大工化工原理基础题

管路、流体输送

1. 判断正误：

(1) 流体温度升高，黏度上升。×

(2) 由于流体存在黏性，故在管内流动速度越来越小。× (3) 流体只能从压力高处流向压力低处。× (4) 实际流体在流动中机械能是守恒的。× (5) 管内流动边界层会同时出现层流和湍流。× (6) 流体流过固体表面必形成边界层。× (7) 一旦气蚀，必定掉泵。（吸不出液体）× (8) 往复泵启动时应封闭启动。×

(9) 层流流动时，雷诺数增加，则?增加，?hf下降。× (10) 离心泵扬程随液体密度降低而升高。×

2. 因此分析法是根据（量纲的一致性【任何物理方程两端都有相同的量纲】）。用该方法可

以得到无因次准数之间的（等式）关系。

3. 任何因次一致的物理方程都可以表示为若干个无因次群的函数。无因次群的数目为N，物理量数目n和用来表达这些物理量的基本因次数目m的关系是（N?n?m）。 4. 在化工研究中，我们使用量纲分析法的主要目的是（减少实验次数，简化关联数据处理），

前提是（量纲的一致性）。

5. 理想气体指（服从理想气体定律、分子间无作用力、分子无体积、无机械能损失的流体）。

理想流体指（服从拉乌尔定律的溶液，所有分子的分子间作用力相等）。

6. 一体系绝压为2kPa，已知当地大气压为100kPa，则该体系的真空度为（98kPa）。 7. 流体流动的两种基本类型为（层流）和（湍流）。判断流体流动类型的无因次数群【特

征数】是（Re）。

8. 20℃的水（密度1000kgm，黏度1mPas）以0.15ms的速度在?60?3.5圆管内流

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动，则其流动状态为（湍流）。

(60?3.5?2)?10?3?0.15?1000注：Re???7950?4000 ?3?1?10du?9. 分别画出圆管内流体层流、湍流时的速度分布和剪应力分布。

10. 流体在圆形直管内流动时，若流动为层流流动，则流体在（管中心）处速度最大，且等

于管内平均流速的（2）倍。

11. 流体在圆形直管内作湍流流动时，其剪应力在（管中心）处最小。

12. 充分发展的湍流流动，从壁面到湍流中心可分为（层流内层）、（过渡层）、（湍流主体）

三个区域。

13. 流体在直径为d的直管中流动，当流动充分发展后，其流动边界层厚度为（d2）。

14. 流体通过固定床表面形成边界层的原因是（流体存在黏性）、（液体与固体壁面接触）。

在边界层外速度梯度近似等于（0），在近壁处速度梯度（最大），在管内流动形成边界层的厚度?等于（d2）。

15. 当某流体在圆管内流动充分发展后，该流体流动的边界层厚度应该（等于）圆管的半径。 16. 边界层分离的条件有二：它们分别是（逆压强梯度）、（边界层黏性摩擦）。

17. 流体在圆形直管内作稳态流动时，管的入口处可形成（层流）边界层，流动充分发展后

可形成（层流）边界层或（湍流）边界层。流动阻力主要集中于（边界层）区域内，且在（壁面）处最大。

18. 流体流动过程中，影响摩擦因子的两个无因次数群【特征数】是（Re,?d）；在层流

区，摩擦因子与（Re）有关；在完全湍流区，摩擦因子与（?d）有关。

19. 液体在圆管内层流流动，当流体速度减小至原来的一半时，流动阻力减小至原来的（11），若为湍流，则（）。 242注：层流时，hf?u；湍流时，hf?u。

20. 两管路A、B并联，A的管径是B的2倍，A的阻力是B的（1）倍。若串联，其他条

件不变，A的阻力是B的（不一定）倍。

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注：管路A、B并联：

?hf,A??hf,B。串联：流量相等QA?QB，dA?2dB，uB?4uA；

层流时，hf?u、hf?1112h?hh?，则；湍流时，、，则h?u??f,Af,Bff216dd?hf,A?比。

1?hf,B。 3221. 如果流体体积流率Q一定，管长l一定，则层流时阻力损失hf与管径的（4）次方成反

22. 流体在圆管内层流流动，若其他条件不变，流速增大，则摩擦系数?（减小），阻力损

失（增大）。 注：层流时，??16464??，即??。

uRedu?23. 流体以层流流动状态流过平直串联管路1和2，已知l1?l2，则阻力hf1hf2=d1?2d2，

（1）。若两管并联，则阻力hf1hf2=（1）。若湍流，情况又如何？ 16注：同解于20题。

24. 举出两种可能使U型管压差计读数R放大的措施：（倾斜液柱压差计），（微压压差计）。 25. 毕托管测速计所测定的点速度ur的计算式为：ur=（C02R(?1??)g?）。

26. （差压式）流量计是定截面变压差流量计；（转子）流量计是定压差变截面流量计。 27. 孔板流量计的流量系数比文氏管的流量系数（小）。

28. 测流体流量时，随着流体流量增加，孔板流量计两侧压差值将（增大），若采用转子流

量计，当流量增大时，转子两端压差值（不变）。

29. 伯努利方程适用于（不可压缩流体稳态连续的流动）流体。

30. 在重力场中，流体的机械能衡算方程的适用条件是（连续、不可压缩流体、稳态流动）。 31. 流体在以长度为L的水平安装的等径圆管内流动时的压力差?p（＝）?pf，若为垂直

安装，?p（＜）?pf。【＞、＜、＝】

32. 推导离心泵方程的两个基本假定是：1.（叶片无限多、无限薄），2.（流体为理想流体稳

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态流动）。

33. 在离心泵实验中，若增大阀门开度，则管路流量（增加），阻力（减小），泵的扬程（减

小），吸入段真空度（增加），排出压力（减小）。

34. 一般说来，随着流量的增大，离心泵的压头将（减小），轴功率将（增大）。

35. 有一台离心泵输送导热油，油温从40℃升至80℃，发现无液体排出最可能的原因是（气

蚀）。注：液体饱和蒸汽压升高。

36. 进行离心泵特性曲线测定实验，启动泵后，出水管不出水，泵的进口处真空计指示真空

度很高，你认为可能的原因是（C）。

A. 水温太高 B. 真空计坏了 C. 吸入管堵塞 D. 排出管堵塞 注：泵进口真空度很高，但无法排液，即产生气缚现象。 37. 离心泵发生气蚀的根本原因是（泵的安装高度过高）。 38. 离心泵安装高度过高时，会发生（气蚀）现象。

39. 为避免离心泵在运行时发生气蚀，要求安装时泵的实际吸上真空高度Hs（＜）?Hs?，

或使实际汽蚀余量?h（＞）[?h]。

40. 从避免气蚀现象来分析，如下两种看法是否正确？

① 吸入管径大一些好 √，② 吸入管长长一些好 ×。 41. 离心泵漏入大量空气后将发生（气缚）现象。

42. 离心泵的轴封通常有（填料密封）和（机械密封）两种形式。单级泵的叶轮轴向力的平

衡通常采用（开有平衡孔）方法解决。

43. 当两台泵组合使用时，在高阻管路中输送液体时，首选方案为：将两台泵（串）联；在

低阻管路中输送液体时，首选两台泵（并）联。

44. 正位移泵的特性为：（压头只决定于管路特性，与泵无关），（流量只决定于泵，与管路

无关）。

45. 正位移泵的主要性能特点是：（压头只决定于管路特性，与泵无关；流量只决定于泵，

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与管路无关）。具有正位移特点的泵有（往复泵）、（隔膜泵）、（齿轮泵）等。它的流量与管路的情况（无关），泵的压头只取决于管路系统的（需要），其流量调节采用（旁路调节）。

46. 往复泵主要适用于（流量小），（压头高）的场合，且通常采用（旁路阀）调节阀门流量。 47. 离心泵的流量调节方法有如下几种（出口阀），（改变转速），（车削叶轮）。往复泵流量

调节则可采用（旁路调节），（改变频率），（改变行程）。 48. 列举出两种容积式泵：（位移泵）和（隔膜泵）。

49. 某反应器需要泵输送料液，当要求料液量输送非常精确时，应选用（B）。

A. 离心泵 B. 计量泵 C. 螺杆泵

50. 工业上常用的真空泵有（水环真空泵），（喷射泵）。

51. 离心通风机全风压的单位是（Nm3?Jm3），其物理意义是（风机对单位体积的气

体所作的有效能量）。

52. 往复式压缩机的余隙系数减小，当气体压缩比一定时，则压缩机的吸气量（增加）。

沉降、过滤

1. 对于非球形颗粒，等体积当量直径（＜）等表面积当量直径。其等体积当量直径（＞）等比表面积当量直径。【＞、＜、＝】 2. 已知某颗粒的等比表面积当量直径与其等体积当量直径相等，则该颗粒是（球）形颗粒。 3. 单个颗粒的等体积当量直径的定义是（与颗粒体积相等的球形颗粒的直径）。 4. 对于非球形颗粒，颗粒的球形度总是（＜）1。【＞、＜、＝】

5. 一球形固体颗粒，在空气中按照斯托克斯定律沉降，若空气温度有40℃下降到20℃，

则其沉降速度（增大）。 注：相同颗粒沉降，ut?1?，则?气?1T。

6. 大小相同的一小球形金属颗粒和一小水滴同时在空气中按斯托克斯定律沉降，则金属颗

粒的沉降速度相对（A）。

A. 较大 B. 较小 C. 一致 D. 无法判断

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