化工原理卷子

线 名 姓 题 答 号 学 要 封 不 班 内 级 线 封 业 密专 密 系 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 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 总分 评阅（统分）教师 得分 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

得分 评阅教师

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）

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 C A D C D B D B A C 序号 11 12 13 14 15 C C D A B 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1 atm）

A. 392kPa B. 241.5kPa C. 493.7kPa

2、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. Re<2000 B. Re>4000 C. 2000

3、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

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d1=d2，LAB=LCD，U型差压计指示液相同。则( )。 A. △PAB=△PCD； B. △PAB >△PCD; C. hf AB=hfCD； D. R1>R2

5、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

u29、计算局部阻力损失的公式h?f??中的u是指（ ）。

2A）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

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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

得分 评阅教师

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）

序号 1 D/2 答案 序号 11 0.5m 答案 2 2 3 0.128 4 16 5 增大 6 不变 7 量纲一致性原则 8 黏度为零 18 抗气蚀 9 满足牛顿粘性定律 10 减小 12 叶轮 13 泵壳 14 叶轮 15 气蚀 16 工作点 17 出口阀开度 19 减小 20 增大

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 ；第 3 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 。 得分 评阅教师 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＞PB

2、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

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线 名 姓 题 答 号 学 要 封不 班 内 级 线 封 业 密专 密 系

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＝ρ

HggR-ρgh=13600×9.81×0.5-1000×9.81×1.8=49050pa

设水位高为Hm,则

pB表＝ρgH=49050

H=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

Zu22rZu21p13p1g++=3g+2+3r+?hf1-3 (1)

Z1=H＝5m，p1=p3=0,u1=u3=0,Z3=0

?hL?Leu2u2f13???d?2?（?进+?出）?2

＝［0.018×（50/0.1+15）＋1.5］u2/2=5.385u2

将各参数代入（1）式得 9.81×5=5.385 u2 u＝3.02m/s

Vs=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

u22Z1p1u2p1g+2+r=Z2g+2+2r+?hf1-2 （2）

Z1=5m,p1=0(表)，u1=0,Z2=0,p2=pB(表)

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?hf1?2Lu2????

d2＝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+24.63 pB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，

33

摩擦系数可取λ=0.03，泵的性能曲线在流量为6m/h至15m/h范围内可用下式描述：

0.8

H=18.92-0.82Q，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8 m3/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：

2

⑴u=10/(3600×0.785×0.05)=1.415m/s

2

Σhf =λ[Σ(l+le )/d](u/2)

2

=0.03×(50/0.05)(1.415/2)=30.03J/kg Pa/ρ+We=Pa/ρ+Zg+Σhf 1-2

We=Zg+Σhf 1-2 =10×9.81+30.03=128.13 J/kg H需要=We/g=128.13/9.81=13.06m 而H泵=18.92-0.82(10)0.8=13.746m H泵>H需 故泵可用

⑵N=H泵Q泵ρg/η ρg/η=常数 ∴N∝H泵Q泵 N前∝13.746×10 H泵后=18.92-0.82(8)0.8 =14.59m N后∝14.59×8

N后/N前=14.59×8/(13.746×10)=0.849 (N前-N后)/N前=1-0.849≈15.1%

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