化工原理期中试题

化工原理期中试题

一、填空选择判断题

1．产生流体阻力的原因有 、 。 2．流体在管中局部阻力，管中流出 阻力系数ζ0= ，流入管中i ζ=___ 。 3．某流体满足方程式常数=+

g

p

z ρ，则该流体 。 4．圆形直管内，d 一定，操作时若,v s q 增加一倍，则层流时f h 是原值的 倍；高度湍流时f h 是原值的 倍（忽略粗糙度的影响）。

5．当单台泵不能满足管路对较大流量的要求时，宜采用离心泵的 组合操作；当单台泵不能满足管路对压头的要求时，宜采用离心泵的 组合操作。 6．离心泵的流量调节阀安装在离心泵 管路上，关小出口阀门后，离心泵前真空表读数将 。（变大、变小、不变）

7．同一离心泵分别输送密度为1ρ及2ρ的两种流体，已知两者体积流量相等，1ρ=1.22ρ，则扬程H 1= H 2，轴功率N 1= N 2。

8．在流动系统中，若截面上流体的流速、压强、密度等仅随_______而变，不随_______而变，称为定态流动。

9．离心泵吸入管路单向底阀的作用是（ ）。

A ．增加液体的静压能；

B ．避免出现气蚀现象；

C ．维持最低的允许吸上高度；

D ．防止启动前充入的液体从泵内漏出；

10．局部阻力损失计算式2

2u h f ζ=中的u 是指标 。

A ．小管中的流速u 1

B ．大管中的流速u 2

C ．小管中的流速u 1与大管中的流速u 2的平均值（u 1+ u 2）/2

D ．与流向有关

11．粘度是流体的物理性质之一，则雷诺准数也是流体的物理性质之一。 （ ） 12．转子流量计可以直接读出任何流体的流量。 （ ） 13. 孔板式流量计制造简单，安装方便，缺点是流体能量损失大。 （ ）

14. 离心泵铭牌上的参数是泵在扬程最高点下的性能参数。（）15．并联管路各支管总机械能与能量损失之和相等。（）16．允许汽蚀余量NPSH是在临界汽蚀余量的基础上再加上0.5 m的安全量。（）二、问答题

1．流体的流动形态有哪几种？如何判断？

2．一定量的流体在圆形直管内作层流流动，若将其管径增加一倍，问能量损失变为原来的多少倍？

3．离心泵的特性曲线H－q与管路的特性曲线H e－q e有何不同？二者的交点代表什么？4．图示管路两端连接两个水槽，管路中装有调节阀门一个。试讨论将阀门开大或关小时，管内流量

v

q，管内总阻力损失∑f h，直管阻力损失1f h和局部阻力损失2f h有何变化，并以箭头或适当文字在下表中予以表达（设水槽液位差H恒定，忽略动能项变化）。

总阻力损失∑f h直管阻力损失1f h局部阻力损失2f h流量

v

q

阀开大

阀关小

三、计算题

1．用离心泵将20℃的清水送到某设备中，泵的前后分别装有真空表和压强表。已知泵吸入管路的压头损失为2.4m，动压头为0.2m，水面与泵吸入口中心线之间的垂直距离为2.2m，操作条件下泵的允许气蚀余量为3.7m。试求：

①真空表的读数为若干KPa？

②当水温由20 ℃（水的密度1000 kg/m3，水的饱和蒸汽压为2.238 KPa）升到60 ℃（水的密度983.2 kg/m3，水的饱和蒸汽压为19.42 KPa）时，发现真空计与压强表的读数跳动，流量骤然下降，试问出现了什么故障并提出排除措施。当地大气压为98.1KPa。

答案

一、1．流体流动、流体具有粘性；2．1、0.5；3．处于静止状态；4．2、4；5．并联、串联；6．出口、变小；7．1、1.2；8．位置、时间；9．A、D；10．A；11．×；12．×；13．√；14．×；15．×；16．×。

二、问答题

1．层流（滞流）、过渡流、湍流；

雷诺数Re﹤2000，流动为层流；Re﹥4000，流动为湍流；Re在2000～4000之间为过渡流。

2．答：

2

1

11

1

..

2

f

l u

h

d g

λ

=。

1

22d

d=，1

2

2

24

1

..41

u

d

V

u=

=

π

，

1

2

2

22

.

.

/

64λ

μ

ρ

λ=

=

u

d

。

2

2

221

2

1

..

216

f f

l u

h h

d g

λ

==

3．答：曲线H－q是离心泵的性能参数H（扬程）与q(流量)之间的关系，是离心泵的特性曲线之一，它表明转速一定时，离心泵的流量和该流量下泵能提供的压头即做功本领之间的对应关系。

曲线H e－q e是离心泵在管路当中运行时H e（扬程）与q e (流量)之间的关系，表明离心泵在管路当中的实际运行情况。

二者的交点M称为泵在该管路上的工作点。意味着它所对应的流量和压头，既能满足管路系统的要求，又能为离心泵所提供，即q=q e，H=H e。换言之，M点反映了某离心泵与某一特定管路相连接时的运转情况。

3.解：（1）真空表地读数

在水面0－0与泵入口1－1之间列柏努利方程得：

220011010122e f u p u p Z W Z H g g g g

ρρ-+++=+++

整理得： 由题给数据知：Z 1=2.2m

此即为真空表得读数。 2）判断故障及排除措施

当水温由20℃升到60 ℃时由于水的饱和蒸汽压增大，泵吸入口压强若低于操作温度下水的饱和蒸汽压强，则可能出现气蚀现象。 下面通过核算安装高度来验证： 20 ℃清水时，泵的允许安装高度为：

Hg ＞实际安装高度，故可安全运行。 当输送60℃水时，水的密度为983.2kg/m3,饱和蒸汽压19.42KPa 则:

实际安装高度接近了允许安装高度，此时易发生气蚀现象，所以应降低泵的安装高度。

2011101

2f p u p

Z H g g g ρρ-=+++1

02

11102-++

=-f H g

u Z g

p p ρa

f P g

H g

u Z p p 4707481.91000)4.22.02.2()2(102

1110=⨯⨯++=++=--ρm

g u 2.02/21=m

H f 4.210=-3001(98.1 2.238)10NPSH 3.7 2.4 3.6710009.81

v g f p p H H m g ρ---⨯=--=

--=⨯3

001(98.119.42)10NPSH 3.7 2.4 2.06983.29.81

v g f p p H H m

g ρ---⨯=--=--=⨯