化工原理卷子

第1页四川理工学院试卷（2012至2013学年第1学期）课程名称：《化工原理》阶段考试（上）命题教师：适用班级：工艺类本科考试(考查)：考试年月日共8页注意事项：1、满分100分。要求卷面整洁、字迹工整、无错别字。2、考生必须将姓名、班级、学号完整、准确、清楚地填写在试卷规定的地方，否则视为废卷。3、考生必须在签到单上签到，若出现遗漏，后果自负。4、如有答题纸，答案请全部写在答题纸上，否则不给分；考完请将试卷和答题卷分别一同交回，否则不给分。试题一、单项选择（将你认为正确的答案填写在对应题号下的空格内，30分，每小题2分）1、锅炉压力表上读出饱和蒸汽的压强为4kgf/cm2，则锅炉内的绝对压强是（）。（当地大气压为1atm）A.392kPaB.241.5kPaC.493.7kPa2、根据雷诺实验,流体在圆直管中作稳态流动时,一般认为滞流时的雷诺准数是（）。A.Re2000B.Re4000C.2000Re2300D.2000Re40003、流体在管路中作稳态流动时，具有（）特点。A.呈平缓的滞流B.呈匀速运动C.在任何截面处流速、流量、压强等物理参数都相等；D.任一截面处的流速、流量、压强等物理参数不随时间而变化4、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。已知题号一二三四五六七八总分评阅（统分）教师得分得分评阅教师序号12345678910CADCDBDBAC序号1112131415CCDAB系专业级班学号姓名密封线密封线内不要答题第2页d1=d2，LAB=LCD，U型差压计指示液相同。则()。A.△PAB=△PCD；B.△PAB△PCD;C.hfAB=hfCD；D.R1R25、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。6、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7、在流体阻力实验中，以水为介质所测定的λ=f(Re，ε/d)关系式不适用于（D）在直管中的流动。A)空气B)乙醇C)牛顿型流体D)非牛顿型流体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（）。A）增厚B）减薄C）不变D）不能确定9、计算局部阻力损失的公式22uhf中的u是指（）。A）细管内流速B）粗管内流速C）粗、细管内流速的平均值D）不能确定10、当水在如图所示的并联管路中作稳定流动时,若将I支路中的阀门关小,则I支路的阻力（）II支路的阻力。A.大于B.小于C.等于第3页11、离心泵效率最高的点称为()A.工作点B.操作点C.设计点D.计算点12、离心泵的性能曲线中的H－－Q线是在()情况下测定的。A.效率一定；B.功率一定；C.转速一定；D.管路（ｌ＋∑ｌe）一定。13、一台实验用离心泵，开动不久，泵入口处的真空度逐渐降低为0，泵出口处的压力表也逐渐降低为0，此时离心泵完全打不出水，发生故障的原因是()A.忘了灌泵B.吸入管路堵塞C.排出管路堵塞D.吸入管路漏气14、用离心泵将水池中的水抽吸到水塔中，若离心泵在正常操作范围内工作，开大出口阀门将导致()。A.输水量增加，整个管路压头损失减小B.输水量增加，整个管路压头损失增大C.输水量增加，泵的轴功率不变D.输水量增加，泵的轴功率下降15、当两台规格相同的离心泵并联时，以下说法正确的是()。A.在新的工作点处较原工作点处的流量增大一倍B.当扬程相同时，并联泵特性曲线上的流量是单台泵特性曲线上的两倍C.在管路中操作的并联泵较单台泵的流量增大一倍D.在管路中操作的并联泵扬程与单台泵操作时相同，但流量增大两倍二、填空题（将你认为正确的答案填写在对应题号下的空格内，共20分，每空1分）1、实际流体在内径为D的等径直管的进口稳定段后流动，其边界层厚度为1；得分评阅教师序号12345678910答案D/220.12816增大不变量纲一致性原则黏度为零满足牛顿粘性定律减小序号11121314151617181920答案0.5m叶轮泵壳叶轮气蚀工作点出口阀开度抗气蚀减小增大第4页若Re=500，则最大流速等于平均流速的2倍，摩擦系数λ=3。若保持流量不变，采用内径为为D/2的管道输送该流体，则压降等于原来压降的4倍。2、测量流体流量时，随着流体流量的增加，孔板流量计两侧压差值将5，若改用转子流量计，当流量增大时，转子两端压差值将6。3、因次分析的理论基础是7。4、理想流体是指8的流体。实际流体可分为牛顿型流体和非牛顿型流体，其中牛顿型流体是指9。5、液体的粘度随温度的升高而10。6、边长为0.5m的正方形通风管道的当量直径为11。7、离心泵的主要部件有12、13和密封装置。其中14是将原动机的能量传递给液体的部件。离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵会发生15现象。8、管路特性曲线和离心泵特性曲线的交点称为16，若需要改变这一交点的位置，常采用17的方法以改变管路特性曲线。9、离心泵的允许吸上真空高度和允许气蚀余量描述了离心泵的18性能，随离心泵工作条件下的流量增大，离心泵的允许吸上真空高度将19、允许气蚀余量将20。三、简答题（10分，每小题5分）1、在有一个稳压罐的一条管径不变的输送管上的A.B处分别装上一个相同规格的压力表（如图所示）。问：（1）当管路上的阀门C关闭时，两个压力表的读数是否一致？为什么？（2）当管路上阀门C打开时，两个压力表的读数是否相同？为什么？（设A.B处的气体密度近似相等）答：（1）阀C关闭时，流体为静止状态，同一水平面上∴PA=PB。（2）阀C打开，流体流动，有阻力，为ZA=ZB，dA=dB且ρA=ρB，则uA=uB∴PA＞PB2、现想测定某一离心泵的性能曲线，将此泵装在不同的管路上进行测试时，所得性能曲线是否一样？为什么？答：若泵的转速一定，则所得性能曲线一样。因泵的性能只与泵的结构，转速有关，而与管路的情况无关。得分评阅教师得分评阅教师第5页四、如图所示，水从槽底部沿内径为100mm的管子流出，槽中水位稳定。阀门关闭时测得R=50cm，h=1.8m。求：⑴阀门全开时的流量⑵阀门全开时B处的表压(阀全开时le/d=15，入管口及出管口的阻力系数分别为0.5及1.0，设摩擦系数λ=0.018，U型管指示剂为水银)解：阀门关闭时，pB表＝ρHggR-ρgh=13600×9.81×0.5-1000×9.81×1.8=49050pa设水位高为Hm,则pB表＝ρgH=49050H=49050/(1000×9.81)=5m当阀门全开时，如图选取截面1—1’（高位槽液面），2—2’（压差计连接处），3—3’.（管出口）（1）在1—1’与3—3间列柏努利方程Z1g+u122+p1r=Z3g+u322+p3r+hf1-3å(1)Z1=H＝5m，p1=p3=0,u1=u3=0,Z3=02213+22fLuLeduh进出（）＝［0.018×（50/0.1+15）＋1.5］u2/2=5.385u2将各参数代入（1）式得9.81×5=5.385u2u＝3.02m/sVs=uA=3.02×0.785×0.12=0.0237m3/s=85.35m3/h(2)在1-1与2-2间列柏式得Z1g+u122+p1r=Z2g+u222+p2r+hf1-2å（2）Z1=5m,p1=0(表)，u1=0,Z2=0,p2=pB(表)系专业级班学号姓名密封线密封线内不要答题第6页1222fLuhd＝0.018×30/0.1×（3.022/2）＝24.63J/kg将各参数代入（2）式得9.81×5=pB表/ρ+3.022/2+24.63pB表＝19.86kpa五.如图所示输水系统，已知管内径为d=50mm，在阀门全开时输送系统的Σ(l+le)=50m，摩擦系数可取λ=0.03，泵的性能曲线在流量为6m3/h至15m3/h范围内可用下式描述：H=18.92-0.82Q0.8，此处H为泵的扬程m，Q为泵的流量m3/h，问：（１）如要求流量为10m3/h，单位重量的水所需外加功为多少？（２）此泵能否完成任务?（３）如要求输送量减至8m3/h(通过关小阀门来达到)，泵的轴功率减少百分之多少？(假设泵的效率变化忽略不计)解：⑴u=10/(3600×0.785×0.052)=1.415m/sΣhf=λ[Σ(l+le)/d](u2/2)=0.03×(50/0.05)(1.4152/2)=30.03J/kgPa/ρ+We=Pa/ρ+Zg+Σhf1-2We=Zg+Σhf1-2=10×9.81+30.03=128.13J/kgH需要=We/g=128.13/9.81=13.06m而H泵=18.92-0.82(10)0.8=13.746mH泵H需故泵可用⑵N=H泵Q泵ρg/ηρg/η=常数∴N∝H泵Q泵N前∝13.746×10H泵后=18.92-0.82(8)0.8=14.59mN后∝14.59×8N后/N前=14.59×8/(13.746×10)=0.849(N前-N后)/N前=1-0.849≈15.1%