化工原理题库习题及答案(修改)

化工原理题库第一章流体流动一、名词解释〔每题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，那么必然形成速度梯度很大的流体层叫流动边界层。5、边界层别离流体在一定条件下脱离壁面的现象叫边界层的别离。6、速度梯度速度梯度，即在与流动方向垂直的方向上流体速度的变化率。7、牛顿黏性定律8、当量长度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、因次分析法用维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、黏性与黏度运动流体内部产生的阻碍流体向前运动的特性。，—比例系数，流体的黏性愈大，其值愈大，所以称为粘滞系数或动力黏度，简称黏度。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、真空度真空度等于大气压强减去绝对压强。二、单项选择择题〔每题2分〕1、某物体的质量为1000kg，那么其重量为______。BA1000NB9810NC9810kgfD1000/9.81kgf2、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______。BDCAA1000kgf/m3B1000kg/m3C102kgf·s2/m4D9810N/m33、如下图，假设液面恒定，忽略流动阻力损失，那么放水管的出口速度U与______有关AAHBH、dCdDPaEH、d、Pa4、用标准孔板流量计测量管中的流量，采用如下图三种装置，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。那么______。〔流体皆为水，指示液皆为汞〕。DAR2＜R1＜R3BR1＜R2＝R3CR1＜R2＜R3DR1＝R2＝R3ER1＞R2＝R5、图示所表示的R值大小反映______。AAＡ、Ｂ两截面间压差值BＡ－Ｂ截面间流动压降损失CＡ、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，那么2点的表压p2=______水柱。A1.5mB1.0mC0.75mD0.5m7、如下图，用U形压差计与管道A、B两点相连。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，那么______。BAR1≠R2，R1=R2=R4BR1=R2=R3=R4CR1=R2R3R4DR1≠R2≠R3≠R48、如图说明，管中的水处于______。CA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：______。DA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，假设水槽液位不变，在阀门翻开后，①、②、③点的流体总机械能的关系为______。BA①=②=③B①=②>③C①>②=③D不能肯定11、一个工程大气压等于______Pa；______Kgf/cm2。BGA1.013×105B9.81×104C760D35.6E0.33F0G12、如下图，连接A、B两截面间的压差计的读数R表示了______的大小。CAA、B间的压头损失HFabBA、B间的压强差△PCA、B间的压头损失及动压头差之和DA、B间的动压头差(uA2－uB2)/2g13、转子流量计的主要特点是______。〔从流道截面与压差改变考虑〕。CA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、以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，那么：(1)U形压差计读数______。BAR1R2BR1=R2CR1R2D不定(2)液体通过ab与cd段能量损失______。BAhfabhfcdBhfab=hfcd15、有一并联管路，如下图，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，Σhf1及v2，u2，d2，L2，Σhf2。假设d1＝2d2，L1＝2L2〔1〕Σhf1/Σhf2＝______EA2B4C1/2D1/4E1〔2〕假设两段管路中流体均作滞流流时，u1/u2＝______AA2B4C1/2D1/4E116、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,那么2点的表压p2=______水柱。BA2.0mB1.5mC1.0mD0.75m17、孔板流量计的孔流系数Co，当Re数增大时，其值_______。BA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_______。CA与光滑管一样B只取决于ReC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______。AAA、B间的阻力损失BA、B间的压强差CA、B间的位头差加阻力损失DA、B间位头差20、以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，那么：〔1〕ab与cd两段静压差______。CAPabPcdBPab=PcdCPabPcdD不定〔2〕R1值表示_______。CAab段的压差值Bab段位能变化Cab段流动能量损失Dab段压差值及流动能量损失21、气体是_______的流体。BA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_______。CA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_______。AA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。AA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。AA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_______。CA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。BA无限时间B单位时间C长时间D短时间28、柏努利方程式中的_______项表示单位质量流体所具有的位能。AAgzBCDwe29、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。D3A增加B扩大C需求D损失30、流体在直管中流动，当_______≤2000时，流体的流动类型属于层流。AAReBPrCNuDGr31、流体在管内作_______流动时，其质点作不规那么的杂乱运动。BA层流B湍流C过渡流D漩涡流32、流体在圆管内_______流动时，最大速度是平均速度的二倍。AA层流B湍流C过渡流D漩涡流33、对于_______，当量直径等于四倍的流通截面积除以润湿周边。BA圆形管B非圆形管C矩形管D直管三、填空题〔每题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/d32、牛顿黏性定律的数学表达式为____________，牛顿黏性定律适用于_______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，那么阻力损失为原来的_____倍；如果只将管径增加一倍，流速不变，那么阻力损失为原来的______倍。2；1/47、以下图表示流体在圆形直管进口段内流动时边界层开展的情况，图中ab截面管中心a点的流速为us，b点的流速为u，图示中所表示的符号意义是1为，2为______，3为，us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-3L9、实际流体在管道内流动时产生阻力的主要原因是____________。流体具有黏性10、如图示并联管路，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UA，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：____________________________。u1A1ρ1=u2A2ρ2=常数u1d12=u2d22=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，假设平均流速增加为1m/s，那么压强降为________Pa。1m/s20Pa13、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，假设用此转子流量计来测量酒精〔比重：0.8〕，那么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2.8414、如下图，液体在等径倾斜管中稳定流动，那么阀的局部阻力系数ζ与压差计读数R的关系式为____________________。15、如附图所示，容器中盛有油(ρ=800kg/m3)。油上界面a2以上是空气。U形管中指示液为水(ρ=1000kg/m3)，a1，a2，a3在同一水平面上，b1，b2，b3点也在同一高度上，h1=100mm，h2=200mm，那么各点的表压Pa1＝____________，Pa2＝____________，Pb1＝____________，Pb3＝____________。(表压值以mm水柱表示)Pa1＝0Pa2＝100mmH2OPb1＝300mmH2OPb3=340mmH2O16、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____________。Pas或Ns/m2、m2/s17、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_________。1.6m0.4m18、米糠油在管中作层流流动，假设流量不变，μ、L不变，管径增加一倍，那么摩擦阻力损失为原来的_______。1/1619、流体机械能衡算式如衡算基准以J/kg表示，那么该方程可表示为，假设用N/m2(Nm/m3)表示那么可表示为。〔无外加机械能〕20、如下图，液体在等径管中稳定流动，那么阀的局部阻力系数ζ与压差计读数R的关系式为。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________。0．50．822、如下图系统，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，那么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，假设气体质量流量一定，当气体温度升高时，Re值将________。下降24、____________的流体称为理想流体。无黏性25、某种油漆服从幂率方程τ=10〔du/dy〕-0.5，Pa。在剪切速率du/dy=11/s时的黏度为_______Pa.s；当du/dy=1001/s时其黏度为Pa.s。10126、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，假设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，那么实际流量值要比刻度值________，实际量程范围为_____________m3/h.。大0.295～2.9528、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_________，假设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、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。230、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那么的平行运动，各质点互不碰撞，互不混合。流体在管内作湍流流动时，其质点作不规那么的杂乱运动，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、某液体分别在此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、某液体分别在此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速度在平板外表移动，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？时，水向低位槽流动五、判断题〔每题1分〕1、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。〔〕×2、某物体的质量为1000kg，那么其重量为9810N。〔〕√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，那么2点的表压p2=0.75m水柱。〔〕√4、层流与湍流的本质区别是湍流流速>层流流速。〔〕×5、一个工程大气压等于1.013×105Pa。〔〕×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。〔〕√7、流体在圆形管道中作层流流动，如果只将流速增加一倍，那么阻力损失为原来的2倍。〔〕√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。〔〕√9、边长为0.4m的正方形通风管道，当量直径为0.6。〔〕×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。〔〕√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-200y2，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0.05Pas。5分(1)v=20y－200y2，那么令，解得y=0.05m，即管半径R=0.05m当=0.05/2=0.025m，V=20y－200y2=200.025－200(0.025)2=0.375m/s3分(2)=20(m/s)/m那么w==0.05×20=1.0N/m22分2、水在水平管内流动，截面1处管内径d1为0.2m，截面2处管内径d2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，假设忽略水由1至2处的阻力损失，试求水的流量m3/h。10分4分zi、pi均按管中心线取值，因z1=z2，u2=4u1得∴h==0.20∴u1=0.511m/s4分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。喷嘴内直径d1=25mm,现要求在高于喷嘴出口5m处水流的直径d2为d1的1.2倍，试计算出喷嘴口的水流速u1。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：p1=p2∵d2=1.2d1，u1d12=u2d22u2=3分由即u1=13.76m/s2分4、某厂如下图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响槽B中,输液管规格为φ38×2.5mm,料液在管中的流速为um/s,系统的Σhf=20.6u2/2J/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∵u1≈0≈u2p1=p2于是gZ1=gZ2+Σhfg(Z1-Z2)=Σhf=20.64分u==2.39m/s2分Z1′=Z2+20.6=15.14m2分增高为：Z1′-Z1=15.14-11=4.14m2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φ1084mm，油的黏度为3430cP，密度为960kg/m3,泵的效率为50%，求泵的实际功率。10分2分层流=1.622分列两截面柏方84分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/m3,黏度为20cP)输送到反响器中。设贮槽内的液面离反响器内的液面高度保持16m，见附图。钢管总长度(包括局部阻力当量长度)为25m，反响器内的压力恒定为4kgf/cm2(表压)，有机溶液输送量为6m3/h，泵的效率为60%，试确定泵的轴功率。10分层流2分2分列两截面柏方2分4分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/m3，饱和蒸汽压pv=7.38kPa，当地大气压为97kPa。现拟d0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管子出口流速u===14.0m/s2分∵14.0(0.15)2=u0(0.135)2∴u0=17.28m/s2分由水槽液面至收缩管处排伯努利方程：∴p0=17.0103Pa4分∵p0pv，故收缩管处不会发生水汽化。2分8、如下图，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=0.01815分阀关时：(ZA+1.8)×1000=0.5×13600ZA=5m2分⑴阀全开：对A-A和C-C截面外侧列伯努利方程：取Zc=0(基准面),4分解出：u=3.02m/s3分⑵对A-A到B-B截面列伯努利方程：4分解出pB=1.76×104N/m2〔表〕2分9、在图示装置中，水管直径为Φ57×3.5mm。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0.5mH2O，求水的流量为假设干m3/h？10分解：阀门全闭时，由P2=ρgH，即水槽液面距阀门中心线的高度为3.1m。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Z1=H=3.1m，Z2=0，P1=0，P2=0.2×1.013×105Pa，u1≈0，Σhf/g=0.5mH2O代入上式3.解得u2=3.24m/s2分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,管道为φ573.5mm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R2。假设将阀门关小，使流速减为原来的0.8倍，设系统仍为稳定湍流，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)1-1.2-2截面列伯努利方程5分(2)阀前后：∵p=(i)gR即8.438103=(13.61)1039.81R2∴R2=0.06826m=6mm5分(3)1-1.2-2截面列伯努利方程当u=0.8u=0.81.5=1.2m/s∴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pa增大。5分11、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12m3/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4分2分2分2分12、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d0=25mm，U形压差计的指示液为汞，孔流系数C0=0.62。当需测的最大水流量为18m3/h，问：U形压差计最大读数Ｒmax为多少？5分期中3分m2分13、密度为103kg/m3、黏度为1cP的水，以10m3/h的流量在φ51×3mm的水平光滑管内流过。在管内某处p1=1.5at(表压)，假设局部阻力不计，问距该处100m下游处p(Re=3000～1×105，=0.3164/Re0.25)10分2分2分1分列两面的柏方3分(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假设干？20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：式中Z1=0，Z2=30m，u1≈u24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℃2分以表示大气的密度，pa，1与pa，2分别表示烟囱底端与顶端大气压强，即：P1=pa，1—49Pa因烟囱顶端内侧压强等于同高度处的大气压强，故p2=pa，2=pa，1—gZ22分标准状况下空气的密度为1.293kg/m3，所以1.0133×105Pa、20℃2分于是p2=pa，1—1.2×9.81×30=pa，1—353Pa将以上各值代入柏式，解得2分2分其中2分烟道气的流速为2分烟道气的流量为2分15、输水量为15m3/h，管径53mm，总机械能损失为40J/kg，泵的效率0.6，求泵的轴功率。15分20mP20mP1=0(表压)P2=500kN/m2取池内水面为截面1，作为基准面；输水管出口为截面2，那么有z1=0,z2=20m,p1=0,p2=500×103Pau1=0,2分2分3分代入数值，得We=738J/kg2分质量流量:WS=(15/3600)(1000)=4.17kg/s2分有效功率:Ne=4.17×738=3080J/s=3.08kw2分泵的轴功率:2分16、某液体密度为800kg/m3，黏度为73cP，在连接两常压容器间的光滑管中流动，管径300mm，总长为50m〔包括全部局部阻力当量长度〕，两容器液面差为3.2m〔如图示〕。求：(1)管内流量为多少？(2)假设在连接管口装一阀门，调节此阀的开度使流量减为原来的一半，阀的局部阻力系数是多少？按该管折算的当量长度又是多少？层流：λ=64/Re；湍流λ=0.316/Re0.2515分解：〔1〕在1-1，2-2两截面间列柏努力方程，u1=u2=0，p1=p2=0，We=04分由，代入上式得u=3.513m/s2分验证Re=0.3×3.513×800/0.073=11550﹥4000假设正确，V=A·u=893.95m3/h2〔2〕流量减半，流速减半，即u=1.7565m/sRe=5775符合伯拉修斯式列1-1，2-2间柏努力方程那么3分4分17、右图，有一直径为Φ38×2.5mm，长为30m的水平直管段AB，在其中装有孔径为16.4mm的标准孔板流量计来测量流量，流量系数Co为0.63，流体流经孔板的永久压降(局部损失)为6×104Pa，AB段摩擦系数λ取为0.022，试计算：(1)流体流经AB段的压力差；(2)假设泵的轴功率为800W，效率为62%，求AB管段消耗的功率为泵的有效功率的百分率，：操作条件下液体密度为870kg/m3，U管指示液为汞，其密度为13600kg/m3。15分3分〔1〕由A、B两点列柏努力方程5分〔2〕AB段消耗的功率：4分那么3分18、一敞口高位水槽A中水流经一喉径为14mm的文丘里管，将浓碱液槽B中的碱液〔密谋为1400kg/〕抽吸入管内混合成稀碱液送入C槽，各局部标高如附图所示；输水管规格为φ57×3mm，自A至文丘里喉部M处管路总长〔包括所有局部阻力损失的当量长度在内〕为20m，摩擦系数可取0.025。当水流量为8m3/h时，试计算文丘里喉部M处的真空度为多少mmHg判断槽的浓碱液能否被抽吸入文丘里内〔说明判断依据〕。如果能被吸入，吸入量的大小与哪些因素有关？15分AACB8m1.5m1mM主管道(1)文丘里喉部M处3分在高位水槽上面与M处界面间的列柏努利方程得：5分(2)h碱碱＝水h水h水＝1.5×1400/1000＝2.1m(<3.6m)故浓碱液能被吸入管内。3分在B槽液面与M处水平截面间的列柏努利方程得：可见吸入量的大小不仅与M处的真空度、B槽液面与M处的位差有关，而且与吸入管的管路情况〔管径、管长、粗糙度等〕有关。4分第二章流体输送机械一、名词解释〔每题2分〕1、泵流量泵单位时间输送液体体积量2、压头流体输送设备为单位重量流体所提供的能量3、效率有效功率与轴功率的比值4、轴功率电机为泵轴所提供的功率5、理论压头具有无限多叶片的离心泵为单位重量理想流体所提供的能量6、气缚现象因为泵中存在气体而导致吸不上液体的现象7、离心泵特性曲线在一定转速下，离心泵主要性能参数与流量关系的曲线8、最正确工作点效率最高时所对应的工作点9、气蚀现象泵入口的压力低于所输送液体同温度的饱和蒸汽压力，液体汽化，产生对泵损害或吸不上液体10、安装高度泵正常工作时，泵入口到液面的垂直距离11、允许吸上真空度泵吸入口允许的最低真空度12、气蚀余量泵入口的动压头和静压头高于液体饱和蒸汽压头的数值13、泵的工作点管路特性曲线与泵的特性曲线的交点14、风压风机为单位体积的流体所提供的能量15、风量风机单位时间所输送的气体量，并以进口状态计二、单项选择择题〔每题2分〕1、用离心泵将水池的水抽吸到水塔中，假设离心泵在正常操作范围内工作，开大出口阀门将导致〔〕Ａ送水量增加，整个管路阻力损失减少Ｂ送水量增加，整个管路阻力损失增大Ｃ送水量增加，泵的轴功率不变Ｄ送水量增加，泵的轴功率下降A2、以下不是离心式通风机的性能参数()Ａ风量Ｂ扬程Ｃ效率Ｄ静风压B3、往复泵适用于()Ａ大流量且流量要求特别均匀的场合Ｂ介质腐蚀性特别强的场合Ｃ流量较小，扬程较高的场合Ｄ投资较小的场合C4、离心通风机的全风压等于()Ａ静风压加通风机出口的动压Ｂ离心通风机出口与进口间的压差Ｃ离心通风机出口的压力Ｄ动风压加静风压D5、以下型号的泵不是水泵()ＡＢ型ＢＤ型ＣＦ型Ｄｓｈ型C6、离心泵的调节阀()Ａ只能安在进口管路上Ｂ只能安在出口管路上Ｃ安装在进口管路和出口管路上均可Ｄ只能安在旁路上B7、离心泵的扬程，是指单位重量流体经过泵后以下能量的增加值()Ａ包括内能在内的总能量Ｂ机械能Ｃ压能Ｄ位能〔即实际的升扬高度〕B8、流体经过泵后，压力增大pN/m2，那么单位重量流体压能的增加为()ApBp/Cp/gDp/2g9、离心泵的以下部件是用来将动能转变为压能()A泵壳和叶轮B叶轮C泵壳D叶轮和导轮C10、离心泵停车时要()Ａ先关出口阀后断电Ｂ先断电后关出口阀Ｃ先关出口阀先断电均可Ｄ单级式的先断电，多级式的先关出口阀A11、离心通风机的铭牌上标明的全风压为100mmH2O意思是()A输任何条件的气体介质全风压都达100mmH2OB输送空气时不管流量多少，全风压都可达100mmH2OC输送任何气体介质当效率最高时，全风压为100mmH2OD输送20℃，101325Pa空气，在效率最高时，全风压为100mmH2O12、离心泵的允许吸上真空高度与以下因素无关()Ａ当地大气压力Ｂ输送液体的温度Ｃ流量Ｄ泵的吸入管路的长度D13、如以h,允表示汽蚀余量时，p1,允表示泵入口处允许的最低压力，pv为操作温度下液体的饱和蒸汽压，u1为泵进口处的液速，那么()Ap1,允=pv+h,允Bp1,允/g=pv/g+h,允－u12/2gCp1,允/g=pv/g+h,允Dp1,允/g=pv/g+h,允＋u12/2gB14、以下种类的泵具有自吸能力()Ａ往复泵Ｂ齿轮泵与漩涡泵Ｃ离心泵Ｄ旋转泵与漩涡泵A15、如图示，列1--1与2--2截面的伯努利方程，为：He＝z＋p/g＋(u2/2g)＋Hf,1-2，那么hf,1-2为A泵的容积损失，水力损失及机械损失之和B泵的容积损失与水力损失之和C泵的水力损失D测压点1至泵进口，以及泵出口至测压点2间的阻力损失D16、离心泵开动以前必须充满液体是为了防止发生()Ａ气缚现象Ｂ汽蚀现象Ｃ汽化现象Ｄ气浮现象A17、某同学进行离心泵特性曲线测定实验，启动泵后，出水管不出水，泵进口处真空计指示真空度很高，他对故障原因作出了正确判断，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()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C18、由阀门全开的条件算出在要求流量为V时所需扬程为He/。在离心泵的性能曲线上查得与V对应的扬程为He，HeHe/，在流量为V时泵的效率为，那么泵的轴功率N为()AVHe/g/1000kwBVHeg/1000kwB19、用离心通风机将空气输入加热器中，由20℃加热至140℃。该通风机安于加热器前，或加热器后,那么Ａ输送的流量不变Ｂ需要的全风压不变Ｃ需要的全风压不变，但流量要变Ｄ输送的流量和需要的全风压都要变D20、离心泵最常用的调节方法是()Ａ改变吸入管路中阀门开度Ｂ改变压出管路中阀门的开度Ｃ安置回流支路，改变循环量的大小Ｄ车削离心泵的叶轮B21、当管路性能曲线写为H=A+BV2时()AA只包括单位重量流体需增加的位能BA包括单位重量流体需增加的位能与静压能之和CBV2代表管路系统的局部阻力损失DBV2代表单位重量流体增加的动能B22、往复泵没有以下缺点()Ａ流量不均匀Ｂ流量不大Ｃ没有自吸能力Ｄ不宜输送悬浮液C23、有两种说法(1)往复泵启动不需要灌水；(2)往复泵的流量随扬程增大而减小，那么〔〕A两种说法都对B两种说法都不对C说法(1)对，说法(2)不对D说法(2)对，说法(1)不对C24、离心泵效率最高的点称为()Ａ工作点Ｂ操作点Ｃ设计点Ｄ计算点C25、泵的效率不包括()Ａ水力效率Ｂ机械效率Ｃ原动机效率Ｄ容积效率26、一台离心泵在管路系统中工作，当阀门全开时，相应的管路性能曲线可写为H=A+BV2，且B≈0(即动能增加值，阻力损失两项之和与位能增加值、压能增加值两项之和相较甚小),当泵的转速增大10%，如阀门仍全开，那么实际操作中()Ａ扬程增大21%，流量增大10%Ｂ扬程大致不变，流量增大10%以上Ｃ扬程减小，流量增大21%Ｄ流量不变，扬程增大21%B27、理论上推导说明,扬程一般()A与流量无关B与流量成直线关系C可写为He/=A+BV2,且B0DdHe/dV0B28、离心泵在n=n1时的特性曲线(H1～V1关系)与n=n2时的特性曲线(H2～V2关系)对应点的关系是()。AV1=V2H2=H1(n2/n1)2BV2=V1(n2/n1)H2=H1(n2/n1)2CH2=H1V2=V1(n1/n2)DV2=V1(n2/n1)H2=H1(n2/n1)B29、当离心泵内充满空气时，将发生气缚现象，这是因为()Ａ气体的黏度太小Ｂ气体的密度太小Ｃ气体比液体更容易起漩涡Ｄ气体破坏了液体的连续性B30、离心泵漏入大量空气后将发生()Ａ汽化现象Ｂ气缚现象Ｃ汽蚀现象Ｄ气浮现象B31、离心泵的调节阀开大时,那么()Ａ吸入管路的阻力损失不变Ｂ泵出口的压力减小Ｃ泵入口处真空度减小Ｄ泵工作点的扬程升高B三、填空题〔每题2分〕1、离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵会发生现象。气蚀2、离心通风机的全风压是指。动风压和静风压之和3、单级往复泵的理论流量计算式为。V=Asn4、离心泵常采用＿＿＿＿调节流量，往复泵常采用＿＿＿＿调节流量。出口阀门旁路阀门5、写出有外加能量时，以单位体积流体为基准的实际流体伯努利方程式各项的单位均为____________________。N/m2(Pa)6、离心泵的工作点是＿＿＿＿＿＿曲线与＿＿＿＿＿＿曲线的交点。管路特性泵特性7、离心通风机全风压的单位是＿＿＿＿＿＿＿其物理意义是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。N/m2风机提供应每m3气体的能量8、离心泵的允许吸上真空高度的数值＿＿＿＿＿于允许的安装高度的数值〔大，小〕。大9、用离心泵将一个低位敞口水池中的水送至敞口高位水槽中，如果改为输送ρ=1100kg/m3但其他物性与水相同的溶液，那么流量＿＿＿＿＿＿，扬程＿＿＿＿＿＿＿，功率＿＿＿＿＿＿。〔增大，不变，减小，不能确定〕不变不变增大10、①离心泵的轴封装置主要有两种：ａ；ｂ。②管路特性曲线的一般表达式是。(1)a:填料密封b:机械密封(2)He=A+BV211、假设被输送的流体黏度增高，那么离心泵的扬程，流量，效率，轴功。减小；减小；下降；增大12、往复泵主要适用于＿＿＿＿、＿＿＿＿的场合。小流量；高扬程13、离心泵叶轮按有无盖板可分为＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿,＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿。敞式半敞式闭式(或开式，半开式，闭式)14、离心泵按叶轮串联的多少可分为＿＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿。单级，多级15、离心泵用来输送常温的水，泵的性能为：V=0.05m3/s时，He=20m；管路特性为V=0.05m3/s时，He=18m，那么在该流量下，消耗在调节阀门上的扬程值=216、离心泵用来输送常温的水，泵的性能为：V=0.05m3/s时，He=20m；管路特性为V=0.05m3/s时，He=18m，那么用阀调节到该流量下，有效功率Ne9.81四、问答题〔每题3分〕1、启动离心泵前及停泵前应做哪些工作?启动离心泵前应灌泵、关闭泵的出口阀门，停泵前也应关闭泵的出口阀门。2、启动离心泵前为什么要灌泵？为了防止气缚现象发生。3、启动离心泵前为什么要关闭泵的出口阀门？为了减小启动电流，以保护电机。4、停泵前为什么要关闭泵的出口阀门？防止高压液体倒流，对泵造成损害。5、启动离心泵前如果不灌泵会发生什么现象？会发生气缚现象。6、假设离心泵的实际安装高度大于允许安装高度会发生什么现象？会发生气蚀现象。7、如何防止气蚀现象的发生?离心泵的实际安装高度小于计算的允许安装高度就可以防止气蚀现象的发生。8、启动往复泵时是否需要灌泵？启动往复泵时能否关闭出口阀门？往复泵的流量调节能否采用出口阀门调节？不需要，不能，不能。9、什么是离心泵的工作点？试用图说明之。泵的工作点是泵的特性曲线Ｈe－V与管路特性曲线He′－V的交点，如图中的D点。10、何谓泵的扬程？何谓泵的升扬高度？泵的扬程：单位重量流体从泵获得的机械能。〔各1.5分〕泵的升扬高度：泵的实际吸上高度与排出高度之和。11、离心泵发生“汽蚀〞的主要原因是什么？原因是叶轮进口处的压力降至被输送液体的饱和蒸汽压，引起局部液体沸腾汽化。12、以下两图为离心泵的两种安装方式,用以输送热水,在热水的温度下饱和蒸汽压pV=0.4kgf/cm2,大气压可取为10mH2O,两种安装方式中,管路特性视为相同,请答复:两种安装方式是否有一种能将水送到高位槽?为什么?由安装高度的计算式:Hg,max=(Pa-Pv)/ρg-△h，允-∑Hf，吸=10-4-△h，允-∑Hf,吸<6m而实际安装高度Hg均大于允许的最大安装高度,故两种安装方式均不可能将水送到高位槽。13、为什么离心泵的壳体要做成蜗壳形？使局部动能有效地转变为静压能，减少能量损失。14、为什么调节流量的阀门一般不装在泵的吸入管路上？令pK为叶轮入口处液体压力。pK随∑Hf，吸增大而降低为了保证泵在实际操作中不发生气蚀现象，要尽量减小吸入管的阻力。这就要求吸上管路短而直且无调节阀门，以使∑Hf，吸尽量小。因此,调节流量的阀门一般不装在吸入管路上，而装在出口管路上。五、计算题〔每题10分〕1、以离心泵把水由储罐A输至储罐B，B内液位比A内液位高1.2m，管子内径80mm，pA=-0.2kgf/cm2,pB=0.25kgf/cm2(均为表压),１min输送500kg水。AB间管线总长5m(包括局部阻力),摩擦系数0.02，轴功率0.77kw,求泵的效率。解〔2分，2分，3分，3分〕2、生产要求以18m3/h流量将饱和温度的液体从低位容器Ａ输至高位容器Ｂ内。液体密度960kg/m3，黏度与水相近。两液位高度差21m，压力表读数：pA=0.2at,pB=1.2at。排出管长50m、吸入管长20m(均包括局部阻力)，管内径50mm，摩擦系数0.023。现库存一台泵，铭牌标明：扬程44m，流量20m3/h，此泵是否能用？假设此泵能用，该泵在18m3/h时的允许气蚀余量为2.3m，现拟将泵安装在容器A内液位以下解〔5分〕可见，管路要求V=18m3/h,He′=42.1m,而该泵最高效率时：V=20m3/h,He=44m,管路要求的〔V，He〔5分〕故可正常工作。3、如下图的输水系统,输水量为36m3/h,输水管路均为φ80×2mm的钢管,：吸入管路的阻力损失为2J/Kg,压出管路的压头损失为0.5mH2O柱,压出管路上压力表的读数为2.5Kgf/cm2,(1)水泵的升扬高度；(2)水泵的轴功率N轴(kW),设泵的效率η=70%；(3)假设泵的允许吸上高度[Hs]=6.5m,水温为20℃,校核此系统的安装高度是否适宜?当时当地大气压为1atm；ρ水=1000Kg/m3解〔4分〕〔4分〕〔2分〕4、某厂准备用离心泵将20℃的清水以40m3/h的流量由敞口的储水池送到某吸收塔的塔顶。塔内的表压强为1.0kgf/cm2,塔顶水入口距水池水面的垂直距离为6m,吸入管和排出管的压头损失分别为1m和3m,管路内的动压头忽略不计。当地的大气压为10.33(m水柱),水的密度为1000[kg/m3现仓库内存有三台离心泵,其型号和铭牌上标有的性能参数如下,从中选一台比拟适宜的以作上述送水之用。型号流量(m3/h)扬程(m)允许吸入真空高度(m)3B57A50387.03B3345326.03B1938205.0解〔列方程4分，求出压头4分，选泵2分〕根据流量，压头，选3B33较适宜。5、某型号的离心泵,在一定的转速下,在输送范围内,其扬程与流量的关系可用He=18-6×105v2(He单位为m，V单位为m3/s)来表示。用该泵从贮槽将水送至高位槽。两槽均为敝口,两水面高度差3m且水面维持恒定。管路系统的总长为20m(包括所有局部阻力的当量长度),管径为φ46×3mm,摩擦系数可取为0.02,试计算:(1)输水量m3/h;(2)假设泵的效率为65%,水的密度为1000Kg/m3,求离心泵轴功率kW？解(1)〔7分〕(2)〔3分〕6、现有一台离心泵，允许吸上真空度，用来输送20C的清水，流量为20m3/h，吸入管内径为50mm，吸入管的全部阻力损失为，当地大气压为10mH2O。试计算此泵的允许安装高度为多少米？解：〔5分〕〔5分〕7、欲用离心泵将20℃水以30m3/h的流量由水池打到敝口高位槽，两液面均保持不变，液面高差为18m，泵的吸入口在水池液面上方2m处。泵的吸入管路全部阻力为1mH2O柱，出口管的全部阻力为3mH2O，泵的效率为0.6，〔1〕求泵的轴功率；〔2〕假设泵的允许吸上真空高度为6m，问上述安装高度是否适宜？〔动压力可忽略〕。水的密度可取1000kg/m解：如图在1-1，2-2截面间列柏努力方程，以1-1截面为水平基准面〔3分〕〔2分〕〔5分〕＜安装高度适宜8、用泵将苯和甲苯的混合物送到精馏塔，精馏塔操作压强为0.5at，原料槽压强为0.1at。管路总长为20m(包括全部局部阻力的当量长度)，管路直径为50mm，摩擦系数为0.02，密度为800kg/m3。离心泵的特性曲线可表示为He=20-1.12×105V2，式中V以m3/s表示。试求原料输送量及泵的理论或有效功率为多少？解与联立解出：V=5.67×10-3m3/s〔〔5分〕9、用3B33型泵从敞口容器将水送到别处，流率为55m3/h，查得该流量下的允许吸上真空度为3m。吸入管压头损失为1m，忽略液体在吸入管的动压头。当地大气压736mmHg〔1〕3B33的B指的是什么？〔2〕输送20˚C水时，泵的安装高度；[2m]解：〔1〕B指的是清水泵〔3分〕〔2〕根据〔2分〕因为〔5分〕当地大气压736mmHg约为10mH2O，因此=3-1=2m10、用安装在液面上方2米的泵输送流量为12m3/h的20℃水,泵的出口处压力表读数1．9at(表)，泵入口处真空表读数140mmHg,轴功率1．20kw,电动机转数2900转/分，真空表与压力表距离0．7m,出口管与入口管直径相同。假设泵的允许吸上真空度为6〔1〕泵的压头H；〔2〕泵的安装高度是否适宜？解：(1)列真空表与压力表间柏努力方程，以真空表处管中心为水平基。〔5分〕管径相同，，那么：(2)=6-0-1=5m〔5分〕实际安装高度为2m＜5m,安装高度适宜。第三章机械别离一、名词解释〔每题2分〕1.非均相混合物物系组成不同，分布不均匀，组分之间有相界面2.斯托克斯式3.球形度非球形粒子体积相同的球形颗粒的面积与球形颗粒总面积的比值4.离心别离因数离心加速度与重力加速度的比值5.临界直径dc离心别离器别离颗粒最小直径6．过滤利用多孔性介质使悬浮液中液固得到别离的操作7.过滤速率单位时间所产生的滤液量8.过滤周期间歇过滤中过滤、洗涤、拆装、清理完成一次过滤所用时间9.过滤机生产能力过滤机单位时间产生滤液体积10.浸没度转筒过滤机浸没角度与圆周角比值二、单项选择择题〔每题2分〕1、自由沉降的意思是_______。Ａ颗粒在沉降过程中受到的流体阻力可忽略不计Ｂ颗粒开始的降落速度为零，没有附加一个初始速度Ｃ颗粒在降落的方向上只受重力作用，没有离心力等的作用Ｄ颗粒间不发生碰撞或接触的情况下的沉降过程D2、颗粒的沉降速度不是指_______。Ａ等速运动段的颗粒降落的速度Ｂ加速运动段任一时刻颗粒的降落速度Ｃ加速运动段结束时颗粒的降落速度Ｄ净重力〔重力减去浮力〕与流体阻力平衡时颗粒的降落速度B3、对于恒压过滤_______。A滤液体积增大一倍那么过滤时间增大为原来的2倍B滤液体积增大一倍那么过滤时间增大至原来的2倍C滤液体积增大一倍那么过滤时间增大至原来的4倍D当介质阻力不计时,滤液体积增大一倍,那么过滤时间增大至原来的4倍D4、恒压过滤时，如介质阻力不计，滤饼不可压缩，过滤压差增大一倍时同一过滤时刻所得滤液量___。Ａ增大至原来的2倍Ｂ增大至原来的4倍Ｃ增大至原来