化工原理习题整理汇总第一章测试及答案第一题填空题（22分）1. （3分）流体在等径管中作稳定流动，流体由于流动而有摩擦阻力损失，流体的流速沿管长不变。
2. （3分）米糠油在管中作流动，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 2 倍。
3. （3分）流体在管内作层流流动，若仅增大管径，则摩擦系数变变大，直管阻力变变小，计算局部阻力的当量长度变变大。
4. （3分）用内径为200mm的管子输送液体，Re为1750。
若流体及其流量不变，改用内径为50mm的管子，则Re变为 7000 。
5. （3分）苯（密度为880kg/m3，黏度为×10-4Pa·s）流经内径为20mm的圆形直管时，其平均流速为0.06m/s，其雷诺数Re为 1625 ，流动形态为层流，摩擦系数λ为。
6. （4分）某液体在套管环隙内流动，大管规格为φ56mm×3mm，小管规格为φ30mm×2.5mm，液体黏度为1 Pa·s，密度为1000 kg/L，流速为1 m/s，则该液体在套管环隙内流动的Re为 20000 。
7. （3分）流体体积流量一定时，有效截面扩大，则流速减小，动压头减小，静压头增大。
第二题选择题（每题4分，共28分）1.如下图所示，若水槽液位不变，阀门打开时，各处的流体总机械能的关系为（B）。
>E2>E3B. E1=E2>E3C. E1=E2=E3D. E1>E2=E3Re的增大而（ B ）。
A. 增厚B. 减薄C. 不变3、在一条倾斜的直管里充满着流体，在直管的不同高度有两个压力表，当它们读数相同时，可以认定管中的流体（ C ）。
A、静止不动B、向上流动C、向下流动D、以上都有可能4. 转子流量计的主要特点是（ C ）A. 恒截面、恒压差B. 变截面、变压差C.变截面、恒压差5、流体在圆管内作层流流动时其阻力损失（ A ）。
A、与管壁粗糙度无关B、与雷诺数无关C、与管壁粗糙度、雷诺数有关D、只与管壁粗糙度有关6.水在异径管中作稳定流动，体积流量为qv ，质量流量为qm，质量速度为G，平均流速为u，则在流动中数值不变化的是（ D ）。
A、G和uB、qv和GC、qm 和 u D、qv和qm7. 在完全湍流（阻力平方区）时，粗糙管的摩擦系数λ数值 C 。
A)与光滑管一样；B)只取决于雷诺准树Re;C)只取决于相对粗糙度；D)与粗糙度无关。
三、计算题：第1题（17分）：如附图所示，高位水槽液面恒定，距地面10m，水从Φ108×4mm钢管流出。
钢管出口中心线与地面的距离为2m，管路的总阻力（包括进、出口等局部阻力损失）可按∑hf=(J/kg)计算，式中u为水在管内的流速（m/s）。
求（1）A-A'截面（垂直管路中的某一截面）处的流速m/s（2）水的流量为多少m3/h解：（1）设水槽液面为1-1，管出口外侧为2-2，以地面为基准面，列柏努利方程式得：Z1g + (P1/ρ) + (u12/2) = Z2g + (P2/ρ) + (u22/2) +Σhf---------3分代入数据：10×+0+0=2×+0+ u22+ - -3分得 u2=2.2 m/s -------------3分∵水在管内连续流动 dA =d2,∴ A-A’截面处流速 uA =u2=2.2m/s -------3分（2）qV=3600π×2×4=62.17m3/h ----------5分第2题（17分）：敞口容器的侧壁装有内径为25mm的短管，用以排水。
水以4.5m3/h 的流量连续加入容器内，以维持液面恒定，如图所示。
试求容器中的水位高度。
解：短管中的流速u=qv /（d2π/4）= m/s在容器的恒定液面1-1及侧壁短管出口外侧2-2截面间列伯努利方程（以短管中心线为基准面），得z1g+u12/2+p1/ρ+ he= z2g+u22/2+p2/ρ+∑ hf其中p1=0（表压），p2=0（表压），u1≈0，he=0，z2=0，u2=0故z1g=∑hf因放水管很短，可以忽略直管阻力，即∑hf ≈（ζc+ ζe）u2/2=（1+）×u2/2故z1g=×u2/2=×2解得z1=第3题（16分）：在如图所示的并联管路中，支路ADB长20m，支路ACB长5m （包括管件但不包括阀门的当量长度），两支管直径皆为80mm，直管阻力系数皆为，两支管各装有一个阀门，一个换热器，换热器的局部阻力系数皆等于5。
试求：当两阀门全开时，两支路的流量之比。
解：下标“1”和“2”分别表示支路ACD 和ADB,因并联支路的阻力损失相等，所以u 1 2/u 22=（λ2l 2/d 2+ζF +ζD ）/（λ1l 1/d 1+ζE +ζC ）= q v1/ q v2= u 1 /u 2=此例说明,对于并联管路，若各支管长度不等，即使直径相同，也会导致流量分配的不均匀，使设备不能发挥应有的作用，这一点在并联管路的设计中必须充分注意。
第一章总复习1．当理想流体在变径管路中做稳定的连续流动时，在管子直径缩小的地方，其静压力 降低 。
2．实验证明，流体在管内稳定流动时，当Re ≤__2000_时，流动类型为滞流，滞流时的摩 擦系数λ与_Re__成反比；湍流时，当Re 一定，则λ随ε/d 的增加而___增加______。
P29 图1-323. 在完全湍流（阻力平方区）时，粗糙管的摩擦系数λ数值 C 。
E) 与光滑管一样； F) 只取决于雷诺准树Re; G) 只取决于相对粗糙度； H) 与粗糙度无关。
δ>ε,水力光滑管,λ与Re 有关,与ε/d 无关, δ~ε,λ与Re 、ε/d 都有关,δ<ε,完全湍流粗糙管,λ与Re 无关,与ε/d 有关。
4. 流体体积流量一定时，流通截面扩大，则流速______ ，动压头__ ，静压头__ 。
(填增加,减少,不变) 减少， 减少， 增加。
5. 减少流体在管路中流动阻力Σhf 的具体措施有：__________。
管路长度尽可能缩短、尽量走直线；减少不必要的管件阀门；增大管径6. 转子流量计的主要特点是（ C ）A. 恒截面、恒压差B. 变截面、变压差C.变截面、恒压差7. 柏努利方程实验中，在一定流速下某测压管显示的液位高度为静压头与动压头之和，若水平管路中的阻力损失等于零，当流速增大时，测压管液位高度_________（升高、降低或不变），因为。
不变，流体流动过程中总机械能守恒8. 流体在管内作湍流流动时，滞流内层的厚度随雷诺数Re的增大而（ B）。
A. 增厚B. 减薄C. 不变9.流体流动中的理想流体是指：。
没有粘性、没有摩擦阻力、液体不可压缩。
10.液体在等直径的管中作稳态流动，由于有摩擦阻力损失，其流速沿管长，静压强沿管长。
不变；降低11. 相同管径的圆形管道中，分别流动着粘油和清水，若雷诺数Re相等，二者的密度相差不大，而粘度相差很大，则油速（ A ）水速。
A. 大于B. 小于C. 等于12. 将管路上的阀门关小时,其阻力系数（ B ）。
A. 变小B. 变大C. 不变13. 在一定流量下，流体在并联管路中作稳态连续流动，当并联管路数目愈多，则（ C ）。
A. 流体阻力损失越大B. 流体阻力损失越小C. 流体阻力损失与并联管数无关14.某流体在圆形直管中作滞流流动时，其速度分布是型曲线，其管中心最大流速为平均流速的倍。
抛物线，215. u2 / 2的物理意义是表示流动系统某截面处（ A ）流体具有的动能。
A. 1kg B. 1N C. 1m16．因次分析法的目的在于：cA得到各变量间的确切定量关系；B得到各无因次数群的确切定量关系；C用无因次数群代替变量，使实验与关联工作简化；D用无因次数群代替变量，使实验结果更可靠。
17.流体在管内作层流流动，若仅增大管径，则摩擦系数变，直管阻力变。
大，小18.流体在圆管内流动时，由于流体具有粘性，使得管__________处速度为零，管的________处速度最大。
管壁；中心19. 滞流底层越薄，则 C 。
A近壁面速度梯度越小；B流动阻力越小；C流动阻力越大；D流体湍动程度越小20.牛顿粘性定律表达式为，其中粘性系数 (粘度) 的物理意义是。
τ＝F/A＝μdu/dy；在单位接触面积上，速度梯度为1时，流体层间的内摩擦力。
21. 在稳态流动系统中,水由粗管连续地流入细管,若粗管直径是细管的2倍，则细管流速是粗管的（ C ）倍。
A. 2B. 8C. 422. 产生流体流动阻力的根本原因是：_____________________。
流体具有粘性，流动时产生了内摩擦切向力。
23. 流体流动时产生摩擦阻力的根本原因是（ C ）。
A. 流动速度大于零B. 管边不够光滑C. 流体具有粘性24. 当20℃的水（ρ=998.2 kg/m3，μ=×10-3 ）在内径为100mm的光滑管内流动时，若流速为1.0 m/s时，其雷诺准数Re为 _____，流动型态为(填滞流或湍流) ____。
×104, 湍流25. 水在圆形直管中作滞流流动，流速不变，若管子直径增大一倍，则阻力损失为原来的（ A）。
A、1/4 B、1/2 C、2倍26. 在相同条件下，缩小管径，雷诺数（ A ）A、增大B、减小C、不变27．在一定流量下，流体在并联管路中作稳定连续流动，当并联管路数目愈多，则（ C ）。
A、流体阻力损失越大B、流体阻力损失越小C、流经各支管的阻力损失皆相等三、问答题：1.说明流速、体积流量、质量流量的单位，以及这三个物理量之间的相互转换关系。
答：（1）流速 u， m/s；体积流量qV ， m3/s；质量流量qm，kg/s（2）相互转换关系：u=qV /A； qm=qV.ρ2. 什么叫化工单元操作常用的化工单元操作有哪些化工产品的生产过程中，具有共同物理变化，遵循共同的物理学定律的一些物理操作过程。
例如：流体流动、流体输送、非均相分离、传热、蒸发、蒸馏、吸收、萃取、干燥等。
3．流体在管路中流动时，有哪两种流动形态写出判断流型的具体根据。
答：(1) 两种流型：层流、湍流；（2）判据：雷诺准数Re=duρ/μ，Re〈2000层流；Re〉4000湍流；介于二者之间过渡流。
第二章流体机械1.离心泵的主要部件有（）、（）和（）。
叶轮，泵壳，轴封装置2.离心泵特性曲线包括、和三条曲线。
它们是在一定下，用常温为介质，通过实验测得的。
He -qvPa-qvη--qv转速清水3.离心泵的压头（又称扬程）是指，它的单位是。
泵对单位重量（1N）液体所提供的有效能量 m4.离心泵安装在一定管路上，其工作点是指泵的特性曲线和管路特性曲线的交点。