化工原理复习参考题

此题要认真看，只有全对才能保证及格

一、选择

1.在静止的流体内，单位面积上所受的压力称为流体的（）oC

A绝对压力；B表压力；C静压力；D真空度。

2.以绝对零压作起点计算的压力，称为（）。A

A绝对压力；B表压力；C静压力；D真空度。

3.当被测流体的（）大于外界大气压力时，所用的测压仪表称为压力表。

D

A真空度；B表压力；C相对压力；D绝对压力。

4.当被测流体的绝对压力（）外界大气压力时，所用的测压仪表称为压

力表。A

A大于；B小于；C等于；D近似于。

5.（）上的读数表示被测流体的绝对压刀比大气压力高出的数值，施为

表压力。A

A压力表；B真空表；C高度表；D速度表。

6.下列准数中反映流体物性参数对对流传热影响的是一Co

A.Nu；B.Re；C.Pr：D.Gr。

7.在通常操作条件下的同类换热器中，设空气、水和水蒸气冷凝的对流传热

系数分别为a1.a2和a3,则应有C<

A.al>a2>a3；B.a2>a3>a1；C.a3>a2>a1；D.a2>

a1>a3O

8.降尘室生产能力增加1倍，则应将Co

A.高度增加1倍；B.高度增加2倍；

C.长度增加1倍；D.长度增加2倍。

9.判断下列的说法哪一种是错误的：。

A.在一定温度下，辐射能力越大的物质，其黑度越大；

B.相同温度下，物体吸收率a与黑度£在数值上相等，则a和e物理意义相

同；

c.黑度越大的物体吸收热辐射的能力越强；

D.黑度反映了实际物体接近黑体的程度。

10.下列关于导热系数人和对流传热系数a的说法正确的是_Co

A.二者都是物性参数；B.二者具有相同的量纲；

C.仅x为物性参数；D.仅a为物性参数。

11.在完全湍流时，流体在粗糙管内流动的摩擦系数人数值只取决于

—CO

A.雷诺数；B.绝对粗糙度；C.相定粗糙度；D.雷诺数和相对

粗糙度。

12.由厚度相同的平壁组成的三层平壁,若入1>入2>13,则热阻R1.R2.R3

之间的关系为O

A.RI>R2>R3；B.R1<R2<R3；C.R1>R3>R2；D.R3>Rl>R2o

13.揭示了物体辐射能力与吸收率之间关系的定律是___________。

A.斯蒂芬•波尔兹曼定律；B.克希霍夫定律；C.折射定律；D.普朗克

定律。

14.实际生产中沸腾传热过程应维持在区操作。

A.自然对流；B,泡（核）状沸腾；C.膜状沸腾；D.强制对流。

15.物质导热系数的顺序是:。

A.金属〉一般固体〉液体〉气体；B.金属〉液体〉一般固体,气体；

C.金属〉气体〉液体〉一般固体；D.金属〉液体〉气体〉一般固体。

16.层流与湍流的不质区别是o

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。

17.在静止的流体内，单位面积上所受的压力称为流体的o

A.绝对压力；B.表压力；C.静压力；D.真空度。

18.关于辐射传热，下述几种说法中错误的是___________。

A.除真空和大多数固体外，热射线可完全透过；

B.热辐射和光辐射的本质完全相同，不同的仅仅是波长的范围；

C.热射线和可见光一样，都服从折射定律；

D.物体的温度不变，其发射的辐射能也不变。

19.定态传热是指传热系统内各点的温度o

A.不仅随时间变，也随位置变；B.只随位置变，但不随时间变；

C.只随时间变，但不随位置变；D.不随位置和时间变化。

20.在多层平壁的稳定热传导中，各层厚度及面积相同，Wb1=b2=b3,

S1=S2=S3其温度变化如图所示，则三种材料的导热系数的大小为(C)

A.入1>入2>入3；

B.X1>X2=X3；

C.X1<X2=X3；

D.Xl<X2<X3o

21.在列管换热器中，用常压水蒸汽加热空气，空气的进、出口温度分别为20℃

和80℃,则管壁温度约为(D)o

A.20℃；B.80℃；C.50C；D.100℃«

22.对流传热是由C_原因产生的。

A.流体分子的热振动；B.流体体内电子的移动；

C.流体质点的位移、扰动；D.晶格振动。

23.有一套管式换热器，在内管中空气从20C被加热到50C,环隙内有119.6C

的水蒸汽冷凝，管壁温度接近B℃o

A.35；B.119.6；C.77.3o

24.柏努利方程式中的。项表示单位质量流体所具有的位能。

A.gz；B.u2/2；C.P/P；D.We。

25.离心泵扬程的意义是____________o

A.实际的升扬高度；B.泵的吸液高度；

C.液体出泵和进泵的压差换算成的液柱高度;

D.单位重量流体出泵和进泵的的机械能差值。

26.用100℃的饱和水蒸气冷凝成饱和液体加热空气，空气的进出口温度分别为

20c和80℃,则对数平均温度差是__________o

A.67.5C；B.99.2C；C.43.3C；D.无法计算。

27.流体在圆形直管中滞流流动时的速度分布曲线为Bo

A.直线B.抛物线C.双曲线D.椭圆线

28.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。正确的结论应是____Ao

A.这两种说法都对；B.这两种说法都不对。

29.在稳定流动系统中，水由粗管连续地流入细管，若粗管直径是细管的2倍，则

细管流速是粗管的（）倍。C

A.2….B.8….C.4o

二、填空

1.流体静力学基本方程式。

p2=pl+pg（zl-z2）

或P=Po+pgh

2.不可压缩流体定态流动的柏努利方程式：------能量衡算式

1kg流体：[J/kg]

3.单位体积流体所具有的.质量称为流体的密度。

4.雷诺准数的表达式为。当密度P=1000kg/m3,粘度厘泊

的水，在内径为d=100mm,以流速为lm/s在管中流动时，其雷诺准数等于

,其流动类型为o

5.经内径为50mm的钢管输送运动20℃的水，水的流速为2m/s,粘度为

1.005cPo则水在钢管中的流型为o

6.在缺少粘度实验数据时，可按或估算粘度。

7.在板框式过滤机中，洗涤速率是过滤终了时过滤速率的1/4一倍。

8.每千克水经过泵后其机械能增加了490J,则该泵的扬程为

______________mH20°

9.流体流动的连续性方程是；适用于圆形直管的

不可压缩流体流动的连续性方程是O

10.对流传热的热阻主要集中在一,因此，是强化

对流传热的重要途经。

11.一套管式换热器，用水冷却油，水走内管，油走套管环隙，为强化传热，加翅

片，则翅片应加在O（管内/管外）

12.金属的导热系数大都随其纯度的增加而,随其温度的升高而

13.对流传热的热阻主要集中在,因此,是强化对流

传热的重要途径。

14.饼层过滤中，真正发挥拦假颗粒作用的主要是__________________;而不

是__________________O

15.离心泵输送的液体密度变大，当流量一定时，则其扬程,效率

,轴功率o不变；不变；变大

16.当20℃的甘油（P=1261kg/m3,艮=1499厘泊）在内径为100mm的管内流

动时，若流速为1.0m/s时，其雷诺准数Rc为_84.1一其摩擦系数人为

_0.761_o

17.液体输送设备有：,，,，

***答案***离心泵；往复泵；齿轮泵；螺杆泵；旋涡泵

18.latm=760mmHg=10.33mH20=1.0133X105Pa

19.在滞流区，颗粒的沉降速度与颗粒直径的2次方成正比，在湍流区颗粒

的沉降速度与颗粒直径的1/2次方成正比。

20.流体在管内作湍流流动时（不是阻力平方区），其摩擦系数（随Re和

£/d而变。完全湍流（阻力平方区）时，粗糙管的摩擦系数数值只取决于

e/do

21.导热系数的单位为W/m.K，对流传热系数的单位为

W/m2.K，总传热系数的单位为W/m2.K。

22.间壁式换热器中冷热流体定态传热，该传热过程是由热对流，热传

导和热对流三个串联的传热过程组成。在传热实验中，用饱和

水蒸汽加热空气，总传热系数K接近于空气侧的对流给热系数；因此若

强化该传热过程，应从空气侧着手。

23.流体流动的连续性方程是ulAP1=u2AP2=........uA

P;适用于圆形直管的不可压缩流体流动的连续性方

程为uld12=u2d22=......ud2

24.某流体在圆形直管中作层流流动，其速度分右是抛物线型曲线，其管

中心最大流速为平均流速的2倍；若质量流量一定，雷诺数Re值随管

径增加而降低，随密度增加而增加。

25.流体在阻力平方区流动，若其他条件不变，其压降随着管子的相对粗糙度增

加而-----------，随着流体的密度增大而------------。答案：增加；增

大

26.管出口的局部阻力系数等十管入口的局部阻力系数等于

27.理想流体在水平变径管路中作稳定的连续流动时，在管子直径缩小的地方,

其静压力减少

28.套管由。57X2.5mm和425义2.5mm的钢管组成，则环隙的流通截面积等于

1633mm2，润湿周边等于242mm_,当量直径等于

27mm_o

三、判断

1.液体在管内作强制湍流流动时，如果流动阻力允许，为提高对流传热系数，增

大流速的效果比减小管径更显著。（J）

2.直管阻力不只发生在流体内部，而且发生在紧贴管壁的流体与管壁之间/X）

3.采用错流和折流可以提高换热器的传热速率。（X）

4.对于同一种流体，有相变时的。值比无相变时要大。（J）

5.流体流动的类型有：滞流、湍流和过渡流。（X）

6.在冷却器中降低冷却水的温度或增大冷却水的用量均可使传热推动力增大。

（V）

7.当离心泵发生气缚或汽蚀现象时，处理的方法均相同。（X）

8.流体的流动型号态分为层流、过渡流和湍流三种。（X）

9.转子流量计可以安装在垂直管路上，也可以在倾斜管路上使用。（X）

10.离心泵的泵壳既是汇集叶轮抛出液体的部件、又是流体机械能的转换装置。

（V）

11.欲提高降尘室的生产能力，主要的措施是提高降尘室的高度。（X）

12.颗粒的自由沉降是指颗粒间不发生碰撞或接触等相互影响的情况下的沉降

过程。（V）

13.沉降器具有澄清液体和增稠悬浮液的双重功能。（V）

14.浮头式换热器具有能消除热应力、便于清洗和检修方便的特点。（V）

15.换热器投产时，先通入热流体，后通入冷流体。（X）

16.提高传热速率的最有效途径是提高传热面积。（X）

四、计算

1.本题附图所示的开口容器内盛有油和水。油层高度hl=0.7m.密度P

l=800kg/m3,水层高度h2=0.6m、密度P2=1000kg/m3。

（1）判断下列两关系是否成立，即pA=p'ApB=p'B

（2）计算水在玻璃管内的高度限

解：（1）判断题绐两关系式是否成立pA=p'A的关系成立。因A与A，两

点在静止的连通着的同一流体内，并在同一水平面上。所以截面A-A，称为等压

面。

pB=p'B的关系不能成立。因B及B「两点虽在静止流体的同一水平面上，但不

是连通着的同一种流体，即截面B-B，不是等压而。

（2）计算玻璃管内水的高度h由上面讨论知,pA二p，A,而pA=p'A都可以

用流体静力学基本方程式计算，即

PA=pa+Plgh\+P2gh2

pA，=pa+P2gh

于是pa+Q1I+Q2gh2=p(i+P2gh

简化上式并将已知值代入，得

800X0.7+1000X0.6=1000/?

解得h=\A6m

2.如本题附图所示，蒸汽锅炉上装置一复式U形水银测压计，截而2.4间充满

水。已知对某基准面而言各点的标高为z0=2.Im,z2=0.9m,z4=2.0m,z6=0.7m,

z7=2.5m。

试求锅炉内水面上的蒸汽压强。

解：按静力学原理，同一•种静止流

体的连通器内、同一水平面上的压强相

等，故有

p1=p2,p3=p4,p5=p6

对水平面1・2而言:p2=pl,即

P2=pii+Pig（Z0—Z1）例1-5附图

对水平面3-4而言，

P3二〃4=p2一0g（Z4—Z2）

对水平面5-6有

/76=/?4+Pig(Z4—Z5)

锅炉蒸汽压强P=PLPg(Z7—Z6)

P=pa+Pig(Z(I-Z1)+Pig(Z4-Z5)-Pg(Z4-Z2)-Pg(Z7-Z6)

则蒸汽的表压为

P~pa=Pig(ZO-Z\+Z4~Z5)~Pg(Z4-Z；+Z7-Z6)

=13600X9.81X(2.1-0.9+2.0—0.7)~1000X9.81X

(2.0-0.9+2.5-0.7)

=3.05X105Pa=305kPa

3.在稳定流动系统中，水连续从粗管流入细管。粗管内径dl=10cm,细管内

径d2=5cm,当流量为4X10-3m3/s时，求粗管内和细管内水的流速?

解：根据式1-2()

/牛尹jsm/s

根据不可压缩镰向假曝性方程

U\A\=U2A2

由此

生.皮丫/3丫=4倍

%\d2)⑴

W2=4wi=4X0.51=2.04m/s

4.某平壁燃烧炉是由一层耐火破与一层普通砖砌成，两层的厚度均为

100mm,其导热系数分别为0.9W/(m・℃)及().7W/(m•℃)。待操作稳定后，测

得炉膛的内表面温度为700℃,外表面温度为130℃。为了减少燃烧炉的热损失,

在普通碗外表面增加一层厚度为40mm、导热系数为0.06W/(m-℃)的保温材

料。操作稳定后，又测得炉内表面温度为740C,外表面温度为90℃。设两层砖

的导热系数小变，试计算加保温层后炉壁的热损矢比原来的减少白分之几？

解：加保温层前单位面积炉壁的热损失为

此时为双层平壁的热传导，其导热速率方程为:

6700-130〃

—-----=2244W/m

b工0.10.1

--+---

%0.90.7

加保温层后单位面积炉壁的热损失为烂］

此时为三层平壁的热传导，其导热速率方程为:

佟］=…=74。-902

Uihbb.o.l0.10.04

11-r----r----

4-4--4---0.9-0.7--0.06

故加保温层后热损失比原来减少的百分数为：

9人X,()()%=2244-70668.5%

x1(X)%=

(北"44

5.过滤一种固体颗体积分数为0.1的悬浮液，滤饼含水的体积分数为0.5,

颗粒不可压缩，经实验测定滤饼比阻为1.3X水的粘度为1.0X

10-3Pa.So在压强差恒为9.8X104Pa的条件下过滤，假设滤布阻力可以忽略，试

求：

1）每n?过滤面积上获得1.5m3滤液所需的过滤时间。

2）如将此过滤时间延长一倍，可再得滤液多少？

解：1）过滤时间

v=lxQ.1/0.5=()2W/m

l-1x0.1/0.5

K=2x9.81xl04

=6xl0-3/n2/5

1.0x103xl.3xl01,x0.25

・・,滤布阻力可忽略

/.q2=K0

e=J3、s=375s

K6x10-3

2）求过滤时间加倍时的滤液量

夕=2^=2x375=75Qy

q=7=)6x10-3x750=2.12m3

^-67=2.12-1.5=0.62/n3/m2

(1)6.有一降尘室，长6m,宽3m,共2()层，每层100mm,用以除去炉气中

的矿尘，矿尘密度，炉气密度，粘度0.035m,现要除去炉气中10以上的颗

粒，试求：

(2)为完成上述任务，可允许的最大气流速度为多少？

每小时最多可送入炉气若干？

若取消隔板，为完成任务该降尘室的最大处理量为多少？

解：(1)设沉降区为滞流，贝IJ：

因为Ps»P则

(lOxioY'xqx^xg.si

=4.67mm/$

18X0.035X10-3

Re,=皿二1。x1。cX467x10'x05二6®、埼，＜〔假设正确

/n0.035x10

由降尘室的分离条件，有

L4.6x10-3x6

u=u,一=0.28〃?/s

，H0.1

(2)V=20Aq=20x6x3x4.67xKT?*3600=6052.3nr'/h

33

(3)V=Aut=6x3x4.67x10~x5600=302.6/n/h

可见加隔板可提高生产能力，但隔板间距不能过小，过小会影响出灰和干扰

沉降。

7.用离心泵从敞口贮槽向密闭高位槽输送清水，输水量40m3/h。两槽液面

恒定。两槽液面间的垂直距离为12m,管径为①102X4mm,管长(包括所有局部

阻力的当量长度)为100m,密闭高位槽内表压强为9.81X104Pa,流动在阻力平

方区，管路的摩橡系数为().015。已知水的密度P=l()0()kg/m3,试求：1.管路特

性方程；2、泵的压头；3、若所用泵的效率。=07则泵的轴功率为多少千瓦。

解：1、管路特性出I线方程

H,,=K+BQ：

由题意：，

425

B=+=0.015x^-x-.......=1.689X105//W

(d.J/d4g0.094乃2x0.094,x9.81

即：（Qe的单位为m3/s）

或：（Qe的单位为m3/h）（6分）

2、泵的压头可由管路特性曲线方程求得:

(40、

//=22+1.689x1(/——=24.1/2?(2分)

'U600J

3.泵的轴功率

泵的有效功率:

泵的轴功率N=&二"2=3.75ZW（4分）

7；0.7

（1）1.用降尘室净化烟气，已知烟气流量为3600,密度为0.6,粘度为

0.03,尘粒密度为4300o要求除去6以上的尘粒。试求：

（2）所需的沉降面积：

若降尘室底面积为15,则需多少层。

解：（1）设沉降区为层流

J=6x10-6mp、=4300kg/my

p=0.6kg/R=0.03x10'Pas

_d\p-p）g

w-x

'r18〃

（6xl0-6）2x（4300-0.6）x9.81

18x0.03x10-3

=2.81x10-3〃〃$

验算Rez=色迈

6x1（）—6x2.81x10-3x06

-0.03xlO-3

=3.37x10—4<i属层流

匕=u,A

所需总沉降面积可由生产能力计算公式得V3600/3600—，

AA=—s=---------=356"

IL2.8lx1()

（2）所需层数

〃二H=型二23.7取24层

线15

2.附图为测定离心泵特性曲线的实验装置，实验中已测出如下一组数据:

泵进口处真空表读数0=2.67XlO4pa（真空度）

泵出口处压