化工原理习题(题库)

第一章 流体流动 第二章 流体输送设备 第三章 非均相分离 第四章 传热 第五章 蒸馏 第六章 吸收 第七章 萃取 第一章 流体流动 一 单选题一 单选题 1 单位体积流体所具有的 称为流体的密度 A A 质量 B 粘度 C 位能 D 动能 2 单位体积流体所具有的质量称为流体的 A A 密度 B 粘度 C 位能 D 动能 3 流体是由无数分子集团所组成的连续 B A 空白 B 连续 C 辐射 D 漂流 4 气体是 的流体 B A 可移动 B 可压缩 C 可流动 D 可测量 5 气体是可压缩的 C A 材料 B 物质 C 流体 D 部分 6 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 7 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 8 以 作起点计算的压强 称为绝对压强 D A 大气压 B 表压强 C 相对零压 D 绝对零压 9 当被测流体的 大于外界大气压强时 所用的测压仪表称为压强表 D A 真空度 B 表压强 C 相对压强 D 绝对压强 10 当被测流体的绝对压强 外界大气压强时 所用的测压仪表称为压强表 A A 大于 B 小于 C 等于 D 近似于 11 当被测流体的绝对压强大于外界大气压强时 所用的测压仪表称为 A A 压强表 B 真空表 C 高度表 D 速度表 12 上的读数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 A A 压强表 B 真空表 C 高度表 D 速度表 13 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 D A 大气压 B 表压强 C 相对压强 D 绝对压强 14 压强表上的读数表示被测流体的绝对压强比 高出的数值 称为表压强 A A 大气压强 B 表压强 C 相对压强 D 绝对压强 15 压强表上的读数表示被测流体的绝对压强比大气压强高出的数值 称为 B A 真空度 B 表压强 C 相对压强 D 附加压强 16 被测流体的 小于外界大气压强时 所用测压仪表称为真空表 D A 大气压 B 表压强 C 相对压强 D 绝对压强 17 被测流体的绝对压强 外界大气压强时 所用测压仪表称为真空表 B A 大于 B 小于 C 等于 D 近似于 18 被测流体的绝对压强小于外界 时 所用测压仪表称为真空表 A A 大气压强 B 表压强 C 相对压强 D 真空度 19 被测流体的绝对压强小于外界大气压强时 所用测压仪表称为 B A 压强表 B 真空表 C 高度表 D 速度表 20 上的读数表示被测流体的绝对压强低于大气压强的读数 B A 压强表 B 真空表 C 高度表 D 速度表 22 真空表上的读数表示被测流体的绝对压强低于 的读数 D A 大气压强 B 表压强 C 相对压强 D 绝对压强 23 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 24 真空表上的读数表示被测流体的绝对压强低于 的读数 A A 大气压强 B 表压强 C 相对压强 D 真空度 25 等于大气压强与表压强之和 A A 大气压强 B 表压强 C 相对压强 D 绝对压强 26 绝对压强 大气压强与表压强之和 C A 大于 B 小于 C 等于 D 近似于 27 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 28 绝对压强等于大气压强与 之和 B A 大气压强 B 表压强 C 相对压强 D 绝对压强 29 绝对压强等于大气压强与表压强 C A 之积 B 之商 C 之和 D 之差 30 表压强 绝对压强减去大气压强 C A 大于 B 小于 C 等于 D 近似于 31 表压强等于绝对压强 大气压强 D A 乘以 B 除以 C 加上 D 减去 32 等于绝对压强减去大气压强 A A 表压强 B 真空度 C 相对压强 D 流体压强 33 表压强等于 减去大气压强 A A 绝对压强 B 真空度 C 相对压强 D 流体压强 34 表压强等于绝对压强减去 D A 大气压强 B 真空度 C 相对压强 D 流体压强 35 真空度等于大气压强 绝对压强 D A 乘以 B 除以 C 加上 D 减去 36 等于大气压强减去绝对压强 A A 真空度 B 表压强 C 湍流度 D 粗糙度 37 内流过管道任意截面的流体量称为流量 B A 无限时间 B 单位时间 C 长时间 D 短时间 38 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 39 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 40 单位时间内流体在流动方向上所流过的 称为流速 C A 宽度 B 高度 C 距离 D 直线 41 单位时间内流体在流动方向上所流过的距离称为 A A 流速 B 流线 C 流量 D 流函数 42 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 we 43 柏努利方程式中的 gz 项表示单位质量流体所具有的 B A 位能 B 动能 C 静压能 D 有效功 44 柏努利方程式中的 项表示单位质量流体所具有的动能 B A gz B C D we 45 柏努利方程式中的 项表示单位质量流体所具有的 B A 位能 B 动能 C 静压能 D 有效功 46 柏努利方程式中的 项表示单位质量流体所具有的静压能 C A gz B C D we 47 柏努利方程式中的 项表示单位质量流体所具有的 C A 位能 B 动能 C 静压能 D 有效功 48 柏努利方程式中的 项表示单位质量流体通过泵 或其他输送设备 所获得的能量 称为有效 功 D A gz B C D we 49 柏努利方程式中的 we项表示单位质量流体通过泵 或其他输送设备 所获得的能量 称为 D A 位能 B 动能 C 静压能 D 有效功 50 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损失的能量 D A gz B C D 51 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 52 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 53 流体在直管中流动 当 Re 2000 时 流体的流动类型属于层流 A A B C D 54 流体在直管中流动 当 Re 时 流体的流动类型属于层流 B A 1000 B 2000 C 3000 D 4000 55 流体在直管中流动 当 Re 2000 时 流体的流动类型属于 A A 层流 B 湍流 C 过渡流 D 漩涡流 56 流体在直管中流动 当 4000 时 流体的流动类型属于湍流 A A Re B Pr C Nu D Gr 57 流体在直管中流动 当 Re 4000 时 流体的流动类型属于湍流 B A B C D 58 流体在直管中流动 当 Re 时 流体的流动类型属于湍流 D A 1000 B 2000 C 3000 D 4000 59 流体在直管中流动 当 Re 4000 时 流体的流动类型属于 B A 层流 B 湍流 C 过渡流 D 漩涡流 60 流体在直管中流动 当 2000 4000 时 流体的流动类型属于不稳定的过渡区 A A Re B Pr C Nu D Gr 61 流体在直管中流动 当 2000 Re 4000 时 流体的流动类型属于不稳定的 C A 层流区 B 湍流区 C 过渡区 D 涡流区 62 流体在管内作 流动时 其质点沿管轴作有规则的平行运动 A A 层流 B 湍流 C 过渡流 D 漩涡流 63 流体在管内作层流流动时 其质点沿管轴作有规则的 运动 B A 垂直 B 平行 C 圆周 D 绕行 64 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 65 流体在管内作湍流流动时 其质点作不规则的 运动 D A 垂直 B 平行 C 圆周 D 杂乱 66 流体在圆管内 流动时 平均速度是最大速度的一半 A A 层流 B 湍流 C 过渡流 D 漩涡流 67 流体在圆管内层流流动时 是最大速度的一半 A A 平均速度 B 最大速度 C 中间速度 D 瞬时速度 68 流体在圆管内层流流动时 平均速度是 的一半 B A 平均速度 B 最大速度 C 中间速度 D 瞬时速度 69 流体在圆管内层流流动时 平均速度是最大速度的 B A 四分之一 B 一半 C 二倍 D 四倍 70 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 71 流体在圆管内层流流动时 是平均速度的二倍 B A 平均速度 B 最大速度 C 中间速度 D 瞬时速度 72 流体在圆管内层流流动时 最大速度是 的二倍 A A 平均速度 B 最大速度 C 中间速度 D 瞬时速度 73 流体在圆管内层流流动时 最大速度是平均速度的 C A 四分之一 B 一半 C 二倍 D 四倍 74 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 75 对于非圆形管 等于四倍的流通截面积除以润湿周边 C A 摩擦直径 B 弯曲直径 C 当量直径 D 公称直径 76 对于非圆形管 当量直径 四倍的流通截面积除以润湿周边 C A 大于 B 小于 C 等于 D 近似于 77 对于非圆形管 当量直径等于 的流通截面积除以润湿周边 D A 四分之一 B 一半 C 二倍 D 四倍 78 对于非圆形管 当量直径等于四倍的 除以润湿周边 A A 流通截面积 B 表面积 C 流动体积 D 流通体积 79 对于非圆形管 当量直径等于四倍的流通截面积 润湿周边 B A 乘以 B 除以 C 加上 D 减去 80 对于非圆形管 当量直径等于四倍的流通截面积除以 C A 流经周边 B 直管周边 C 润湿周边 D 横截周边 81 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 二 简答题 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 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 答 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 答 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 三 计算题 1 一套管换热器的内管外径为 80 mm 外管内径为 150 mm 其环隙的当量直径为多少 解 de 4 4 150 80 70 mm 2 某液体在一管路中稳定流过 若将管子直径减小一半 而流量不变 则液体的流速为原流速的多 少倍 解 V uA u1A1 u2A2 A 当 d1 2d2 时 u1 u2 有 即 得 u2 4u1 3 一定量的液体在圆形直管内作滞流流动 若管长及液体物性不变 而管径减至原有的一半 问因 流动阻力产生的能量损失为原来的多少倍 解 流动阻力 设管径改变后 则根据 u1A1 u2A2 可得 u2 4u1 滞流时 4 某设备上真空表的读数为 13 3 103 Pa 计算设备内的绝对压强与表压强 已知该地区大气压强 为 98 7 103 Pa 解 绝对压强 大气压 真空度 98 7 103 13 3 103 85 4 103 Pa 表压强 真空度 13 3 103 Pa 5 甲乙两地的平均大气压强分别为 85 3 103 Pa 和 101 33 103 Pa 在甲地操作的真空精馏塔塔顶的 真空表读数为 80 103 Pa 在乙地操作时 若要求塔内维持相同的绝对压强 真空表读数应为多少 解 在甲地 绝对压强 大气压 真空度 85 3 103 80 103 5 3 103 Pa 在乙地 真空度 大气压 绝对压强 101 33 103 5 3 103 96 03 103 Pa 6 在兰州操作的苯乙烯真空精馏塔顶的真空表读数为 80 103 Pa 在天津操作时 若要求塔内维持相 同的绝对压强 真空表的读数应为多少 兰州地区的平均大气压强为 85 3 103 Pa 天津地区的平均大气压 强为 101 33 103 Pa 解 在兰州 绝对压强 大气压 真空度 85 3 103 80 103 5 3 103 Pa 在天津 真空度 大气压 绝对压强 101 33 103 5 3 103 96 03 103 Pa 7 某设备的进 出口压强分别为 1200 mmH2O 真空度 和 1 6 kgf cm2 表压 若当地大气压为 760 mmHg 求此设备进 出口的压强差 用 SI 制表示 解 进口 P1 绝压 P 大气压 P 真空度 出口 P2 绝压 P 大气压 P 表压 P1 真空度 1200 mmH2O 0 12 kgf cm2 P1 绝压 P2 绝压 P1 真空度 P2 表压 0 12 1 6 1 72 kgf cm2 1 72 9 81 104 1 687 105 N m2 8 在附图所示的储油 罐中盛有密度为 960 kg m3 的油品 油面高于罐底 9 6 m 油 面上方为常压 在罐侧壁的下部有一直径为 760 mm 圆孔 其中心距罐底 800 mm 孔盖用 14 mm 的钢制螺钉紧固 若 螺钉材料的工作应力取为 39 23 106 Pa 问 至少需要几个 螺钉 解 设通过孔盖中心的水平面上液体的静压强为 p 则 p 就是管内液体作用与孔盖上的平均 压强 由流体静力学基本方程式知 作用在孔盖外侧的是大气压强 pa 故孔盖内外两侧所受压强差为 作用在孔盖上的静压力为 每个螺钉能承受的力为 螺钉的个数 3 76 104 6 04 103 6 23 个 即至少需要 7 个螺钉 9 某流化床反应器上装有 两个 U 管压差计 如本题附图所示 测得 R1 400 mm R2 50 mm 指示液为水银 为防止水银蒸气向空间扩散 在右 侧的 U 管与大气连通的玻璃管内灌入一段水 其高度 R3 50 mm 求 A B 两处的表压强 解 U 管压差计连接管中是气体 其密度远远小于水银及水 的密度 由气柱高度所产生的压强差可以忽略 设 R2下端为 C 点 R1下端为 D 点 因此可认为 PA PC PB PD PA PC H2OgR3 HggR2 1000 9 81 0 05 13600 9 81 0 05 7161 N m2 表压 PB PD PA HggR1 7161 13600 9 81 0 4 6 05 104 N m2 表压 10 根据本题附图所示的微差压 差计的读数 计算管路中气体的表压强 p 压差计中以油和 水为指示液 其密度分别为 920 kg m3 及 998 kg m3 U 管中 油 水交界面高度差 R 300mm 两扩大室的内径 D 均为 60 mm U 管内径 d 为 6 mm 当管路内气体压强等于大气压强时 两扩大室液面平齐 解 当管路内的气体压强等于大气压强时 两扩大室的液面平齐 则两扩大室液面差 h 与微差压差计读数 R 的关系为 当压差计读数 R 300 mm 时 两扩大室液面差为 m 则管路中气体的表压强为 p 998 920 9 81 0 3 920 9 81 0 003 257 N m2 表压 11 有一内径为 25 mm 的水管 如管中水的流速为 1 0 m s 求 1 管中水的流动类型 2 管中水保持层流状态的最大流速 水的密度 1000 kg m3 粘度 1 cp 解 1 Re du 0 025 1 1000 0 001 25000 4000 流动类型为湍流 2 层流时 Re 2000 流速最大时 Re 2000 即 du 2000 u 2000 d 2000 0 001 0 025 1000 0 08 m s 12 密度为 850 kg m3 粘度为 8 10 3 Pa s 的液体在内径为 14 mm 的钢管内流动 液体的流速为 1 m s 计算 1 雷诺准数 并指出属于何种流型 2 若要使该流动达到湍流 液体的流速至少应为 多少 解 1 Re du 0 014 1 850 8 10 3 1487 5 2000 流动类型为层流 2 湍流时 Re 4000 流速最小时 Re 4000 即 du 4000 u 4000 d 4000 0 008 0 014 850 2 69 m s 13 用 108 4 mm 的钢管从水塔将水引至车间 管路长度 150 m 包括管件的当量长度 若此 管路的全部能量损失为 118 J kg 此管路输水量为若干 m3 h 管路摩擦系数可取为 0 02 水的密度取 为 1000 kg m3 解 能量损失 118 J kg u 2 8 m s 流量 V uA 2 8 79 13 m3 h 14 用 168 9 mm 的钢管输送原油 管线总长 100 km 油量为 60000 kg h 油管最大抗压能力为 1 57 107 Pa 已知 50 时油的密度为 890 kg m3 粘度为 181 cp 假定输油管水平放置 其局部阻力忽略 不计 问 为完成上述输油任务 中途需设几个加压站 解 u1 u2 Z1 Z2 u V A 60000 890 3600 0 785 0 152 1 06 m s Re du 0 15 1 06 890 181 10 3 782 层流 64 Re 64 782 0 0818 P l d u2 2 0 0818 105 0 15 1 062 2 890 2 72 107 Pa n 2 72 107 1 57 107 1 73 中途应设一个加压站 15 用泵将水从水池送至高位槽 高位槽液面高于水池液面 50 m 管路全部能量损失为 20 J kg 流量为 36 m3 h 高位槽与水池均为敞口 若泵的效 率为 60 求泵的轴功率 水的密度取为 1000 kg m3 解 设水池液面为 1 1 截面 高位槽液面为 2 2 以水池液面为基准水平面 在两截面间列柏努利方 程式 Z1 0 Z2 50 m u1 0 u2 0 P1 P2 0 表压 hf 20 J kg we 9 81 50 20 510 5 J kg 水的质量流率 ws 36 1000 3600 10 kg s 有效功率 Ne we ws 510 5 10 5105 W 轴功率 N 5105 0 6 8508 3 W 16 高位槽内的水面高于 地面 8 m 水从 108 4mm 的管道中流出 管路出口高于地 面 2m 在本题特定条件下 水流经系统的能量损失可按 hf 6 5u2 计算 不包括出口的能量损失 其中 u 为水在管内的 流速 m s 计算 1 截面处水的流速 2 水的流量 m3 h 解 1 以高位槽液面为上游截面 1 1 管路出口内侧为下游截面 2 2 并以地面为基准水平面 在两 截面间列柏努利方程式 Z1 8 m Z2 2 m u1 0 P1 P2 0 表压 hf 6 5u2 6 5 代入上式 得 u2 2 9 m s 由于输水管的直径相同 且水的密度可视为常数 所以 A A 截面处水的流速为 uA 2 9 m s 2 水的流量 Vh 3600Au 3600 4 0 12 2 9 82 m3 h 17 水以 2 5m s 的流速流经 38 2 5 mm 的水平管 此管以锥形管与另一 38 3 mm 的水平管相连 如附图所示 在锥形管两侧 A B 处各插入一垂直玻璃管以观察两截面的压强 若水流经 A B 两截面间的能量损失为 1 5 J kg 求两玻璃管的水面差 以 mm 记 并在本题附图中画出两玻璃管中水面的相对位 置 水的密度取为 1000 kg m3 解 上游截面 A A 下游截面 B B 通过管子中心线作基准水平面 在两截面间列柏努利方程式 式中 ZA ZB 0 uA 2 5 m s hfA B 1 5 J kg 根据连续性方程式 对于不可压缩流体 有 m s 两截面的压强差为 868 55 N m2 即 mmH2O 由于 pB pA 18 用离心泵 将水从储槽送至水洗塔的顶部 槽内水位维持恒定 各部 分相对位置如本题附图所示 管路的直径均为 76 2 5 mm 在操作条件下 泵入口处真空表的读数为 24 66 103 Pa 水流经吸入管与排出管 不包括喷头 的能量损失可 分别按 与 计算 由于管径不变 故式中 u 为吸入或排出管的流速 m s 排水管与喷头处的压 强为 98 07 103 Pa 表压 求泵的有效功率 水的密 度取为 1000 kg m3 解 1 水在管内的流速与流量 设储槽水面为上游截面 1 1 真空表连接处为下游截面 2 2 并以截面 1 1 为基准水平面 在 两截面间列柏努利方程 式中 Z1 0 Z2 1 5 m p1 0 表压 p2 24 66 103 Pa 表压 u1 0 将上列数值代入柏努利方程式 解得水在管内的流速 u2 m s 水的流量 ws uA kg s 2 泵的有效功率 设储槽水面为上游截面 1 1 排水管与喷头连接处为下游截面 2 2 仍以截面 1 1 为基准水平 面 在两截面间列柏努利方程 式中 Z1 0 Z2 14 m u1 0 u2 2 m s p1 0 表压 p2 98 07 103 Pa 表压 将上列数值代入柏努利方程式 解得 J kg 泵的有效功率 Ne we ws 285 41 7 92 2260 W 19 在本题附 图所示的实验装置中 于异径水平管段两截面间连一倒置 U 管压差计 以测量两截面之间的压强差 当水的流量为 10800 kg h 时 U 管压差计读数 R 为 100 mm 粗 细管的 直径分别为 60 3 5 mm 与 42 3 mm 计算 1 1kg 水流经两截面间的能量损失 2 与该能量损失相当的压 强降为多少 Pa 水的密度取为 1000 kg m3 解 1 1kg 水流经两截面间的能量损失 设导管在上游的连接处为截面 1 1 下游的连接处为截面 2 2 并通过管轴作基准水平面 在两 截面间列柏努利方程 式中 Z1 Z2 0 u ws A m s m s J kg 将以上各数值代入柏努利方程式 解得 J kg 2 与该能量损失相当的压强降 N m2 20 在图示装置中 水管 直径为 57 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 解 阀门全闭时 由 P2 gH H 0 3 1 013 105 1000 9 81 3 1 m 即水槽液面距阀门中心线的高度为 3 1 m 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 Z1 H 3 m Z2 0 P1 0 P2 0 2 1 013 105 Pa u1 0 hf g 0 5 mH2O 代入上式 3 1 0 2 1 013 105 1000 9 81 2 9 81 0 5 解得 u2 3 24 m s Vh 4 d2u 3600 22 9 m3 h 21 如图所示 密度为 850 kg m3的料液从高位槽送入塔中 高位槽内的液面维持恒定 塔内表压强为 9 81 103 Pa 进料量为 5 m3 h 连接管直 径为 38 2 5 mm 料液在连接管内流动时的能量损失为 30 J kg 不包括出口的能量损失 求 高位槽内的液面 应比塔的进料口高出多少 解 以高位槽液面为上游截面 1 1 连接管出口内侧为下游截面 2 2 并以截面 1 1 为基准水平面 在两截面间列柏努利方程式 式中 Z1 0 u1 0 m s p1 0 表压 p2 9 81 103 Pa 表压 hf 30 J kg 将上述数值代入柏努利方程 解得 m 高位槽内的液面应比塔的进料口高 4 37 m 22 如图所示 用泵将 储槽中密度为 1200 kg m3的溶液送到蒸发器内 储槽内液面 维持恒定 其上方与大气相同 蒸发器内的操作压强为 200mmHg 真空度 蒸发器进料口高于储槽内的液面 15 m 输送管道的直径为 68 4 mm 送料量为 20 m3 h 溶 液流径全部管道的能量损失为 120 J kg 求泵的有效功率 解 以储槽的液面为上游截面 1 1 管路出口内侧为下游截面 2 2 并以截面 1 1 为基准水平面 在两截面间列柏努利方程式 式中 Z1 0 Z2 15 m p1 0 表压 Pa 表压 u1 0 m s hf 120 J kg 将以上各项数值代入柏努利方程中 J kg kg s Ne we ws 246 9 6 67 1647 W 23 本题附图所示为冷冻盐水 循环系统 盐水的密度为 1100kg m3 循环量为 36m3 h 管路 的直径相同 盐水由 A 流经两个换热器而至 B 的能量损失为 98 1 J kg 由 B 流至 A 的能量损失为 49 J kg 求 1 若 泵的效率是 70 其轴功率为多少 kW 2 若 A 处的压强表 读数为 245 2 103 Pa 时 B 处的压强表读数为多少 Pa 解 1 泵的轴功率 在循环管路中任选某截面为 1 1 并兼为截面 2 2 意即流体由截面 1 1 出发 完成一个流动 循环后达到截面 2 2 在两截面间列柏努利方程式 因截面为 1 1 与截面 2 2 重合 所以 u1 u2 p1 p2 Z1 Z2 上式可简化为 we hf hfAB hfBA 98 1 49 147 1 J kg 流体的质量流量 ws Vs 36 1100 3600 11 kg s 泵的轴功率 N we ws 147 1 11 0 7 2312 W 2 B 处压强表的读数 在两压强表所在的截面位置 A 与截面 B 之间列柏努利方程式 并通过截面 A 中心作基准水平面 得 式中 ZA 0 ZB 7 m uA uB pA 245 2 103 Pa hfAB 98 1 J kg 将以上数据代入柏努利方程式 解得 pB 245 2 103 9 81 7 98 1 1100 61753 Pa 61 8 103 Pa 24 附图中所示的高位槽液 面维持恒定 管路中 ab 和 cd 两段的长度 直径及粗糙度均 相同 某液体以一定流量流过管路 液体在流动中温度可视 为不变 问 1 液体通过 ab 和 cd 两管段的能量损失是否 相等 2 此两管段的压强差是否相等 写出它们的表达式 解 1 直管的能量损失 管段 ab 与 cd 中 长度 直径均相同 流量不变则流速相同 温度不变 密度相同 粘度相同 则雷诺数相同 又由于粗糙度相同 则摩擦系数相同 所以两管段的能量损失相等 2 两管段的压强差不相等 在两管段上分别列柏努利方程式 ab 管段 式中 ua ub 则 cd 管段 式中 uc ud Zc Zd 则 25 附图所示的管路上装有一个阀门 如减小阀门的开 度 问 1 液体在管内的流速及流量的变化情况 2 液体流经整个管路系统的能量损失情况 解 1 液体在管内的流速及流量均减小 2 以水槽液面为上游截面 1 1 管路出口外侧为下游 截面 2 2 并以管路出口中心线为基准水平面 在两截面间 列柏努利方程式 式中 Z1 h Z2 0 u1 0 u2 0 p1 p2 0 表压 得 hf gh 即能量损失不变 第二章 流体输送设备 一 单选题一 单选题 1 离心泵 灌泵 是为了防止气缚现象发生 C A 停泵前 B 停泵后 C 启动前 D 启动后 2 离心泵启动前 是为了防止气缚现象发生 D A 灌水 B 放气 C 灌油 D 灌泵 3 离心泵启动前灌泵 是为了防止 现象发生 A A 气缚 B 气蚀 C 气阻 D 气泡 4 离心泵装置中 的底阀的作用是防止启动前灌入的液体从泵内流出 A A 吸入管路 B 排出管路 C 调节管路 D 分支管路 5 离心泵装置中吸入管路的 的作用是防止启动前灌入的液体从泵内流出 B A 调节阀 B 底阀 C 出口阀 D 截止阀 6 离心泵装置中 的滤网可以阻拦液体中的固体颗粒被吸入而堵塞管道和泵壳 A A 吸入管路 B 排出管路 C 调节管路 D 分支管路 7 离心泵装置中吸入管路的 可以阻拦液体中的固体颗粒被吸入而堵塞管道和泵壳 B A 底阀 B 滤网 C 弯头 D 横管 8 为提高离心泵的经济指标 宜采用 叶片 B A 前弯 B 后弯 C 垂直 D 水平 9 离心泵的 又称扬程 C A 流量 B 轴功率 C 压头 D 效率 10 离心泵的压头又称 C A 流量 B 轴功率 C 扬程 D 效率 11 离心泵的 安装高度小于允许安装高度 就可防止气蚀现象发生 D A 最初 B 计划 C 模拟 D 实际 12 离心泵的实际安装高度 允许安装高度 就可防止气蚀现象发生 B A 大于 B 小于 C 等于 D 近似于 13 离心泵的实际安装高度小于 安装高度 就可防止气蚀现象发生 D A 最初 B 计划 C 模拟 D 允许 14 离心泵的实际安装高度小于允许安装高度 就可防止 现象发生 B A 气缚 B 气蚀 C 气阻 D 气泡 15 往复泵的 调节是采用回路调节装置 C A 容积 B 体积 C 流量 D 流速 16 往复泵的流量调节是采用 调节装置 D A 阀门 B 放空 C 弯路 D 回路 17 离心泵最常用的调节方法是 B A 改变吸入管路中阀门开度 B 改变排出管路中阀门开度 C 安置回流支路 改变循环量的大小 D 车削离心泵的叶轮 18 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 19 有两种说法 1 往复泵启动不需要灌泵 2 往复泵的流量随流量增大而减小 则 C 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 20 有人认为泵的扬程就是泵的升扬高度 有人认为泵的轴功率就是原动机的功率 我认为 A A 这两种说法都不对 B 这两种说法都对 C 前一种说法对 D 后一种说法对 21 离心泵的调节阀 B A 只能安装在进口管路上 B 只能安装在出口管路上 C 安装在进口管路或出口管路上均可 D 只能安装在旁路上 22 离心泵调解法的开度改变时 C A 不会改变管路特性曲线 B 不会改变工作点 C 不会改变泵的特性曲线 D 不会改变管路所需的压头 23 离心泵停车时要 A A 先关出口阀后断电 B 先断电后关出口阀 C 先关出口阀或先断电均可 D 单级式的先断电 多级式的先关出口阀 24 泵的工作点 D 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 D 是泵的特性曲线与管路特性曲线的交点 25 往复泵在操作中 A 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有关 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 26 离心泵没有下面的优点 D A 结构简单 B 流量均匀且易于调节 C 操作维修方便 D 流量受压头的影响很小 27 当两台规格相同的离心泵并联时 只能说 A A 在新的工作点处较原工作点处的流量增大一倍 B 当扬程相同时 并联泵特性曲线上的流量是单台泵特性曲线上流量的两倍 C 在管路中操作的并联泵较单台泵流量增大一倍 D 在管路中操作的并联泵扬程与单台泵操作时相同 但流量增大两倍 28 当离心泵内充满空气时 将发生气缚现象 这是因为 B A 气体的粘度太小 B 气体的密度太小 C 气体比液体更容易其漩涡 D 气体破坏了液体的连续性 29 在测定离心泵的特性曲线时下面的安装是错误的 B A 泵进口处安装真空表 B 进口管路上安装节流式流量计 C 泵出口处安装压力表 D 出口管路上安装调节阀 二 填空题二 填空题 1 启动离心泵前应做的工作有 和 灌泵 关闭出口阀门 2 启动离心泵前灌泵是为了防止 发生 气缚 3 启动离心泵前关闭出口阀门是为了 启动电流 以保护电机 减小 4 启动离心泵前关闭出口阀门是为了减小 以保护电机 启动电流 5 启动离心泵前关闭出口阀门是为了减小启动电流 以 保护电机 6 启动离心泵前如果 有可能会发生气缚现象 不灌泵 7 启动离心泵前如果不灌泵 有可能会发生 现象 气缚 8 停离心泵前首先应 关闭出口阀门 9 停离心泵前首先应关闭 出口阀门 10 停离心泵前首先应 阀门 关闭出口 11 停离心泵前首先应关闭 阀门 出口 12 停离心泵前首先应关闭出口 阀门 13 若离心泵的 安装高度大于允许安装高度 在操作中会发生气蚀现象 实际 14 若离心泵的实际安装高度 允许安装高度 在操作中会发生气蚀现象 大于 15 若离心泵的实际安装高度大于 安装高度 在操作中会发生气蚀现象 允许 16 若离心泵的实际安装高度大于允许安装高度 在操作中会发生 现象 气蚀 17 往复泵的 调节是采用回路调节装置 流量 18 往复泵的流量调节是采用 调节装置 回路 19 启动往复泵时 灌泵 不需要 20 启动往复泵时 关闭出口阀门 不能 21 启动往复泵时不能 出口阀门 关闭 22 启动往复泵时不能关闭 阀门 出口 23 启动往复泵时不能关闭出口 阀门 24 离心泵的工作点是 曲线与 曲线的交点 泵的特性 管路特性 三 简答题三 简答题 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 若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 不需要 9 启动往复泵时能否关闭出口阀门 不能 10 往复泵的流量调节能否采用出口阀门调节 不能 11 往复泵的流量调节采用何种方式 采用回路调节装置 第三章 非均相分离 一 单选题一 单选题 1 在滞流区颗粒的沉降速度正比于 D A s 的 1 2 次方 B 的零次方 C 粒子直径的 0 5 次方 D 粒子直径的平方 2 自由沉降的意思是 D 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 3 颗粒的沉降速度不是指 B 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 4 对于恒压过滤 D A 滤液体积增大一倍则过滤时间增大为原来的 倍 B 滤液体积增大一倍则过滤时间增大至原来的 2 倍 C 滤液体积增大一倍则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 则过滤时间增大至原来的 倍 5 回转真空过滤机洗涤速率与最终过滤速率之比为 A A l B 1 2 C 1 4 D 1 3 6 以下说法是正确的 B A 过滤速率与 S 过滤面积 成正比 B 过滤速率与 S2成正比 C 过滤速率与滤液体积成正比 D 过滤速率与滤布阻力成反比 7 叶滤机洗涤速率与最终过滤速率的比值为 D A 1 2 B 1 4 C 1 3 D l 8 过滤介质阻力忽略不计 滤饼不可压缩进行恒速过滤 如滤液量增大一倍 则 C A 操作压差增大至原来的 倍 B 操作压差增大至原来的 4 倍 C 操作压差增大至原来的 2 倍 D 操作压差保持不变 9 恒压过滤 如介质阻力不计 过滤压差增大一倍时 同一过滤时刻所得滤液量 C A 增大至原来的 2 倍 B 增大至原来的 4 倍 C 增大至原来的 倍 D 增大至原来的 1 5 倍 10 以下过滤机是连续式过滤机 C A 箱式叶滤机 B 真空叶滤机 C 回转真空过滤机 D 板框压滤机 11 过滤推动力一般是指 B A 过滤介质两边的压差 B 过滤介质与滤饼构成的过滤层两边的压差 C 滤饼两面的压差 D 液体进出过滤机的压差 12 板框压滤机中 最终的过滤速率是洗涤速率的 C A 一倍 B 一半 C 四倍 D 四分之一 13 板框压滤机中 B A 框有两种不同的构造 B 板有两种不同的构造 C 框和板都有两种不同的构造 D 板和框都只有一种构造 14 非球形颗粒的当量直径的一种是等体积球径 它的表达式为 B A dp 6V A 此处 V 为非球形颗粒的体积 A 为非球形颗粒的表面积 B dp 6V 1 3 C dp 4V n l 2 D dp kV 1 3 k 为系数 与非球形颗粒的形状有关 15 球形度 形状系数 恒小于或等于 1 此值越小 颗粒的形状离球形越远 球形度的定义式可写为 B A s Vp V V 为非球形粒子的体积 Vp为球形粒子的体积 B s Ap A A 为非球形粒子的表面积 Ap为与非球形粒子体积相同的球形粒子的表面积 C s ap a a 为非球形粒子的比表面积 ap 为球形粒子的比表面积 D s 6 ap d 16 在一般过滤操作中 实际上起到主要介质作用的是滤饼层而不是过滤介质本身 滤渣就是滤饼 则 C A 这两种说法都对 B 两种说法都不对 C 只有第一种说法正确 D 只有第二种说法正确 17 助滤剂应具有以下性质 B A 颗粒均匀 柔软 可压缩 B 颗粒均匀 坚硬 不可压缩 C 粒度分布广 坚硬 不可压缩 D 颗粒均匀 可压缩 易变形 18 颗粒的粒度分布愈不均匀 则所形成的床层空隙率越大 壁附近床层空隙率较床层中心的空隙 率大 D A 两种说法都对 B 两种说法都不对 C 只有第一种说法对 D 只有第二种说法对 19 床层的平均空隙率与床层的平均自由截面积在以下条件下相等 C A 颗粒粒度均匀 B 沿整个横截面上自由截面均匀 C 沿整个床层高度各截面的自由截面均匀 D 颗粒的比表面积均匀 20 流化的类型有 B A 散式流化和均匀流化 B 聚式流化和散式流化 C 聚式流化和鼓泡流化 D 浓相流化和稀相流化 21 流化床的压降随气速变化的大致规律是 D A 起始随气速增大而直线地增大 B 基本上不随气速变化 C P D P u2 22 在讨论旋风分离器分离性能时 临界直径这一术语是指 C A 旋风分离器效率最高时的旋风分离器的直径 B 旋风分离器允许的最小直径 C 旋风分离器能够全部分离出来的最小颗粒的直径 D 能保持滞流流型时的最大颗粒直径 23 旋风分离器的总的分离效率是指 D A 颗粒群中具有平均直径的粒子的分离效率 B 颗粒群中最小粒子的分离效率 C 不同粒级 直径范围 粒子分离效率之和 D 全部颗粒中被分离下来的部分所占的质量分率 24 在离心沉降中球形颗粒的沉降速度 A A 只与 d s uT R 有关 B 只与 d uT R 有关 C 只与 d uT R g 有关 D 只与 d uT R Kc有关 题中 uT气体的切向速度 R 旋转半径 Kc分离因数 25 降尘室没有以下优点 A A 分离效率高 B 阻力小 C 结构简单 D 易于操作 26 降尘室的生产能力 A A 只与沉降面积 A 和颗粒沉降速度 ut有关 B 与 A ut及降尘室高度 H 有关 C 只与沉降面积 A 有关 D 只与 ut和 H 有关 二 填空题二 填空题 1 一球形石英颗粒 在空气中按斯托克斯定律沉降 若空气温度由 20 升至 50 则其沉降速度将 下降 2 降尘室的生产能力与降尘室的 和 有关 长度 宽度 3 降尘室的生产能力与降尘室的 无关 高度 4 在除去某粒径的颗粒时 若降尘室的高度增加一倍 则沉降时间 增加一倍 5 在除去某粒径的颗粒时 若降尘室的高度增加一倍 气流速度 减少一倍 6 在除去某粒径的颗粒时 若降尘室的高度增加一倍 生产能力 不变 7 在滞流 层流 区 颗粒的沉降速度与颗粒直径的 次方成正比 2 8 在湍流区 颗粒的沉降速度与颗粒直径的 次方成正比 1 2 9 降尘室的高度由式 决定 式中符号的意义是 L U H Ut L 降尘室长度 H 降尘室高度 U 气体通过降尘室时的水平流速 Ut 降尘速度 10 在过滤的大部分时间中 起到了主要过滤介质的作用 滤饼 11 过滤介质阻力忽略不计 滤饼不可压缩 则恒速过滤过程中滤液体积由 Vl增多至 V2 2Vl时 则操作 压差由 Pl增大至 P2 2 Pl 12 已知 q 为单位过滤面积所得滤液体积 V S qe为 Ve S Ve为过滤介质的当量滤液体积 滤液体积为 Ve 时所形成的滤饼层的阻力等于过滤介质的阻力 在恒压过滤时 测得 q 3740q 200 则过滤常数 K 0 000535 13 已知 q 为单位过滤面积所得滤液体积 V S qe为 Ve S Ve为过滤介质的当量滤液体积 滤液体积为 Ve 时所形成的滤饼层的阻力等于过滤介质的阻力 在恒压过滤时 测得 q 3740q 200 则过滤常数 qe 0 0535 14 最常见的间歇式过滤机有 和 板框过滤机 叶滤机 15 在一套板框过滤机中 板有 种构造 框有 种构造 2 1 16 板框过滤机在过滤阶段结束的瞬间 设框已充满 则在每一框中 滤液穿过厚度为 的滤饼 框的厚度 17 板框过滤机在过滤阶段结束的瞬间 设框已充满 在洗涤时 洗涤液穿过厚度为 的滤饼 框厚度之半 18 板框过滤机在过滤阶段结束的瞬间 设框已充满 在洗涤时 洗涤液穿过的滤布面积等于 框的内面积 19 旋风分离器性能的好坏 主要以 来衡量 临界粒径的大小 20 旋风分离器的 越小 说明其分离性能越好 临界粒径 21 离心分离设备的分离因数定义式为 Kc uT2 gR 或 ur ut 22 回转真空过滤机 回转一周所需时间为 T 转鼓的表面积为 S 转鼓的浸没度为 则一个过滤周期 中 过滤时间为