化学基础工程习题及答案.doc
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化学工程基础
习题及答案详解
第一章流体流动与输送
一、选择题（每题2分）
1、某物体的质量为1000kg，则其重量为（）。
B
（A）1000N（B）9810N（C）9810kgf（D）1000/9.81kgf
2、离心泵的压头流量的关系为（）。
C
（A）增大，增大（B）增大，先增大后减小
（C）增大，减小（D）增大，先减小后增大
3、如图所示，若液面恒定，忽略流动阻力损失，则放水管的出口速度与（）有关。
A
（A）（B）、（C）（D）
4、用标准孔板流量计测量管中的流量，采用如图所示三种装置，两测压孔距离相等，，各管流速相等。
其读数分别为，，。
则（）。
（流体皆为水，指示液皆为汞）D
（A）（B）（C）
（D）（E）
5、图示所表示的值大小反映（）。
A
（A）Ａ、Ｂ两截面间压差值（B）Ａ－Ｂ截面间流动压降损失
（C）Ａ、Ｂ两截面间动压头变化（D）突然扩大或缩小流动损失。
6、一敞口容器，底部有一出水管（如图示）。
容器内水面保持恒定,管内水流动的速度头为0.5m水柱。
水由容器流入管内，则2点的表压=（）水柱。
C
（A）1.5m（B）1.0m（C）0.75m（D）0.5m
7、如图所示，用U形压差计与管道A、B两点相连。
已知各图中管径、A、B间的管长L及管道中流体流量均相同，管内流体均为20℃水，指示液均为汞，则（）。
B
（A），（B）
（C）（D）
8、如图表明，管中的水处于（C）。
（A）静止（B）向上流动（C）向下流动（D）不一定
9、层流与湍流的本质区别是（）。
D
（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<湍流的雷诺数
（D）层流无径向脉动，而湍流有径向脉动
10、如图，若水槽液位不变，在阀门打开后，①、②、③点的流体总机械能的关系为（B）。
（A）①=②=③（B）①=②>③（C）①>②=③（D）不能肯定
11、一个工程大气压等于（）Pa；（）kgf/cm2。
B、G
（A）1.013×105（B）9.81×104（C）760
（D）735.6（E）10.33（F）10（G）1
12、如图所示，连接A、B两截面间的压差计的读数表示了（）的大小。
C
（A）A、B间的压头损失（B）A、B间的压强差
（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
13、转子流量计的主要特点是（）。
（从流道截面与压差改变考虑）C
（A）恒截面、恒压差（B）变截面、变压差
（C）恒流速、恒压差（D）变流速、恒压差
14下图中高位槽液面保持恒定，液体以一定流量流经管路，ab与cd两段长度相等,管径与管壁粗糙度相同，则U形压差计读数（）。
B
（A）（B）（C）（D）不一定
15、图示为一异径管段，A、B两截面积之比小于0.5，从A段流向B段，测得U形压差计的读数为，从B段流向A段测得U形压差计读数为，若两种情况下的水流量相同，则（）。
（只取绝对值）C
（A）（B）（C）（D）不能判定
16、一敞口容器，底部有一进水管（如图示）。
容器内水面保持恒定,管内水流动的速度头为0.5m水柱。
水由水管进入容器，则2点的表压（）水柱。
B
（A）2.0m（B）1.5m（C）1.0m（D）0.75m
17、在完全湍流（阻力平方区）时，粗糙管的摩擦系数数值（）。
C
（A）与光滑管一样（B）只取决于Re
（C）只取决于相对粗糙度（D）与粗糙度无关
18、如图，U形压差计测得（）。
A
（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
19、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，，U形压差计指示液相同。
则（）。
C
（A）（B）（C）（D）
20、下图中高位槽液面保持恒定，液体以一定流量流经管路，ab与cd两段长度相等，管径与管壁粗糙度相同，则ab与cd两段静压差（）。
C
（A）（B）（C）（D）不一定
21、用离心泵将水池的水抽吸到水塔中，若离心泵在正常操作范围内工作，开大出口阀门将导致（）。
A
（A）送水量增加，整个管路阻力损失减少
（B）送水量增加，整个管路阻力损失增大
（C）送水量增加，泵的轴功率不变
（D）送水量增加，泵的轴功率下降
22、离心泵的扬程，是指单位重量流体经过泵后以下能量的增加值（）。
B
（A）包括内能在内的总能量（B）机械能
（C）压能（D）位能（即实际的升扬高度）
23、已知流体经过泵后，压力增大N/m2，则单位重量流体压能的增加为（）。
C
（A）（B）（C）（D）
24、离心泵的下列部件是用来将动能转变为压能（）。
C
（A）泵壳和叶轮（B）叶轮
（C）泵壳（D）叶轮和导轮
25、离心泵停车时要（）。
A
（A）先关出口阀后断电
（B）先断电后关出口阀
（C）先关出口阀先断电均可
（D）单级式的先断电，多级式的先关出口阀
26、离心泵开动以前必须充满液体是为了防止发生（）。
A
（A）气缚现象（B）汽蚀现象
（C）汽化现象（D）气浮现象
27、离心泵最常用的调节方法是（）。
B
（A）改变吸入管路中阀门开度
（B）改变压出管路中阀门的开度
（C）安置回流支路，改变循环量的大小
（D）车削离心泵的叶轮
28、当离心泵内充满空气时，将发生气缚现象，这是因为（）。
B
（A）气体的黏度太小（B）气体的密度太小
（C）气体比液体更容易起漩涡（D）气体破坏了液体的连续性
29、离心泵漏入大量空气后将发生（）。
B
（A）汽化现象（B）气缚现象
（C）汽蚀现象（D）气浮现象
30、如图所示，理想流体作定态流动时，若将出口管径减小，而其它条件不变，则其流量（）。
C
（A）增大（B）不变（C）减小（D）无法确定
31、流量为的流体从套管环隙（套管外管内径为50，内管外径为，管壁厚为2.5）中流过，流体的流速为（）。
C
（A）20.5m/s（B）14.2m/s（C）6.8m/s（D）31.8m/s
32、流体以湍流在圆管中流动，管长、管径不变，摩擦阻力系数也近似认为不变，若流速增加一倍，则直管阻力，为原来的（）。
D
（A）0.25（B）0.5（C）2倍（D）4倍
33、层流时，管中流体的平均流速为最大流速的（）。
A
（A）0.5倍（B）0.6倍（C）0.7倍（D）0.8倍
34、湍流时，管中流体的平均流速约为最大流速的（）。
D
（A）0.5倍（B）0.6倍（C）0.7倍（D）0.8倍
35、某地大气压为101.3kPa，该地某设备内的绝对压强为81.3kPa，则设备内的真空度为（）。
A
（A）20kPa（B）25kPa（C）30kPa（D）35kPa
36、流体在圆形直管内作定态流动，雷诺准数Re＝1500，则其摩擦系数应为（）。
B
（A）0.032（B）0.0427（C）0.0267（D）无法确定
37、管路由直径为57×3.5mm的细管，逐渐扩大到108×4mm的粗管，若流体在细管内的流速为4m/s。
则在粗管内的流速为（）。
B
（A）2m/s（B）1m/s（C）0.5m/s（D）0.25m/s
38、在阻力平方区内，摩擦系数λ（）。
C
（A）为常数，与Re，ε/d均无关
（B）随Re值加大而减小
（C）与Re值无关，是ε/d的函数
（D）是Re值与ε/d的函数
39、通常流体粘度随温度变化的规律为（）。
C
（A）温度升高，粘度减小（B）温度升高，粘度增大
（C）对液体温度升高，粘度减小，对气体则相反
（D）对液体温度升高，粘度增大，对气体则相反
40、流体在长为3m、高为2m的矩形管道内流动，则该矩形管道的当量直径为（）。
C
（A）1.2m（B）0.6m（C）2.4m（D）4.8m
41、离心泵的效率和流量Q的关系为（）。
B
（A）Q增大，增大（B）Q增大，先增大后减小
（C）Q增大，减小（D）Q增大，先减小后增大
42、离心泵的轴功率N和流量Q的关系为（）。
A
（A）Q增大，N增大（B）Q增大，N先增大后减小
（C）Q增大，N减小（D）Q增大，N先减小后增大
43、流体在圆形直管中流动时，若其已进入阻力平方区，则摩擦系数λ与雷诺数Re的关系为（）。
C
（A）Re增加，λ增大（B）Re增加，λ减小
（C）Re增加，λ基本上不变（D）Re增加，λ先增加大后减小
44、今确知流体在不等径串联管路中的最大管径段刚达到湍流，请判断在其他较小管径段中流体流动的型态（）。
A
（A）湍流（B）层流（C）过渡流（D）无法判断
45、实际流体在等温条件下，流经一直径均等的水平管路，在流动过程中因流体阻力造成的机械能损耗主要表现为（）。
A
（A）压强能减小（B）动能减小
（C）位能减小（D）三者兼而有之
46、流体静力学方程适用于（）。
B
（A）任何场合下的同一种流体（B）同一种连续的静止流体
（C）连续流动的流体（D）不同种类连续的静止流体
47、在静止流体内部各点的静压强相等的必要条件是（）D
（A）同一种流体内部（B）连通着的两种流体
（C）同一种连续流体（D）同一水平面上，同一种连续的流体
48、流体在圆形直管中作滞流流动时，其直管阻力损失与流速的关系为（）。
B
（A）与u2成正比（B）与u成正比
（C）与u1.75成正比（D）与u0.55成正比
49、4℃水在SI制中密度为（）；重度为（）；在工程单位制中密度为（）；重度为（）。
B；D；C；A
（A）1000kgf/m3（B）1000kg/m3（C）102kgf·s2/m4（D）9810N/m3
50、下图中高位槽液面保持恒定,液体以一定流量流经管路，ab与cd两段长度相等，管径与管壁粗糙度相同，则液体通过ab与cd段能量损失（）。
B
（A）（B）（C）（D）无法判断
51、下图中高位槽液面保持恒定，液体以一定流量流经管路，ab与cd两段长度相等，管径与管壁粗糙度相同，则R1值表示（）。
C
（A）ab段的压差值（B）ab段位能变化
（C）ab段流动能量损失（D）ab段压差值及流动能量损失
二、填空题：
1、当计算流体由粗管进入细管的流动局部阻力时，其公式中的流速应该用管中的速度。
细
2、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。
；牛顿
3、稳定流动中，点流速只与有关，而不稳定流动中，点流速除与有关外，还与有关。
位置；位置；时间
4、列柏努利方程时选取的截面必须具备的条件是，，。
按流动方向选取上下游截面；与流动方向垂直；已知条件充分，未知条件可通过其它条件求得
5、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_。
1.6m；0.4m
6、实际流体在管道内流动时产生阻力的主要原因是。
流体具有粘性
7、通常指边界层的范围是。
流速在0～0.99us
8、流体流动的连续性方程是；适用于圆形直管内不可压缩流体流动的连续性方程是。
；
9、流体在一段圆形水平直管中流动，测得平均流速为0.5m/s，压强降为10Pa，Re为1000，问管中心处点速度为m/s，若平均流速增加为1m/s，则压强降为Pa。
1；20
10、如图所示，液体在等径倾斜管中稳定流动，则阀的局部阻力系数ζ与压差计读数R的关系式为。
11、如附图所示,容器中盛有油（ρ=800kg/m3）。
油上界面a2以上是空气。
U形管中指示液为水（ρ=1000kg/m3），a1，a2，a3在同一水平面上，b1，b2，b3点也在同一高度上，h1=100mm，h2=200mm，则各点的表压Pa1＝，Pa2＝，Pb1＝，Pb2＝，Pb3＝。
h3值为。
（表压值以mm水柱表示）
0；100mmH2O；300mmH2O；300mmH2O；340mmH2O；200mm
12、流体动力黏度（简称为黏度）μ的SI单位为。
13、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。
2
14、米糠油在管中作层流流动，若流量不变，μ、L不变，管径增加一倍，则摩擦阻力损失为原来的。
1/16
15、米糠油在管中作层流流动，若流量不变,管径不变，管长增加一倍，则摩擦阻力损失为原来
的倍。
2
16、流体机械能衡算式如衡算基准以J/kg表示,则该方程可表示为（无外加机械能）。
17、层流时,管内平均流速是最大流速的；湍流时，管内平均流速约是最大流速的。
一半；0.817
18、如图所示系统，其大管内径d1=45mm，液体在管内流速为0.5m/s，小管内径d2=19mm，从1-1到2-2断面的阻力损失为15J/kg，则2-2断面处的流速为m/s，是根据方程而得。
2.8；连续性方程
19、空气在内径一定的圆管中稳定流动，若气体质量流量一定，当气体温度升高时，Re值将。
减小
20、的流体称为理想流体。
无粘性、流动时没有阻力损失
21、离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵会发生现象。
气蚀
22、离心泵的流量常用调节。
泵后阀
23、离心泵的允许吸上真空高度的数值于允许的安装高度的数值（大，小）。
大
24、用离心泵将一个低位敞口水池中的水送至敞口高位水槽中，如果改为输送ρ=1100kg/m3但其他物性与水相同的溶液，则流量，扬程，功率。
（增大，不变，减小，不能确定）
不变；不变；增大
25、若被输送的流体粘度增高，则离心泵的扬程，流量，效率，轴功率。
减小；减小；下降；增大
26、流体在由25×2.5mm及57×3.5mm钢管组成的套管换热器环隙中流动，其当量直径为。
25mm
27、当理想流体在水平变径管路中作连续定态流动时，在管路直径缩小处，其静压强将，而流速将（增大或减小）。
减小；增大
28、某设备的真空表读数为500mmHg，设备外环境大气压强为640mmHg，则它的绝对压强为Pa。
1.866×104
29、在定态流动系统中，水连续地从粗圆管流入细圆管，粗管内径为细管的2倍。
则细管内水的流速为粗管内流速的倍。
4
30、流体在圆管内流动时的摩擦阻力可分为和两种。
直管阻力；局部阻力
31、流体在管内作湍流流动时（不是阻力平方区）其摩擦系数λ随和而变。
雷诺准数Re；相对粗糙度ε
32、流体在圆形管道中作层流流动，如果将管径增加一倍而流量不变，则阻力损失变为原来的倍。
33、流体在圆形管道中作层流流动，如果只将管径增加一倍，流速不变，则阻力损失为原来的倍。
0.25
34、离心泵的泵壳制成蜗壳状，其作用是。
将部分动能转换为静压能
35、离心泵启动前需要先向泵内充满被输送的液体，否则将可能发生现象。
气缚
36、某设备的表压强为100kPa，则它的绝对压强为kPa；另一设备的真空度为400mmHg，则它的绝对压强为（当地大气压为101.33kPa）201.33；360mmHg
37、流体在圆形直管内作层流流动时，摩擦系数与Re的关系是。
38、当密度ρ＝1000kg/m3，粘度μ=1厘泊的水，在内径为d=100mm的管中以流速为1m/s流动时，其雷诺准数等于______，其流动类型为____。
105；；湍流
39、圆管中有常温下的水流动,管内径d=100mm,测得其中的质量流量为15.7kg/s,其体积流量为，平均流速为。
0.0157m3/s；2.0m/s
40、当20℃的甘油（ρ=1261kg/m3，μ=1499厘泊）在内径为100mm的管内流动时,若流速为1.0m/s时，其雷诺准数Re为，其摩擦阻力系数λ为。
84.1；0.761
41、理想流体在变径管路中作稳定的连续流动时，在管子直径缩小的地方，其静压力。
减少
42、液体的粘度随温度升高而，气体的粘度随温度的升高而。
减小；增大
43、离心泵的压头（又称扬程）是指。
泵对单位重量（1N）液体所提供的有效能量
44、常温下水的密度为1000kg/m3，粘度为1cp，在的管内以3m/s的速度流动，其流动类型为。
湍流
45、流体在圆形直管内作滞流（层流）流动时，其速度分布呈形曲线，中心最大速度为平均速度的倍。
抛物线；2
46、边长为a的正方形管道，其当量直径de为。
a
47、在静止的同一种连续流体的内部，各截面上能与能之和为常数。
位；静压
48、流体在管内作湍流流动时，雷诺准数越大，则层流底层的厚度。
越薄
49、长方形的长为2a，宽为a，其当量直径为。
50、单位体积流体所具有的称为流体的密度。
质量
51、圆管中有常温下的水流动,管内径d=100mm,测得其中的质量流量为15.7kg/s,其体积流量为，平均流速为。
0.0157m3/s；2.0m/s
52、当20℃的甘油（ρ=1261kg/m3，μ=1499厘泊）在内径为100mm的管内流动时,若流速为1.0m/s时,其雷诺准数Re为,其摩擦阻力系数λ为。
84.1；0.761
53、某长方形截面的通风管道,其截面尺寸为30×20mm，其当量直径de为。
24mm
54、管出口的局部阻力系数等于,管入口的局部阻力系数等于。
1.0；0.5
55、流体体积流量一定时，有效截面扩大，则流速，动压头，静压头。
减少；减少；增加
56、如图所示，在充满空气的具有不同压力的两密闭容器A和B的上、下两侧，各连接管径和高度均不相等的压差计，各连接导管内充满空气，压差计内指示液为水，则当用下方压差计读数表示时，，当用上方压差计读数表示时，，R与H值之间关系为。
；；R=H
57、100kgf·s2/m4=____kg/m3；6.0mH2O=Pa。
981；
58、用内径为f114´4mm的水管输送20℃的清水，其流量为12m3/h，则管内水的流速为m/s；若水的粘度μ=1.005×10-3Pa·s，则水的流动类型为。
0.38；湍流
59、20℃的水在f114´4mm的钢管内流动，流速为2m/s，密度为998.2kg/m3，粘度为1.005cp，则雷诺数Re=，流动类型为。
；湍流
60、流体机械能衡算式若衡算基准为J/m3则可表示为。
（无外加机械能）
三、简答题：
1、（3分）质量流量、体积流量与流速u三者之间的关系如何？
答：
三者之间可以用一个公式表示为：
2、（3分）何谓定态流动？
答：
在流动过程中，若系统的参变量不随时间改变仅随所在空间位置而变的流动称为定态流动。
3、什么是理想流体？
答：
不具有粘性，流动时没有能量损失的流体称为理想流体。
4、（4分）应用柏努利方程式时，衡算系统的上、下游截面的选取原则是什么？
答：
选取原则为：
①两截面一定要与流动方向相垂直；（1分）
②流体必须充满两个截面间的空间；（1分）
③所选的截面上各物理量除待求的外，必须是已知或可以算出的；（1分）
④计算输送机械有效功时，两个截面应选在输送机械的两侧范围内；（1分）
5、（3分）如何判断一流体的流动类型?
Re≤2000的流动称为层流流动，Re＞4000的流动称
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