本科《化工原理》试题库 参考答案

  • 格式:doc
  • 大小:469.00 KB
  • 文档页数:15

本科《化工原理》试题库 参考答案1. 质量守恒 2. 能量守恒 3. 基本单位;导出单位 4. 彼此相等而各有不同单位的两个物理量之比 5. 衡算系统;衡算对象;衡算基准 6. 质量(重量);摩尔数;体积 7. 连续静止的同种流体 8. 同一水平面 9. 连续、稳定的流体 10.变小 11.V S =θV;G=A W S ;W S =θm12. 湍流;层流 13. yu SF ∆∆=μ 或y uS F ∆∆==μτ;使流体产生单位速度梯度的剪应力。

或 黏度是一种特定条件下的内摩擦力,即S=1[m2],yu ∆∆=1[s-1]s时,F=μ 。

14. 时间;位置15. 恒截面,变流速;恒压差,变截面 16. B .0.1 Pa·s17. B .0.01 m 3/s 18. A .大于0 19. A. 大,小 20. A. J/kg ,Pa21. D. 变流速、恒压差 22. B. u =0.8u max23. A. 表压=绝对压-大气压强24. C .对液体粘度t 升高μ减小,对气体则相反 25. B. 减小,增大 26. A. 减小,增大 27. D. 变小,变大 28. A. 毕托管 29. C. 4 30. B. 愈小 31. × 32. × 33. √ 34. √ 35. √ 36. ×37. × 38. × 39. √ 40. ×41. 当流速较小时,流体质点沿管轴做规则的平行直线运动,与其周围的流体质点间互不干扰及相混,即分层流动。

这种流动类型称作层流或滞流。

流体流速增大到某一值时,流体质点除流动方向上的运动之外,还向其他方向做随机运动,即存在流体质点的不规则脉动,彼此混合。

这种流动类型称作湍流或紊流。

3分当R e <2000时,流体的流动类型属于层流;当Re >4000时,流体流动类型属于湍流。

2分 42.使流体流动产生单位速度梯度的剪应力。

或当S=1m2,yu ∆∆=1s-1时,F=μ 黏度是一种特定条件下的内摩擦力,是衡量流体内摩擦力大小的一个指标。

3分 黏度是流体在直管中流动产生摩擦阻力的内因,或直接原因。

2分 43.流体在流动时,任一截面处的流速、压强、密度等有关物理量仅随位置而变,不随时间而变,这种流动称为稳定流动;流体在流动时,任一截面处的流速、压强、密度等有关物理量不仅随位置而变,而且随时间而变,这种流动称为不稳定流动。

一个概念2.5分44.湍流中靠近管壁的流体仍作层流(滞流)流动,称为层流内层,其厚度即为层流内层的厚度δb ,(3分)。

可依据87Re 5.61=dbδ 来计算。

(2分) 45.解:从1截面到2截面连续稳定,可用伯式求解。

以管轴面为基准水平面,则 z 1=0 z 2=0g p ρ1=1m gp ρ2u 1=0.5m/s u 2=u 1221⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛d d =0.5×21.02.0⎪⎭⎫ ⎝⎛=2m/s 3分 将以上各值带入伯式 g u g p g u g p 22222211+=+ρρ 依据题意得 3分 h=g p g p ρρ21-=g u g u 222122-=gg 25.02222-=0.19m 4分 46.解:从D截面到d截面连续稳定,可用伯式求解。

以管轴面为基准水平面,用表压作压强的基准。

则z D =0 z d =0 2分g p ρ∆=g p p a D ρ-=g p D ρ0-=g p D ρ=()gRg ρρρ气指-=()2.1025.02.113600⨯-=283.31m 气柱依据静力学基本方程,得P a =P d +HP d =P a -H=0-0.15=-0.15m 水柱2分将水柱换算为气柱 P d =h 水ρ水g= h 气ρ气g 2分g p d ρ=gg h ρρ水水=2.1100015.0⨯-=-125m 气柱将D截面作为1截面d截面作为2截面。

依据连续性方程,得 21u u=212⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛d d =21.005.0⎪⎭⎫ ⎝⎛=0.25则u 1=0.25u 2将以上各值代入伯式,得 g P ρ1+g u 221=g P ρ2+gu 222()gu 225.022+283.31=gu 222-125 2分u 2 2=8545.11 则 u 2=92.44m/s V S =u 2224d π=92.44×4π×(0.05)2=0.1814≈0.18m 3/s 2分47. 解:选泵的入口、出口为两个计算截面,列伯式求解,得∑-+-+-+-=21212212122)()()(f h g u u g p p z z H ρ ∑f h 略 12u u = 3分24.1081.91-⨯=m N at 2.3.1331-=m N m m H g2542.10864.11081.99.1-⨯=⨯⨯=m N p 2分241.10866.13.133140-⨯-=⨯-=m N pm H 6.21)81.91000(])10866.1(10864.1[7.045=⨯⨯--⨯+= 3分Wg QH Ne 32.70681.910003600126.21=⨯⨯⨯==ρ%86.582.1706.0==η 4分48.解:以出口截面为基准水平面,取表压为压强基准,在1-1/,2-2/,截面间列伯式,将z1=0 z2=9 p1=p2=0(表)u2=0代入伯式,得g u 221+λd l e g u 221=9 gu 221(1+λd l e )=g u 221(1+0.029×05.018)=9 3分u 1=3.93m/s 3分 V s =3.93×4π×0.052=0.007716m 3/s =27.78m 3/h 4分 49.解:将u 2=2u 1 λ=Re 64=μρdu 64 代入H f =λd l gu 22整理得 4分12f f H H =μρμρ⋅⋅⋅⋅1126464u d u d ×l d l ×gu g u 2242121=21×2=2 4分 50. 大于51. 增大流量;增大扬程(压头)52. 关闭;流量为0,轴功率最小,防止电机过载;全开 53. 正位移泵;旁路(支路) 54. 泵的特性曲线;管路特性曲线 55. A. 出口阀; C. 旁路阀 56. A. 齿轮泵 57. A. p 2/p 158. B. 机械能; 59. B. 气蚀60. C. Q =0, N 最小 61. A. 先关出口阀后停电 62. A.最高效率点对应值 63. × 64. × 65. √ 66. × 67. √ 68. × 69. × 70. √ 71. √ 72. ×73. 排气是为了消除气泡,液体中的气泡会阻隔液体,使液体不连续,失去连续稳定的流动条件。

一个知识点 2分74. 因为流量为0时,泵的轴功率最小,电机不过载,不会烧毁电机。

一个知识点 2分 75. 为了防止气缚发生,气体密度小,产生的离心力小,泵打不出液体,也吸不上液体。

一个知识点 2分76.离心泵启动前,要灌满液体,防止气缚发生;同时要关闭出口阀门,防止电机过载。

关闭前,要先关闭出口阀门,再关电机。

以免高压液体倒灌造成叶轮反转引起事故。

一个知识点 2分77. 离心泵的压头又称扬程,它是指离心泵对单位重量(1牛顿)的液体所能提供的有效能量,用m流体柱表示;升扬高度是离心泵将液体从低处送到高处的垂直距离,用m表示。

一个知识点 2.5分78.解:将池面作为1-1截面,高位槽面作为2-2截面。

池面为基准水平面,用表压强作压强基准。

则z 1=0,z 2=20,p 1=p 2=0(表),u 1=u 2=0,H f,1-2=gu d l 223λ 管内流速 u 3=405.0423600122⋅=ππd v s =1.70m/s 2分H f,1-2=gu d l 223λ=0.025×05.0100×81.9270.12⨯=7.36m 水柱 代入伯式,得H e =z 2+H f,1-2=20+7.36=27.36m 水柱2分N e =V S ρH e g=360012×1000×27.36×9.81=894.67W2分N=ηeN =1008067.894=1118.34W 2分如将转速提高8%,按照比例定律21Q Q =21n n 21H H =221⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛n n 21N N =321⎪⎪⎭⎫⎝⎛n n 得 Q 2=1.08Q 1 H 2=1.082H 1=1.17H 1 2分N 2=1.083N 1=1.26N 179.加速运动、匀(恒)速运动;2分(每空1分) 80.降尘室底面积;1分81.降尘室、旋风分离器;2分(每空1分)82.板框压滤机 、 转筒真空过滤机;2分(每空1分) 83.沉降分离法、过滤分离法;2分(每空1分) 84.恒压过滤;1分85.滤饼过滤(饼层过滤);1分86.湿法除尘设备、99.99%;2分(每空1分) 87.层流;1分88.1—2—3—2—1—2—3—2—1(1—2—3—2—1);1分 89.B ;2分 90.C ;2分 91.C ;2分 92.B ;2分 93.D ;2分 94.A ;2分 95.B ;2分 96.C ;2分 97.×;2分 98.√;2分 99.×;2分 100.×;2分 101.√;2分 102.5分答案:球形颗粒在静止流体中作重力沉降时,将受到三个力的作用,即重力(1分)、浮力(1分)与阻力(1分)。

作用方向是重力向下(1分),其余两个力向上(1分)。

评分标准:三种作用力各1分,回答作用力的方向各1分。

103.5分答案:工业上常用的过滤介质主要有织物介质、多孔性固体介质、粒状介质和微孔滤膜等。

评分标准:过滤介质至少答出四项,给5分;四项以内答出一项给1分。

104.5分答案:临界粒径、分离效率、压力降和气体处理量是评价旋风分离器的主要性能参数。

评分标准:过滤介质至少答出四项,给5分;四项以内答出一项给1分。

105.6分解:(1)在该降尘室内能完全分离出来的最小颗粒的沉降速度为:s m bl V u s t /14.0140.2===(2分) (2)假设沉降在层流区,则可用斯托克斯公式求d min()()m g u d s t μρρμ1.4781.975.0300014.0106.218185min =⨯-⨯⨯⨯=-⋅=- (2分)校核沉降流型19.0106.275.01071.4Re 55min =⨯⨯⨯==--μρt t u d <2 (2分) 故原假设正确,求出的d min 有效。