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化工原理上册习题以及答案

第1-2章流体流动及流体输送机械

一、选择题

1. 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（）

（A） 0.032 （B）0.0427 （C）0.0267 （D）无法确定

2.在静止流体内部各点的静压强相等的必要条件是（）

（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

3.在一水平变径管道上，细管截面A及粗管截面B与U管压差计相连，当流体流过时，U管压差计测量的是（）

（A）A、B两截面间的总能量损失（B）A、B两截面间的动能差

（C）A、B两截面间的压强差（D）A、B两截面间的局部阻力

4. 双液体U形差压计要求指示液的密度差（）。

(A) 大 (B) 中等 (C) 小 (D) 越大越好

5. 管路由直径为Φ57×3.5mm的细管，逐渐扩大到Φ108×4mm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（）

（A） 2m/s （B）1m/s （C） 0.5m/s （D） 0.25m/s

6.湍流与滞流的本质区别是（）

（A）湍流的流速大于滞流的

（B）湍流的Re值大于滞流的

（C）滞流无径向脉动，湍流有径向脉动

（D）湍流时边界层较薄

7. 在阻力平方区内，摩擦系数λ（）

（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值和ε/d的函数

8. 流体在圆形直管中作滞流流动时，其直管阻力损失与流速u的关系为（）

（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

9. 在计算突然扩大及突然缩小的局部阻力时，公式中的流速应该用（）中的流速。

（A）大管（B）小管

(C）大管和小管任取其一

10. 所谓定态流动是指（）

(A) 理想流体的流动

(B) 服从牛顿粘性定律的流体流动

11. 离心泵的扬程是指（）

(A)实际的升扬高度 (B)泵的吸上高度

(C)泵对单位重量液体提供的有效能量 (D)泵的允许安装高度

12. 当液体的密度改变时，离心泵的压头H和轴功率N的变化为（）

(A) H、N均不变 (B) H不变，N改变

13. 离心泵的安装高度与（）

(A) 泵的结构无关 (B) 液体流量无关

14. 下列两设备，均须安装旁路调节流量装置（）

(A)离心泵与往复泵 (B)往复泵与齿轮泵

(C)离心泵与旋涡泵 (D)离心泵与齿轮泵

参考答案

1. B

2.D

3.C

4.C

5.B

6.C

7. C

8. B9.B10.C 11.C 12.B 13.D 14. B

二、填空题

1.边界层的形成，是液体具有的结果。

2. 因次分析法的基础是，又称因次的和谐性。

3. 用离心泵在两个敞口容器间输液。若维持两容器的液面高度不变，当关小输送管道的阀门后，

管道的总阻力将 ____。

4. 粘性流体流体绕过固体表面的阻力为_________ 和_________ 之和，称为局部阻力。

5. 边长为α的正方形载面风道，其当量直径为_________。

6. 如果管内流体流量增大1倍以后，仍处于滞流状态，则流动阻力增大到原来的_________倍。

7. 在滞流区，若总流量不变，规格相同的两根管子串联时的压降为并联时的_________倍。

8. 流体在阻力平方区流动，若其他条件不变，其压降随着管子的相对粗糙度增加而_________，

随着流体的密度增大而_________。

9. 雷诺数的物理意义实际上就是与阻力有关的两个作用力的比值，即流体流动时的________ 与_________之比。

10. 某精馏塔顶操作压强须维持在5．3kPa（绝），若当地气压计的读数为100．6kPa ，塔顶真

空表读数应为_________kPa 。

11. 为使测量精确，测速管前后应有一稳定段，其长约为_________。

12. 每千克水经过泵后其机械能增加了结490J，则该泵的扬程为_________。

13. 活塞往返一次，只吸入和排出液体各一次，这种往复泵被称作_________。

14. 从泵的选用范围看，齿轮泵的流量_________而扬程_________。

参考答案

1. 粘性

2. 因次的一致性

3.不变

4. 摩擦阻力；形体阻力

5. α

6. 2

7. 4

8.增加；增大

9. 惯性力；粘性力

10. 95.3

11. 50d

12. 50m （水柱） 13. 单作用泵 14. 较小；较高

三、计算题

1-1 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φ83×3.5mm,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面高度为4.8m, 压力表安装位置离贮水池的水面高度为5m 。当输水量为36 m 3

.h -1

时，进水管道的全部阻力损失为

1.96 J.kg -1，出水管道的全部阻力损失为4.9 J.kg -1 ，压力表的读数为

2.5 kgf.cm -1

，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.cm -1

解：（1）取贮水池液面为截面0-0, 真空表处为截面1-1, 压力表处为截面2-2, 高位槽液面为截面3-3。在截面2-2和3-3间列柏努利方程，以2-2为基准面(目的求 H )

322

-++

f h u p

g H u p g H ρ

N.m 10807.9kgf.cm 1--?=

2m.s

21.2076.04

)3600

36(

-=?==

∴）π

q u v

9.481.9)2

21.2(

)10

807.95.2(

+?=+??H

m 74

.2481

.974.2423==

H m 74

.29574.2753=+=+=∴H H

（2）在0-0和3-3间列柏努利方程以0-0为基准面(求he)

0)2

(

)(

-+++=++

+f e h u p g H h u p g H ρ

303J.kg

6.298)9.496.1(81.974.29--=++?=+=f e h g H h

W 2986

62.29810003600

36=??=

??=e e W Q P ρ

W 4267

.02986==

a P P

（3）在0-0和1-1间列柏氏方程，以0-0为基准面

0)2

(

)(

(

)(

-+++=++f h u p g H u p g H ρ

1J.kg

5.519

6.1)2

21.2(

81.98.4)

(-=++?=-ρ

p p a

1kgf.cm

525.010

81.910005.51)(-=??=

-p p a

1-2 15℃水在内径为10 mm 的钢管内流动，流速为0.15 m.s -1 ，试问：（1）该流动类型是层流还是湍流？（2）如上游压强为7 kgf.cm -1 ，流经多长管子，流体的压强降至3 kgf.cm -1 ？（已知15℃水的密度为999.1 kg.m -1

，粘度为1.14cp.）

解：（1） 2000131410

14.11

.99915.0010.0Re 3

<=???=

-μ

du 该流体作层流流动

（2）根据泊谡叶方程式 m 717115

.010

14.13201.01081.9)37(32323

=?????-=

??=

∴??=

?-u

l d

l P μμ

1-3 欲建一水塔向某工厂供水，如下图所示，从水塔到工厂的管长（包括局部阻力当量长度）为 500 m 。最大流量为20 升/秒。管出口处需保持10m 水柱的压头（表压）。若摩擦系数λ＝0.023，试求： (1) 当管内流速为1.05 m.s -1

时，所需管径及塔高；

(2) 当管内流速为4 m.s -1 时，所需管径及塔高；

(3) 由计算1、2，分析满足一定流量时，塔高与管径的关系。

解： m 156.014

.305.102.044)1(5

.02

=??=∴?=）

（

d u d

q v π

m 2.14)2(

202)

2(2

=∴++

H g

u d l

u g

P g

u g

P H λ

ρρ

m 128

m 080

.0'

==H d

（3）管径越大,塔高越低管径越小,塔高越高

1-4 粘度为30cp ，密度为900kg.m -1

的液体，自A 经内径为40mm 的管路进入B ，两容器均为敞口，液面视为不变。管路中有一阀门。当阀全关时，阀前后压力表读数分别为0.9at 和0.45at 。现将阀门打至1/4开度，阀门阻力的当量长度为30m ，阀前管长50m ，阀后管长20m （均包括局部

阻力的当量长度)。试求: (1）管路的流量m 3.h -1 ？ (2）阀前后压力表读数有何变化？

解：（1）阀关时 g Z P ?=ρ11

m 1081.99001081.99.04

1=???=

g P Z ρ

m 581

.99001081.945.04

2=???==

P Z ρ

阀开时，两槽面间列柏式

f B B B

A A A

h u g Z p u g Z p ∑++

∑=

-?f

B h

g Z Z )( (1)

12502

.0)302050(2u u

d l h

λλ

=++==∑

代入（1）：2

125005.4981.9)510(u λ==?- (2)

设02.0=λ，则1

.0m.s

4.1)

.0125005.49(

-=?=u

层流168010

30900

4.104.0Re 3

=???=

λλ>==

038.01680

64:设分析：λ↑，ｕ↓，

∴仍为层流 2

3090004.064125005.49u u -???=

m .s 736

.0-=∴u

132.h m 33.33600736.004.0785.0-=???=h v q （2）阀开后，P 1↓ ， P 2↑

1-5 用离心泵将水由水槽送至水洗塔中,水洗塔内的表压为98070 N.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340 J.kg -1

, 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,但不包括

出口的当量长度)输送管尺寸为φ108×4mm ,水的密度为1000 kg.m -1 。求输水量为多少m 3 .h -1

。

解： ∑-+

=+++

f e h

u p g Z h u p g Z ρ

;.98070;m 20;J.kg

340;0;0;02

221

111--===≈==m

N P Z h u p Z e

19.92

1.0110018

.02

u u u d l h

f =?

==∑-λ

简化上式：∑-+

f e h

u P g Z h ρ

29.92

1000

980702081.9340u u ++

?=∴

2m.s

1.27.454.10-=∴=u u

m 3.5936001.2)1.0(785.036004

-=???=??=u D q v π

1-6 水从蓄水箱，经过一水管流出，如附图所示。假如，Z 1＝12m ， Z 2 ＝Z 3 ＝6.5m ，d 2 ＝20 mm ，d 3 ＝10mm ，水流经d 管段的阻力损失为2m 水柱，流经d 管段的阻力损失为1m 水柱，求：

（1）管嘴出口处的流速ｕ3 ；（2）接近管口2-2截面处的流速ｕ2及压强P 2 ；

解：（1）列1-1与3-3截面柏努利方程式

312

122-++

=++

f h g

u g

p Z g

u g p Z ρρ

)(0,0311表压===p p u

)12(25.6122

++=

-∴g

解得

3m.s

781.925.2-=??=

（2）1

332m.s 75.120

107)(

-=?

=?=d

d u u

由1-1与2-2截面列柏努利方程式可得

212

122-++

=++

f h g

u g

p Z g

u g p Z ρρ

m 34.3281

.9275

.1)5.612(2)(2

212

=-?-

-=--

-=-f h g

u Z Z g

p ρ

Pa 32800

81.9100034.32=??=∴p

1-7 如本题附图所示，槽内水位维持不变。槽底部与内径为100mm 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m 3

。

(2) 当阀全开时（取闸阀全开ｌe /d ＝15， λ＝0.0 18），测压点B 处的静压强为若干N.m -2

（表压）。

解：（1）当闸阀全关时，根据静力学关系： g R g h Z Hg A ρρ=?+)(

得水槽液位高度：m 66.65.16.136.0=-?=-=h R

Z Hg A ρ

在水槽液位A-A 与测压点B-B 截面列柏努利方程式 fAB

B A h g p g u Z ∑++

ρ22

m 04.41000

1000

4.1136004.0'

=?-?=

ρρh

R g

p Hg B

u g u d l g u g p Z B B B

25.01.01502.0104.466.6,222

??????+?+=-∴??????++=-ζλρ ()1

m 0265.038.31.0785.0s

m 38.3--?=??=∴?=v B q u

（2）当闸阀全开时，在A －A 与管路出口C －C 截面列柏努利方程：

66.625.015018.01.035018.01212

2=??? ??+?+?+=??? ??+++=g u g u d l l Z C C e A

ζλ

m 02.4-?=C u

由A －A 与B －B 截面间柏努利方程式得： g

g p g u h g

p g

u Z C B

fAB

B A 25.01.035018.0222

??? ??+++=∑++

ρρ ()Pa 3140098102.3m

2.381

.9202.42

.466.62

=?=∴=?-=B B

p g

p ρ

1-8 并联输水管路由两条光滑管支路组成，管内流体均处于湍流状态。已知总输水量为

m 70-?，求两条支管的流量。设两条支管的内径分别为mm 50,mm 10021==d d ，管长分别为

,mm 7001=l mm 3502=l （包括管件的当量长度）。

解：由并联管路特性：

∑∑=

,f f h

即 2

2222

1111

u d l u d l λλ= 将25.03164.0e

λ代入上式

得

3164.02

22225

.0222

11125

.011u d l u d u d l u d ???

??=

???

? ??μ

ρμ

化简

25.12

275

.1225.11

.11d

l u d

l u =

即

25.12

.12

2225.11

.12

11785.0785.0d l d q d l d q v v ???

???

∴ 1

275

.4211

.1275.12175

.121

l l d d l l d d q

q v v ?

???

??=????

??=???

? ??+?

192175.11

.175

.4212

1???

? ??????

? ??=???? ?????

? ??=l l d d l l d d q q v v 41.4673.056.67003505010074

1=?=??

? ????

?? ??=v v q q

m 571

41.441.470-?=+?

=v q 1

32h m 135770-?=-=v q

分析：解决两条支管并联的问题，大都是先从两支路流动阻力相等这一规律出发，然后确定两个支管的流量比。多条支管并联的管路亦可仿此处理。对于幂指数比较复杂公式的计算，建议先不要代入数据，待推出最终结果后再代入数据，这样可避免一些繁琐的计算。

由计算结果可以看出：支管直径d 对流量分配的影响较大（指数为719）。本例尽管两条支管21212,2l l d d ==，但两条支管的流量仍相差较大。其次还应注意，式中的管长l 是包括当量长度e

l 在内的。如果当量长度发生变化（例如调节某一支路的阀门开度），将直接影响流量在两支管中的分配，即不仅影响本条支管的流量，而且影响其他并联管路的流量，操作时必须注意到这一点。

1-9 密度为1200 kg. m -1 的盐水，以25m 3.h -1 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λ＝0.03；（2）泵的效率η＝0.6 解：在两液面间列柏努利方程得：

∑+

=++

e H

p g

u Z H g

p g

u Z ρρ2

122

212121,0,0,m 25,0p p u u Z Z =≈≈==

∑∑+

=∴f

e H

Z H 252

m .s 573.1075

.00785.0360025

-=??=

V u

盐水柱m g

u d

l H

567.725.181

.92573

.1075

.012003.025.1)2(2

=???

=??

=∑λ

m 6.32567.725=+=e H

W 26703600

.912006.3225=???=

???=g H Q P e e ρ

W 44306

.02670?===

a P P

1-10 如图示循环管路，离心泵的安装高度H ＝3m ，泵特性曲线可近似表示为H ＝23－1.43×105q v 2，式中q v 以m 3 .s -1 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？

解：（1）管路特性曲线 g

H e

1(2

∑λ

1088.62)

.0785.0(

.0)

10120(02.0v v

q g

q H ?=???

与泵特性曲线联解 2

1088.61043.123v v q q ?=?- 1

m 9.18.s

m 00526

.0--==v q

（2）在进水液面与泵入口处列柏氏方程

l g

p g

p e

222

∑--

ρρ

m .s 68

.205

.04

25.5--=??=

.9268

.205

.01002.081

.9268

.232

p g

p a

ρρ

)(N.m

4738283.4)(

真空度水柱-==-

m g

p g

p a

ρρ

在泵入口处和泵出口处列柏氏方程：g

p p H e ρ)

(12-=

因为，m 19

00526.01043.1232

5=??-=e H

所以，

p g p ρρ1

19+

)(m 2.4183.419191

表压水柱=-=-

p g

p a

ρρρρ

)

(Pa 10

39.181.910002.145

2表压?=??=p

第4-5章流体通过颗粒层的流动

与颗粒的沉降

一、填空题

1. 悬浮液中加入助滤剂进行过滤的目的是____________________________ 。

2. 球形粒子在介质中自由沉降时，匀速沉降的条件是_________________________ 。滞流沉降时，其阻力系数=____________.

3. 板框压滤机每个操作循环由________________________________________五个阶段组成。

4. 板框压滤机主要由_________________________，三种板按 __________的顺序排列组成。

5. 板框压滤机采用横穿洗涤滤渣，此时洗液穿过____层滤布及____个滤框厚度的滤渣，流经过长度约为过滤终了滤液流动路程的____倍，而供洗液流通的面积又仅为过滤面积的____。

6. 设离心机转鼓直径为1m，转速n=600 转/min ，则在其中沉降的同一微粒，比在重力沉降器内沉降的速度快____________倍。

参考答案：

1. 在滤饼中形成骨架，使滤渣疏松，孔隙率加大，滤液得以畅流。

2. 粒子所受合力的代数和为零，24/ Rep。

3. 装合板框、过滤、洗涤、卸渣、整理。

4. 滤板、滤框、主梁（或支架）压紧装置等组成，1—2—3—2—1—2—3—2—1。

5. 二；一；二；二分之一。

6. 201。

二、选择题

1．回转真空过滤机的转速越快，单位时间所获得的滤液量就越( )，形成的滤饼层厚度就越( )，过滤阻力越( )。

(A)少，薄，小 (B)少，厚，大

(C)多，薄，小 (D)多，薄，大

2．离心沉降速度是( )。

(A)颗粒运动的绝对速度 (B)径向速度

(C)切向速度(D)气流速度

3．在恒压过滤操作中，忽略过滤介质的阻力，且过滤面积恒定，则所得的滤液量与过滤时间的( )次方成正比，而对一定的滤液量则需要的过滤时间与过滤面积的( )次方成反比。

(A)1/2,2 (B)2,1/2 (C)1,1/2 (D)1/2,1

4．助滤剂应具有以下特性( )。

(A)颗粒均匀，柔软，可压缩 (B)颗粒均匀，坚硬，不可压缩

(C)颗粒分布广，坚硬，不可压缩 (D)颗粒均匀，可压缩，易变形

5．滤液在滤饼层中的流动属于( )流动。

(A)层流 (B)湍流(C)过渡流 (D)不确定

6．降尘室的生产能力只与降尘室( )和( )有关，而与( )无关。

(A)长度、宽度、高度(B)长度、高度、宽度

(C)宽度、高度、长度(D)宽度、长度、面积

7．固体颗粒在流体中运动,所受的阻力是( )。 (A)表皮阻力 (B)形体阻力

(C)表皮阻力和形体阻力

参考答案

1.C;

2.B

3.C

4.B

5.A

6.A

7.C 三. 计算题

1.现有密度为8010kg/m 3

、直径0.16mm 的钢球置于密度为980 kg/m 3

的某液体中，盛放液体的玻璃管内径为20mm 。测得小球的沉降速度为1.70mm/s ，试验温度为20℃，试计算此时液体的粘度。

测量是在距液面高度1/3的中段内进行的，从而免除小球初期的加速及管底对沉降的影响。当颗粒直径d 与容器直径D 之比d/D ＜0.1，雷诺数在斯托克斯定律区内时，器壁对沉降速度的影响可用下式修正：

??+=

D d u u t

t 104.21'

式中u't 为颗粒的实际沉降速度；u t 为斯托克斯定律区的计算值。

解：

10810

21016.0---?=??=D d [

310

8104.211070.1104.21'--??+?=?????

???? ??+=D d u u

t t

=1.73×10－3m/s 假设颗粒在层流区沉降

()()()3

73.11881

.99808010

1016.018--???-?=

u g

ρρμ

=0.0567Pa ·s 校核颗粒雷诺数

Re t 3

'0.1610

1.7010980

4.7010

0.0567

t du ρ

---????=

=?<

上述计算有效。

2. 拟采用降尘室回收常压炉气中所含的球形固体颗粒。降尘室底面积为10m 2，宽和高均为2m 。操作条件下，气体的密度为0.75kg/m 3，粘度为2.6×10－5Pa ·s ；固体的密度为3000 kg/m 3；降尘室的生产能力为3 m 3/s 。试求：1）理论上能完全捕集下来的最小颗粒直径；2）粒径为40μm 的颗粒的回收百分率；3）如欲完全回收直径为10μm 的尘粒，在原降尘室内需设置多少层水平隔板？

解：1）理论上在降尘室中能够完全被分离出来的最小颗粒的沉降速度为

3.010

3==

V u s t

m/s

由于粒径为待求参数，沉降雷诺准数Re t 和判断因子K 都无法计算，故需采用试差法。假设沉降在滞流区，则可用斯托克斯公式求最小颗粒直径，即

()μm

1.69m 10

91.681

.930003

.010

6.218185

min

=?=????=

--g

u d s

ρρμ

核算沉降流型

Re t

6.275

.03.010

91.65

min =????=

--μ

t u d 原设在滞流区沉降正确，求得的最小粒径有效。

2）40μm 颗粒的回收百分率假设颗粒在炉气中的分布是均匀的，则在气体的停留时间内颗粒的沉降高度与降尘室高度之比即为该尺寸颗粒被分离下来的分率。

由于各种尺寸颗粒在降尘室内的停留时间均相同，故40μm 颗粒的回收率也可用其沉降速度u't

与69.1μm 颗粒的沉降速度u t 之比来确定，在斯托克斯定律区则为

回收率= u't / u t =(d'/d min )2

=(40/69.1)2

=0.335 即回收率为33.5%。

3）需设置的水平隔板层数多层降尘室中需设置的水平隔板层数用式3-20a 计算。由上面计算可知，10μm 颗粒的沉降必在滞流区，可用斯托克斯公式计算沉降速度，即

()()

29.610

6.21881

.93000101018---?=?????≈

ρρg

u s

m/s

所以 69

.46110

29.6103

=-??=

-=-t

s blu V n ，取47层

隔板间距为 042

.01

4721

=+=

n H h

核算气体在多层降尘室内的流型：若忽略隔板厚度所占的空间，则气体的流速为 75

.02

23=?=

V u s m/s

()

082.0042

.022042.02424=+??=

h b bh d e

所以 Re 177410

6.275

.075.0082.05

=???==-μρu d e 即气体在降尘室的流动为滞流，设计合理。

3. 拟在9.81×103Pa 的恒定压强差下过滤某悬浮液。已知该悬浮液由直径为0.1mm 的球形颗

粒状物质悬浮于水中组成，过滤时形成不可压缩滤饼，其空隙率为60%，水的粘度为1.0×10－３

Pa ·s ，

过滤介质阻力可以忽略，若每获得1m 3滤液所形成的滤饼体积为0.333m 3。

试求：1）每平方米过滤面积上获得1.5m 3滤液所需的过滤时间；2）若将此过滤时间延长一倍，可再得滤液多少？

解：1）求过滤时间已知过滤介质阻力可以忽略的恒压过滤方程为 θK q =2 单位面积获得的滤液量 q =1.5 m 3/ m 2

过滤常数 v

r p K s

'21μ?-=

对于不可压缩滤饼，s =0，r'=r =常数，则 rv

p K μ?2=

已知Δp =9.81×103Pa ，μ=1.0×10－3Pa ·s ，v =0.333m 3/m 2 已知滤饼的空隙率ε=0.6 球形颗粒的比表面4

610

1.0666

?=?=

=-d

d a

π m 2/m 3

所以 ()(

)()

333.16

.06.0110

6515?=-?=

-=ε

εa

r 1/m 2

则 ()()()

310

42.4333.010333.1100.110

81.92--?=????=K m 2/s

所以 ()50910

42.45.13

=?=

-K

θs

2）过滤时间加倍时增加的滤液量 101850922'=?==θθ s 则 ()12.21018

1042.4''3

=??=

-θK q m 3/m 2

62.05.112.2'=-=-q q m 3/m 2

即每平方米过滤面积上将再得0.62m 3滤液。

4. 在25℃下对每升水中含25g 某种颗粒的悬浮液进行了三次过滤实验，所得数据见题附表1。试求：1）各Δp 下的过滤常数K 、q e 及θe ；2）滤饼的压缩性指数s 。

题4 附表1

单位面积滤液量q ×103，m/3m 2

过滤时间θ，s

0 0 0 0 11.35 17.3 6.5 4.3 22.70 41.4 14.0 9.4 34.05 72.0 24.1 16.2 45.40 108.4 37.1 24.5 56.75

152.3

51.8

34.6

68.10 201.6 69.1 46.1

解：1）求过滤常数（以实验Ⅰ为例）根据实验数据整理各段时间间隔的q

?θ?与相应的q 值，列于本题附表2中。

题4 附表2

实验序号

q ×103

m/3

m 2

Δq ×103

m/3

m 2

θ s Δθ s q

?θ?×10－3

s/m Ⅰ

0 0

11.35 11.35 17.3 17.3 1.524 22.70

11.35 41.4 24.1 2.123 34.05 11.35 72.0 30.6 2.696 45.40 11.35 108.4 36.4 3.207 56.75 11.35 152.3 43.9 3.868 68.10

11.35

201.6

49.3

4.344

在直角坐标纸上以q

?θ?为纵轴、q 为横轴，根据表中数据标绘出q

?θ?－q 的阶梯形函数关系，再经各阶梯水平线段中点作直线，见本例附图1中的直线Ⅰ。由图上求得此直线的斜率为

31090.410

4.451022.22?=??=

-K s/m

又由图上读出此直线的截距为

12602=e q K

s/m

则得到当 Δp =0.463×105

Pa 时的过滤常数为 5

08.410

90.42-?=?=

m 2/s

0257

.010

90.412604

=?=

q m 3/m 2

()2

.1610

08.40257.05

=?=

-K

q e e θs

实验Ⅱ及Ⅲ的q

?θ?－q 关系也标绘于本题附图1中。

题4 附图1

各次实验条件下的过滤常数计算过程及结果列于本题附表3中。

题4 附表3

实验序号

-?p ?过滤压强差Pa K

q q

2直线的斜率

-?θ?

s/m 2

e q K

q q

2直线的截距

-?θ?

s/m

m 2/s

q e

m 3/m 2

θe s

Ⅰ

0.463

4.90×104

1260

4.08×10－5

0.025

16.2

Ⅱ

1.95

1.764×104

403

1.134×10－4

0.022

4.58

Ⅲ 3.39 1.192×104

259

1.678×10－4

0.021

2.81

2）求滤饼的压缩性指数s 将附表3中三次实验的K －Δp 数据在对数坐标上进行标绘，得到本题附图2中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个点。由此三点可得一条直线，在图上测得此直线的斜率为7

.01=-

s ，

于是可求得滤饼的压缩性指数为3.0=s 。

题4 附图2

5. 对题4中的悬浮液用具有26个框的BMS 20/635-25板框压滤机进行过滤。在过滤机入口处滤浆的表压为3.39×105

Pa ，所用滤布与实验时的相同，浆料温度仍为25℃。每次过滤完毕用清水洗涤滤饼，洗水温度及表压与滤浆相同而其体积为滤液体积的8%。每次卸渣、清理、装合等辅助操作时间为15min 。已知固相密度为2930kg/m 3，又测得湿饼密度为1930kg/m 3。求此板框压滤机的生产能力。

解：过滤面积A =（0.635）2×2×26=21m 2 滤框总容积=（0.635）2×0.025×26=0.262m 3

已知1m 3

滤饼的质量为1930kg ，设其中含水xkg ，水的密度按1000 kg/m 3

考虑，则 11000

2930

1930=+

-x x

解得 kg x 518=

故知1m 3滤饼中的固相质量为 1930－518=1412kg

生成1m 3滤饼所需的滤浆质量为 1412×

5789225

1000=+kg

则1m 3滤饼所对应的滤液质量为 57892－1930=55962kg

1m 3滤饼所对应的滤液体积为

962.551000

55962=m 3

由此可知，滤框全部充满时的滤液体积为

366.14262.096.55m V =?= 则过滤终了时的单位面积滤液量为 6982.021

66.14===

A V q m 3

/m 2

根据题4中过滤实验结果写出Δp =3.39×105

Pa 时的恒压过滤方程式为（q +0.0217）2=1.678×10－4(θ+2.81) 将q =0.6982 m 3

/m 2

代入上式，得

（0.6981+0.0217）2=1.678×10－4(θ+2.81) 解得过滤时间为：θ=3085s 。

对恒压过滤方程式进行微分，得 2（q+q e ）dq=Kd θ，即 )

(2e q q K d dq +=

已求得过滤终了时q =0.6982 m 3/m 2,代入上式可得过滤终了时的过滤速率为

10447.2)0217.06982.0(210678.121)(2--?=+??=+=??? ??e E

q q K A

d dV θ m 3/s 已知 V W =0.08V =0.08×14.66=1.173 m 3

则 =W θ s d dV V E

W W

1917)

447.2(4

1173.1413

=?=

??? ??=-θθs 又知 θD =15×60=900s 则生产能力为 942.8900

1917308566.14360036003600=++?=

++=

W V

V Q θθθm 3

四、问答题

1. 影响重力沉降速度的主要因素是什么？为了增大沉降速度以提高除尘器的生产能力，你认为可以采取什么措施？

2. 为什么工业上气体的除尘常放在冷却之后进行？而在悬浮液的过滤分离中，滤浆却不宜在冷却后才进行过滤？

参考答案：

1．由重力沉降式μρρ18)(2

-=p P t gd u 可见，影响重力沉降速度t u 的主要是d 和μ（t u ∝2P d ，

t u ∝1/μ），为提高t u ，在条件允许的情况下，可用湿法增大颗粒直径。这样可大大增大t u ，较可

行的办法是让含尘气体先冷却，使其粘度下降，也可使t u 增大。

2．由重力沉降式μρρ18)(2

-=p P t gd u 可见，影响重力沉降速度t u 的主要是d 和μ（t u ∝2

P d ，

t u ∝1/μ），对于气体温度升高，其粘度增大，温度下降，粘度减少。所以对气体的除尘常放在冷

却后进行，这样可增大沉降速度t u 。而悬浮液的过滤，过滤速率为

])([(A Ve V w r P Ad dV +?=μτ

即粘度为过滤阻力。当悬浮液的温度降低时，粘度却增大，为提高过滤速率，所以不宜冷却后过滤。

化工原理课后习题答案上下册(钟理版)

下册第一章蒸馏解：总压 P=75mmHg=10kp 。由拉乌尔定律得出 0 A p x A ＋0 B p x B =P 所以 x A = 000B A B p p p p --；y A =p p A 00 00B A B p p p p --。因此所求得的t-x-y 数据如下： t, ℃ x y 113.7 1 1 114.6 0.837 0.871 115.4 0.692 0.748 117.0 0.440 0.509 117.8 0.321 0.385 118.6 0.201 0.249 119.4 0.095 0.122 120.0 0 0. 2. 承接第一题，利用各组数据计算（1）在x=0至x=1范围内各点的相对挥发度i α,取各i α的算术平均值为α，算出α对i α的最大相对误差。（2）以平均α作为常数代入平衡方程式算出各点的“y-x ”关系,算出由此法得出的各组y i 值的最大相对误差。解：（1）对理想物系，有 α＝00B A p p 。所以可得出

t, ℃ 113.7 114.6 115.4 116.3 117.0 117.8 118.6 119.4 120.0 i α 1.299 1.310 1.317 1.316 1.322 1.323 1.324 1.325 1.326 算术平均值α= 9 ∑i α=1.318。α对i α的最大相对误差＝ %6.0%100)(max =?-α ααi 。（2）由x x x x y 318.01318.1)1(1+=-+= αα得出如下数据： t, ℃ 113.7 114.6 115.4 116.3 117.0 117.8 118.6 119.4 120.0 x 1 0.837 0.692 0.558 0.440 0.321 0.201 0.095 0 y 1 0.871 0.748 0.625 0.509 0.384 0.249 0.122 0 各组y i 值的最大相对误差= =?i y y m ax )(0.3%。 3.已知乙苯(A )与苯乙烯(B )的饱和蒸气压与温度的关系可按下式计算: 95.5947 .32790195.16ln 0 -- =T p A 72 .6357.33280195.16ln 0 --=T p B 式中 0 p 的单位是mmHg,T 的单位是K 。问:总压为60mmHg(绝压)时，A 与B 的沸点各为多少?在上述总压和65℃时,该物系可视为理想物系。此物系的平衡气、液相浓度各为多少摩尔分率？解：由题意知 T A ==-- 0195.1660ln 47 .327995.59334.95K ＝61.8℃ T B ==--0195 .1660ln 57 .332872.63342.84K=69.69℃ 65℃时，算得0 A p ＝68.81mmHg ；0 B p =48.93 mmHg 。由0 A p x A ＋0 B p （1－x A ）=60得 x A ＝0.56， x B =0.44; y A =0 A p x A /60=0.64; y B =1-0.64=0.36。 4 无

化工原理上册复习题

第一章流体流动与输送一、填空题 1.流体的密度是指单位体积流体所具有的质量，其单位为 kg/m3 。 2. 20℃时苯的密度为880kg/m3，甲苯的密度为866kg/m3，则含苯40%（质量）苯、甲苯溶液的密度为 871.55 3 /m kg。 3.流体的粘度是描述流体流动性能的物理量，一般用符号μ表示；流体的粘度越大，流动时阻力损失越大。 4.流体的流动形态有层流和湍流两种，可用雷诺数Re 判断。 5.流体阻力产生的根本原因是流体本身的粘性，而流动型态与管路条件是产生流体阻力的外因。 6转子流量计应垂直安装，流体由下而上流动；读数读转子的最大截面处，一般为转子的顶部。 8.离心泵的构造主要包括叶轮和泵轴组成的旋转部件以及泵壳和轴封组成的固定部件。 9.离心泵开车时，泵空转、吸不上液体、进口处真空度低，此时泵发生了气缚现象，其原因可能是没有灌泵或轴封不严密。 10.离心泵运转时，泵振动大、噪音大、出口处压力低、流量下降，此时泵发生了气蚀现象，其原因可能是安装高度过高或吸入管路阻力太大或者被输送流体温度过高。 11.流体的特征是具有一定的体积；无一定的形状，其形状随容器的形状而改变；在外力作用下内部会发生相对运动。二、选择题 1.有一串联管道，分别由管径为d 1与d 2 的两管段串接而成。d 1 ＜d 2 。其流体稳定流过该管道。今确知d 1管段内流体呈层流。请断定流体在d 2 管段内的流型为( c )。 A.湍流 B.过渡流 C.层流 D.须计算确定。 2.有两种关于粘性的说法：( a )。(1) 无论是静止的流体还是运动的流体都具有粘性。(2) 粘性只有在流体运动时才会表现出来。

化工原理试题库答案(上册总)2

化工原理课后题答案(部分)

化工原理第二版第1章蒸馏 1.已知含苯0.5（摩尔分率）的苯-甲苯混合液，若外压为99kPa，试求该溶液的饱和温度。苯和甲苯的饱和蒸汽压数据见例1-1附表。 t（℃） 80.1 85 90 95 100 105 x 0.962 0.748 0.552 0.386 0.236 0.11 解：利用拉乌尔定律计算气液平衡数据查例1-1附表可的得到不同温度下纯组分苯和甲苯的饱和蒸汽压P B *，P A *，由于总压 P = 99kPa，则由x = (P-P B *)/(P A *-P B *)可得出液相组成，这样就可以得到一组绘平衡t-x图数据。以t = 80.1℃为例 x =（99-40）/（101.33-40）= 0.962 同理得到其他温度下液相组成如下表根据表中数据绘出饱和液体线即泡点线由图可得出当x = 0.5时，相应的温度为92℃ 2.正戊烷（C 5H 12 ）和正己烷（C 6 H 14 ）的饱和蒸汽压数据列于本题附表，试求P = 13.3kPa下该溶液的平衡数据。温度C 5H 12 223.1 233.0 244.0 251.0 260.6 275.1 291.7 309.3 K C 6H 14 248.2 259.1 276.9 279.0 289.0 304.8 322.8 341.9 饱和蒸汽压(kPa) 1.3 2.6 5.3 8.0 13.3 26.6 53.2 101.3 解：根据附表数据得出相同温度下C 5H 12 （A）和C 6 H 14 （B）的饱和蒸汽压

以t = 248.2℃时为例，当t = 248.2℃时 P B * = 1.3kPa 查得P A *= 6.843kPa 得到其他温度下A?B的饱和蒸汽压如下表 t(℃) 248 251 259.1 260.6 275.1 276.9 279 289 291.7 304.8 309.3 P A *(kPa) 6.843 8.00012.472 13.30026.600 29.484 33.42548.873 53.200 89.000101.300 P B *(kPa) 1.300 1.634 2.600 2.826 5.027 5.300 8.000 13.300 15.694 26.600 33.250 利用拉乌尔定律计算平衡数据平衡液相组成以260.6℃时为例当t= 260.6℃时 x = (P-P B *)/(P A *-P B *) =（13.3-2.826）/（13.3-2.826）= 1 平衡气相组成以260.6℃为例当t= 260.6℃时 y = P A *x/P = 13.3×1/13.3 = 1 同理得出其他温度下平衡气液相组成列表如下 t(℃) 260.6 275.1 276.9 279 289 x 1 0.3835 0.3308 0.0285 0 y 1 0.767 0.733 0.524 0 根据平衡数据绘出t-x-y曲线 3.利用习题2的数据，计算：⑴相对挥发度；⑵在平均相对挥发度下的x-y数据，并与习题2 的结果相比较。解：①计算平均相对挥发度理想溶液相对挥发度α= P A */P B *计算出各温度下的相对挥发度： t(℃) 248.0 251.0 259.1 260.6 275.1 276.9 279.0 289.0 291.7

化工原理上册期末复习题(DOC)

1.一个被测量体系外柱按上一个U型压差计,出现如图情况,说明体系与大气压是（）关系A. 体系＞大气压 B. 体系＜大气压 C. 体系＝大气压（第1小题图）（第2小题图） 2.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H f ； B. A.B间的压强差△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 A2- u B2)/2g 3.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<湍流的雷诺数； D. 层流无径向脉动，而湍流有径向脉动。

C. 几个小直径的分离器串联； D.与并联和串联的方式无关。 8.穿过三层平壁的稳定导热过程，如图所示，试比较第一层的热阻R1与第二、三层热阻R2、R3的大小( )。 A. R1>(R2+R3)； B. R1<(R2+R3)； C. R1=(R2+R3) ； D. 无法比较。（第8小题图） 9.有一列管换热器，用饱和水蒸汽（温度为120 ℃）将管内一定流量的氢氧化钠溶液由20℃加热到80℃，该换热器的平均传热温度差Δt m 为（）。 A. -60/ln2.5; B. 60/ln2.5; C. 120/ln5； D.100/ ln5.

10.间壁两侧流体的对流传热系数相差较大时，要提高K值，关键在于提高对流传热系数（）之值。 A. 大者； B. 小者； C. 两者； D.污垢热阻。 11. 当流体在园管内流动时,管中心流速最大,若为滞流时,平均速度与管中心的最大流速的关系为( ) A. u m＝3/2u max； B. u m＝0.8 u max； C. u m ＝1/2 u max ； D. u m＝0.4u max 12.转子流量计的主要特点是( )。 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。 13.如图,若水槽液位不变①、②、③点的流体总机械能的关系为( )。 A. 阀门打开时①>②>③ B. 阀门打开时①=②>③ C. 阀门打开时①=②=③ D. 阀门打开时①>②=③

化工原理例题与习题

化工原理例题与习题标准化管理部编码-[99968T-6889628-J68568-1689N]

第一章流体流动【例1-1】已知硫酸与水的密度分别为1830kg/m3与998kg/m3，试求含硫酸为60%（质量）的硫酸水溶液的密度为若干。解：根据式1-4 =（+）10-4=×10-4 ρ m =1372kg/m3 【例1-2】已知干空气的组成为：O 221%、N 2 78%和Ar1%（均为体积%），试求干空气在压力为×104Pa及温度为100℃时的密度。解：首先将摄氏度换算成开尔文 100℃=273+100=373K 再求干空气的平均摩尔质量 M m =32×+28×+× =m3 根据式1-3a气体的平均密度为：【例1-3 】本题附图所示的开口容器内盛有油和水。油层高度h1=、密度ρ 1 =800kg/m3，水层高度h2=、密度ρ2=1000kg/m3。（1）判断下列两关系是否成立，即p A=p'A p B=p'B （2）计算水在玻璃管内的高度h。解：（1）判断题给两关系式是否成立p A=p'A的关系成立。因A与A'两点在静止的连通着的同一流体内，并在同一水平面上。所以截面A-A'称为等压面。 p B =p' B 的关系不能成立。因B及B'两点虽在静止流体的同一水平面上，但不是连通着的同一种流体，即截面B-B'不是等压面。（2）计算玻璃管内水的高度h由上面讨论知，p A=p'A，而p A=p'A都可以用流体静力学基本方程式计算，即 p A =p a +ρ 1 gh 1 +ρ 2 gh 2 p A '=p a +ρ 2 gh 于是p a+ρ1gh1+ρ2gh2=p a+ρ2gh 简化上式并将已知值代入，得 800×+1000×=1000h 解得h= 【例1-4】如本题附图所示，在异径水平管段两截面（1-1'、2-2’）连一倒置U管压差计，压差计读数R=200mm。试求两截面间的压强差。解：因为倒置U管，所以其指示液应为水。设空气和水的密度分别为ρg与ρ，根据流体静力学基本原理，截面a-a'为等压面，则 p a =p a ' 又由流体静力学基本方程式可得 p a =p 1 －ρgM

化工原理上册选择填空判断题库包含答案

化工原理试题库（上册）第一章流体流动一、选择题 1. 连续操作时，物料衡算通式中的过程积累量GA为（ A ）。 A.零 B.正数 C.负数 D.任意值 2. 热量衡算中，物料的焓为相对值，通常规定（ A ）的焓为零。 A.0℃液体 B.0℃气体 C.100℃液体 D.100℃气体 3. 流体阻力的表现，下列阐述错误的是（ D ）。 A.阻力越大，静压强下降就越大 B.流体的粘度越大，阻力越大 C.流体的流动状况是产生流体阻力的根本原因 D.流体的内摩擦力在流体激烈流动时不存在 4. 压强的具有专门名称的国际单位是Pa，用基本单位表示是（ C ）。 A.atm B.mmHg C.Kg/m.s2 D.N/m2 5. 水在直管中流动，现保持流量不变，增大管径，则流速（ B ）。 A.增大 B.减小 C.不变 D.无法判断 6. 对可压缩流体，满足( C )条件时，才能应用柏努力方程求解。 A. )%(20ppp121式中压强采用表压表示 B. )%(01ppp12 1式中压强采用表压表示 C. )%(20ppp121式中压强采用绝压表示 D. )%(01ppp1 2 1式中压强采用绝压表示 7. 判断流体的流动类型用（ C ）准数。 A.欧拉 B.施伍德 C.雷诺 D.努塞尔特 8. 流体在圆形直管中滞流流动时的速度分布曲线为( B )。 A.直线 B.抛物线 C.双曲线 D.椭圆线 9. 增大流体的流量，则在孔板流量计的孔板前后形成的压强差（ A ）。 A.增大 B.减小 C.不变 D.无法判断 10. 流体在管内流动时的摩擦系数与（ B ）有关。 A.雷诺准数和绝对粗糙度 B. 雷诺准数和相对粗糙度 C.欧拉准数和绝对粗糙度 D. 欧拉准数和相对粗糙度 11. 测速管测量得到的速度是流体（ C ）速度。 A.在管壁处 B.在管中心 C.瞬时 D.平均 12. 在层流流动中，若流体的总流率不变，则规格相同的两根管子串联时的压降为并联时的（ C ）倍。 A. 2； B. 6； C. 4； D. 1。 13. 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 2 14. 流体在长为2m、高为1m的矩形管道内流动，则该矩形管道的当量直径为（ A ）。 A. 1.33m； B. 2.66m； C. 0.33m； D. 0.66m。 15. 流体在内管外径为25mm，外管内径为70mm的环隙流道内流动，则该环隙流道的当量直径为（ D ）。 A. 25mm； B. 70mm； C. 95mm； D. 45mm。 16. 当流体在园管内流动时，管中心流速最大，滞流时的平均速度与管中心的最大流速的关系为( C ) A. u ＝3/2.umax B. u ＝0.8 umax C. u ＝1/2. umax D u =0.75 umax 17. 判断流体流动类型的准数为（ A ） A . Re数 B. Nu 数 C . Pr数 D . Fr数 18. 流体在圆形直管内作强制湍流时，其对流传热系数α与雷诺准数Re 的n 次方成正比，其中的n 值为（ B ） A . 0.5 B. 0.8 C. 1 D. 0.2 19. 牛顿粘性定律适用于牛顿型流体，且流体应呈（ A ） A．层流流动 B 湍流流动 C 过渡型流动 D 静止状态 20. 计算管路系统突然扩大和突然缩小的局部阻力时，速度值应取为（ C ） A. 上游截面处流速 B 下游截面处流速 C 小管中流速 D 大管中流速 21. 用离心泵在两个敞口容器间输送液体。若维持两容器的液面高度不变，则当输送管道上的阀门关小后，管路总阻力将（ A ）。 A. 增大； B. 不变； C. 减小； D. 不确定。 22. 流体的压强有多种表示方式，1标准大气压为 ( C ) A.780mm汞柱 B.1Kgf/cm2 D.10130Pa 23. 流体在圆管中层流流动，若只将管内流体流速提高一倍，管内流体流动型态仍为层流，则阻力损失为原来的（ B ）倍。 A.4 B.2 C.2 D.不能确定 24. 阻力系数法将局部阻力hf表示成局部阻力系数与动压头的乘积，管出口入容器的阻力系数为 ( A ) A.1.0 B.0.5 25. 在柏努利方程式中，P/ρg被称为 ( A ) A.静压头 B.动压头 C.位压头 D.无法确定 26. 流体的流动形式可用雷诺准数来判定，若为湍流则Re ( D ) A.<4000 B.<2000 C.>2000 D.>4000 27. 不可压缩性流在管道内稳定流动的连续性方程式为（ A ）可压缩性流体在管道内稳定流动的连续性方程式为（ D ） 3 A.u1Ａ1=u2Ａ2 B.u1Ａ2=u2Ａ1

化工原理上册期末复习题

（一）一．判断题：（对的打√，错的打×） 1、液体的粘度随温度升高而降低，气体的粘度随温度的升高而增大。（√） 2、100℃的水不需要再加热就可以变成100℃的水蒸气。（×） 3、流体动力学是研究流体在外力作用下的运动规律。（√） 4、泵的效率随流量增加而增加。（×） 5、蒸发与蒸馏是同一种概念。（×） 6、用泵将液体从低处送往高处的高度差称为扬程。（×） 7、粘度愈大的流体其流动阻力愈大。（√） 8、气体的密度随温度与压力而变化，因此气体是可压缩流体。（√ ） 9、流体的粘度越大，表示流体在相同流动情况下内摩擦阻力越大，流体的流动性能越差。（√ ） 10、热量衡算式适用于整个过程，也适用于某一部分或某一设备的热量衡算。（√ ） 11、物质发生相变时温度不变，所以潜热与温度无关。（×） 12、高温物体比低温物体热量多。（×） 13、流体的静压头就是指流体的静压强。（×） 14、液体的质量受压强影响较小，所以可将液体称为不可压缩性流体。（×） 15、在稳定流动过程中，流体流经各截面处的体积流量相等。（×）二选择题 1、夏天电风扇之所以能解热是因为（B ）。 A、它降低了环境温度； B、产生强制对流带走了人体表面的热量； C、增强了自然对流； D、产生了导热。 2、翅片管换热器的翅片应安装在( A )。 A、α小的一侧； B、α大的一侧； C、管内； D、管外 3、对流给热热阻主要集中在（ D ）。 A、虚拟膜层； B、缓冲层； C、湍流主体； D、层流内层 4、对于间壁式换热器，流体的流动速度增加，其热交换能力将（ C ） A、减小； B、不变； C、增加； D、不能确定 5、工业采用翅片状的暖气管代替圆钢管，其目的是（D ）。 A、增加热阻，减少热量损失； B、节约钢材； C、增强美观； D、增加传热面积，提高传热效果。 6、管壳式换热器启动时，首先通入的流体是（C ）。 A、热流体； B、冷流体； C、最接近环境温度的流体； D、任意 7、换热器中冷物料出口温度升高，可能引起的有原因多个，除了（ B ）。 A、冷物料流量下降； B、热物料流量下降； C、热物料进口温度升高； D、冷物料进口温度升高 8、空气、水、金属固体的导热系数分别为λ1、λ2、λ3，其大小顺序正确的是（ B ）。 A、λ1>λ2>λ3 ； B、λ1<λ2<λ3； C、λ2>λ3>λ1 ； D、λ2<λ3<λ1 （二）

化工原理试卷习题及答案

精品文档《化工原理》考试试题一、选择与填空 1. 在层流流动中，若流体的总流量不变，则规格相同的两根管子串联时的压降为并联时的倍。 A. 2； B. 6； C. 4； D. 1。 2. 流体在圆形直管内作湍流流动时，摩擦系数与和有关；若其作完全湍流（阻力平方区），则仅与有关。 3. 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。 A. 1.2m； B. 0.6m； C. 2.4m； D. 4.8m。 4. 用离心泵在两个敞口容器间输送液体。若维持两容器的液面高度不变，则当输送管道上的阀门关小后，管路总阻力将。 B. 不变； C. 减小； D. 不确定。 5. 离心泵的效率η和流量Q的关系为。 B. Q增大，η先增大后减小； 6. 若沉降室高度降低，则沉降时间下降；；生产能力. 不变。 7. 用板框过滤机过滤某种悬浮液。测得恒压过滤方程为（θ的单位为s），则K为 m2/s，qe为m3/ m2，为s。 8. 在重力沉降操作中，影响沉降速度的因素主要有、和。二、解释下列概念或术语 1. 质量流速 2. 汽蚀余量 3. 过滤速率化工原理（上）练习题一、填空 1. 离心泵与往复泵在启动与流量调节的不同之处是离心泵启动前 _ 、启动后通过__ 调节流量；住复泵启动前_ _、启动后通过_____ 调节流量。 2.用管子从高位槽放水，当管径增大一倍时，则水的流量为原来流量的_______倍，假定液面高度、管长、局部阻力及摩擦系数均不变。 3.流体在管路中典型流动形态有________和________两种，一般以________来区分，前者值为___ ____，后者值为___ ____；而两者的本质区别在于流体流动时。 4.研究流体在管中流动的沿程阻力系数λ与Re的关系，可用图表示，根据两者关系及流动状态，可将图分为四个区，其中，滞流区λ与Re ，完全湍流区λ与Re 。

化工原理上册课后习题及答案

第一章：流体流动二、本章思考题 1-1 何谓理想流体？实际流体与理想流体有何区别？如何体现在伯努利方程上？ 1-2 何谓绝对压力、表压和真空度？表压与绝对压力、大气压力之间有什么关系？真空度与绝对压力、大气压力有什么关系？ 1-3 流体静力学方程式有几种表达形式？它们都能说明什么问题？应用静力学方程分析问题时如何确定等压面？ 1-4 如何利用柏努利方程测量等直径管的机械能损失？测量什么量？如何计算？在机械能损失时，直管水平安装与垂直安装所得结果是否相同？ 1-5 如何判断管路系统中流体流动的方向？ 1-6何谓流体的层流流动与湍流流动？如何判断流体的流动是层流还是湍流？ 1-7 一定质量流量的水在一定内径的圆管中稳定流动，当水温升高时，Re 将如何变化？ 1-8 何谓牛顿粘性定律？流体粘性的本质是什么？ 1-9 何谓层流底层？其厚度与哪些因素有关？ 1-10摩擦系数λ与雷诺数Re 及相对粗糙度d / 的关联图分为4个区域。每个区域中，λ与哪些因素有关？哪个区域的流体摩擦损失f h 与流速u 的一次方成正比？哪个区域的 f h 与2 u 成正比？光滑管流动时的摩擦损失 f h 与u 的几次方成正比？ 1-11管壁粗糙度对湍流流动时的摩擦阻力损失有何影响？何谓流体的光滑管流动？ 1-12 在用皮托测速管测量管内流体的平均流速时，需要测量管中哪一点的流体流速，然后如何计算平均流速？三、本章例题例1-1 如本题附图所示，用开口液柱压差计测量敞口贮槽中油品排放量。已知贮槽直径D 为3m ，油品密度为900kg/m3。压差计右侧水银面上灌有槽内的油品，其高度为h1。已测得当压差计上指示剂读数为R1时，贮槽内油面与左侧水银面间的垂直距离为H1。试计算当右侧支管内油面向下移动30mm 后，贮槽中排放出油品的质量。解：本题只要求出压差计油面向下移动30mm 时，贮槽内油面相应下移的高度，即可求出排放量。首先应了解槽内液面下降后压差计中指示剂读数的变化情况，然后再寻求压差计中油面下移高度与槽内油面下移高度间的关系。设压差计中油面下移h 高度，槽内油面相应下移H 高度。不管槽内油面如何变化，压差计右侧支管中油品及整个管内水银体积没有变化。故当 1-1附图

化工原理计算题例题

三计算题 1 （15分）在如图所示的输水系统中，已知管路总长度（包括所有当量长度，下同）为 100m ，其中压力表之后的管路长度为80m ，管路摩擦系数为0.03，管路内径为0.05m ，水的密度为1000Kg/m 3，泵的效率为0.85，输水量为15m 3/h 。求：（1）整个管路的阻力损失，J/Kg ；（2）泵轴功率，Kw ；（3）压力表的读数，Pa 。解：（1）整个管路的阻力损失，J/kg ；由题意知， s m A V u s /12.2) 4 05.03600(15 2 =??==π 则kg J u d l h f /1.1352 12.205.010003.022 2=??=??=∑λ （2）泵轴功率，kw ；在贮槽液面0-0′与高位槽液面1-1′间列柏努利方程，以贮槽液面为基准水平面，有： ∑-+++=+++10,1 21020022f e h p u gH W p u gH ρ ρ 其中， ∑=kg J h f /1.135, u 0= u 1=0， p 1= p 0=0（表压）, H 0=0， H=20m 代入方程得： kg J h gH W f e /3.3311.1352081.9=+?=+=∑ 又 s kg V W s s /17.410003600 15 =?= =ρ 故 w W W N e s e 5.1381=?=， η=80%， kw w N N e 727.11727===η 2 （15分）如图所示，用泵将水从贮槽送至敞口高位槽，两槽液面均恒定不变，输送管路尺寸为φ83×3.5mm ，泵的进出口管道上分别安装有真空表和压力表，真空表安装位置离贮槽的水面高度H 1为4.8m ，压力表安装位置离贮槽的水面高度H 2为5m 。当输水量为36m 3/h 时，进水管道全部阻力损失为1.96J/kg ，出水管道全部阻力损失为4.9J/kg ，压力表读数为2.452×

化工原理上期末考试试卷

化工原理（上）期末考试试卷一、选择题：(每题2分，共20分) 1.空气以相同的流速分别通过水平放置的等径直管AB和垂直放置的等径直管CD。已知 d AB =d CD ，L AB =L CD ，U型差压计指示液相同，读数分别为R1、R2。则________。 A △P AB =△P CD B △P AB >△P CD C hf AB =hf CD D R 1 >R 2 2.为提高U形压差计的灵敏度较高，在选择指示液时，应使指示液和被测流体的密度差（ρ指 -ρ）的值________。 A. 偏大 B. 偏小 C. 不确定 3.有两种说法(1)往复泵启动不需要灌水(2)往复泵的流量随扬程增加而减少则________。 A 两种说法都不对B两种说法都对 C 说法(1)正确,说法(2)不正确D说法(1)不正确,说法(2)正确 4.以下说法是正确的:当粘度μ较大时,在泵的性能曲线上________。 A 同一流量Q处,扬程H下降,效率η上升 B 同一流量Q处,扬程H上升,效率η上升 C 同一流量Q处,扬程H上升,效率η下降 5.离心泵的扬程是________。 A 实际的升扬； B 泵的吸液高度； C 液体出泵和进泵的压差换算成液柱高度； D 单位重量液体出泵和进泵的机械能差值 6.过滤介质阻力忽略不计,滤饼不可压缩进行恒速过滤时,如滤液量增大一倍,则_______ A 操作压差增大至原来的2倍 B 操作压差增大至原来的2倍 C 操作压差增大至原来的4倍 D 操作压差保持不变 7.当介质阻力忽略不计的恒压过滤时，由τ=0至τ=τ的平均过滤速率反比于过滤时间τ的_______ A 1次方 B 2次方 C 1.5次方 D 1/2次方 8.在长为L m ，高为H m的降尘室中，颗粒的沉降速度为u t m/s，气体通过降尘室的水平流速为u m/s，则颗粒在降尘室中的分离条件为_______ 。 A L/u

化工原理(上)考试试题及答案

化工原理（上）考试试题A、B卷题型例及思路试题题型--- 填空10% （5小题）；气体的净制按操作原理可分为________________、______________、 _______________.旋风分离器属________ ___ _ 。选择10% （5小题）；为使U形压差计的灵敏度较高,选择指示液时,应使指示液和被测流体的密度差（ρ 指 --ρ）的值（）。 A. 偏大； B. 偏小； C. 越大越好。判断10% （5小题）；若洗涤压差与过滤压差相等，洗水粘度与滤液粘度相同时，对转筒真空过滤机来说，洗涤速率=过滤未速度。（）问答10% （2~3小题）；为什么单缸往复压缩机的压缩比太大，会使压缩机不能正常工作？计算60% （4小题）。计算题题型：一、流体流动与输送 20分 1、已知两截面的压强P 1 P 2 高度差⊿Z 有效功W e 摩擦系数λ管路总长Σl 管直径与壁厚φ密度ρ ,求体积流量 V (m3/h). 解题思路：求体积流量，需要知道管内流速。先选取截面，列出机械能衡算式，代入已知的压强，高度差，有效功，大截面上的速度约为零，摩擦损失用计算公式代入，衡算式中只有速度未知。求出速度，再乘于管道面积即得体积流量，再进行单位换算。 2、已知高度差⊿Z P 1 P 2 管路总长Σl 体积流量V 摩擦系数λ, 求(1)管径 d ;(2)在此管径d下, 摩擦系数λ改变后的体积流量V . 解题思路：（1）求管径，先选取截面，列出机械能衡算式，代入已知的压强，高度差，无有效功，大截面上的速度约为零，摩擦损失用计算公式代入，其中速度用已知的体积流量除于管道截面积表示，当中包含了直径，进行体积流量的单位换算，整个衡算只有直径未知。（2）在确定的直径下，用改变了的摩擦系数求体积流量，方法同题1。 3、已知管直径与壁厚φ密度ρ粘度μ位置高度Z 管路总长Σl (层流λ=64/Re, 需判断)，两截面的压强P 1 P 2 体积流量V 泵效率η，求轴功率N. 解题思路：求轴功率，需要求出有效功率，则先选取截面，列出机械能衡算式，代入

化工原理上册复习题

流体流动与输送一、填空题 1. 流体的密度是指单位体积流体所具有的质量，其单位为kg/m3 ________ 。 2. 20 C时苯的密度为880kg/m3，甲苯的密度为866kg/m3，则含苯40% （质量）苯、甲苯溶液的密度为___________ kg/m3。 3. 流体的粘度是描述流体流动性能的物理量，一般用符号口表示；流体的粘度越大，流动时阻力损失越大_____ 。 4. 流体的流动形态有层流和湍流两种，可用雷诺数Re判断。 5. 流体阻力产生的根本原因是流体本身的粘性，而流动型态与____ 管路条件是产生流体阻力的外因。 6转子流量计应垂直安装，流体由下而上流动;读数读转子的最大截面处，一般为转子的顶部。 8. 离心泵的构造主要包括叶轮和泵轴组成的旋转部件以及泵壳和轴封组成的固定部件。 9. 离心泵开车时，泵空转、吸不上液体、进口处真空度低，此时泵发生了气缚现象，其原因可能是没有灌泵或 _________ 。 10. 离心泵运转时，泵振动大、噪音大、出口处压力低、流量下降，此时泵发生了—气蚀现象，其原因可能是安装高度过高或吸入管路阻力太大或者被输送流体温度过高。 11. 流体的特征是具有一定的体积：无一定的形状，其形状随容器的形状而改变；在外力作用下内部会发生相对运动________ 。二、选择题 1. 有一串联管道，分别由管径为d1与d2的两管段串接而成。dY d2。其流体稳定流过该管道。今确知d1管段内流体呈层流。请断定流体在d2管段内的流型为（c ）。 A. 湍流 B. 过渡流 C. 层流 D. 须计算确定。 2. 有两种关于粘性的说法：（a ）。（1）无论是静止的流体还是运动的流体都具有粘性。（2）粘性只有在流体运动时才会表现出来。 A.这两种说法都对 B. 第一种说法对，第二种说法不对 C.这两种说法都不对 D. 第二种说法对，第一种说法不对

化工原理典型习题解答

化工原理典型习题解答王国庆陈兰英广东工业大学化工原理教研室 2003

上册一、选择题 1、某液体在一等径直管中稳态流动，若体积流量不变，管内径减小为原来的一半，假定管内的相对粗糙度不变，则 (1) 层流时，流动阻力变为原来的 C 。 A ．4倍 B ．8倍 C ．16倍 D ．32倍 (2) 完全湍流(阻力平方区)时，流动阻力变为原来的 D 。 A ．4倍 B ．8倍 C ．16倍 D ．32倍解：(1) 由222322642d lu u d l du u d l h f ρμμ ρλ=??=??=得 1624 4 212212 2122 121212==??? ? ??=???? ??????? ??==d d d d d d d u d u h h f f (2) 由 2222u d l d f u d l h f ????? ??=??=ελ得 322 5 5 21214 212 2112212==???? ??=????? ??==d d d d d d d u d u h h f f 2．水由高位槽流入贮水池，若水管总长（包括局部阻力的当量长度在内）缩短25%，而高位槽水面与贮水池水面的位差保持不变，假定流体完全湍流流动(即流动在阻力平方区)不变，则水的流量变为原来的 A 。 A ．1.155倍 B ．1.165倍 C ．1.175倍 D ．1.185倍解：由 f h u p gz u p gz ∑+++=++2 22 2 22211 1ρρ得 21f f h h ∑=∑ 所以 ()()2 222222 11 1u d l l u d l l e e ?+?=?+? λλ 又由完全湍流流动，得 ?? ? ??=d f ελ 所以 ()()2 2 2211u l l u l l e e ?+=?+，而 24 d u uA V π ?== 所以 ()()1547.175 .01 2 11 2 12== ++==e e l l l l u u V V 3．两颗直径不同的玻璃球分别在水中和空气中以相同的速度自由沉降。已知玻璃球的密度为2500kg/m 3，水的密度为998.2kg/m 3，水的粘度为 1.005?10-3Pa ?s ，空气的密度为 1.205kg/m 3，空气的粘度为1.81?10-5Pa ?s 。（1）若在层流区重力沉降，则水中颗粒直径与空气中颗粒直径之比为 B 。 A ．8.612 B ．9.612 C ．10.612 D ．11.612 （2）若在层流区离心沉降，已知旋风分离因数与旋液分离因数之比为2，则水中颗粒直径与空气中颗粒直径之比为 D 。 A ．10.593 B ．11.593 C ．12.593 D ．13.593 解：(1) 由 ()μ ρρ182g d u s t -=，得 ()g u d s t ρρμ-= 18

化工原理上册试卷答案

常州工程职业技术学院 06-07学年重修试卷答案及评分标准课程：《化工原理》上册卷种（A/B）：A 考核形式：闭卷试卷总页数：4适用班级（专业、年级）：化工、应化类03、04级考试时间：90分钟学生系部：班级：学号：姓名：一、填空（共7题，1分/空，共20分） 1、说明气体的密度必须要说明_________和________条件。温度，压力 2、间壁式换热器的传热过程是对流、传导、对流。 3、流体的流动形态有_____________和____________两种，可用________判断。层流，湍流，雷诺数Re。 4、多程列管式热交换器的壳程中常装有一定数目与管束相垂直的折流挡板(简称挡板)，其目的是提高对流传热系数。 5、离心泵的构造主要包括________和________组成的旋转部件以及________和_________组成的固定部件。叶轮，泵轴，泵壳，轴封 6、离心泵开车时，泵空转、吸不上液体、进口处真空度低，此时泵发生了__________现象，其原因可能是________________或__________________。气缚，没有灌泵，轴封不严密。 7、离心泵运转时，泵振动大、噪音大、出口处压力低、流量下降，此时泵发生了________现象，其原因可能是____________或_____________或________________。气蚀现象，安装

高度过高，吸入管路阻力太大，被输送流体温度过高。二、单项选择题（共5题，每题4分） 1、应用柏努利方程时，错误的是( )B A ．单位必须统一出 B ．截面与基准水平面可任意取 C ．液面很大时，流速可取为零 D ．用压头表示能量的大小时，应说明是哪一种流体 2、离心泵的效率η和流量Q 的关系为( )。B A ．Q 增大，η增大； B ．Q 增大，η先增大后减小； C ．Q 增大，η减小； D ．Q 增大，η先减小后增大。 3、下列说法中错误的是 C 。 A ．热量总是自发地从高温处向低温处传递 B ．固体中存在热传导，不存在热对流 C ．液体中存在热对流，不存在热传导 D ．辐射传热不仅是能量的传递，同时还拌有能量形式的转换 4、关于热导率的叙述错误的是 D 。 A ．金属的热导率随纯度的增高而增大 B ．气体的热导率随压力的升高而增大 C ．与固体和液体相比，气体的热导率最小 D ．物质的热导率均随温度的升高而增大 5、最简单，但测量精度最低的是（）A A. 孔板流量计 B. 文丘里流量计 C. 转子流量计 D. 无法确定三、简答题（共4题，每题5分） 1、流体在直管中作层流流动，流量不变时，管径增大一倍，流体阻力发生什么样的变化？（写出运算过程）答：阻力减小16倍。根据阻力计算式：g d q d l d q d h v v f 244642 22? ????? ????=πμ ρ π得4 1d h f ∝，所

化工原理习题(2)

化工原理

第一章练习 1．湍流流动的特点是脉动，故其瞬时速度等于时均速度与脉动速度之和。 2．雷诺准数的物理意义是黏性力和惯性力之比。 3．当地大气压为755mmHg ，现测得一容器内的绝对压力为350mmHg ，则其真空度为405 mmHg 。 4．以单位体积计的不可压缩流体的机械能衡算方程形式为 ρρρρρρf s w p u gz w p u gz +++=+++22 2 212112 2。 5．实际流体在管道内流动时产生阻力的主要原因是黏性。 6．如图所示，水由敞口恒液位的高位槽流向压力恒定的反应器，当管道上的阀门开度减小后，管路总阻力损失（包括所有局部阻力损失）将（1）。 (1)不变 (2)变大 (3)变小 (4)不确定 7．如图所示的并联管路，其阻力关系是（C ）。（A ）(h f )A1B (h f )A2B （B ）(h f )AB =(h f )A1B +(h f )A2B （C ）(h f )AB =(h f )A1B =(h f )A2B （D ）(h f )AB (h f )A1B =(h f )A2B 8．孔板流量计和转子流量计的最主要区别在于：前者是恒截面、变压头，而后者是恒压头、变截面。 9．如图所示，水从槽底部沿内径为100mm 的水平管子流出，阀门前、后的管长见图。槽中水位恒定。今测得阀门全闭时，压力表读数p=。现将阀门全开，试求此时管内流量。已知阀门（全开）的阻力系数为，管内摩擦因数=。答：槽面水位高度m g p H 045.681 .91000103.593 =??==ρ 在槽面与管子出口间列机械能衡算式，得： 2 4.60.1 5.01.0203081.9045.62 u ??? ??++++=?λ 解得：s m u /65.2= h m s m u d V /9.74/0208.065.21.04 14 1 3322==??==ππ 反应器题7附图 1 A B 2 题8附图 p 30m 20m 题1附图

化工原理实验试卷

1 化工原理实验试卷注意事项：1.考前请将密封线内填写清楚； 2. 所有答案请直接答在试卷上； 3 ?考试形式：闭卷； 4. 本试卷共四大题，满分100分，考试时间90分钟。一、填空题 1. 在阻力实验中，两截面上静压强的差采用倒U形压差计测定。 2. 实验数据中各变量的关系可表示为表格，图形和公式. 3. 影响流体流动型态的因素有流体的流速、粘度、温度、尺寸、形状等 4. 用饱和水蒸汽加热冷空气的传热实验，试提出三个强化传热的方案（1）增加空气流速（2）在空气一侧加装翅片（3）定期排放不凝气体。 5. 用皮托管放在管中心处测量时，其U形管压差计的读数R反映管中心处的静压头。 6. 吸收实验中尾气浓度采用尾气分析装置测定，吸收剂为稀硫酸，指示剂为甲基红。 7. 在精馏实验数据处理中需要确定进料的热状况参数q值，实验中需要测定进料量、进料温度、进料浓度等。 8. 干燥实验操作过程中要先开鼓风机送风后再开电热器，以防烧坏加热丝。

9. 在本实验室中的精馏实验中应密切注意釜压，正常操作维持在，如果达到?，可能出现液泛，应减少加热电流（或停止加热），将进料、回流和产品阀关闭，并作放空处理，重新开始实验。 10. 吸收实验中尾气浓度采用尾气分析装置测定，它主要由取样管、吸收盒和湿式体积流量计组成的，吸收剂为稀硫酸，指示剂为甲基红。 11. 流体在流动时具有三种机械能：即①位能，②动能，③压力能。这三种能量可以互相转换。 12. 在柏努利方程实验中，当测压管上的小孔（即测压孔的中心线）与水流方向垂直时，测压管内液柱高度（从测压孔算起）为静压头，它反映测压点处液体的压强大小；当测压孔由上述方位转为正对水流方向时，测压管内液位将因此上升，所增加的液位高度，即为测压孔处液体的动压头，它反映出该点水流动能的大小。 13. 测量流体体积流量的流量计有转子流量计、孔板流量计和涡轮流量计。 14. 在精馏实验中，确定进料状态参数q需要测定进料温度，进料浓度参数。 15. 在本实验室的传热实验中，采用套管式换热器加热冷空气，加热介质为饱和水蒸汽，可通过增加空气流量达到提高传热系数的目的。 16. 在干燥实验中，要先开风机，而后再打开加热以免烧坏加热丝。 17. 在流体流动形态的观察实验中，改变雷诺数最简单的方法是改变流量。 18. （1）离心泵最常用的调节方法是出口阀门调节；（2）容积式泵常用的调节方法是旁路调节。 19. 在填料塔流体力学特性测试中，压强降与空塔气速之间的函数关系应绘在双对