。 2、 常温下水的密度为1000 ，粘度为1cp ,在4内=100mm 的管内以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 ___________________ 呎，低压气体在管路中流动时，常用流速范围 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、 u 称为 _______________ ，其物理意义为 _______________________________. ___________________________ ，提高管内 a 值的有效方法 ______________ . 提高管外a 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。 二：问答题（36分） 1、 一定量的流体在圆形直管内作层流流动， 若将其管径增加一倍，问能量损失变为原来的多少倍? 2、 何谓气缚现象？如何防止？ 3、何谓沉降？沉降可分为哪几类？何谓重力沉降速度？ 4、在列管式换热器中，用饱和蒸汽加热空气，问： （1） 传热管的壁温接近于哪一种流体的温度？ （2） 传热糸数K 接近于哪一种流体的对流传热膜糸数？ （3） 那一种流体走管程？那一种流体走管外？为什么？ 5、换热器的设计中为何常常采用逆流操作？ 6、单效减压蒸发操作有何优点？ 三：计算题（46分） 1、 如图所示，水在管内作稳定流动，设管路中所有直管管路的阻力糸数为 ’九-0.03，现发现压力表上 的 读数为5mH 20，若管径为100mm,求流体的流量及阀的局部阻力糸数？ 2、 在一列管式换热器中，用冷却将 100°C 的热水冷却到50°C ，热水流量为60m /h ，冷却水在管 内 流动，温度从200C 升到45°C 。已知传热糸数K 为2000w 2 ，换热管为 25 2.5mm /m 2 .C 第一章流体流动 一、单项选择题（每小题1分） 1．在SI单位制中，通用气体常数R的单位为( ) A. atm·cm / mol·K B. Pa·m /mol·K C. Kf·m / mol·K D. Ibf·ft / Ibmol·K 2．系统处于稳态指的是( ) A. 系统操作参数不随时间改变 B. 系统操作参数不随位置改变 C. 系统操作参数随位置改变,但不随时间改变 D. 系统操作参数随时间改变,但不随位置改变 3.下列流体中，认为密度随压力变化的是( ) A．甲烷 B.辛烷 C.甲苯 D. 水 4. 下列关于压力的表述中，正确的是( ) A. 绝对压强= 大气压强+ 真空度 B. 绝对压强= 大气压强- 真空度 C. 绝对压强= 大气压- 表压强 D. 绝对压强= 表压强+ 真空度 5．某系统的绝对压力为0.06MPa，若当地大气压为0.1MPa，则该系统的真空度为( ) A. 0.1MPa B. 0.14MPa C. 0.04MPa D. 0.06MPa 6. 容器中装有某种液体，任取两点A，B，A点高度大于B点高度，则( ) A. p A > p B B. p A < p B C. p A = p B D. 当液面上方的压强改变时,液体内部压强不发生改变 7．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、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；D．突然扩大或缩小的局部阻力。 8. 使用U型管压差计测量较小压差时，为了准确读数，下列方法中正确的做法是（） A. 选择较大密度的指示液 B. 选择较小密度的指示液 C. 使用与被测流体密度相近的指示液 D. 加大指示液与被测流体密度的差别 9．用一U型管压差计测定正辛烷在管中两点间的压强差，若两点间的压差较小，为了提高读数精度，你认为较好的指示剂为( ) A. 乙醇 B. 水 C. 汞 D. 甲苯 10．所谓理想流体，指的是（） A. 分子间作用力为零的流体 B. 牛顿流体 C. 稳定的胶体 D. 气体 11．牛顿粘性定律适用于牛顿型流体，且流体应呈( )。 A．过渡型流动；B．湍流流动；C．层流流动；D．静止状态。12．有两种关于粘性的说法：( ) (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会表现出来。 A．这两种说法都对B．第一种说法对，第二种说法不对 C．这两种说法都不对D．第二种说法对，第一种说法不对 考研化工原理试题库（下） 第一章 蒸馏 选择题 7. 混合液两组分的相对挥发度愈小，则表明用蒸馏方法分离该混合液愈 A 容易； B 困难； C 完全； D 不完全 8. 设计精馏塔时，若F 、xF 、xD 、xW 均为定值，将进料热状况从q=1变为q>1,但回流比 取值相 同，则所需理论塔板数将（ ），塔顶冷凝器热负荷（ ），塔釜再沸器热负荷（ ）。 A 变大， B 变小， C 不变， D 不一定 9. 连续精馏塔操作 时，若减少塔釜加热蒸汽量，而保持馏出量D 和进料状况（ F, xF,q ）不变 时，则 L/V _____ ，L ' N ' ___ ， __xD _ ， xW _____ 。 A 变大， B 变小， C 不变， D 不一定 10. 精馏塔操作 时， 若F 、X F 、 q ，加料板位置、D 和R 不变，而使操作压力减小，则X D x w _____ 。 A 变大， B 变小， C 不变， D 不一定 11.操作中的精馏塔，保持F,XF,q,D 不变，若采用的回流比R< Rmin ，则x D ______ ，w _____ < A 变大， B 变小， C 不变， D 不一定 1. 当二组分液体混合物的相对挥发度为（ ）时，不能用普通精馏方法分离。 A.3.0 B.2.0 C.1.0 D.4.0 2. 某精馏塔用来分离双组分液体混合物， 品浓度不小于 0.9，以上组成均为摩尔分 进料量为100Kmol/h ，进料组成为0.6，要求塔顶产 则塔顶产品最大产量为（ ）。 A.60.5kmol/h B.66.7Kmol/h C.90.4Kmol/h D.不能确定 3.在t-x-y 相图中，液相与气相之间量的关系可按（ A.拉乌尔定律 B.道尔顿定律 C.亨利定律 ）求出。 D .杠杆规则 4. q 线方程一定通过x - y 直角坐标上的点（ ） A.(xW,xW) B(xF,xF) C(xDxD) D(0,xD/(R+1)) 5. 二元溶液的连续精馏计算中， 进料热状态参数 q 的变化将引起（ ）的变化。 A.平衡线 B.操作线与q 线 C.平衡线与操作线 D.平衡线与q 线 6. 精馏操作是用于分离（ A. 均相气体混合 ）。 B.均相液体混合物 C.互不相溶的混合物 D.气一液混合物 ）。 1．判断流体流动类型的准数为( ) A ．Re 数 B ．Nu 数 C ．Pr 数 D ．Fr 数 2．牛顿粘性定律适用于牛顿型流体，且流体应呈( )。 A ．过渡型流动 B ．湍流流动 C ．层流流动 D ．静止状态 3. 当两个同规格的离心泵串联使用时，只能说( ) A ．串联泵较单台泵实际的扬程增大一倍 B ．串联泵的工作点处较单台泵的工作点处扬程增大一倍 C ．当流量相同时，串联泵特性曲线上的扬程是单台泵特性曲线上的扬程的两倍 D ．在管路中操作的串联泵，流量与单台泵操作时相同，但扬程增大两倍 4．流体在圆形直管内作强制湍流时，其对流传热系数与雷诺数Re 的n 次方成正比，其中 n 的值为( ) A ．0.5 B ．0.8 C ．1 D ．2 5．吸收操作的作用是分离( ) A ．气体混合物 B ．液体混合物 C ．互不相溶的液体混合物 D ．气液混合物 6．混合液两组分的相对挥发度愈小，则表明用蒸馏方法分离该混合液愈( ) A ．容易 B ．困难 C ．完全 D ．不完全 7．圆直管内流体在强制湍流流动时对管壁的对流传热系数为α1，若流量不变，将管径增加一倍，则α2值为( ) A ．0.287α1 B ．2α1 C ．1.74α1 D ．0.87α1 200 年 月江苏省高等教育自学考试 化工原理 一、单项选择题（每小题1分，共15分） 在下列每小题的四个备选答案中选出一个正确的答 案，并将其字母标号填入题干的括号内。 8．某双组分混合物，在精馏塔进行分离，进料量为100 kmol·hr-1，x F= 0.6，要求x D不小于0.9，则塔顶最大产量为( ) A．60 kmol·hr-1B．66.7 kmol·hr-1C．90 kmol·hr-1D．不能确定9．精馏过程中( )随回流比的改变而改变 A．操作线B．平衡线C．q线D．无法判断10．为使脱吸操作易于进行，通常可采用( ) A．加压升温B．加压降温C．减压升温D．减压降温。11．下述说法中不准确的是( ) A．板式塔内气液逐级接触，填料塔内气液连续接触 B．精馏用板式塔，吸收用填料塔 C．精馏既可以用板式塔，也可以用填料塔 D．吸收既可以用板式塔，也可以用填料塔 12．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，则管路总阻力将( ) A．增大B．减小C．不变D．无法判断13．流体在圆直管内流动，滞流时摩擦系数λ正比于( ) (G为质量流速) A．G2B．G C．G-1D．G-2 14．关于传热系数K下述说法中错误的是( ) A．传热过程中总传热系数K实际是个平均值 B．总传热系数K可用来表示传热过程的强弱，与冷、热流体的物性无关 C．总传热系数K随着所取的传热面不同而异 D．要提高K值，应从降低最大热阻着手 15．因次分析法的目的在于( ) A．得到各变量间的确切定量关系 B．得到各无因次数群间的确切定量关系 C．用无因次数群代替变量，使实验结果更可靠 D．用无因次数群代替变量，使实验与关联工作简化 化工原理考研 化工原理试题库（下册） 第一章蒸馏 一、选择题 1.当二组分液体混合物的相对挥发度为（）时，不能用普通精馏方法分离。 A.3.0 B.2.0 C.1.0 D.4.0 2.某精馏塔用来分离双组分液体混合物，进料量为100Kmol/h，进料组成为0.6 ,要求塔顶产品浓度不小 于0.9，以上组成均为摩尔分率，则塔顶产品最大产量为（）。 A.60.5kmol/h B.66.7Kmol/h C.90.4Kmol/h D.不能确定 3.在t-x-y相图中，液相与气相之间量的关系可按（）求出。 A.拉乌尔定律 B.道尔顿定律 C.亨利定律 D.杠杆规则 4.q线方程一定通过x－y直角坐标上的点（）。 A.(xW,xW) B(xF,xF) C(xDxD) D(0,xD/(R+1)) 5.二元溶液的连续精馏计算中，进料热状态参数q的变化将引起（）的变化。 A.平衡线 B.操作线与q线 C.平衡线与操作线 D.平衡线与q线 6.精馏操作是用于分离（）。 A.均相气体混合物 B.均相液体混合物 C.互不相溶的混合物 D.气—液混合物 7.混合液两组分的相对挥发度愈小，则表明用蒸馏方法分离该混合液愈（）。 A容易；B困难；C完全；D不完全 8.设计精馏塔时，若Ｆ、xF、xD、xW均为定值，将进料热状况从q=1变为q>1，但回流比取值相同， 则所需理论塔板数将（），塔顶冷凝器热负荷（），塔釜再沸器热负荷（）。 A变大，B变小，C不变，D不一定 9.连续精馏塔操作时，若减少塔釜加热蒸汽量，而保持馏出量Ｄ和进料状况（F, xF,q）不变时，则 L/V______ ，L′/V′______，x D______ ，x W______ 。 A变大，B变小，C不变，D不一定 10.精馏塔操作时，若Ｆ、x F、q，加料板位置、Ｄ和Ｒ不变，而使操作压力减小，则x D______，x w______。 A变大，B变小，C不变，D不一定 11.操作中的精馏塔，保持F，x F，q，D不变，若采用的回流比R< Rmin，则x D ______，x w______。 A变大，B变小，C不变，D不一定 12.恒摩尔流假设是指。 A 在精馏段每层塔板上升蒸汽的摩尔流量相等 B 在精馏段每层塔板上升蒸汽的质量流量相等 C 在精馏段每层塔板上升蒸汽的体积流量相等 D 在精馏段每层塔板上升蒸汽和下降液体的摩尔流量相等 13.精馏过程的理论板假设是指。 A 进入该板的气液两相组成相等 B 进入该板的气液两相组成平衡 C 离开该板的气液两相组成相等 D 离开该板的气液两相组成平衡 14.精馏过程若为饱和液体进料，则。 A.q=1，L=L＇‘ B.q=1，V=V＇’ C.q=1，L=V＇ D.q=1，L=V’ 15.全回流时的精馏过程操作方程式为。 A y n = x n B y n-1 = x n C y n+1 = x n D y n+1 = x n+1 16.精馏是分离（）混合物的化工单元操作，其分离依据是利用混合物中各组分（）的差异。 A、气体 B、液体 C、固体 D、挥发度 E、溶解度 F、温度 17.精馏过程的恒摩尔流假设是指在精馏段每层塔板（）相等。 A、上升蒸汽的摩尔流量 B、上升蒸汽的质量流量 C、上升蒸汽的体积流量 D、上升蒸汽和下降液体的流量 18.精馏过程中，当进料为饱和液体时，以下关系（）成立。化工原理考研试题库
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第一章流体流动东南大学化工考研复试化工原理考试题库doc资料
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化工原理试卷之一东南大学化工考研复试化工原理考试题库
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