南工大化工原理《第一章 流体流动》习题解答

《第一章流体流动》习题解答

1某敞口容器内盛有水与油。如图。已知水及油的密度分别为1000和860kg/m3，

解：h

1=600mm，h

2

=800mm，问H为多少mm？

2.有一幢102层的高楼，每层高度为4m。若在高楼范围内气温维持20℃不变。设大气静止，气体压强为变量。地平面处大气压强为760mmHg。试计算楼顶的大气压强，以mmHg为单位。

3.某水池，水深4米，水面通大气，水池侧壁是铅垂向的。问：水池侧壁平面每3米宽度承受水的压力是多少N？外界大气压为1atm。

4．外界大气压为1atm，试按理想气体定律计算0.20at（表压）、20℃干空气的密度。空气分子量按29计。

5．有个外径为R

2、内径为R

1

为的空心球，由密度为ρ’的材料制成。若将该球

完全淹没在某密度为ρ的液体中，若球能在任意位置停留，试求该球的外径与内径之比。设球内空气重量可略。

6．为放大以U形压差计测气体压强的读数，采用倾斜式U形压差计。如图。指示液是ρ=920kg/m3的乙醇水溶液。气体密度为1.20kg/m3。读数R=100mm。

问p

1与p

2

的差值是多少mmHg？

采用微差U形压差计测压差。如图。已知U形管内直径d为6mm，两扩大室半径

均为80mm，压差计中用水和矿物油作指示液，密度分别为1000及860kg/m3。当管路内气体压强p与外界大气压p

相等时，两扩大室油面齐平，U形管两只管内油、水交界面亦齐平。现读得读数R=350mm，试计算：（1）气体压强p（表）。（2）若不计扩大室油面高度差，算得的气体压强p是多少？（3）若压差计内只有水而不倒入矿物油，如一般U形压差计，在该气体压强p值下读数R0为多少？

7．某倾斜的等径直管道内有某密度ρ的液体流过。如图。在管道的A、B截面设置了两套U形压差计测压差，下测用的是一般U形压差计，上测用的是复式

U形压差计，所用的指示液均为密度是ρ

1

的同一种液体。复式压差计中两段

指示液之间的流体是密度为ρ的流过管道内的液体。试求读数R

1与R

2

、R

3

的关系。

9)将水银倒入到图示的均匀管径的U形管内，水银高度h1=0.25m。然后将水从左支管倒入，测得平衡后左支管的水面比右支管的水银面高出0.40m。试计算U形管内水与水银的体积比。

解： R1 =0.4m

R2

h1=0.25m 1 1

L=0.015m L

习题9附图

如图所示1--1为等压面, ∴p1=p1’

∴ρ水g(R1+R2) = ρ水银gR2

103?(0.4+R2) = 13.6?103R2

∴ R2 = 0.0317m

V水银= d2(2h1+L)

V水= d2(R1+R2)

∴ V水银/ V水= (2h1+L)/ (R1+R2) = (2?0.25+0.015)/(0.4+0.0317) = 1.19

10) 一直立煤气管，在底部U形压差计h1=120mm，在H=25m高处的U形压差计h2=124.8mm。U形管指示液为水。管外空气密度为1.28kg/m3。设管内煤气及管外空气皆静止，求管内煤气的密度。

h2

H

h1

习题10附图

p2 p2’

解：

H

p1 p1’Array

p1－p1’= ρ水?gh1??(1)

p2－p2’= ρ水?gh2??(2)

(1)减(2)，得

(p1－p2)－(p1’－p2’) = ρ水?g(h1－h2) ??(3)

其中 p1－p2 = ρ煤?gH，p1’－p2’ = ρ空?gH，代入(3)式,得：

ρ煤?gH－ρ空?gH = ρ水?g(h1－h2)

即ρ煤= ρ水?(h1－h2)/H＋ρ空 = 103(0.120－0.1248)/25＋1.28

= 1.088 kg/m3

11．以2”的普通壁厚的水煤气钢管输送15℃的清水，水在管内满流。已知水流

速u=1.5m/s，求水的质量流量、质量流速和体积流量。

12．如图所示，质量为3.5kg，面积为40×46cm2的一块木板沿着涂有油的斜面

等速向下滑动。已知v=1.2m/s，ζ=1.5mm（油膜厚度）。求滑油的粘度。

13 5

12

v

δ

13解：τ

α 5

12

V α

G

δ

从受力分析 Gsinα = τA

mg sinα = τA

∴τ = =3.5?9.81?/(40?46?10-4) = 71.77 N/m2

τ = μ = μ

∴μ = = 71.77?1.5?10-3/1.2 = 0.0897 Pa?s

13．以压缩空气将某液体自储槽压送到高度H=5.0m、压强p

为2.5at（表压）

2

的容器内，如图。已知液体密度ρ=1800kg/m3，流体的流动阻力为4.0J/kg。问：

至少为多少at（表压）？

所需的压缩空气压强p

1

=100mm，14．水以70m3/h的流量流过倾斜的异径管通。如图。已知小管内径d

A

=150mm，B、A截面中心点高度差h=0.3m，U形压差计的指示液为汞。大管内径d

B

若不计AB段的流体流动阻力，试问：U形压差计哪一支管内的指使液液面较高？R为多少？

=20mm，15．水以6.4×10-4m3/s的流量流经由小至大的管段内。如图。小管内径d

1 =46mm。欲测1、2两截面处水的压差，为取得较大的读数R，采用倒大管内径d

2

U形压差计。已知压差计内水面上空是ρ=2.5kg/m3的空气，读数R=100mm。求

。

水由1至2截面的流动阻力∑h

f

16．水从喷嘴口1-1截面垂直向上喷射至大气。如图。设在大气中流

束截面保持圆形，已知喷嘴内直径d

1=20mm，出喷嘴口水流速u

1

=15m/s。问：在

高于喷嘴出口5m处水流的直径是多大？忽略摩擦阻力。

解：1--1与2--2之间列柏努利方程 2 2

gz1＋u12/2＋p1/ρ = gz2＋u22/2＋p2/ρ

z1 = 0，z2 = 5m，p1 = p2

∴ u12/2 = gz2＋u22/2

∴152/2 = 9.81×5＋u22/2 1 1

∴ u2 = 11.26m/s

又， u1d12 = u2d22 习题16附图

∴d2 = (u1/u2)1/2d1 = ?0.020 = 0.0231 m

17．高、低水库的水面高度差H=42m，水流量为30m3/s，水流的总阻力为4.5mH

2

O。如图。已知透平的效率η=0.78，试计算透平的输出功率。

解：u1=u2=0，p1=p2，z2=0， 1 1

z1=H=42m

1--1与2--2间列柏努利方程 H

gz1+u12/2+p1/ρ+W s = gz2+u22/2+p2/ρ+∑h f

W s =－gz1+∑h f

=－9.81?42＋4.5?9.81?103/103 2 2

=－368 J/kg

N a = W s?Vρ =－368?30?103=1.10?107 W

∴N e= N a?η = 1.10?107?0.78=8.61?106 W=8.61?103 kW

18．某水溶液在圆直、等径管内层流动。管内半径为R。设测点流速的探针头位

置与管轴线的距离为r。问：测点相对位置为多少时该点的点流速等于平均流速？

19．以水平圆直管输送某油品。管内径为d

1

，管两段压差为。因管道腐蚀，拟更换管道。对新装管道要求如下：管长不变，管段压降为原来压降的0.75，

而流量加倍。设前后情况流体皆为层流。问：新管道内径d

2与原来管内径d

1

之

比为多少？

20．在机械工程中常会遇到流体在两平行固体壁的间隙中作一维定态流动的情况。如图。设流动为层流。设间隙厚为2y

，试证流体沿y轴向点流速呈如下抛

物线规律分布：

解：对长度L，高度y，宽度为1的流体元作受力与运动分

析:

21．粘度为μ，密度为ρ的液体沿铅垂向平壁膜状流下。如图。设液体层流流动，液膜厚度为δ，平壁宽度为B。试推导任一流动截面上液体点流速v随y

的变化规律，并证明平均流速

解：取宽为B,长为dx ,高为y的流体元作受力与运动分

析:

22)串联两管1、2，d1=d2/2，L1=80m，Re1=1600，∑h f1 = 0.54m液柱，∑h f2 = 56mm液柱，求L2。局部阻力可略。

解：∵Re =∝，Re,2 / Re,1 = d1 / d2 =1/2，

∴ Re,2 = Re,1 /2 = 1600/2 = 800，两管内皆为层流

又，∑h f = 32μul / (ρgd2) ∝ 32μVl / (d2ρgd2) ∝ l/d4

∑h f,2 /∑h f,1 = (d1/d2)4?l2/l1即 56/540 = (1/2)4?l2/80

∴l2 = 133 m

23)原ρ1=920kg/m3，μ1=1.30P，现ρ2=860kg/m3，μ2=1.15P，层流，W2/W1=1.30

求：?p f1/?p f2。局部阻力不计。

解：层流，?p f = 32μul / d2= 32μWl / (d2?ρ?d2) ∝

∴?p f,2 / ?p f,1 = (μ2/μ1)?(W2/W1)?(ρ1/ρ2) = ?1.30? = 1.23

24) 某牛顿型流体在圆、直、等径管内流动，在管截面上的速度分布可表达为

v=24y-200y2，式中：y ?截面上任一点至管壁的径向距离，m；v ?该点的点流速，m/s。试求：(1)管半径中点处的流速。

(2)管壁处的剪应力。该流体的粘度为0.045P a?s。

解：若为层流，v = v max[1－(r/R)2] = v max[(R2－r2)/ R2] = v max(R－r)(R+r)/R2

= v max y(2R－y) / R2 = 2 v max y /R－v max y2/R2

可见，该流型为层流

∵2v max / R = 24，v max / R2 = 200，二式相除，得

(v max / R2) / (2v max / R) = 1/(2R) = 200/24

∴R = 0.06m

i . y = 0.06/2 = 0.03m，v = 24y－200y2 = (24?0.03)－(200?0.032)

=0.54m/s

ii. dv/dy = 24－400y , dv/dy ∣y=0 = 24

∴τw = μ( dv/dy )y=0 = 0.045?24 = 1.08 N/m2

25) W= 35T/h，H= 20m，?108?4mm，μ = 2840cP，ρ = 952kg/m3，η = 50%，

N= 85kW，求包括局部阻力当量管长的总管长。

解： W = 35T/h = 35?103kg/h

d = 108－4?2 = 100mm = 0.1m ，μ = 2840cP = 2.84Pa?s

N e = Nη = 85?103?0.5 = 4.25?104 W

W s = N e/W = 4.25?104?3600/(35?103) = 4371 J/kg

1--1与2--2间列柏努利方程

gz1+u12/2+p1/ρ+ W s = gz2+ u22/2+p2/ρ+∑h f

z1 = 0，z2 = H = 20m，u1= u2= 0，p1= p2

∴ W s = gH+∑h f

∴∑h f = W s－gH = 4371－9.81?20 = 4175 J/kg

u ===35?103/ (3600?952??0.12) = 1.30 m/s

Re === 43.6 < 2000 ∴层流

λ=== 1.47

∵∑h f = λ??u2/2

∴=?2/u2 = ?2/1.302 = 336 m

26．某有毒气体需通过一管路系统。现拟用水在按1/2尺寸缩小的几何相似的模型管路系统中做实验予估实际气流阻力。实际气体流速为20.5m/s，密度为1.30kg/m3，运动粘度为0.16cm2/s。实验用水的密度为1000kg/m3，运动粘度为0.01cm2/s。为使二者动力相似，水流速应为多少？若模型实验测得流动阻力为15.2J/kg，实际气体的流动阻力是多少？

欲满足动力相似，必须R

e,其=R

e,水，

设气体管径为d,

即

27．某实验室拟建立流体通过圆直、等径管内的阻力测试装置，有两个方案，一个方案是采用20℃清水为工质，水流速不超过3.0m/s；另一方案以p=1atm、20℃

空气（按干空气计）为工质，流速不超过25.0m/s，要求最大。问：两

方案需要的管内径各为多少？若管子绝对粗糙度皆为0.1mm，二者管长与管内径之比都是150，采用以上算得的管径（需按无缝钢管选接近的规格），问：二者最大流速时管路阻力各为多少？

28．试证明流体在圆管内层流时，动能校正系数。

29．试按规律推导湍流的值。

30．某牛顿型流体在圆、直、等径管内流动，管子内半径为50mm。在管截面上

的流速分布可表达为，式中：y——截面上任一点至管壁的径向距

。离，m；v——该点的点流速，m/s。试求：（1）流型；（2）最大点流速v

max

解：设v = v max (1－r/R)1/6= v max()1/6 = (v max/R1/6)?y1/6，故该流型为湍流。

又∵v max/R1/6 = v max/(0.050)1/6 = 2.54 ∴v max = 1.54 m/s

31．某直管路长20m，管子是1”普通壁厚的水煤气钢管，用以输送38℃的清水。新管时管内壁绝对粗糙度为0.1mm，使用数年后，旧管的绝对粗糙度增至0.3mm，若水流速维持1.20m/s不变，试求该管路旧管时流动阻力为新管时流动阻力的倍数。

32．某流体在光滑圆直管内湍流流动，设摩擦系数可按布拉修斯公式计算。现欲使流量加倍，管长不变，管内径比原来增大20%，问：因摩擦阻力产生的压降为原来的多少倍。

33．如图所示，某液体在光滑管中以u=1.2m/s流速流动，其密度为920kg/m3，粘度为0.82cP。管内径为50mm，测压差管段长L=3m。U形压差计以汞为指示液。试计算R值。

1 1

L

2 2

R

习题33附图

解：在1--1与2--2间列柏努利方程：

gz1+u12/2+p1/ρ = gz2+ u22/2+p2/ρ+∑h f或(p m,1－p m,2)/ρ = ∑h f (u1= u2)

∴(ρi－ρ)gR/ρ = (0.3164/Re0.25)??u2/2

其中Re == 0.05?1.2?920/(0.82?10-3) = 6.73?104

则(13.6-0.92)?103?9.81R/920=[0.3164/(6.73?104)0.25]?(3/0.050)?(1.22/2)∴R = 6.28?10-3 m

34．有一高位水槽，其水面离地面的高度为H。如图。水槽下面接有2”普通壁厚水煤气钢管130m长，管路中有1只全开的闸阀，4只全开的截止阀，14只标准90°弯头。要求水流量为10.5m3/h，设水温20℃，ε=0.2mm，问：H至少需多少米？

35．承第34题，若已知H=20m，问水流量多少m3/h？

36．有两段管路，管子均为内径20mm、长8m、绝对粗糙度0.2mm的直钢管，其中一根管水平安装，另一根管铅垂向安装。若二者均输送20℃清水，流速皆为1.15 m/s。竖直管内水由下而上流过。试比较两种情况管两端的额修正压强差与压强差。要用计算结果说明。

37．有A、B两根管道并联。已知：l

A =8m，d

A

=50mm，l

B

=12m，d

B

=38mm（上述l

中包含了局部阻力，d指内径）。流体工质是常压、20℃的空气（按干空气计）。总流量是200kg/h。问：B管的质量流量是多少？分支点与汇合点的局部阻力可略。ε皆为0.2mm。

38．某水塔供水流程如附图的a)图所示，管长为L。现需增加50%的流量，拟采用b)流程。b)流程中各管管径均与a)流程的相同，其L/2管长为两管并联。设局部阻力不计，所有管内流体流动的摩擦系数λ值均相等且为常数。问：b)方案能否满足要求。

39．某七层的宿舍楼，第四至第七层楼生活用水均来自房顶水箱。如图。若总输

水管为普通壁厚水煤气钢管，各层楼自来水支管为普通壁厚水煤气钢

管。所用的阀皆为截止阀。水箱内水深2m。有关尺寸示于附图。试计算：（1）只开七楼的阀且阀全开时，V

7

为多少？（2）当四楼及七楼的阀都全开，五、六

楼的阀全关，V

4及V

7

及各为多少？计算支管阻力时只计入局部阻力，直管阻力可

略。设λ皆为0.040。

40．用离心泵将水由水槽送至水洗塔内。水槽敞口。塔内表压为0.85at。水槽水面至塔内水出口处垂直高度差22m。已知水流量为42.5m3/h，泵对水作的有效功为321.5J/kg，管路总长110m（包括局部阻力当量管长），管子内径100mm。试计算摩擦系数λ值。

解：1--1与2--2间列柏努利方程：

gz1+u12/2+p1/ρ+W s = gz2+ u22/2+p2/ρ+∑h f

z1= 0，z2= 22 m，u1= 0，p1(表)= 0

u2= =42.5/(?0.12?3600) = 1.50 m/s

p2= 0.85at = 0.85?9.81?104 = 8.34?104 Pa

∴W s= gz2+u12/2+p2/ρ+∑h f即321.5= 9.81?22+1.502/2+8.34?104/103+∑h f

∴∑h f = 21.2 J/kg

∑h f = u2/2 = ?1.502/2 = 21.2 ∴λ= 0.0171

2 2

1 1

41．35℃的水由高位槽经异径收缩管向下流动。如图。若不考虑流动阻力，为保证水在流经收缩管时不发生汽化现象，收缩管的管径应限制在多大尺寸以上？当地大气压为1atm，35℃的水的密度为994kg/m3，饱和蒸汽压为5.62kPa。H=12m，h=8m，d=150mm（内直径）。

1 1

2 2

H

h

d 3

3

习题41附图

解：1] “1--1”至“3--3”列柏努利方程

gz 1+ p 1/ρ+u 12/2= gz 3+ p 3/ρ+ u 32

/2 ∵p 1= p 3，z 3 = 0，u 1 = 0

∴u 3 =

=

= 15.3 m/s

2] “2--2”至“3--3”列柏努利方程

gz 2+ p 2/ρ+u 22/2= gz 3+ p 3/ρ+ u 32

/2

2截面刚液体汽化时，p 2= 5.62kPa ，则

9.81?8+5.62?103/994+u 22/2 = 1.013?105/994+15.32

/2 ∴u 2 = 16.4 m/s

3] ∵u 3d 32 = u 2d 22 即 15.3?1502 = 16.4d 22

∴d 2 = 145 mm

42．如附图所示，水泵抽水打进B 、C 水槽。已知各管内径相等，且A —B 段、A —C 段和OA 段（不包括泵内阻力）的管道长与局部阻力当量管长之和

相等。

设摩擦系数λ值皆相同，过程定态。求

。

C

水 B

V C

A 水

V B

8.0m 5.0m

O

习题42附图

解：由“A→B”与“A→C”可列下式

E A－E C = α V C2

E A－E B = α V B2∴ E C－E B = α (V B2－V C2)

代入数据：9.81?(8.0－5.0) = α (V B2－V C2)

即： 29.4 = α (V B2－V C2) (1)

由“O→B”得

W s= E B+ α (V C+V B)2+ αV B2

代入数据：150 = 9.81?5.0+ α (V C+V B)2+ αV B2

即： 101 = α (V C+V B)2+ αV B2 (2)

(2)/(1)，得[(V C+V B)2+V B2]/( V B2－V C2)= [(V C/V B+1)2+1]/[1－(V C/V B)2]

解得：V C/V B = 0.387

43．在φ108×4mm的圆直管内用毕托管测点流速。已知管内流体是平均分子量

O（表压），外界大气压为1atm，气温为32℃，为35的混合气体，压强为200mmH

2

气体粘度为0.02cP。在测管轴心处v

时，U形压差计读数R为10mm，压差计指

max

示液为水。问：管内气体流量是多少m3/h?

44．在内径为50mm的圆直管内装有孔径为25mm的孔板，管内流体是25℃清水。按标准测压方式以U形压差计测压差，指示液为汞。测得压差计读数R为500mm，求管内水的流量。

45.某转子流量计，刻度是按常压、20℃空气实测确定的。现用于测常压下15℃

的氯气，读得刻度为2000。已知转子的密度为2600kg/m3，问：氯气流量多少？

46．已知某容器的容积V=0.05m3，内储压缩空气，空气密度为8.02 kg/m3。如图。在打开阀门时，空气以285m/s流速冲出，出口面积A=65mm2。设容器内任一时刻空气性质是均匀的。外界大气密度为1.2 kg/m3。求打开阀门的瞬时容器内空气密度的相对变化率。

哈工大自动控制原理 大作业

自动控制原理 大作业 （设计任务书） 姓名： 院系： 班级： 学号： 5. 参考图5 所示的系统。试设计一个滞后-超前校正装置，使得稳态速度误差常数为20 秒-1，相位裕度为60

度，幅值裕度不小于8 分贝。利用MATLAB 画出 已校正系统的单位阶跃和单位斜坡响应曲线。 + 一．人工设计过程 1.计算数据确定校正装置传递函数 为满足设计要求，这里将超前滞后装置的形式选为 ) 1)(() 1)(1()(2 12 1T s T s T s T s K s G c c ββ++++= 于是，校正后系统的开环传递函数为)()(s G s G c 。这样就有 )5)(1()(lim )()(lim 00++==→→s s s K s sG s G s sG K c c s c s v 205 ==c K 所以 100=c K 这里我们令100=K ，1=c K ，则为校正系统开环传函) 5)(1(100 )(++= s s s s G

首先绘制未校正系统的Bode 图 由图1可知，增益已调整但尚校正的系统的相角裕度为? 23.6504-，这表明系统是不稳定的。超前滞后校正装置设计的下一步是选择一个新的增益穿越频率。由)(ωj G 的相角曲线可知，相角穿越频率为2rad/s ，将新的增益穿越频率仍选为2rad/s ，但要求2=ωrad/s 处的超前相角为? 60。单个超前滞后装置能够轻易提供这一超前角。 一旦选定增益频率为2rad/s ，就可以确定超前滞后校正装置中的相角滞后部分的转角频率。将转角频率2/1T =ω选得低于新的增益穿越频率1个十倍频程，即选择2.0=ωrad/s 。要获得另一个转角频率)/(12T βω=，需要知道β的数值， 对于超前校正，最大的超前相角m φ由下式确定 1 1 sin +-= ββφm 因此选)79.64(20 ==m φβ，那么，对应校正装置相角滞后部分的极点的转角频率为 )/(12T βω=就是01.0=ω，于是，超前滞后校正装置的相角滞后部分的传函为 1 1001 520 01.02.0++=++s s s s 相角超前部分：由图1知dB j G 10|)4.2(|=。因此，如果超前滞后校正装置在2=ωrad/s 处提供-10dB 的增益，新的增益穿越频率就是所期望的增益穿越频率。从这一要求出发，可 以画一条斜率为-20dB 且穿过（2rad/s ，-10dB ）的直线。这条直线与0dB 和-26dB 线的交点就确定了转角频率。因此，超前部分的转角频率被确定为s rad s rad /10/5.021==ωω和。 因此，超前校正装置的超前部分传函为 )1 1.01 2(201105.0++=++s s s s 综合校正装置的超前与之后部分的传函，可以得到校正装置的传递函数)(S G c 。 即) 1100)(11.0() 15)(12(01.02.0105.0)(++++=++++= s s s s s s s s s G c 校正后系统的开环传递函数为

南工大化工原理第六章习题解答

第六章习题 1）苯酚（C 6 H 5 OH）（A）和对甲酚（C 6 H 4 （CH 3 ）OH）（B）的饱和蒸汽压数据为： 温度 ℃ 苯酚蒸汽压 kPa 对甲酚蒸汽压 kPa 温度 ℃ 苯酚蒸汽压 kPa 对甲酚蒸汽 压 kPa 113.7 10.0 7.70 117.8 11.99 9.06 114.6 10.4 7.94 118.6 12.43 9.39 115.4 10.8 8.2 119.4 12.85 9.70 116.3 11.19 8.5 120.0 13.26 10.0 117.0 11.58 8.76 试按总压P=75mmHg（绝压）计算该物系的“t—x—y”数据。此物系为理想物系。 t0C p A 0kPa p B 0kPa x A x B 113.7 10.0 7.70 1.0 1.0 114.6 10.4 7.94 0.837 0.871 115.4 10.8 8.2 0.692 0.748 116.3 11.19 8.5 0.558 0.624 117.0 11.58 8.76 0.440 0.509 117.8 11.99 9.06 0.321 0.385 118.6 12.43 9.39 0.201 0.249 119.4 12.85 9.70 0.0952 0.122 120.0 13.26 10.0 0.000 0.000 2）承第1题，利用各组数据，计算 ①在x=0至x=1围各点的相对挥发度α i ，取各α i 的算术平均值α，算出α对 α i 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 i ”关系，算出由此法得 出各组y i 值的最大相对误差。 t0C 113.7 114.6 115.4 116.3 117.0 117.8 118.6 119.4 120.0

哈工大 自动控制原理本科教学要求

自动控制原理本科教学要求 自动控制专业的自动控制原理课程包括自动控制原理Ⅰ和现代控制理论两部分，分两个学期讲授。 《自动控制原理I》教学大纲 课程编号：T1043010 课程中文名称：自动控制原理 课程英文名称： Automatic Control Theory 总学时： 100 讲课学时：88 实验学时：16 习题课学时：0 上机学时： 学分：6.0 授课对象：自动控制专业本科生 先修课程：电路原理、电子技术和电机方面的有关课程；复变函数和线性代数 教材：《自动控制原理》（第三版）李友善主编，国防工业出版社，2005年 参考书：《自动控制原理》（第四版）胡寿松主编，科学出版社，2001年 《Linear Control System Analysis and Design》（第四版）清华大学出版社，2000年 一、课程教学目的： 自动控制原理是控制类专业最重要的一门技术基础课。这门课主要讲解自动控制的基本理论、自动控制系统的分析方法与设计方法。 本课程的主要任务是培养学生掌握自动控制系统的构成、工作原理和各件的作用;掌握建立控制系统数学模型的方法。掌握分析与综合线性控制系统的三种方法：时域法、根轨迹法和频率法。掌握计算机控制系统的工作原理以及分析和综合的方法。了解非线性控制系统的分析和综合方法。建立起以系统的概念、数学模型的概念、动态过程的概念。 通过课程的学习使学生掌握分析、测试和设计自动控制系统的基本方法。结合各种实践环节，进行自动控制领域工程技术人员所需的基本工程实践能力的训练。从理论和实践两方面为学生进一步学习自动控制专业的其他专业课如:过程控制、数字控制、飞行器控制、智能控制、导航与制导、控制系统设计等打下必要的专业技术基础。自动控制原理课程是自动控制专业学生培养计划中承上启下的一个关键环节，因此该课程在自动控制专业的教学计划中占有重要的位置。 二、教学内容及基本要求 第一章控制系统的一般概念（2学时） 本课程的目的及讲授内容，自动控制的基本概念和自动控制系统，开环控制与闭环控制，控制系统的组成，控制系统的基本要求。 第二章控制系统的数学模型（12学时） 控制系统微分方程的建立，传递函数的基本概念和定义，传递函数的性质，基本环节及传递函数，控制系统方框图及其绘制，方框图的变换规则，典型系统的方框图与传递函数，方框图的化简，用梅森增益公式化简信号流图。 第三章线性系统的时域分析（14学时） 典型输入信号，一阶系统的瞬态响应，线性定常系统的重要性质，二阶系统的标准型及其特点，二阶系统的单位阶跃响应，二阶系统的性能指标，二阶系统的脉冲响应，二阶系统的单位速度响应，初始条件不为零时二阶系统的过渡过程。 闭环主导极点的概念，高阶系统性能指标的近似计算。稳定的基本概念和定义，线性系统的稳定条件，劳斯稳定判据。控制系统的稳态误差，稳态误差的计算：泰勒级数法和长除法，控制系统的无静差度，用终值定理计算稳态误差，减小稳态误差的方法 第四章根轨迹法（12学时） 控制系统的根轨迹，绘制根轨迹的基本规则，控制系统的根轨迹分析，参数根轨迹，闭环系统的零极点分布域性能指标 第五章线性系统的频域分析（14学时） 频率特性的概念，典型环节频率特性的极坐标图表示，典型环节频率特性的对数坐标图表示，开环系统的对数频率特性，最小相位系统。v=0、1、2时开环系统的极坐标图，Nyquist稳定判据，用开环系统的Bode图判定闭环系统的稳定性，控制系统的相对稳定性。控制系统的性能指标，二阶系统性能指标间的关系，高阶系统性能指标间的关系，开环对数频率特性和性能指标的关系。 第六章控制系统的综合与校正（14学时） 控制系统校正的基本方法，基本控制规律。相位超前校正网络，用频率特法确定相位超前校正参数，按根轨迹法确定相位超前校正参数。相位滞后网络，用频率特性法确定相位滞后校正参数，按根轨迹法确定相位滞后校正参数。相位滞后-超前校正网络，控制系统的期望频率特性，控制系统的固有频率特性，根据期望频率特性确定串联校正参数。

自动控制原理重点总结(哈工大考研)

MATLAB不考 第二章 1.传递函数定义（面试可能要问：重点是零初始条件） 2.简单传递函数建模 3.基本环节及其传递函数（P22）（重点惯性环节、振荡环节） 4.方框图及信号流图的化简 5.非线性特性的线性化当时我们也没考 习题： 1、2、3、4、5、6（a,b,c）、7（a,d,f）、8（b）、9（a）、10（d,e,f）、11(b)、12（a）、16、17、20（a） 第三章（重点） 1.典型输入信号的拉氏变换及Z变换 2.二阶系统的开环、闭环传递函数；闭环系统的特征值分布图 3.一阶、二阶系统的单位阶跃响应、单位脉冲响应曲线图 4.P83式3.4.2和3.4.3要背，图3.4.4重点 5.欠阻尼二阶系统常用性能指标的计算（公式要背，振荡次数计算不常用，了解就可以） 6.改善系统动态性能的简单方法（速度反馈、PD控制） 7.控制系统的稳定性、劳斯稳定判据 8.控制系统的稳态误差的计算（终值定理和动态误差系数都得掌握） 9.减小和消除稳态误差的方法（增大开环放大倍数、串联积分环节、顺馈控制） 习题： 1、2、3、6、7、9、10、12、14、15、16、19、22、23、29、30、34、36、38、39 第四章（重点） 1.根轨迹的概念、绘制规则10条规则（有公式的要记） 2.特殊根轨迹（与负反馈跟轨迹对比记忆），参数根轨迹 3.基于根轨迹法的校正（重点）（幅角条件重点）（过程及公式需要记）（附加开环零点（PD 控制）、串联超前校正、串联迟后校正、串联超前—迟后校正（一般不会考，太复杂）、反馈校正（移动不希望开环极点）） 习题： 1、2、3、5、6、7、8、9、11、14、15、16、17 第五章（重点）（我们当时给Bode图求传递函数是必考的） 1.典型环节的频率特性图（Nyquist图、Bode图、渐近Bode图）（Nichols图不考） 2.控制系统开环Nyquist图、开环渐近Bode图的粗略画法 3.非但未反馈系统的闭环频率特性不考（P226的5.3.5） 4.Nyquist判据（根据Nyquist图判定、根据Bode图判定） 5.稳定裕度——图示（由Nyquist图计算；由Bode图的计算）及具体计算（相角裕度、幅值裕度） 6.怎样根据系统的开环Bode图计算开环放大倍数及稳态误差 7.二阶系统开环频域指标与闭环动态性能指标的关系（教材中p.246的式（5.8.2）、p.246的式（5.8.1）） 8.高阶系统的经验公式（教材中p.249的式（5.8.7）、p.249的式（5.8.8）） 9.教材P251的5.9.4，P252的5.9.8，5.9.9，加个公式 1 sin M γγ =

南京工业大学-化工原理期末试卷及答案[2]

南京工业大学期末考试(A)卷 课程：?化工原理?（上册） 班级：姓名：学号： 一、选择填空题：(每题5分，共20分) 1．(1) 如图所示，若敞口罐液面恒定，罐上方压强为Pa，忽略流动阻力损失，出水管管径为d，则出水管的出口速度u与有关。 （A）Ｈ（B）Ｈ、ｄ（C）ｄ （D）Ｐａ（E）Ｈ、ｄ、Ｐａ 水 (2)有一并联管路，两段管路的流量，流速、管径、管长及流动阻力损失分别为V1，ｕ，d1，ｌ1，ｈf1及V2，ｕ2，ｄ2，ｌ2，ｈf2。若ｄ1＝２ｄ2，ｌ1＝２ｌ2，则： 1 ①ｈf1／ｈf2＝（） （A）２（B）４（C）１／２；（D）１／４（E）１ ②当两段管路中流体均作滞流流动时，V1／V2＝（） （A）２（B）４（C）８（D）１／２（E）１ (3)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 2．⑴已知流体经过泵后，压力增大?P N/m2，则单位重量流体压能的增加为（）（A）?P （B）?P/ρ （C）?P/ρg （D）?P/2g ⑵离心泵的下列部分是用来将动能转变为压能（） （A）泵壳和叶轮（B）叶轮（C）泵壳（D）叶轮和导轮3．（1）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４倍 （Ｃ）操作压差增大至原来的２倍 （Ｄ）操作压差保持不变 （2）恒压过滤时，如介质阻力不计，过滤压差增大一倍时同一过滤时刻所得滤液量___ （Ａ）增大至原来的２倍 （Ｂ）增大至原来的４倍 （Ｃ）增大至原来的√２倍 （Ｄ）增大至原来的１．５倍 4．比较下列对流给热系数的大小 空气流速为6m/s的α1，空气流速为25m/s的α2，水流速为1.2m/s的α3，水流速为2.5m/s 的α4，蒸汽膜状冷凝的α5，自大到小的顺序为：> > > > 二、填空题：(每题5分，共20分) 1．①1atm=__________kN/m2 。 ②____________________的流体称为理想流体。 ③表压与绝对压力的关系是____________________。 2．①离心泵的流量调节阀安装在离心泵的管路上，关小出口阀门后，真空表的读数，压力表的读数。（填增加、降低或不变） ②管路特性曲线的一般表达式是。 ③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。 3. 粒子沉降过程分阶段和阶段。

南工大化工原理第六章习题解答

第六章习题 1）苯酚（C6H5OH）（A）和对甲酚（C6H4（CH3）OH）（B）的饱和蒸汽压数据为： 温度 ℃苯酚蒸汽压 kPa 对甲酚蒸汽压 kPa 温度 ℃ 苯酚蒸汽压 kPa 对甲酚蒸汽 压 kPa 试按总压P=75mmHg（绝压）计算该物系的“t—x—y”数据。此物系为理想物系。 t0C p A0kPa p B0kPa x A x B 2）承第1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αi，取各αi的算术平均值α，算出α对αi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 i”关系，算出由此法得出各组y i值的最大相对误差。 t0C

t0C x i0 y i0最大误差= 3）已知乙苯（A）与苯乙烯（B）的饱和蒸汽压与温度的关系可按下式算得： 式中p0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。此物系的平衡汽、液相浓度各为多少摩尔分率

4）苯（A）和甲苯（B）混合液可作为理想溶液，其各纯组分的蒸汽压计算式为 式中p0的单位是mmHg，t的单位是℃。 试计算总压为850mmHg（绝压）下含苯25%（摩尔百分率）的该物系混合液的泡点。 5）试计算总压为760mmHg（绝压）下，含苯、甲苯（摩尔分率）的混合蒸汽的露点。若令该二元物系降温至露点以下3℃，求平衡的汽、液相摩尔之比。

6）有一苯（A）、甲苯（B）、空气（C）的混合气体，其中空气占2%，苯与甲苯浓度相等（均指摩尔百分数），气体压强为760mmHg（绝压）。若维持压强不变，令此三元物系降温至95℃，求所得平衡汽相的组成。A、B组分均服 从拉乌尔定律。已知95℃时，。 设X A 算得的X‘A 7）常压下将含苯（A）60%，甲苯（B）40%（均指摩尔百分数）的混合液闪蒸（即平衡蒸馏），得平衡汽、液相，汽相摩尔数占总摩尔数的分率——汽化率（1-q）为。物系相对挥发度α=，试求：闪蒸所得平衡汽、液相的浓度。

哈工大1系自动控制原理大作业

哈工大自动控制原理大作业

一、设计任务： 在新材料的分析测试工作中，需要在较宽的参数范围内真实再现材料的实际 工作环境。从控制系统的角度出发，可以认为，材料分析设备是一个能准确 跟踪参考输入的伺服系统。该系统的框图如图所示。 7. 继续参考题6给出的系统，试设计一个合适的超前校正网络，使系统的相角裕度为50，调节时间小于4秒（按2%准则），稳态速度误差常数为2秒-1。 二、设计过程： 原传递函数 ()042 (1)(2)(1)(1)2 G s s s s s s s = = ++++ 转折频率为11ω=和22ω=，剪切频率122c ωωω==，画出Bode 图如下：

系统的相位裕度2 18090arctan 2arctan 02 γ=---= 为了满足相位裕度50γ≥ 的条件，需要对系统进行超前补偿。由于要求稳态速度误差常数为2秒-1,所以放大系数K=2，即K 保持不变。 取50γ= ，11 1.3sin sin 50r M γ= == 2 2 1.5(1) 2.5(1)s r r c t M M πω??= +-+-??且要求s t 小于四秒。求得 2.1c ω≥，Mr Mr c 12-≤ωω知50.02≤ω。所以根据设计要求50.02≤ω在Bode 图上进行设计， 取2.02=ω（为了计算方便）求得串联超前校正环节传递函数110 12.0)(++=s s s Gc 并且作图如下：

补偿之后的系统传递函数为) 110 )(12)(1()12.0( 2)()()(++++==s s s s s s Go s Gc s G 相位裕度 18090arctan 22.5arctan 4.5arctan 2.25arctan 0.4150.21γ=-+---= 1 1.3sin 50.21 r M = = ，22 1.5(1) 2.5(1) 3.82s r r c t M M s πω??=+-+-=?? 均满足设计条件。 2、计算机辅助设计： (1)校正前伯德图

南工大化工原理第四章习题解答

第四章习题 1）用平板法测定材料的导热系数，其主要部件为被测材料构成的平板，其一侧用电热器加热，另一侧用冷水将热量移走，同时板的两侧用热电偶测量其表面温度。设平板的导热面积为0.03m2，厚度为0.01m。测量数据如下： 电热器材料的表面温度℃ 安培数 A 伏特数V 高温面低温面 2.8 2.3 140 115 300 200 100 50 试求：①该材料的平均导热系数。②如该材料导热系数与温度的关系为线性： ，则λ 和a值为多 少？ 2）通过三层平壁热传导中，若测得各面的温度t 1、t 2 、t 3 和t 4 分别为500℃、 400℃、200℃和100℃，试求合平壁层热阻之比，假定各层壁面间接触良好。 3）某燃烧炉的平壁由耐火砖、绝热砖和普通砖三种砌成，它们的导热系数分别为1.2W/(m·℃)，0.16 W/(m·℃)和0。92 W/(m·℃)，耐火砖和绝热转厚度都是0.5m，普通砖厚度为0.25m。已知炉壁温为1000℃，外壁温度为55℃，设各层砖间接触良好，求每平方米炉壁散热速率。

4）在外径100mm的蒸汽管道外包绝热层。绝热层的导热系数为0.08 W/(m·℃)，已知蒸汽管外壁150℃，要求绝热层外壁温度在50℃以下，且每米管长的热损失不应超过150W/m，试求绝热层厚度。 5）Φ38×2.5mm的钢管用作蒸汽管。为了减少热损失，在管外保温。 50第一层是mm厚的氧化锌粉，其平均导热系数为0.07 W/(m·℃)；第二层是10mm 厚的石棉层，其平均导热系数为0.15 W/(m·℃)。若管壁温度为180℃，石棉层外表面温度为35℃，试求每米管长的热损失及两保温层界面处的温度？ 解：①r0 = 16.5mm = 0.0165m ，r1 =19mm = 0.019 m r2= r1＋ 1 = 0.019＋0.05 = 0.069 m r3= r2＋2= 0.069＋0.01 = 0.079 m 0= 45 W/(m·℃) W/m ②即 ∴t2= 41.8 ℃ 6）通过空心球壁导热的热流量Q的计算式为：，其中 ，A 1、A 2 分别为球壁的、外表面积，试推导此式。

南京工业大学生物化学期末试题和详细答案

南京工业大学考试试题 2005级生物化学期中考试试题 一、填空题（每空1分） 1、鉴别醛糖、酮糖、核糖、糖原和淀粉可采用、和反应进行鉴别。 2、胆固醇在体内可转变为哪些活性物质______ 、____ 和______ 。 3、绝大多数水溶性维生素作为酶的辅酶或辅基成分，在物质代谢中起重要作用。泛酸的活性形式为，是酶的辅酶；维生素B6的活性形式 为，是酶的辅酶；烟酰胺（Vit PP）的活性形式为和，核黄素（Vit B2）的活性形式为和，均可作为酶的辅酶；维生素D的活性形式为，主要功能是。 4、维持DNA双螺旋结构稳定的主要因素是____ __，其次，大量存在于DNA分子中的弱作用力如_____ ，_____ 和_____ 也起一定作用。 5、tRNA分子的3’—末端的结构是____ 。 6、DNA变性后，紫外吸收______，粘度______、浮力密度______，生物活性将______。 7、在20种氨基酸中，酸性氨基酸有_________和________两种，具有羟基的氨

基酸是________和_________，能形成二硫键的氨基酸是__________。 8、氨基酸与茚三酮发生氧化脱羧脱氨反应生成______色化合物，而________与茚三酮反应生成黄色化合物。 9、今有A、B、C三种蛋白质，它们的等电点分别为8.0、4.5和10.0,当在pH 8.0缓冲液中，它们在电场中电泳的情况为：甲___ __，乙___ __，丙 _____ __。 10、影响酶促反应速度的因素有____ 、____ _、___ __、___ _和 ___ _等。 二、名词解释（每题5分） 1、第二信使学说 2、增色效应与减色效应 3、蛋白质变性与沉淀 4、玻耳（Bohr）效应 5、酶的活性中心 三、问答题：（每题8分，第4题10 分） 1、写出磷脂酰甘油的通式，并指出4种磷脂酶的作用位点。 2、简述蛋白质的各级结构及主要作用力。 3、以葡萄糖为例，解释单糖溶液的变旋现象。 4、DNA双螺旋结构与蛋白质α-螺旋结构各有何特点？

哈工大自动控制原理课程设计

课程名称：自动控制原理 设计题目：控制系统的设计和仿真 院系：航天学院控制科学与工程系班级： 设计者： 学号： 指导教师： 设计时间：2013.2.25---2013.3.10 哈尔滨工业大学

一、设计题目与题目分析 1.设计题目 1)已知控制系统固有传递函数如下： 2)系统性能指标要求： （1）超调量； （2）响应时间； （3）稳态误差； （4）最大速度； 2.题目分析 根据系统固有传递函数和系统性能指标要求，确定设计思路如下：首先完成使对系统无静差度和放大倍数的设计，稳态误差满足性能指标要求；再根据Bode 图设计串联校正环节，限制系统的相角裕度和剪切频率，最终使系统对阶跃响应的超调量和调整时间符合性能指标要求。 二、人工设计 1.稳态误差设计 根据系统固有传递函数，系统的无静差度符合要求，且系统放大倍数应符合如下要求： 得到： 在设计中，为方便计算并留有余量，取，并代入系统固有传递函数。 2.串联校正环节设计 绘制系统固有传递函数部分的Bode图，见附录。根据性能指标第12条中对超调量和响应时间的规定，根据经验公式： 计算得到对系统相角裕度和剪切频率的要求：

根据系统固有传递函数，求出系统的相角裕度和剪切频率： 由于固有相角裕度过小而剪切频率远远大于性能指标要求，可先选用串联迟后校正： 取相角裕度，根据原有Bode图计算得到，并选取由此确定串联迟后校正环节为： 加入迟后校正后，再绘制Bode图（见附录），得到： 此时，剪切频率和相角裕度都比要求之偏小，应用串联超前校正： 取，根据Bode图得到，，由此确定串联超前校正环节为： 加入串联迟后—超前校正后得到系统新的Bode图（见附录），并根据Bode 图，得到控制系统新的相角裕度和剪切频率为； 知系统已经符合性能指标要求，并进行验算得到系统地超调量和响应时间为： 经过验算，知控制系统经过串联迟后—超前校正后，已经符合性能指标要求。 三、计算机辅助设计 控制系统固有部分的Simulink仿真框图如图1 图1

哈工大自动控制原理 大作业

自动控制原理 大作业 (设计任务书) 姓名: 院系: 班级: 学号:

5、 参考图 5 所示的系统。试设计一个滞后-超前校正装置,使得稳态速度误差常数为20 秒-1,相位裕度为60度,幅值裕度不小于8 分贝。利用MATLAB 画出 已校正系统的单位阶跃与单位斜坡响应曲线。 + 一.人工设计过程 1、计算数据确定校正装置传递函数 为满足设计要求,这里将超前滞后装置的形式选为 ) 1)(()1)(1()(2 12 1T s T s T s T s K s G c c ββ++++ = 于就是,校正后系统的开环传递函数为)()(s G s G c 。这样就有 )5)(1()(lim )()(lim 00++==→→s s s K s sG s G s sG K c c s c s v 205 ==c K 所以 100=c K 这里我们令100=K ,1=c K ,则为校正系统开环传函) 5)(1(100 )(++=s s s s G 首先绘制未校正系统的Bode 图 由图1可知,增益已调整但尚校正的系统的相角裕度为? 23.6504-,这表明系统就是不稳定的。超前滞后校正装置设计的下一步就是选择一个新的增益穿越频率。由)(ωj G 的相角曲线可知,相角穿越频率为2rad/s,将新的增益穿越频率仍选为2rad/s,但要求2=ωrad/s 处的超前相角为? 60。单个超前滞后装置能够轻易提供这一超前角。 一旦选定增益频率为2rad/s,就可以确定超前滞后校正装置中的相角滞后部分的转角频率。将转角频率2/1T =ω选得低于新的增益穿越频率1个十倍频程,即选择2.0=ωrad/s 。要获得另一个转角频率)/(12T βω=,需要知道β的数值,

南京工业大学化工原理A下...

看题要谨慎！！！！！ 南京工业大学期末考试(A)卷 课程：?化工原理?（下册） [一]选择题： ⑴x06b05091 ①正常操作下的逆流吸收塔，若因某种原因使液体量减少以致液气比小于原定的最小液气比时，下列哪些情况将发生( ) （Ａ）出塔液体浓度x b增加，回收率增加； （Ｂ）出塔气体浓度增加，但x b不变； （Ｃ）出塔气体浓度与出塔液体浓度均增加； （Ｄ）在塔下部将发生解吸现象。 ②x06a05002 在填料塔中用清水吸收混合气中ＮＨ3，当水泵发生故障上水量减少时，气相总传质单元数ＮOG（） （Ａ）增加；（Ｂ）减少；（Ｃ）不变。 ③x06b05060 在吸收塔某处，气相主体浓度y=0.025，液相主体浓度x=0.01，气相传质分系数k y=2kmol/m2h，气相总传质系数K y=1.5kmol/ m2h，则该处气液界面上气相浓度y i应为（），平衡关系y=0.5X。 （Ａ）0.02 （Ｂ）0.01 （Ｃ）0.015 （Ｄ）0.005 ⑵x07b05079 ①某精馏塔，精馏段理论板数为Ｎ1层，提馏段理论板数为Ｎ2层，现因设备改造，使精馏段理论板数增加，提馏段理论板数不变，且Ｆ，ｘF，ｑ，Ｒ，Ｖ等均不变，则此时：（）（Ａ）ｘD增加，ｘW不变 （Ｂ）ｘD增加，ｘW减小 （Ｃ）ｘD增加，ｘW增加 （Ｄ）ｘD增加，ｘW的变化视具体情况而定。 ②x07a05052 连续精馏塔设计时，当采用塔顶全凝器，泡点回流方案时，为完成分离任务所需理论板数为ＮT1。若采用塔顶分凝器，而回流比和前方案相同时，则完成同样分离任务所需理论板数为ＮT2。比较：（） （Ａ）ＮT2＞ＮT1；（Ｂ）ＮT2＝ＮT1；

南工大化工原理第三章 习题解答

第三章习题 1）有两种固体颗粒，一种是边长为a的正立方体，另一种是正圆柱体，其高度 和形状系数的计 为h，圆柱直径为d。试分别写出其等体积当量直径 2）某内径为0.10m的圆筒形容器堆积着某固体颗粒，颗粒是高度h=5mm，直径 d=3mm的正圆柱，床层高度为0.80m，床层空隙率、若以1atm，25℃ 的空气以0.25空速通过床层，试估算气体压降。 [解] 圆柱体： 3）拟用分子筛固体床吸附氯气中微量水份。现以常压下20℃空气测定床层水力特性，得两组数据如下： 空塔气速0.2，床层压降14.28mmH2O

0.693.94mmH2O 试估计25℃、绝对压强1.35atm的氯气以空塔气速0.40通过此床层的压降。 （含微量水份氯气的物性按纯氯气计）氯气， [解]常压下， 欧根公式可化简为 3）令水通过固体颗粒消毒剂固定床进行灭菌消毒。固体颗粒的筛析数据是：0.5～ 0.7mm，12%；0.7～1.0mm，25.0%；1.0～1.3，45%；1.3～1.6mm，10.0%； 1.6～ 2.0mm，8.0%（以上百分数均指质量百分数）。颗粒密度为1875。 固定床高350mm，截面积为314mm2。床层中固体颗粒的总量为92.8g。以 20℃清水以0.040空速通过床层，测得压降为677mmH2O，试估算颗粒的形状系数 值。

4）以单只滤框的板框压滤机对某物料的水悬浮液进行过滤分离，滤框的尺寸为 0.20×0.20×0.025m。已知悬浮液中每m3水带有45㎏固体，固体密度为 1820。当过滤得到20升滤液，测得滤饼总厚度为24.3mm，试估算滤饼的含水率，以质量分率表示。 6）某粘土矿物加水打浆除砂石后，需过滤脱除水份。在具有两只滤框的压滤机中做恒压过滤实验，总过滤面积为0.080m2，压差为3.0atm，测得过滤时间与滤液量数据如下： 过滤时间，分：1.20 2.70 5.23 7.25 10.87 14.88 滤液量，升：0.70 1.38 2.25 2.69 3.64 4.38

南京工业大学生物化工专业考研经验

南京工业大学生物化工方向考研经验 20届考研本校考研生物化工专业（081703） 本届本专业招生20人保研13人通过研究生考试录取7人 本人考试分数：总分355 政治68 英语58 数学97 生化132 复试总分300 得分247 总得分602 初试考试时间：12.21.（周六）08:30-11:30政治 14:00-17:00英语一 12.22.（周日）08:30-11:30数学二 14:00-17:00生物化学一/化工原理 初试考试地点：仁智楼 （本校考研都在同和仁智，本省可以来南工大考，外省在自己学籍所在本地考试） 一复习流程 我是从三月份开始复习 1、三月到六月：第一轮复习 数学主要是看高数线代的基础课视频、做一轮复习笔记，主要是为了打基础对数学考试范围有印象理解基本原理背一背泰勒、等价代换之类的基本公式（主要就记忆，能背上最好，背不上后面背也行）； 生化一个字没看； 英语背单词为主，偶尔看几篇阅读，基本没做题； 政治主要看基础课视频最为第一轮复习，主要是了解知识留印象，反正真正背知识点是基本不可能的，也记不住，了解知识点主要是为了应付政治选择题； 六月份中下旬主要是复习期末考试，复习考研的时间比较少；复习时常：3-5h，复习比较松散；复习地点：厚学六楼 2、七月：参加夏令营，差不多一个字没看；对于夏令营，我觉得参加比较好，主要是一些小活动以及请老师讲专业课（过知识点）最后是抽课题，查文献，答辩，评等级。我当时是最好的A类优秀营员，复试+8分，不过本人最后好像没有加，因为我们是第一届，后面可能会好一些。 哦对了，如果参加夏令营听老师讲专业课的话，最好看一遍生化书（不过生化书

哈工大自动控制原理06自控试题及答案

哈工大2006年春季学期 自动控制理论试题 一、某 单位反馈控制系统开环传递函数为：（12分） 2 ()(2)(625) K G s s s s s = +++ 求：1．为使闭环系统稳定，确定K 的取值范围。 2．当K 为何值时，系统出现等幅振荡，并确定等幅振荡的频率。 3．试讨论当200K =、()2r t t =时，?)(=∞ss e 二、化简下图所示的方块图，并求出其闭环传递函数 ) () (S R S Y （ 12分）

求：1、当)(1)(t t r =时，系统的超调量?P σ=，及调节时间?s t =（02.0=?）， 2、当输入信号分别为)(1)(t t r =；()r t t =；21 ()2 r t t =时，其()?ss e ∞= 四、系统结构图如下：（12分） 求：1）试绘出以T 为变量的根轨迹的大致图形。（如有渐近线； 分离点、会合点；出射角、入射角； 与虚轴的交点等问题应计算之） 2）为使系统稳定，T 的取值范围。 3）系统临界稳定时T 的数值，并指出临界稳定时的振荡频率。

技术指标要求：相角稳定裕量：050≥γ；剪切频率：13≥C ω秒-1，=200V K 秒-1，试求?)(=s G C (注：系统的固有特性、校正特性及校正后的特性均应画在给出的对数坐标纸上。)

六、某非线性系统的结构图如下：（8分） 其中：1 =a ，1k =；试确定系统处于临界稳定状态时，线性部分的?=K 及振荡频率?=ω

( 提示：死区非线性的描述函数1 2 ()[1(sin a N X k X π -=- +) 七、回答下列各问：（12分） 1．在下述图中，各控制系统的开环幅相频率特性如图所示，P 为各开环传递函数在s 平面右半部的极点数，试判断各闭环系统的稳定性（如不稳定需指出有几个不稳定的根）。（4分） P = P=0 P=1 P=0

哈工大自动控制原理大作业完整版

哈工大自动控制原理大 作业 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】

Harbin Institute of Technology 课程设计说明书（论文） 课程名称：自控控制原理大作业 设计题目：控制系统的矫正 院系：自动化测试与控制系 班级： 设计者： 学号： 指导教师：强盛 设计时间： 2016.12.21 哈尔滨工业大学 题目8 8. 在德国柏林，磁悬浮列车已经开始试验运行，长度为 1600m的M-Bahn号实验线路系统代表了目前磁悬浮列车的发展水平。自动化的磁悬浮列车可以在较短的时间内正常运行，而且具有较高的能量利用率。车体悬浮控制系统的框图模型如图 8 所示，试设计一

个合适的校正网络，使系统的相位裕度满足45°≤ γ ≤55°，并估算校正后系统的阶跃响应。 图 8 题 8 中磁悬浮列车悬浮控制系统 一、人工设计 利用半对数坐标纸手工绘制系统校正前后及校正装置的Bode图，并确定出 校正装置的传递函数。验算校正后系统是否满足性能指标要求。 1)未校正系统的开环频率特性函数应为： γ0(γγ)= 1 γ2(γ+10) 2)未校正系统的幅频特性曲线图如下： 由图中可以得出: γγ=√γ=0.316 rad/s 对应的相位裕度为: γ(γγ)=180°?180°?arctan( γγ 10 )=?1.81° G c(s) 1

3)超前校正提供(m)=50° 4)γ?1 γ+1 =γγγ50°解得 a=7.5 5)?10γγγ=?8.75γγ,得到γγ=0.523 rad/s 6)1 γ=√γγγ=1.43 rad/s 1 γγ =0.19 rad/s 7)γγ(γ)=1+5.3γ 1+0.7γ 二、计算机辅助设计 利用MATLAB语言对系统进行辅助设计、仿真和调试 g = tf(1,[1 10 0 0]); gc = tf([5.3 1],[0.7 1]); ge = tf([5.3 1],conv([0.7 1],[1 10 0 0])); bode(g,gc,ge); grid legend('uncompensated','compensator','compensated') [kg,r,wg,wc]=margin(ge)

南京工业大学-化工原理期末试卷及答案资料

南京工业大学-化工原理期末试卷及答案

南京工业大学期末考试(A)卷课程：?化工原理？(上册) 班级： ___________ 姓名：学号： 一、选择填空题：(每题5分，共20分) 1. (1) 如图所示，若敞口罐液面恒定，罐上方压强为Pa,忽略流动阻力损失，出水管管 径为d，则出水管的出口速度u与 ________ 有关。 (A) H (B) H、d (C) d (D) Pa ( E) H、d、Pa 水 p a v f l u~ H (2) 有一并联管路，两段管路的流量，流速、管径、管长及流动阻力损失分别为V i, U i，d i，1 1，h fi 及V2，u 2，d 2，1 2，h f2。若d i=2d 2，1 i =21 2，则： ①h fi/h f2=( ) (A) 2 (B )4 (C)l/2; (D )1/4 (E)l ②当两段管路中流体均作滞流流动时，V i/V2=( ) (A) 2 (B )4 (C)8 ( D)1/2 (E)1 (3) 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 2?⑴已知流体经过泵后，压力增大？P N/m2,则单位重量流体压能的增加为 () (A) ?P ( B) ?P/ p (C) ?P/ p g ( D) ?P/2g ⑵离心泵的下列部分是用来将动能转变为压能( (A)泵壳和叶轮(B)叶轮(C)泵壳(D)叶轮和导轮 3. (1 )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 (E)操作压差增大至原来的4倍 (C)操作压差增大至原来的2倍 (D)操作压差保持不变 (2)恒压过滤时，如介质阻力不计，过滤压差增大一倍时同一过滤时刻所得滤液量— (A)增大至原来的2倍 (E)增大至原来的4倍 (C)增大至原来的"2倍 (D)增大至原来的1.5倍 4 ?比较下列对流给热系数的大小 空气流速为6m/s的a,空气流速为25m/s的a,水流速为1.2m/s的a,水流速为2.5m/s 的a,蒸汽膜状冷凝的a,自大到小的顺序 为：___ > ___ > __ >__ > 二、填空题：(每题5分，共20分) 1 .① 1atm= ________ kN/m 2。 ②____________________ 的流体称为理想流体。 ③表压与绝对压力的关系是______________________ 。 2. ①离心泵的流量调节阀安装在离心泵的管路上，关小出口阀门后，真空表的读

《化工原理》南京工业大学 2010 试卷 含答案

一、填空题（20分，每小题2分） 1．两股不同组成的料液进同一精馏塔分离，两股料分别进入塔的相应塔板和两股料混合后再进塔相比，前者能耗 __________后者。（大于、小于、等于、不确定） 2．连续精馏塔操作时, 增大塔釜加热蒸汽用量，若回流量和进料的F 、F x 、q 都不变，则L/V__________。(增大、减少、不变、不确定) 3．塔顶和进料操作条件不变，易挥发组分回收率不变，设计精馏塔时，用直接蒸汽加热釜液与用间接蒸汽加热相比，残液组成W x __________ 。 (增大、减少、不变、不确定) 4. 试比较某精馏塔中第ｎ，ｎ＋1层理论板上参数的大小（理论板的序数由塔顶向下数起），即：1+n y ＿＿＿n y ，n t ＿＿＿1+n t ，n y ＿＿＿n x 大于、小于、等于、不确定） 5． 某二元物系的相对挥发度α＝3，在具有理论板的精馏塔内于全回流条件下作精馏塔操作，已知n x ＝0.3，则1-n y ＝＿＿＿（由塔顶往下数） 6．某连续精馏塔的设计任务为：原料为F x F , ，要求塔顶为D ，D x ，塔 底为W x 。若选定回流比R 加料状态由原来的饱和蒸汽改为饱和液体，则所需的理论板数N_____________，提馏段下降液体量L ’_____________。(增加、减小、不变) 7.举出四种型式的塔板_______、______、_______、________。 8．干燥进行的必要条件是物料表面所产生的水汽（或其它蒸汽）压力__________________。 9. 某湿物料含水量为0.4绝干料水kg kg /，当与一定状态的空气接触时，测 出平衡水分0.1绝干料水kg kg /，则湿物料的自由含水量为______________。 10. 物料中结合水的特点之一是其产生的水蒸汽压_____________同温度下纯水的饱和蒸汽压。（小于 、 等于、 大于） 二、选择题（20分，每小题2分） 1．降液管内液体表观停留时间不得少于3-5秒的限制,是为了( )。 A ．气液有足够时间分离 B ．气液有足够时间传质 C ．气体流动阻力不过大 D ．液体流动时间不过大 2．当塔板操作上限是过量雾沫夹带时,提高操作上弹性,可采取( )措施。 A ．增大降液管 B ．增加堰高 C ．增大板间距 D ．增长堰长 3．塔板开孔率过大,会引起( ) A ．降液管液泛 B ．漏液严重 C ．板压降上升 D ．雾沫夹带过量 4．某精馏塔的理论板数为16块（不包括塔釜），全塔效率为0.5，则实际塔板数为（ ）块（不包括塔釜）。 A. 34 B. 31 C. 30 D. 32 5.操作中精馏塔， 保持F ，F x ，q ，V ＇不变，减少D ，则塔 顶易挥发组分回收率η变化为（ ） A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 不确定 6．精馏过程的操作线为直线，主要基于__________。 A. 恒摩尔流假定 B. 塔顶泡点回流 C. 理想物系 D. 理论板假定 7．精馏塔操作线的斜率为R/(R+1),全回流时，其斜率等于_________。 A. 0 B. 1 C.∝ 8. 空气的湿含量一定时，其温度愈高，则它的相对湿度____________。 A.愈低 B.愈高 C.不变 9．影响恒速干燥速率的主要因素是_________。

南工大化工原理第五章 习题解答

第五章习题解答 1）总压100，温度25℃的空气与水长时间接触，水中的的浓度为多少？ 分别用摩尔浓度和摩尔分率表示。空气中的体积百分率为0.79。 解：将空气看作理想气体：y=0.79 p*=yp=79kPa 查表得E=8.76×kPa H= C=p*.H=79×6.342×10-5=5.01×10-4kmol/m3 2）已知常压、25℃下某体系的平衡关系符合亨利定律，亨利系数E为大气压，溶质A的分压为0.54大气压的混合气体分别与三种溶液接触：①溶 质A浓度为的水溶液；②溶质A浓度为的水溶液； ③溶质A浓度为的水溶液。试求上述三种情况下溶质A在二相 间的转移方向。 解： E=0.15×104atm，p=0.054atm，P=1atm，y=p/P=0.054 ① ∴∴∴平衡 ② ∴∴∴气相转移至液相

③ ∴∴∴液相转移至气相 ④ P=3atm y=0.054 E=0.15×104atm ∴m=E/P=0.05×104 x4=x3=5.4×10-5 ∴∴∴气相转移至液相 3）某气、液逆流的吸收塔，以清水吸收空气～硫化氢混合气中的硫化氢。总压 为1大气压。已知塔底气相中含 1.5%（摩尔分率），水中含的浓 度为（摩尔分率）。试求塔底温度分别为5℃及30℃时的吸收过程推动力。 解：查表得（50C）E1=3.19×104kpa m 1=E 1 /P=315 p* 1 =Ex=0.319 4）总压为100，温度为15℃时的亨利系数E为。试计算： ①H、m的值（对稀水溶液密度为）；②若空气中的分压为 50，试求与其相平衡的水溶液浓度，分别以摩尔分率和摩尔浓度表示。

5）在总压为100、水温为30℃鼓泡吸收器中，通入纯，经充分接触后 测得水中的平衡溶解度为溶液，溶液的密度可近似取 为，试求亨利系数。 解： p*=100KPa (mol/L)/kPa kPa 6）组分A通过另一停滞组分B进行扩散，若总压为，扩散两端组分A 的分压分别为23.2和 6.5。实验测得的传质系数 为。若在相同的操作条件和组分浓度下，组分A和 B进行等分子扩散，试分别求传质系数和传质速率。 解：p A1=23.2KPa p A2=6.5KPa p B1=P－p A1=78.1KPa p B2=94.8KPa ∴ ∴