化工原理试题及答案--华东理工大学
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第一章流体流动1.何谓轨线?何谓流线?为什么流线互不相交?99答:轨线是同一流体质点在不同时刻所占空间位置的连线;流线是采用欧拉法考察的结果,流线上各点的切线表示该点的速度方向;因为同一点只有一个速度,由此可知,流线互不相交。
2.动能校正系数α为什么总是大于、等于1的?试说明理由?003.简述数学模型法规划实验的主要步骤。
00、03、06、10答:数学模型实验研究方法立足于对所研究过程的深刻理解,按以下主要步骤进行工作:①将复杂的真实过程本身化简成易于用数学方程式描述的物理模型;②将所得到的物理模型进行数学描述即建立数学模型;③通过实验对数学模型的合理性进行检验并测定模型参数。
4.流体流动过程中,稳定性是指什么?定态性是指什么?015.简述因次论指导下的实验研究方法的主要步骤。
01、04答:因次分析法的具体步骤:①找出影响过程的独立变量;②确定独立变量所涉及的基本因次;③构造因变量和自变量的函数式,通常以指数方程的形式表示;④用基本因次表示所有独立变量的因次,并出各独立变量的因次式;⑤依据物理方程的因次一致性原则和π定理得到准数方程;⑥通过实验归纳总结准数方程的具体函数式。
6.层流与湍流的本质区别是什么?02答:湍流的最基本特征是出现了径向的速度脉动。
当流体在管内层流时,只有轴向速度而无径向速度,牛顿型流体服从牛顿粘性定律;然而在湍流时,流体质点沿管道流动的同时还出现了径向的随机脉动,这种脉动加速了径向的动量、热量和质量的传质,动量的传递不仅起因于分子运动,而来源于流体质点的横向脉动速度。
7.非牛顿流体中,塑性流体的特点是什么?02、05、06、10答:含固体量较多的悬浮体常表现出塑性的力学特征,即只有当施加的剪应力大于某一临界值(屈服应力)之后才开始流动,流动发生后,通常具有剪切稀化性质,也可能在某一剪切率范围内有剪切增稠现象。
8.什么是流体流动的边界层?边界层分离的条件是什么?03答:由于流体粘性的作用,靠近壁面的流体将相继受阻而降速,随着流体沿壁面前流动,流体受影响的区域逐渐扩大,而流速降为未受边壁影响流速的99%以内的区域即为边界层。
目 录
2000年华东理工大学化工原理考研真题
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2011年华东理工大学801化工原理考研真题(回忆版)
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2015年华东理工大学801化工原理考研真题(回忆版2)。
化工原理试题及答案华东理工大学集团公司文件内部编码:(TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-一、填空(1)定态是指全部过程参数。
流体的连续性假定指______________________________________ 。
(2)层流与湍流的本质区别在于。
直管阻力损失体现在。
(3)液体的黏度随温度升高而,气体的黏度随温度降低而。
常温下水的黏度 Pas,空气的黏度 Pas。
(4)水在管道中的常用经济流速范围是 ______ m/s,压强较高的气体在管道中的常用经济流速范围是____ m/s。
(5)离心泵采用后弯叶片是因为,为防止,离心泵在启动时必须先灌泵。
比孔(6)当管径相同、喉径与孔径相同时,文丘里流量计的孔流系数CV,文丘里流量计的能量损失比孔板流量计板流量计的孔流系数CO的。
(大、小)=45mm,液体在大管内流速为(7)如图所示系统,其大管内径为 d10.5m/s,小管内径为d=19mm,从1-1到2-2截面的阻力损失为 152J/kg,则2-2截面处的流速为______ m/s,此值是根据方程而得。
(8)操作中的离心泵,若将泵的出口阀关小,则泵的扬程,轴功率,泵入口处的真空度。
(变大,不变,变小)(9)离心泵的特性曲线通常包括曲线,____ 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。
选用离心泵时,先根据确定泵的类型,然后根据具体管路对泵提出的和________要求确定泵的型号。
(10)旋桨式搅拌器的特点是;涡轮式搅拌器的特点是。
(11)从混合机理看,大尺度的混合均匀主要来源于,而小尺度的混合均匀主要来源于。
强化液流湍动的措施有___________ 、和。
(12)边界层是指________________ 的区域。
边界层分离的后果是。
(13)非牛顿流体的黏度不再为一常数而与有关。
根据表现出的不同力学特性,非牛顿流体可以分为 _____流体、流体和_____ ___流体。
华东理工大学网络教育学院《化工原理》(专科)课程课件自测题一、流体流动1、机械能守恒自测题1: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) H (B) H、d (C) d (D) Pa (E) H、d 、Pa答案:A2、量纲分析法自测题2:量纲分析法的目的在于______。
A 得到各变量间的确切定量关系;B 得到各无量纲数群的确切定量关系;C 用无量纲数群代替变量,使实验与关联工作简化;D 用无量纲数群代替变量,使实验结果更可靠。
答案:C3、流体流动内部结构自测题3: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)层流无径向脉动,而湍流有径向脉动。
答案:D4、阻力损失自测题4:图示为一异径管段,从A段流向B段,测得U形压差计的读数为R=R1,从B段流向A段测得U形压差计读数为R=R2 ,若两种情况下的水流量相同,则______。
A)R1>R2;B)R1=R2;C)R1<R2;D)R2=-R1答案:C)自测题5:某液体在内径为d1的管路中稳定流动,其平均流速为u1,当它以相同的体积流量通过某内径为d2(d2=d1/2)的管子时,流速将变为原来的______倍;流动为层流时,管子两端压力降△p f为原来的______倍;湍流时(完全湍流区) △p f为原来的______倍。
A)4;B)16;C)32;D)8答案:A;B;C自测题6:在完全湍流(阻力平方区)时,粗糙管的摩擦系数λ数值________。
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。
答案:C自测题7:如图表明,管中的水处于________。
A)静止; B)向上流动;C)向下流动;D)不一定。
答案:C自测题8:如图,若水槽液位不变①、②、③点的流体总机械能的关系为________。
一、填空(1)定态是指全部过程参数。
流体的连续性假定指______________________________________ 。
(2)层流与湍流的本质区别在于。
直管阻力损失体现在。
(3)液体的黏度随温度升高而,气体的黏度随温度降低而。
常温下水的黏度 Pa•s,空气的黏度 Pa•s。
(4)水在管道中的常用经济流速范围是 ______ m/s,压强较高的气体在管道中的常用经济流速范围是____ m/s。
(5)离心泵采用后弯叶片是因为,为防止,离心泵在启动时必须先灌泵。
(6)当管径相同、喉径与孔径相同时,文丘里流量计的孔流系数C比孔板流量V,文丘里流量计的能量损失比孔板流量计的。
(大、计的孔流系数CO小)=45mm,液体在大管内流速为 0.5m/s,小(7)如图所示系统,其大管内径为 d1=19mm,从1-1到2-2截面的阻力损失为 15 J/kg,则2-2截面处的管内径为d2流速为______ m/s,此值是根据方程而得。
(8)操作中的离心泵,若将泵的出口阀关小,则泵的扬程,轴功率,泵入口处的真空度。
(变大,不变,变小)(9)离心泵的特性曲线通常包括曲线,____ 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。
选用离心泵时,先根据确定泵的类型,然后根据具体管路对泵提出的和________要求确定泵的型号。
(10)旋桨式搅拌器的特点是;涡轮式搅拌器的特点是。
(11)从混合机理看,大尺度的混合均匀主要来源于,而小尺度的混合均匀主要来源于。
强化液流湍动的措施有___________ 、和。
(12)边界层是指________________ 的区域。
边界层分离的后果是。
(13)非牛顿流体的黏度不再为一常数而与有关。
根据表现出的不同力学特性,非牛顿流体可以分为 _____流体、流体和_____ ___流体。
二、选择题:(1)在高度湍流(阻力平方)区时,粗糙管的摩擦系数λ值。
(A)与光滑管一样;(B)只取决于相对粗糙度(C)只取决于雷诺数;(D)与粗糙度无关;(2)如图所示,管中的水处于。
实验一、 流体流动阻力的测定1、 进行测试系统的排气工作时,是否应关闭系统的出口阀门?为什么?答:在进行测试系统的排气时,不应关闭系统的出口阀门,因为出口阀门是排气的通道,若关闭,将无法排气,启动离心泵后会发生气缚现象,无法输送液体。
2、 如何检验系统内的空气已经被排除干净?答:可通过观察离心泵进口处的真空表和出口处压力表的读数,在开机前若真空表和压力表的读数均为零,表明系统内的空气已排干净;若开机后真空表和压力表的读数为零,则表明,系统内的空气没排干净。
3、 在U 形压差计上装设“平衡阀”有何作用?在什么情况下它是开着的,又在什么情况下它应该关闭的?答:用来改变流经阀门的流动阻力以达到调节流量的目的,其作用对象是系统的阻力,平衡阀能够将新的水量按照设计计算的比例平衡分配,各支路同时按比例增减,仍然满足当前气候需要下的部份负荷的流量需求,起到平衡的作用。
平衡阀在投运时是打开的,正常运行时是关闭的。
4、 U 行压差计的零位应如何校正?答:先打开平衡阀,关闭二个截止阀,即可U 行压差计进行零点校验。
5、 为什么本实验数据须在对数坐标纸上进行标绘?答:为对数可以把乘、除因变成加、减,用对数坐标既可以把大数变成小数,又可以把小数扩大取值范围,使坐标点更为集中清晰,作出来的图一目了然。
6、 你在本实验中掌握了哪些测试流量、压强的方法,它们各有什么特点?答:测流量用转子流量计、测压强用U 形管压差计,差压变送器。
转子流量计,随流量的大小,转子可以上、下浮动。
U 形管压差计结构简单,使用方便、经济。
差压变送器,将压差转换成直流电流,直流电流由毫安表读得,再由已知的压差~电流回归式算出相应的压差,可测大流量下的压强差。
实验 二、离心泵特性曲线的测定1、 离心泵启动前为什么要先灌水排气?本实验装置中的离心泵在安装上有何特点? 答:为了防止打不上水、即气缚现象发生。
2、 启动泵前为什么要先关闭出口阀,待启动后,再逐渐开大?而停泵时,也要先关闭出口阀?答:防止电机过载。
一、填空(1)定态是指全部过程参数。
流体的连续性假定指______________________________________ 。
(2)层流与湍流的本质区别在于。
直管阻力损失体现在。
(3)液体的黏度随温度升高而,气体的黏度随温度降低而。
常温下水的黏度 Pa•s,空气的黏度 Pa•s。
(4)水在管道中的常用经济流速范围是 ______ m/s,压强较高的气体在管道中的常用经济流速范围是____ m/s。
(5)离心泵采用后弯叶片是因为,为防止,离心泵在启动时必须先灌泵。
比孔板流(6)当管径相同、喉径与孔径相同时,文丘里流量计的孔流系数CV,文丘里流量计的能量损失比孔板流量计的。
量计的孔流系数CO(大、小)=45mm,液体在大管内流速为 0.5m/s,(7)如图所示系统,其大管内径为 d1小管内径为d=19mm,从1-1到2-2截面的阻力损失为 15 J/kg,则2-2截面2处的流速为______ m/s,此值是根据方程而得。
(8)操作中的离心泵,若将泵的出口阀关小,则泵的扬程,轴功率,泵入口处的真空度。
(变大,不变,变小)(9)离心泵的特性曲线通常包括曲线,____ 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。
选用离心泵时,先根据确定泵的类型,然后根据具体管路对泵提出的和________要求确定泵的型号。
(10)旋桨式搅拌器的特点是;涡轮式搅拌器的特点是。
(11)从混合机理看,大尺度的混合均匀主要来源于,而小尺度的混合均匀主要来源于。
强化液流湍动的措施有___________ 、和。
(12)边界层是指________________ 的区域。
边界层分离的后果是。
(13)非牛顿流体的黏度不再为一常数而与有关。
根据表现出的不同力学特性,非牛顿流体可以分为_____流体、流体和_____ ___流体。
二、选择题:(1)在高度湍流(阻力平方)区时,粗糙管的摩擦系数λ值。
(A)与光滑管一样;(B)只取决于相对粗糙度(C)只取决于雷诺数;(D)与粗糙度无关;(2)如图所示,管中的水处于。
(A)静止;(B)向上流动;(C)向下流动;(D)不一定;(3)当管路特性曲线表示为:H=A+BqV2时。
(A) A只包括单位重量流体需增加的位能;(B) A包括单位重量流体需增加的位能与静压能;(C) BqV2代表管路系统的局部阻力损失;(D) BqV2代表单位重量流体需增加的动能;(4)往复泵适用于。
(A)大流量且流量要求特别均匀的场合;(B)流量较小,扬程较高的场合;(C)介质腐蚀性特别强的场合;(D)投资较小的场合;三、计算题如图所示,水通过倾斜变径管段(A-B),已知DA =100mm,DB=240mm,水流量为2m3/min,在截面A与B处接一U形压差计,其读数为R=20mm,指示剂为水银,A、B两点间的垂直距离为h=0.3m。
试求:① A、B两点的压差为多少Pa?② A、B管段的阻力损失为多少J/kg?③若将管路水平放置,流向与流量不变,定性回答压差计读数及A、B 两点压强差如何变化?四、带泵管路用离心泵将水由水池打入5m高处的密闭容器中,容器上方压力表读数为0.1013MPa(表),输水管路如图所示。
管长为110m(包括所有局部阻力的当量长度),管内径均为50mm,摩擦系数λ为0.02。
泵的特性方程为:H e = 23-1.43×105q v2 (式中q v– m3/s, H e-m)。
试问:(1)管路的流量为多少m3/h?(2)泵的有效功率为多少kW?(3)若关小出口阀门使流量减少10%,则该流量下阀门额外损失的压头为多少J/N?五、如图所示,槽内水位恒定。
槽的底部与内径为100mm的水平管连接。
当A 阀关闭时,测得R=600mm,h=1500mm。
(1)当A阀部分开启时,测得R=400mm,h=1400mm,此时水管中的流量为多少m3/h? 已知λ=0.02,管子入口处ζ=0.5。
(2)当A阀全部开启时,A阀的当量长度le=15d,λ=0.02,则水管中流量为多少m3/h? B点压强应为多少Pa(表)?读数R为多少?(U形管测压计为等直径玻璃管,指示剂为汞)一、二、三章综合练习一、填空(1)定态是指全部过程参数不随时间变化。
流体的连续性假定指_ 流体是由无数质点组成,彼此间没有间隙,完全充满所占空间的连续介质。
(2)层流与湍流的本质区别在于流体质点是否存在脉动性。
直管阻力损失体现在总势能的降低。
(3)液体的黏度随温度升高而降低,气体的黏度随温度降低而降低。
常温下水的黏度0.001 Pa•s,空气的黏度 1.81×10-5 Pa•s。
(4)水在管道中的常用经济流速范围是 _1~3 m/s,压强较高的气体在管道中的常用经济流速范围是__15~25 m/s。
(5)离心泵采用后弯叶片是因为减少能量损失,提高泵效率,为防止气缚现象,离心泵在启动时必须先灌泵。
(6)当管径相同、喉径与孔径相同时,文丘里流量计的孔流系数C比孔板流V大,文丘里流量计的能量损失比孔板流量计的小。
量计的孔流系数CO(大、小)=45mm,液体在大管内流速为 0.5m/s,(7)如图所示系统,其大管内径为 d1小管内径为d=19mm,从1-1到2-2截面的阻力损失为 15 J/kg,则2-2截面2处的流速为__2.8 m/s,此值是根据质量守恒方程而得。
(8)操作中的离心泵,若将泵的出口阀关小,则泵的扬程变大,轴功率变小,泵入口处的真空度变小。
(变大,不变,变小)(9)离心泵的特性曲线通常包括H~qv曲线,Pa~qv曲线和η~qv曲线。
这些曲线表示在一定转速下,输送某种特定的液体时泵的性能。
选用离心泵时,先根据液体性质和操作条件确定泵的类型,然后根据具体管路对泵提出的流量和___扬程 __要求确定泵的型号。
(10)旋桨式搅拌器的特点是大流量、低压头;涡轮式搅拌器的特点是小流量、高压头。
(11)从混合机理看,大尺度的混合均匀主要来源于总体流动,而小尺度的混合均匀主要来源于强剪切或高度湍动。
强化液流湍动的措施有_提高转速、加挡板和装导流筒。
(12)边界层是指__流动流体受固体壁面阻滞而造成速度梯度的区域。
边界层分离的后果是产生大量旋涡、造成较大能量损失。
(13)非牛顿流体的黏度不再为一常数而与 du/dy 有关。
根据表现出的不同力学特性,非牛顿流体可以分为塑性__流体、假塑性流体和__涨塑性__流体。
二、选择题:(1)在高度湍流(阻力平方)区时,粗糙管的摩擦系数λ值 B 。
(A )与光滑管一样; (B )只取决于相对粗糙度(C )只取决于雷诺数; (D )与粗糙度无关;(2)如图所示,管中的水处于 C 。
(A )静止; (B )向上流动; (C )向下流动; (D )不一定;(3)当管路特性曲线表示为:H=A+Bq V 2时 B 。
(A) A 只包括单位重量流体需增加的位能;(B) A 包括单位重量流体需增加的位能与静压能;(C) Bq V 2代表管路系统的局部阻力损失;(D) Bq V 2代表单位重量流体需增加的动能;(4)往复泵适用于 B 。
(A )大流量且流量要求特别均匀的场合;(B )流量较小,扬程较高的场合;(C )介质腐蚀性特别强的场合;(D )投资较小的场合;三、计算题如图所示,水通过倾斜变径管段(A-B ),已知D A =100mm ,D B =240mm ,水流量为2m 3/min ,在截面A 与B 处接一U 形压差计,其读数为R=20mm ,指示剂为水银,A 、B 两点间的垂直距离为h=0.3m 。
试求:① A 、B 两点的压差为多少Pa ?② A 、B 管段的阻力损失为多少J/kg ?③ 若将管路水平放置,流向与流量不变,定性回答压差计读数及A 、B 两点压强差如何变化?三、解答:①p A -(p B +ρgh)=R(ρi -ρ)ga i B A p gh g R p p 542081.9]10003.0)100013600(02.0[)(=⨯⨯+-⨯=+-=-ρρρ②∵P A >P B ,u A >u B ,∴A 流向B ,f B B B A A A h u gh p u gh p +++=++222121ρρs m u A /25.41.0785.060/22=⨯=,s m u B /737.024.0785.060/22=⨯= 222B A B A f u u gh p p h -+--=ρ2737.025.481.93.010*******2-+⨯-==11.2J/kg ③因2)(22B A f BA i u u h gR --=-=-ρρρρP P ,R 与角度无关,与h 无关,水平放置后,压差计读数不变水平放置后,p ’A -p ’B = p A -p B -ρgh ,压差变小四、带泵管路用离心泵将水由水池打入5m 高处的密闭容器中,容器上方压力表读数为 0.1013MPa (表),输水管路如图所示。
管长为110m (包括所有局部阻力的当量长度),管内径均为50mm ,摩擦系数λ为0.02。
泵的特性方程为:H e = 23-1.43×105q v 2 (式中q v – m 3/s, H e -m)。
试问:(1)管路的流量为多少m 3/h ?(2)泵的有效功率为多少kW ?(3)若关小出口阀门使流量减少10%,则该流量下阀门额外损失的压头为多少J/N ?四、解答:①②③五、如图所示,槽内水位恒定。
槽的底部与内径为100mm 的水平管连接。
当A 阀关闭时,测得R=600mm ,h=1500mm 。
(1)当A 阀部分开启时,测得R=400mm ,h=1400mm ,此时水管中的流量为多 少m 3/h? 已知λ=0.02,管子入口处ζ=0.5。
(2)当A 阀全部开启时,A 阀的当量长度le=15d ,λ=0.02,则水管中流量为多少m 3/h? B 点压强应为多少Pa (表)?读数R 为多少?(U 形管测压计为等直径玻璃管,指示剂为汞)五、解答:①取Z A =0,液槽液面高度为Z 1,由静力学方程可得(Z 1+h)ρg=R ρ汞g2)(22B A f B A i u u h gR --=-=-ρρρρP P ②一、二、三章综合练习一、填空(1)定态是指全部过程参数 不随时间变化 。
流体的连续性假定指_ 流体是由无数质点组成,彼此间没有间隙,完全充满所占空间的连续介质 。
(2)层流与湍流的本质区别在于 流体质点是否存在脉动性 。
直管阻力损失体现在 总势能的降低 。
(3)液体的黏度随温度升高而 降低 ,气体的黏度随温度降低而 降低 。
常温下水的黏度 0.001 Pa •s ,空气的黏度 1.81×10-5 Pa •s 。