《化工原理I》计算试题考研真题1 (3)

《化工原理》上册考试题

1.（20分）如图所示，油在光滑管中以u=2m/s的速度流动，油的密度ρ=920kg/m3，管

长L=3m，直径d=50mm，水银压差计测得R=15.0mm。试求：

（1）油在管中的流动形态；

（2）油的粘度；

（3）若保持相同的平均流速反向流动，压差计读数有何变化？层流：λ=64/R e；湍流：λ=0.3164/R e0.25。

2. （20分）如图所示，已知：D = 100mm，d = 50mm，H = 150mm，ρ气体= 1.2kg/m3。当

U形管读数R = 25mm时，将水从水池中吸入水平管中，问此时气体流量V为多少m3/s （阻力可忽略）。

3. （16分）如图示循环管路，离心泵的安装高度H g=3m，泵特性曲线可近似表示为：

H=23-1.43×105Q2，式中Q以m3/s表示。吸入管长（包括全部局部阻力的当量长度）为10m，排出管长（包括全部局部阻力的当量长度）为120m，管内径均为50mm，假设摩擦系数λ=0.02，水温20℃。试求：

（1）管路内的循环水量为多少？

（2）泵进、出口压强各为多少？

4. （40分）如图所示，用清水泵将池A中水打到高位槽B中，泵的特性曲线可用H=25

－0.004Q2表达，式中Q的单位为m3/h，吸入管路的阻力损失为4m水柱，泵出口处装有压力表，泵的阻力损失可忽略。管路为Ф57×3.5mm钢管。管路C处装有一个调节阀，调节阀在某一开度时的阻力系数ζ=6.0，两U形管压差计读数R1=800mm，R2=700mm，指示液为CCl4（密度ρ0=1600kg/m3），连通管指示液面上充满水，水的密度ρ=1000 kg/m3，求：

（1）管路中水的流量为多少？（单台泵）

（2）泵出口处压力表读数为多少？（单台泵）

（3）并联一台相同型号离心泵，写出并联后泵的特性曲线方程；

（4）若并联后管路特性曲线方程L=13.5＋0.006Q2，求并联后输水量为多少m3/h

B

4

5．（15分）某液体由一敞口贮槽经泵送至精馏塔，管道入塔处与贮槽液面间的垂直距离为12m，流体经换热器的压力损失为0.3kgf/cm2，精馏塔压强为1kgf/cm2（表），排出管路为Φ114×4mm的钢管，管长为120m（包括局部阻力的当量长度），流速为1.5m/s，液体比重为0.96，摩擦系数为0.03，其它物性参数均与水极为接近。泵吸入管路压力损失为1m，吸入管径为Φ114×4mm。

（1）试通过计算，选择下列较合适的离心泵。

（2）泵与贮槽液面间的最大垂直距离不能超过多少米？

注：当地大气压为736mmHg。

型号Q(m3/h) H(m) η(%) H s (m)

2B19 22 16 66 6.0

3B57A 50 37.5 64 6.4

4B91 90 91 68 6.2

6. （18分）在如图所示的管路系统中，有一直径为Ф38×2.5mm、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C0为0.63，流体流经孔板流量计的永久压降为6×104Pa，AB段摩擦系数λ为0.022，试计算：

（1）流体流经AB段的压强差；

（2）若泵的轴功率为800W，效率为62%，求AB段所消耗的功率为泵的有效功率的百分率。

已知：操作条件下所输送液体的密度为870kg/m3，U形管中的指示液为汞，其密度为13600 kg/m3。

孔板流量计

7. （18分）在如图所示的管路系统中，用离心泵将40℃的油品（ρ=800 kg/m3）由容器A 送至罐B，全部管线的直径均为Ф57×3.5mm，在其中装有孔径为20mm的标准孔板流量计来测量流量，流量系数C0为0.63，今测得孔板流量计读数R为0.6m，指示液为汞。泵前后压力表读数分别为0.8at和4.8at（两压力表间的垂直距离很小，可忽略）。容器A液面上方压强为0.64at（表），罐B则与大气相通。在操作过程中，A、B液面及其上方的压强均保持不变，油品在管内的流动处于阻力平方区，摩擦系数为0.03。试求：

（1）泵在该流量下的有效扬程（m）；

（2）自A至B全部管线的总当量长度（包括局部阻力的当量长度）。

8. （20分）用离心泵将密闭储槽中20℃的水（密度为1000kg/m）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，密闭槽液面上有一真空表P1读数为600mmHg （真），泵进口处真空表P2读数为294 mmHg（真）。出口管路上装有一孔板流量计，其孔口直径d0＝70mm，流量系数C0＝0.7，U形管水银压差计读数R＝170mm。已知管路总能量损失为44J/kg，试求：

（1）出口管路中水的流速；

（2）泵出口处压力表P3（与图对应）的指示值为多少？（已知P2与P3相距0.1m）

9. （32分）如图所示，槽内水位维持不变。槽底部与内径为100mm的钢管相连，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形管压差计，测压点与管路出口端之间距离为20m。

（1）当闸阀关闭时测得R = 600mm，h = 1500mm；当闸阀部分开启时，测得R = 400mm，

h = 1400mm，管路摩擦系数取0.02，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m3？

（2）当阀全开时（取闸阀全开l e/d = 15，λ= 0.018），测压点B处的压力为多少Pa（表压）。

10. （28

支管1去罐C，支管2去容器D。已知罐C的真空度为367.8mmHg，容器D的表压为

0.01962MPa，两容器之间液面差为7m。泵的特性曲线为H = 35 – 14.4Q2（H—m，Q—

m3/min）。两支管的数据如下表：

支管1 支管2 支管总长（包括当量长度），（m）42.9 100

管内径（mm）50 100

摩擦系数0.021 0.018 现将一U形管压差计（内装四氯化碳，密度为1603 kg/m3）接到支管1上长4m的直管