化工原理试题集1.docx

化工原理试题集(第一章)
一•填空题
1._______________________________________________ 占流体在圆形直管中作滞流流动时，其速度分布是_____________________________________ 型曲线，其管中心最大
流为平均流速的_________ 倍，摩擦系数入与Re的关系为___________ 。

2.____________________________________________________________ 当计
算流体由粗管进入细管的流动局部阻力时，其公式屮的流速应该用 ______________ 管屮
的速度。

3.流体在管内作湍流流动时(不是阻力平方区)，其摩擦系数入随
______________________ 和____________________ 而变。

4.____________________________________ 牛顿粘性定律的数学表达式为__ ,牛顿粘性定律适用于_________________________________ 型流
体。

5.___________________________________________________ 孔板流量计和转子
流量计的最主要区别在于：前者是恒 ________________________________ ,变
________________________________________________________________ ；
后者是恒__________ ，变_________ O
6.流体在水平等径直管中流动时的摩擦阻力损失hf所损失的是机械能中的 ____________
项。

7.流体在等径管屮作稳定流动，流体市于流动而有摩擦阻力损失，流体的流速沿管长
&液柱压力计量是基于______________ 原理的测压装置，用U形管压差计测压时，当一端与大气相通时，读数R表示的是__________ 或____________ o
9._________________________________________________________________ 减少流体在管路中流动阻力工hf的措施有：____________________________________________ ,
10. 1 atm= ________ mH2O= _________ N/m ；1 cP= ______ P= __________ N ・
S/m2。

11.在阻力平方区，摩擦系数入只与_____________________ 有关。

12.流体在圆形管道中作层流流动，如果只将流速增加一倍，则阻力损失为原来的—
倍；如果只将管径增加一倍，流速不变，则阻力损失为原来的 ___________ 倍。

13.____________________________________________ 流体的粘度指o粘度值随温度变化而变
化，对于液体，温度升高，粘度________ ；对于气体，温度升高，粘度_________ o
14.当Re为已知时，流体在圆形管内呈层流时的摩擦系数入= _____________ ,在光滑管
内呈湍流时，摩擦系数入与____________ 、_____________ 有关。

15.流体在等径水平直管的流动系统中：层流区：压强降与速度___________ 成正比。

极
度湍动区：压强降与速度__________ 成正比。

16.当地大气压为745mmHg,测得一容器内的绝对压强为350mmHg，则真空度为
_________ o测得另一容器内的表压强为1360mmHg,则其绝对压强为 _____________ 。

17.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_________ o
1&稳定流动中，流速只与 _______ 有关，而不稳定流动中，流速除与_________ 有关外,
还与_______ 有关O
19.________________________________________ 流体在直管内层流流动的阻力与管壁粗糙度___________________________________________ o
20.________________________________________________ 阻力实验，测阀门的局部阻力如图所示，阀门的阻力二 ________________________________ mm水柱。

21.套管由4)57X2.5mm和4)25 X 2.5mm的钢管组成，则环隙的流通截面积等于
__________ ，润湿周边等于__________ ,当量直径等于___________ o
22.____________________________________________________ 处于同一水平面高的流体，维持等压面的条件必须是 __________________________________ , ___________ ,
23.________________________________________________________________ 柏努利方程如衡算基准以J/kg表示，柏努利方程可表示为________________________________
若用N / m2 (N・m / n?)表示则可表示为 _________________________________________
24.__________________________________________ 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______________ ; C）并联各管段中是管子长、直径小的管段通过的流量____________ □
25.层流吋,管内平均流速是最大流速的—倍，湍流吋,管内平均流速是最大流速的—倍。

26.当喉径与孔径相同时，文丘里流量计的孔流系数Cv比孔板流量计的孔流系数
Co _____,文丘里流量计的能量损失比孔板流量计的________ （大、小）。

27._____________ 在下而两种情况下，假如流体的流量不变，而园形直管的直径减少二
分则因直管阻力而引起的压降损失为原来的多少倍？A）两种情况都为层流：o B）两情况都在阻力平方区：______________________________________________ >
2&流体在一段园形水平直管中流动，测得平均流速0.5m/s,压强降为10Pa, Re为1000, 问管中心处点速度为__________ m/s,若流速增加为lm/s,则压强降为 _________ Pa。

29.空气在内径一定的园管中稳定流动，若气体质量流量一定，当气体温度升高时，Re
值将_______ o
30._____________________________________________________ 测流体流量吋，随着流体流量增加，孔板流量计两侧压差值将 __________________________ ,若改用转子流量计测量，当流量增大时，转子两端压差值将 ______ 。

31.流体在园形等径直管中呈湍流流动时，管中心处的点速度约为截面平均速度的
________ 倍。

若流动处于完全湍流区，平均流速增大至原来的2倍时，能量损失约为原损失的__ 倍O
32.已知某油品在园管中稳定流动，其Re二1000。

已测得管中心处的点速度为0.5m/s,则
此管截面上的平均速度为_____ m/so若油品流量增加一倍，则通过每米直管的压头损失为原损失的_____ 倍。

33._________________________________________________________ 实际流体在管道内流动时产生阻力的主要原因是 _______________________________________ o
34.某流体在直管中作层流流动，在流速不变的情况下，管长、管径同时增加一倍，其阻
力损失为原来的__________ 倍。

b与c d两段长度相等, 35•下图中高位槽液面保持恒定，液体以一定流量流经管路,
管径与管壁粗糙度相同，则:
△ Pab / = ____________________________ h fab =
A P cd / (Pg) = _____________________
h fcd =
36.水在下图管道中流动，流量为42.4m3/ h, A、B两截面的内径分别为d A = 50m m, d B
= 100 mm, A、B两截面的压强计读数分别为P A =53.5 k N / m2 , P B =
60 k N / m2 ,那么水的流动方向是从 _______________ 流向____________ ,判断的依据是
(A、B两截面间只计突然扩大或突然缩小的阻力损失)
I B
I B
37._________________________________________________________________ 写出有外加能量时以单位重量流体为基准的实际流体柏努利方程式__________________________
各项的单位均为________________________________ o
3&单位质量流体由1截面流动到2截面的阻力损失为L h ri_2 ,其单位为 ________________
则E h fl_2 / g的物理意义是_____________________________________ ,其单位是_______ . 二•选择题
1.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ch (d2=d1/2)的管子时，则其流速为原来的______________ o
A) 2 倍；B)4 倍；C)8 倍；D)16 倍
2.__________________________________________________ 若流动为完全湍流(阻力平方区)，则压降AP是原来的_________________________________ 。

A) 4 倍；B)8 倍；C)16 倍；D)32 倍
3.某液体在内径为d】的管路中稳定流动，其平均流速为「，当它以相同的体积流量通
过某内径为d2 (d2 =d ! /2)的管子时，流速将变为原来的_______ 倍；流动为层流时，管子两端压力降AP「为原来的______ 倍。

A) 4 B)16 C)32 D)8
4.__________________________ 图示所表示的R值大小反映。

①A、B两截面间压差值；②人一B截面间流动压降损失
③A、E两截而间动压头变化④突然扩大或突然缩小流动损失。

A EZ -------- - ----------
R
-J
5•如图所示，用U型压差计与管道A、B两点相连。

已知各图中管径、A、B间的管长1
及管道中流体流量Vs均相同，管内流体均为20°C水，指示液均为水银，则__________ o
A)R] HR29 R] =R«2 二R4
C)R| =R<2 VR3 VR4 B)R|=R2=R3二R4 D)Ri HR2 HR3 HR4
6. 孔板流量计的孔流系数Co,当Re 数增大时，其值 __________ o
A)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。

7. ___________________________ 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v 湍流的雷诺数；
D) 层流无径向脉动，而湍流有径向脉动。

&如图，U 形管压差计测得： _________ o
A) A 、B 间的阻力损失
B) A 、B 间的压强差
C) A 、B 间的位头差加阻力损失
D) A 、B 间位头差
9. 如图示，空气以相同的流速分别通过水平放置和垂直放置的两根 等径直管。

已知d, =d 2, L AB 二L CD ，U 型差压计指示液相同。

贝U
10. ______________________ 一个工程大气压等于 ________Pa; mmHg; Kgf/cm 2 0 A)1.013X105 B)9.8X 104 C)760 D)735.6 E) 10.33 F)10
G)1 11. ____ 如图所示，连接A 、B 两截面间的压差计的读数R 表示了 的
大小。

A) A 、B 间的压头损失HfA B
B) A 、B 间的压强差Z\P
C) A 、B 间的压头损失及动压头差之和
D) A 、B 间的动压头差(U A 2-U B 2)/2g
12. _______________________
下图屮高位槽液面保持恒定，液体以一定流量流经管
A) AP AB =AP CD
B) AP AB >AP CD
C) h fA B=hfCD
D) R| >R? A B * dl D
R L- i c dZ A rd
路，a b与cd两段长度相等, 管径与管壁粗糙度相同，则
(1) U 形压差计读数
变化
(c) a b 段流动能量损失 (d ) a b 段压差
值及流动能量损失
13•如单位质量流体在管路中的阻力损失以刀hf 表示，单位重量流体在同一管路中的阻力 损失以刀Ilf 表示，则二者的关系为()
(A )工 Hf >Xhf ； (B) 12 Hf = Ehf/ g ； ( C ) E Hf = g 工 Hf ； (D)工 hf=E Hf
14. 判断物性数值大小："液 ______ □气
15. _______________________ 判断物性数值大小：P 汽 P 液
16. __________________ 层流底层越薄 o
A)近壁面速度梯度越小B)流动阻力越小C)流动阻力越大D)流体湍动程度越小 三•计算题
1. 某流体在管内作层流流动，若体积流量不变，而输送管路的管径增加一倍，求因摩擦损失 而引起的压力降有何变化？
2. 用离心泵将水由水槽送至水洗塔中，水洗塔内的表压为
9.807X104N/m 2,水槽液面恒定，其上方通大气，水槽液面 与输送
管出口端的垂直距离为20m,在某送液量下，泵对 水作的功为
317.7J/kg,管内摩擦系数为0.018,吸入和压出 管路总长为110m (包括管件及入口的当量长度,但不包扌舌出 口的当量长度)输送管尺
寸为4)108 X4mm,水的密度为 1000kg/m 3 0求输水量为多少m 3/ho
3. 用离心泵经<1)57X3.5mm 的钢管，将敞口贮槽内的有
机溶剂(密度为8OOkg/m 3 ,粘度为20cP)输送到反应器
中。

设贮槽内的液面离反应器内的液面高度保持16m, 见
附图。

已知钢管总长度(包括局部阻力当量长度)为 25m,
反应器内的压力恒定为4kgf/cm 2俵压)，有机溶 液输送量
为6n?/h,泵的效率为60%,试确定泵的轴功 率。

4. 某油品在0 89X4mm 的无缝钢管中流动。

在A 和B 的
截血处分别测得压强P A =15.2X105
N / m 2 , P B =14.8X 105 N / m 2。

试计算管路中油品的 (2 ) 液 体通过a b 与c d £ 殳能量损失。

( a ) hfab >hfcd (b ) h fab = h fed
( c ) hfab <hfcd
(d )不定 (3 ) a b 与c d 两段压差_ a
( a ) △ Pab > A Ped
(b ) A P ab= △ Ped ( c ) A P“b V 人 Ped
(d)不定 (4 ) R 值表示 o
( a ) a b 段的压差值 (b ) a b 段位能
20m
(a) R]AR? ( b ) R]=R?
(c ) Rj <R 2 ( d )不定
A jO. 5m
流量。

已知：A、B间长为40 m,其间还有2个90°弯头（每个弯头的当量长度1 c =35 d ）,卩油=820 k g / m3 , 口油= 121cP。

5.密度为1200 k g / m3的盐水，以25m3 / h的流量流过内径为75mm的无缝钢管。

两液面间的垂直距离为25m,钢管总长为120m,管件、阀门等的局部阻力为钢管阻力的25%。

试求泵的轴功率。

假设：（1 ）摩擦系数入=0.03；（2 ）泵的效率n =0.6。

6.用泵将密度为850kg/m,粘度为190cP的重油从贮油池送至敞口高位槽中，升扬高度为
20mmo输送管路为4）108X4mm的钢管，总长为1000m（包括直管长度及所有局部阻力的当量长度）。

管路上装有孔径为80mm的孔板以测定流量，其油水压差计的读数R=500mm o孔
流系数Co二0.62,水的密度为1000 kg/m。

试求：
⑴输油量是多少m3/h?
⑵若泵的效率为0.55,计算泵的轴功率。

7.冷冻盐水的循环系统，如图所示，盐水的密度为1100kg/m3 ,管路的直径相同，盐水由A流经两个换热器而至B的总能量损失为9&lJ/kg,由B流至A的管路能量损失为49J/kg, A至B 的位差为7m, 若A处的压力表读数为2.45X105N/m2俵压）时，B 处的压力表读数为若干N/n?（表压）？
8.如本题附图所示，槽内水位维持不变。

槽底部与内径
为1 0 Omm钢管相连，管路上装有一个闸阀，阀前离
管路入口端15m处安有一个指示液为汞的U管压差
计，测压点与管路岀口端Z间距离为2 0 m0
（1 ）当闸阀关闭时测得R= 6 0 Omm, h = 1 5 0 0
mm；当闸阀部分开启吋，测得R= 4 0 0 mm, h=l 4 0
Omm,管路摩擦系数取0 . 0 2 , 入口处局部阻力系数取0.
5,问每小时从管中流出水量为多少m‘ o
（2）当阀全开时（取闸阀全开-/ d = 15, X = 0・018）,测压点B处的静压强为若干N /m2（表压）。

9.如图所示输水系统。

己知：管路总长度（包括所有局部
阻力当量长度）为100m,压岀管长80m,管路摩擦系数
X =0.025,管子内径为0.05m,水的密度P =1000kg/m3 , © ］； ©
泵的效率为0.8,输水量为iom3/h,求：-r-^rrj
⑴泵轴功率N轴二？
⑵压力表的读数为多少kgf/cm2
10.用离心泵将密闭储槽中20°C的水通过内
径为100mm的管道送往敞口高位槽。

两储槽
液面高度差为10m,密闭槽液血上有一真空表
Pi读数为600mmHg（真），泵进口处真空表
P?读数为294mmHg（真）。

岀口管路上装有
一孔板流量计，其孔口直径d°二70mm,流量系
数a = 0.7, U形水银压差计读数R二170mm。

已知管路总能量损失为44J/kg,试求：
⑴出口管路中水的流速。

⑵泵出口处压力表P3（与图对应）的指示值为多少?（己知P2与P3相距0.1m）o
11.如下图所示的输水系统，用泵将水池中的水输送到敞口高位槽，管道直径均为*83X
3.5mm,泵的进、出管道上分别安装有真空表和压力表，真空表安装位置离贮水池的水血高度为
4.8m,压力表安装位置离贮水池的水面高度为5mo当输水量为36n?/h时，进水管道的全部阻力损失为1.96J/kg,出水管道的全部阻力损失为4.9J/kg,压力表的读数为2.5kgf/cm2 ,泵的效率为70%,试求：
⑴两液面的高度差H为多少m?
⑵泵所需的实际功率为多少kW?
⑶真空表的读数多少kgf/cm2?。