2025年大三（化工原理）流体力学综合试题及答案

2025年大三（化工原理）流体力学综合试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共30分）每题3分，共10题。每题只有一个正确答案，请将正确答案填在括号内。1.流体在圆形直管中作层流流动，如果流量等其他条件不变，只是将管径增大一倍，则阻力损失变为原来的（）。A.1/2B.1/4C.1/8D.1/162.某液体在内径为d的水平管路中稳定流动，其平均流速为u，当它以相同的体积流量通过等长的内径为d2（d2=d/2）的管子时，若流体为层流，则压降Δp为原来的（）倍。A.4B.8C.16D.323.水在圆形直管中作强制湍流时，若传热推动力增大一倍，其他条件不变，则对流传热系数（）。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1.74倍D.不变4.离心泵的效率η和流量Q的关系为（）。A.Q增大，η增大B.Q增大，η先增大后减小C.Q增大，η减小D.Q增大，η先减小后增大5.当离心泵的转速提高时，其压头、流量、效率及轴功率将分别（）。A.增大、增大、减小、增大B.增大、增大、增大、增大C.增大、增大、不一定增大、增大D.减小、减小、增大、减小6.某离心泵运行一年后发现有气缚现象，应（）。A.停泵，向泵内灌液B.降低泵的安装高度C.检查进口管路是否有泄漏现象D.检查出口管路阻力是否过大7.某设备内的真空度为300mmHg，当地大气压强为750mmHg，则设备内的绝对压强为（）mmHg。A.450B.-C.300D.10508.流体在管内流动时，管中心流速最大，若为层流流态，则平均流速u与管中心最大流速umax的关系为（）。A.u=0.5umaxB.u=0.8umaxC.u=0.6umaxD.u=0.7umax9.雷诺数Re反映了（）的对比关系。A.重力和惯性力B.惯性力和黏性力C.重力和黏性力D.压力和黏性力10.某流体在一上细下粗的垂直变径管路中流过。现注意到安装在变径处有一定距离的粗、细两截面的压强表读数相同，那么在管道内流体的流动方向是（）。A.向上B.向下C.不动D.流向不定第II卷（非选择题共70分）11.（10分）简述流体静力学基本方程的应用条件及意义。12.（15分）推导流体在圆形直管中作层流流动时的阻力损失计算公式。13.（15分）某套管换热器，内管为φ25×2.5mm的钢管，流量为1500kg/h的苯在内管中从80℃冷却到50℃。冷却水在环隙中从15℃升到35℃。已知苯的比热容为1.8kJ/(kg·℃)，水的比热容为4.18kJ/(kg·℃)。试求：（1）冷却水的用量；（2）两流体作逆流流动时的平均温度差。14.（15分）材料：某工厂用离心泵将水池中的水输送到高位槽中，水池水面与高位槽水面的垂直距离为10m，管路系统的总压头损失为5mH₂O。已知离心泵在流量为10m³/h时的扬程为18m，效率为70%。求：（1）泵的轴功率；（2）若泵的转速提高20%，其他条件不变，此时泵的流量、扬程、轴功率各为多少？（假设泵的性能曲线符合比例定律）15.（15分）材料：用一离心泵将密度为1200kg/m³的某液体从贮槽输送至反应器，贮槽液面恒定，反应器内压强为120kPa（表压），贮槽液面与反应器入口处的垂直距离为15m，输送管道为φ89×4mm的无缝钢管，管长为50m（包括局部阻力的当量长度），摩擦系数λ=0.03。泵的流量为15m³/h，泵的效率为75%。求：（1）泵的扬程；（2）泵的轴功率。答案：1.D2.C3.C4.B5.C6.C7.A8.A9.B10.B11.流体静力学基本方程应用条件：静止、连续、同一流体、同一水平面。意义：揭示了静止流体内部压强随位置的变化规律，可用于测压、液位计算等。12.根据牛顿黏性定律及层流流动特点，通过对管内流体受力分析及积分推导得出：hf=32μlu/（ρgd²）。13.（1）由热量衡算可得冷却水用量为1942.5kg/h；（2）逆流时平均温度差为△tm=32.5℃。14