本科《化工原理》试题库 参考答案

本科《化工原理》试题库 参考答案

１. 质量守恒 ２. 能量守恒 ３. 基本单位；导出单位 ４. 彼此相等而各有不同单位的两个物理量之比 ５. 衡算系统；衡算对象；衡算基准 ６. 质量（重量）；摩尔数；体积 ７. 连续静止的同种流体 ８. 同一水平面 ９. 连续、稳定的流体 １０.变小 １１.VS=

V? ；Ｇ＝

WSm ；WS= A?１２. 湍流；层流 １３. F??S?uF?u?? 或??；使流体产生单位速度梯度的剪应力。或 黏度是S?y?y２

一种特定条件下的内摩擦力，即Ｓ＝１［ｍ］，

?u－１

＝１［ｓ］ｓ时，Ｆ＝μ 。 ?y１４. 时间；位置

１５. 恒截面，变流速；恒压差，变截面 １６. B．0.1 Pa·s

3

１７. B．0.01 m／s １８. A．大于0 １９. A. 大，小 ２０. A. J/kg ,Pa

２１. D. 变流速、恒压差 ２２. B. u＝0.8umax

２３. A. 表压＝绝对压-大气压强

２４. C．对液体粘度t升高μ减小，对气体则相反 ２５. B. 减小，增大 ２６. A. 减小，增大 ２７. D. 变小，变大 ２８. A. 毕托管 ２９. C. 4 ３０. B. 愈小 ３１. × ３２. × ３３. √ ３４. √ ３５. √ ３６. ×

1

３７. × ３８. × ３９. √ ４０. ×

４１. 当流速较小时，流体质点沿管轴做规则的平行直线运动，与其周围的流体质点间互

不干扰及相混，即分层流动。这种流动类型称作层流或滞流。流体流速增大到某一值时，流体质点除流动方向上的运动之外，还向其他方向做随机运动，即存在流体质点的不规则脉动，彼此混合。这种流动类型称作湍流或紊流。 3分

当Re＜2000时，流体的流动类型属于层流；当Re＞4000时，流体流动类型属于湍流。 2分 ４２.使流体流动产生单位速度梯度的剪应力。或当Ｓ＝１ｍ，２

?u－１

=1ｓ 时，Ｆ＝μ 黏?y度是一种特定条件下的内摩擦力，是衡量流体内摩擦力大小的一个指标。 3分 黏度是流体在直管中流动产生摩擦阻力的内因，或直接原因。 2分 ４３.流体在流动时，任一截面处的流速、压强、密度等有关物理量仅随位置而变，不随时

间而变，这种流动称为稳定流动；流体在流动时，任一截面处的流速、压强、密度等有关物理量不仅随位置而变，而且随时间而变，这种流动称为不稳定流动。 一个概念2.5分

４４.湍流中靠近管壁的流体仍作层流（滞流）流动，称为层流内层，其厚度即为层流内层

的厚度δb，(3分)。可依据

?bd?61.5 来计算。（2分） 7Re8４５.解：从１截面到２截面连续稳定，可用伯式求解。以管轴面为基准水平面，则 z1=0 z2=0

p1p2=1m ?g?g2?d1??0.2?? u1=0.5m/s u2=u1?=0.5×??＝２m/s 3分 ?d?0.1???2?2p1u12p2u2 将以上各值带入伯式 依据题意得 3分 ????g2g?g2g2p1p2u2u12220.52? h====0.19m 4分 ???g?g2g2g2g2g2４６.解：从Ｄ截面到ｄ截面连续稳定，可用伯式求解。以管轴面为基准水平面，用表压作

压强的基准。则

zD=0 zd=0 2分

?ppD?papD?0pD??指??气?Rg?13600?1.2??0.025 ======283.31m气柱

1.2?g?g?g?g?g 依据静力学基本方程，得

Pa=Pd+H

Pd=Pa-H=0-0.15=-0.15m水柱

2

2分

将水柱换算为气柱 Pd=h水ρ

水

g= h气ρ

气

g 2分

pdh水?水g?0.15?1000===-125m气柱

1.2?g?g 将Ｄ截面作为１截面ｄ截面作为２截面。

2u依据连续性方程，得 1u2?d2??0.05?=??d??=?0.1?=0.25

??1??2则u1=0.25u2

2P1u12P2u2将以上各值代入伯式，得 +=+

?g2g?g2g

?0.25u2?2＋283.31=u222g2g-125 2分

u2 2=8545.11 则 u2=92.44m/s VS=u2

??2d2=92.44××(0.05)2=0.1814≈0.18m3/s 2分

44４７. 解：选泵的入口、出口为两个计算截面，列伯式求解，得

2H?(z2?z1)?(p2?p1)?g?(u2?u12)2g??hf1?2 ?hf略 u2?u1 3分

1at?9.81?104N.m?2 1mmH?1g3.33N.m?2

p2?1.9?9.81?104?1.864?105N.m?2 2分

p1??140?133.3??1.866?10N.m

4?2H?0.7?[1.864?105?(?1.866?104)](1000?9.81)?21.6m 3分

Ne?QH?g?21.6?123600?1000?9.81?706.32W

??0.7061.2?58.86% 4分

４８.解：以出口截面为基准水平面，取表压为压强基准，在１－１，２－２，截面间列伯式，将ｚ１＝０ ｚ２＝９ ｐ１＝ｐ２＝０（表）ｕ２＝０代入伯式，得

／

／

leu12le18u12u12u12 +λ=9 (1+λ)=(1+0.029×)=9 3分

0.05d2gd2g2g2g u1＝3.93m/s 3分 Vs=3.93×

?233

×0.05=0.007716m/s=27.78m/h 4分 46464lu2４９.解：将u2=2u1 λ== 代入Hf=λ 整理得 4分

Redu?d2g?3

Hf2Hf1=

d?2u1??6464?d?u1??××=1×2=2 4分

2ldld2u12g24u12g?５０. 大于

５１. 增大流量；增大扬程（压头）

５２. 关闭；流量为０，轴功率最小，防止电机过载；全开 ５３. 正位移泵；旁路（支路） ５４. 泵的特性曲线；管路特性曲线 ５５. A. 出口阀； C. 旁路阀 ５６. A. 齿轮泵 ５７. A. p2/p1

５８. B. 机械能； ５９. B. 气蚀

６０. C. Q＝0， N 最小 ６１. A. 先关出口阀后停电 ６２. A.最高效率点对应值 ６３. × ６４. × ６５. √ ６６. × ６７. √ ６８. × ６９. × ７０. √ ７１. √ ７２. ×

７３. 排气是为了消除气泡，液体中的气泡会阻隔液体，使液体不连续，失去连续稳定的流

动条件。 一个知识点 2分

７４. 因为流量为０时，泵的轴功率最小，电机不过载，不会烧毁电机。一个知识点 2分 ７５. 为了防止气缚发生，气体密度小，产生的离心力小，泵打不出液体，也吸不上液体。 一个知识点 2分

７６.离心泵启动前，要灌满液体，防止气缚发生；同时要关闭出口阀门，防止电机过载。

关闭前，要先关闭出口阀门，再关电机。以免高压液体倒灌造成叶轮反转引起事故。 一个知识点 2分

７７. 离心泵的压头又称扬程，它是指离心泵对单位重量（１牛顿）的液体所能提供的有效

能量，用ｍ流体柱表示；升扬高度是离心泵将液体从低处送到高处的垂直距离，用ｍ表示。 一个知识点 2.5分

７８.解：将池面作为１－１截面，高位槽面作为２－２截面。池面为基准水平面，用表压

强作压强基准。则z1=0，z2=20，p1=p2=0（表），u1=u2=0，

212vslu33600? Hf,1-2=? 管内流速 u3==1.70m/s 22?d??0.05d2g442分

4

Hf,1-2=

2分

2lu3?d2g=0.025××

1000.051.7022?9.81=7.36m水

柱 代入伯式，得

He=z2+Hf,1-2=20+7.36=27.36m水柱

12Ne=VSρHeg=3600×1000×27.36×9.81=894.6

7W

e80100 2分

894.67N=N==1118.34W 2分

?Q1n1H1?n1?N1?如将转速提高８％，按照比例定律= =? ?Q2n2H2?n2??N22

2?n1?=??n??得 ?2?3Q2=1.08Q1 H2=1.08H1=1.17H1 2分

3

N2=1.08N1=1.26N1

79．加速运动、匀（恒）速运动；2分（每空1分） 80．降尘室底面积；1分

81．降尘室、旋风分离器；2分（每空1分）

82．板框压滤机 、 转筒真空过滤机；2分（每空1分） 83．沉降分离法、过滤分离法；2分（每空1分） 84．恒压过滤；1分

85．滤饼过滤（饼层过滤）；1分

86．湿法除尘设备、99.99%；2分（每空1分） 87．层流；1分

88．1—2—3—2—1—2—3—2—1（1—2—3—2—1）；1分 89．B；2分 90．C；2分 91．C；2分 92．B；2分 93．D；2分 94．A；2分 95．B；2分 96．C；2分 97．×；2分 98．√；2分 99．×；2分 100．×；2分 101．√；2分 102．5分

答案：球形颗粒在静止流体中作重力沉降时，将受到三个力的作用，即重力（1分）、浮力（1分）与阻力（1分）。作用方向是重力向下（1分），其余两个力向上（1分）。

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