化工原理上册期末复习题

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1.一个被测量体系外柱按上一个U型压差计,出现如图情况,说明体系与大气压是（ ） 关系

A. 体系＞大气压 B. 体系＜大气压 C. 体系＝大气压

（第1小题图） （第2小题图）

2.如图所示,连接A.B两截面间的压差计的读数R表示了( )的大小。

A. A.B间的压头损失Hf ； B. A.B间的压强差△P

C. A.B间的压头损失及动压头差之和； D. A.B间的动压头差(uA- uB)/2g

3.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。

4.离心泵起动时，应把出口阀关闭，以降低起动功率，保护电机，不致超负荷工作，这是因为（ ）

A. Q启动＝0， N启动≈0 ；B. Q启动〉0，N启动〉0； C. Q启动=0， N启动〈0

5..离心泵在一定的管路系统工作，如被输送液体的密度发生变化(液体其余性质不变)，则

( )

A. 任何情况下扬程与ρ无关； B. 只有当（Z2－Z1）＝0时扬程与ρ无关；

C. 只有在阻力损失为0时扬程与ρ无关；D. 只有当P2－P1＝0时扬程与ρ无关。

6.为使离心机有较大的分离因数和保证转鼓有关足够的机械强度，应采用（ ）的转鼓。

A. 高转速、大直径； B. 高转速、小直径；

C. 低转速、大直径； D. 低转速，小直径。

7. 为提高旋风分离器的效率，当气体处理量较大时，应采用（ ）。

A. 几个小直径的分离器并联； B. 大直径的分离 ；

C. 几个小直径的分离器串联； D.与并联和串联的方式无关。

8.穿过三层平壁的稳定导热过程，如图所示，试比较第一层的热阻 R1与第二、三层热阻R2、R3的大小( )。

A. R1>(R2+R3)； B. R1<(R2+R3)；C. R1=(R2+R3) ； D. 无法比较。

22

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（第8小题图）

9. 有一列管换热器，用饱和水蒸汽（温度为120 ℃）将管内一定流量的氢氧化钠溶液由20℃加热到80℃，该换热器的平均传热温度差Δtm为（ ）。

A. -60/ln2.5; B. 60/ln2.5; C. 120/ln5； D.100/ ln5.

10.间壁两侧流体的对流传热系数相差较大时，要提高K值，关键在于提高对流传热系数（ ）之值。

A. 大者； B. 小者； C. 两者 ； D.污垢热阻。

11. 当流体在园管内流动时,管中心流速最大,若为滞流时,平均速度与管中心的最大流速的关系为 ( )

A. um＝3/2umax ； B. um＝0.8 umax ；C. um＝ 1/2 umax ； D. um＝0.4umax

12.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。

13.如图,若水槽液位不变①、②、③点的流体总机械能的关系为( )。

A. 阀门打开时①>②>③ B. 阀门打开时①=②>③

C. 阀门打开时①=②=③ D. 阀门打开时①>②=③

(第3小题图)

14. 离心泵的扬程是 ( )

A. 实际的升扬高度； B. 泵的吸液高度；

C. 液体出泵和进泵的压差换算成液柱高度；D. 单位重量液体出泵和进泵的机械能差值。

15. 往复泵在操作中 ( )

A. 不开旁路阀时，流量与出口阀的开度无关； B. 允许的安装高度与流量无关

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C. 流量与转速无关；D. 开启旁路阀后，输入设备中的液体流量与出口阀的开度无关

16.用板框压滤机恒压过滤某一滤浆（滤渣为不可压缩，且忽略介质阻力），若过滤时间相同，要使其得到的滤液量增加一倍的方法有（ ）。

A. 将过滤面积增加一倍； B. 将过滤压差增加一倍；

C. 将滤浆温度到高一倍。 D. 将过滤面积减小一倍

17. 旋风分离器的临界粒径是指能完全分离出来的（ ）粒径。

A. 最小； B. 最大； C. 平均；

18. 在反应器的单根冷却蛇管内通冷却水，其进、出口温度分别为t1、t2，蛇管外有热流体稳定流过,借搅拌器作用，使热流体保持均匀温度T(T为热流体出口温度) ，如冷却蛇管长度增大一倍,其它条件不变,问出口水温t2应( )。

A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 不一定

19. 将1500 kg/h，80℃的硝基苯通过换热器冷却到40℃，冷却水初温为30℃，出口温度不超过35℃，硝基苯比热为1.38kJ/(kg.K)，则换热器的热负荷为（ ）。

A. 19800kJ/h; B. 82800kJ/h; C. 82800 kW; D100000 kW

20.当壳体和管束之间温度大于50℃时，考虑热补偿，列管换热器应选用（ ）

A. 固定管板式; B. 浮头式 ; C. 套管式; D.哪种型式都可以。

1．如图所示，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d1=d2,LAB=LCD,U形差压计指示液相同。则（ C ）

（A） pAB= pCD（B） pAB﹥ pCD（C）hfAB=hfCD（D）R1﹥R2

D d

C

2．下图为一管道测压装置，流体在水平直管内流动，流体的粘度 ＝0，若忽略测压管对流通截面的影响，则 （ A ）

（A）R1=R3＜R2（B）R1＜R2＜R3（

C）R2＞R1＞R3（D）R1＜R3＜R2

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3．如图所示，连接A,B两截面间的压差计的读数R表示的大小是（ D ）

（A）A,B间的压头损失hfAB （B）A,B间的压强差 pAB

（C）A,B间的压头及动压头差之和 （D）A,B间的动压头差（uA2－uB2）/2g

4．在层流情况下，如管长、流速不变，但管内径减小为原来的一半，则后者与前者的沿程阻力之比为（ B ）

（A） 8； （B）4； （C） 2； （D）1。

5．离心泵的工作点（A ）

（A）由泵铭牌上的流量和扬程所决定；（B）即泵的最大效率所对应的点；

（C）由泵的特性曲线所决定 ； （D）是泵的特性曲线与管路特性曲线的交点。

6．离心泵的转速改变时，则（ A ）

(A)不会改变管路特性曲线； (B)不会改变泵的特性曲线；

(C)不会改变工作点； (D)不会改变管路所需压头。

7. 在重力场中，微小颗粒的沉降速度与下列因素无关（ D ）

（A）粒子的几何形状 ； （B）粒子的几何尺寸；

（C）流体与粒子的密度 ； （D）流体的流速。

8原来的（ C ）

（A）2倍； （B）1/2倍； （C）2 倍； （D）4倍。 2

9．有一 18×2mm的无缝钢管，管内通冷冻盐水，为减小能量损失，在管外包一层导热系数 ＝0.18W/m·℃的石棉，保温层外壁与空气的对流传热系数 ＝10W/m2·℃,原包石棉为5mm，现改为8mm,则冷量损失是（ B ）

（A）增加 （B）减小 （C）不变 （D）不定

10．在蒸汽冷凝时，不凝气体的存在对 的影响是（ B ）

（A）使 上升；（B）使 大大下降；（C）对 无影响；（D）以上说法都不正确。

二、填空题（本题共15空，每空1分，共15分）

（请将正确答案填入空格内）

11.当密度ρ＝820 kg/m3,粘度μ=3厘泊的某液体,在内径为d=100mm,以流速2m/s在管中流动时,其雷诺准数等于

__________.

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12. 圆管中有常温下的水流动,管内径d=100mm,测得其中的质量流量为11.8kg/s,其体积流量为___________.

13. 当量直径的定义是de＝＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿.

14.在套管环间流动的流体,外管的内径是d1,内管的外径是d2,则当量直径de＝ 。

15.离心泵的主要参数有: 流量, 扬程,功率及________.

16.调节泵流量的方法有：改变阀门的开度, __________________,____________________.

17.悬浮在静止流体中的固体微粒在重力作用下，沿重力方向作自由沿降时，会受到_____________三个力的作用。

18.过滤速率是指___________________________ 。

19.在恒压过滤时，过滤速率将随操作的进行而逐渐__________ 。

20.某间壁换热器中,流体被加热时,圆形直管内湍流的传热系数表达式为___________________，当管内水的流速为0.5m/s时,计算得到管壁对水的传热系数α=2.61(kW/（m2.K）).若水的其它物性不变,仅改变水在管内的流速,当流速为0.8m/s时,此时传热系数α=_____________.

21.平壁稳定传热过程，通过三层厚度相同的不同材料，每层间温度变化如图所示，试判断λ1、λ2、λ3的大小顺序____________。

（第21题图）

22.用冷却水将一定量的热流体由100℃冷却到40℃，冷却水初温为15℃，在设计列管式换热器时，采用两种方案比较，方案Ⅰ是令冷却水终温为30℃，方案Ⅱ是令冷却水终温为35℃，则用水量 W1＿＿W2，所需传热面积A1＿＿＿A2。（比较大小）

23. 牛顿粘性定律的表达式为__________。

24.当密度ρ＝820 kg/m3,粘度μ=3厘泊的某液体,在内径为d=100mm,以流速2m/s在管中流动时流动类型为__________.

25.圆管中有常温下的水流动,管内径d=100mm,测得其中的质量流量为11.8kg/s,平均流速为___________.

26. 层流时,管内平均流速是最大流速的____倍.

27.柏努利方程如衡算基准以J/kg表示,柏努利方程可表示为

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28.离心泵的特性曲线有:H~Q曲线，_____________曲线和________________曲线.

29.离心泵的流量调节阀安装在离心泵＿＿＿管路上，关小出口阀门后，压力表的读数。

30.球形粒子在介质中自由沉降时，匀速沉降的条件是_______________ 。

31.过滤阻力由两方面因素决定：一方面是滤液本身的性质，即其_________；另一方面是滤渣层本身的性质，即_______ 。

32.某间壁换热器中,流体被加热，当管内水的流速为0.5m/s时,计算得到管壁对水的传热系数α=2.61(kW/（m2.K）).若水的其它物性不变,仅改变水在管内的流速,当流速为1.0m/s时,此时传热系数α=________________.

33.厚度不同的三种材料构成三层平壁,各层接触良好,已知 b1>b2>b3;导热系数λ1<λ2<λ3。在稳定传热过程中，比较各层的热阻R1、R2和R3的大小： 。

34一列管换热器，列管规格为φ38×3, 管长4m,管数127根，则外表面积

F外=________________。

三、判断题（本题共10题,每小题1 分，共10分）

（请在你认为正确的题后括号内打“√”，错误的打“×”）

23.实验证明,流体在管内作稳定湍流时,当Re一定,则摩擦系数λ随管子的相对粗糙度的增加而增大。（ ）

24.柏努利方程中p/（ρg）表示1N重的流体在某截面处具有的静压能,称为动压头。（ ）

25.离心泵的出口阀关闭，其流量为零，则所需的轴功率也为零。（ ）

26.离心泵开泵之前要先灌液，目的是防止气蚀现象发生。 （ ）

27.若洗涤压差与过滤压差相等，洗水粘度与滤液粘度相同时，对转筒真空过滤机来说，洗涤速率=过滤末速度。（ ）

28.欲提高离心通风机的风压，可以提高风机叶轮的转速。（ ）

29.凡稳定的圆筒壁传热，热通量为常数。( )

30.流体流动时，滞流内层的粘度是对流传热的主要控制因素。（ ）

31.蛇管换热器是属于间壁式换热器的一种。（ ）

32..维持膜状沸腾操作，可获得较大的沸腾传热系数。（ ）

33.柏努利方程中的p/（ρg）表示1N重的流体在某截面处具有的静压能,称为静压头。（ ） 34流体在园形管道中流动时,管壁处的流速为中心处流速的0.5倍。（ ）

35.在阻力实验中,用U形管压若计来测量管道阻力时,若某测压导管中存有气泡,但测量的准确性无影响。（ ）

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36.离心泵开泵之前要先灌液，目的是防止气缚现象发生。 （ ）

37.离心泵的出口阀关闭，其流量为零，则所需的轴功率也为零。（ ）

38.若洗涤压差与过滤压差相等，洗水粘度与滤液粘度相同时，对转筒真空过滤机来说，洗涤速率=过滤未速度。

39.欲提高离心通风机的风压，可以提高风机叶轮的转速（ ）

40.要使固体颗粒在沉降器内从流体中分离出来，颗粒沉降所需要的时间必须大于颗粒在器内的停留时间。（ ）

41.在稳态传热中，凡热阻大处其温差也大。( )

42.列管换热器采用多管程的目的是提高管内流体的对流传热系数α（ ）

四、简答题（本题共1题,共5分）。

（回答要点，并作简明扼要的解释）

33.为什么工业换热器的冷、热流体的流向大多采用逆流操作?

34.给热系数受哪些因素影响?

五、计算题（本题共4题,第34和37小题每题15分，第35和36小题每题10分,共50分）

（要求写出主要计算步骤及结果）

34..如图所示的管路系统中，有一直径为φ38×2.5mm、长为30m的水平直管段AB, 并装有孔径为16.4mm的标准孔板流量计来测量流量,流量系数 Co=0.63。流体流经孔板永久压强降为3.5×104N/m2，AB段的摩擦系数可取为0.024。试计算: ⑴液体流经AB管段的压强差； ⑵若泵的轴功率为500W，效率为60%，则AB管段所消耗的功率为泵的有效功率的百分率。

（第34题图）

35..将20℃的水由水池打至一敞口高位槽中，槽内的水面与水池内的水面的垂直距离为31.6m。管路总能量损失为50J/kg，流量为20m3/h，试求理论功率为多少kw？

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36.用一板框压滤机在147.1kN/m2（表压）下恒压过滤某悬浮液，要求在1.5小时内获得4m

-523的滤液，若过滤介质阻力忽略，滤渣为不可压缩，并测得过滤常数K=1.6×10m/s，问：（1）

需要过滤面积多少m?（2）若选用滤框尺寸：长×宽×厚=635×635×25mm，需滤框多少块？

（3）过滤完毕，用清水在与过滤压力相同的情况下洗涤30分钟，洗水的消耗量为多少m?

（4）若把压力加倍，其它情况不变过滤1.5小时，可得滤液多少m?

37.用一传热面积为3m由φ25×2.5mm的管子组成的单程列管式换热器,用初温为10℃的水将机油由200℃ 冷却至100℃ ,水走管内,油走管间。已知水和机油的质量流量分别为1000kg/h和1200kg/h,其比热分别为4.18kJ/(kg.K)和2.0kJ/(kg.K);水侧和油侧的对流传热系数分别为2000W/(m2.K)和250W/(m2.K),两流体呈逆流流动,忽略管壁和污垢热阻。(1)计算说明该换热器是否合用? (2)夏天当水的初温达到30℃,而油的流量及冷却程度不变时,该换热器是否合用?(假设传热系数不变)

38..用离心泵把水从储槽送至附图所示，表压为1kgf.cm-2的水洗塔中，储槽液面恒定，其上方为大气压。在某输送量下，泵对每kg水作的功为317.7J/kg，管内的摩擦系数为0.018。泵的吸入管路和压出管路总长分别为10m及100m（包括管件及入口的当量长度，但不包括出口的当量长度）,管子采用Φ108×4mm的钢管。若在泵的出口处装一压力表，而测压处与泵入口处之间的位差和摩擦阻力均可忽略不计，试求压力表的读数为多少kN/m2 2332

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（第34小题图）

39.欲用离心泵将比重为1.1的液体（性质与水相近）以20m3/h的流量由贮槽打到高位槽。两槽均通大气。位差为15m。（设液面保持不变）管路全部压头损失为8m液柱，求泵的扬程和有效功率。今库房有下列型号的离心泵，选用哪台合适？

（第35小题图） （第35小题表）

240..用一板框压滤机在147.1kN/m（表压）下恒压过滤某悬浮液，要求在2小时内得滤液8m3，

若过滤介质阻力可忽略，滤渣不可压缩，过滤常数K=1.65×10-5m2/s，问：（1）现有一板框压滤机，滤框的规格为长×宽×厚=810×810×25mm，共框18块，是否合用？（忽略角孔占去面积）。（2）过滤完毕，用清水0.25m3在与过滤相同压力下进行洗涤，问洗涤用了多少时间？

41.有一换热器由φ25×2mm钢管组成,管外为常压下的苯饱和蒸汽冷凝,苯的沸点为80℃,管内走冷却水,温度由10℃升高到30℃。已知,苯的冷凝传热系数为 600W/(m2.K),水的对流传热系数为400W/(m2.K),钢的导热系数为50W/(m2.K),忽略垢层的热阻。求：(1)热流体一侧的

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平均壁温；(2)冷流体一侧的平均壁温。

一、选择题（本题共10小题,每小题2分，共20分)

答案:1~5：ACDAA;6~10：BACBB 11-15: CCBDA 16-20: AAABB

二、填空题（本题共15空，每空1分，共15分）

***答案***

11. 5.46×104

12 0.0118m3/s

13. de＝4×流通截面积/浸润周边

14. de＝d1－d2

15.效率

16. 改变泵的转速； 车削叶轮外径

17.重力、阻力、浮力

18.单位时间内通过单位面积的滤液体积

19.变慢

20. α=0.023(λ/d)RePr； α=3.81(kW/（m2.K）) 0.80.4

21. λ2〉λ1〉λ3

22. 大于； 小于

23. τ=μdu/dy；

24. 湍流

25.1.50 m/s

26.0.5

27. gZ1+P1/ρ+u12/2= gZ2+P2/ρ+u22/2+∑Wf;

28. 功率N～流量Q曲线； 效率η～流量Q曲线

29. 出口 ; 增大

30. 粒子所受合力的代数和为零.

31. μ ； γL

32. α=4.54(kW/（m2.K）)

33. R1>R2>R3

34. F1=127×4π×0.038=60.6m2

三、判断题（本题共10题,每小题1 分，共15分）（请在你认为正确的题后括号内打“√”，错误的打“×”）

23. √； 24. ×；25.×；26. ×； 27. √； 28. √；29. ×；30. ×；31. √；32. ×

33. √；34 ×；35 ×；36. √；37 ×；38 √；39. √；40 ×；41 √；42 √

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四、简答题（本题共1题,共5分）。（回答要点，并作简明扼要的解释）

33.答：操作可以获得较大的平均传热温度差，从传递相同热负荷言，须较小的传热面积，节省设备费用。此外，逆流热流体出口温度T可接近冷流流体进口温度t，对相同热负荷言，需加热剂少；同样，就冷流体而言，逆流体出口温度t可接近热流体进口温度T，对相同热负荷言，需要冷却剂少，故对逆流就加热剂或冷却剂用量考虑，逆流操作费小。

34.答：流动类型：湍流时的给热系数大。流体的物性：粘度μ、密度ρ、比热Cp，导热系数λ均对给热系数有影响。传热面的形状、大小和位置：管子的排列、折流都是为了提高给热系数。流体的对流情况，强制对流比自然对流的给热系数大，流体在传热过程有无相变，有相变α大。

五、计算题（本题共4题,第34和37小题每题15分，第35和36小题每题10分,共50分）

（要求写出主要计算步骤及结果）

34. ***答案***

⑴在A-B之间列柏方程(管中心线为基准面)：

gZA+uA2/2+pA/ρ= gZB+uB2/2+pB/ρ+∑Wf

pA-p2=ρ∑Wf=ρλLu2/2d+△p孔

u0=C0 [2gR(ρ2-ρ)/ρ]

=0.63[2×9.81×0.6(13600-867)/867]

=8.284m/s

u=(16.4/33)2×8.284=2.046 m/s

∴pA -pB=0.024×(30/0.033)×(2.0462/2)×867+3.5×104 =74590 N/m2

⑵Ne=We .Ws=(74590/867)[(π/4)d2uρ]

=86(0.785×0.0332×2.046×867)=130w

有效功率百分数=130/(500×0.6)×100%=43.3%

35. ***答案***

ｇZ1＋ｕ12/2＋P1/ρ＋Ｗe＝ｇZ2＋ｕ22/2＋P2/ρ+∑Wf

Z1＝0，Z2＝31.6m，P1＝P2，ｕ1≈0，ｕ2≈0， ∑Wf＝50Ｊ/kg

Ｗe＝ｇZ2＋∑Wf＝9.81×31.6＋50＝3 60Ｊ/kg

ms＝20/3600×1000＝5.556kg.s

N＝Ｗe ms＝360×5.556＝2000Ｊ/s＝2kw

36 ***答案***

（1）求过滤面积

220.5-50.52∵V=KAθ ∴A=V(1/Kθ) =4×[1/（1.6×10×1.5×3600)]=13.6m

（2）求框数

13.6/0.635×0.635×2=17块

（3）求洗水量

(dV/dθ)W=kA/8V=V/8θ=4/(8×1.5)=0.33m3/h

∴VW=(dV/dθ)W×θW=0.33×30/60=0.17m

3

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（4）求滤液量

(K2)/(K1)=(△P2)/(△P1)=2

1.5 1.53 V2=V1 × (2)=4( 2)=5.66 m

37. ***答案***

(1) Q1=1200×2×(200-100)=240000kJ/h

Q2=Q1,

t2=t1+Q1/(mρ2·Cp2)=10+240000/(1000×4.18)=67.4℃

△tm=(132.6-90)/ln(132.6/90)=110℃

1/K1=1/α1+d1/(α2·d2)=1/250+25/(2000×20)

K1=2 16.2 W/(m2.K)

A1=Q1/(K△tm) =240000×10/(216.2×3600×110) =2.8 m<3m 故适用

(2) t1=30℃时

t2=30+240000/(1000×4.18)=87.4℃

△tm=(112.6-70)/ln(112.6/70)=89.6℃

322 A1=240000×10/(3600×89.6×216.2)=3.45 m>3 m

不适用

38.***答案***

定储槽液面为1-1，管出口内侧为2-2，液面为基准面。列柏式：

22Z1g+P1/ρ+u1/2+we= Z2g+P2/ρ+u2/2+∑Wf

222而∑Wf =λ(L+Le) u2/(2d)=0.018×(10+100) u2/(2×0.1)=9.9 u2

22∴ 0+0+0+317.7=20×9.807+98100/1000+ u2/2+9.9 u2

∴u2 =1.5m/s

再在测压口3-3与2-2间列柏式：

22 Z3g+P3/ρ+u3/2= Z2g+P2/ρ+u2/2+∑Wf

22而 ∑Wf =λL u/（2d)=0.018×100×1.5/ (2×0.1) =20.25J/kg

22∴ 0+P3/1000+1.5/2=18×9.807+98100/1000+1.5/2+20.25

322∴ P3=296.1×10N/m=296.1 N/m（表压）

39.***答案***

如图所示取1－1、2－2截面列柏努里方程，并以1－1为基准面，得：

H＝ΔZ＋∑Hf（1－2）＝15＋8＝23m

N有效＝ρQH/102＝1100×(20/3600)×23/102＝1.38KW

选2B31A型水泵。

该泵Q＝20m3/h H＝25.2＞23m

40. ***答案***

（1）现有板框压滤机面积是否够用？

3 V实=0.81×0.81×18×2=23.62m

22 V=KAθ

0.5-50.53 A计=V(1/Kθ)=8[1/（1.65×10×2×3600)] =23.2 m 322

 A实＞A计，可满足要求

化工原理上册期末复习题

（2）求θW (dV/dθ)W=(1/4)(dV/dq)=V/8θ =8/(8×2)=0.5m3/h

θW=VW/(dV/dθ)W =0.25/0.5=0.5h

41. ***答案***

（1） 热流体一侧平均壁温TWm

∵ 热流体为苯饱和蒸汽冷凝 T1 ＝T2 ＝T沸＝80℃

∴ 可认为热流体一侧TW 1＝T W 2 ＝TWm

Δtm1 ＝T－TWm

根据 Q＝α1 A1Δtm1＝α2 A2 Δtm2＝K A1 Δtm

1/K1＝1/α1＋(1/α2 )×d1/d2 ＋(b/λ)×d1 /dm

＝1/600 +(1/400)×0.025/0.021 +(0.002/50)×0.025/0.023＝0.0047

∴ K1＝213.4W/(m2.K)

Δt1＝80－10＝70℃; Δt2＝80－30＝50℃

Δtm ＝（Δt1－Δt2）/ln（Δt1 /Δt2 ） ＝(70-50)/ln（70/50）＝59.44℃

∴TWm＝T－K/α×Δtm＝80-213.4/(600）×59.44＝58.9℃

（2） ∵钢的导热系数比较大

∴认为冷流体一侧tW1 ＝t W2 ＝tWm

根据 Q＝KA1 Δtm ＝(1/ｂ)×λ×Am ×（TWm-tWm）

设管壁两侧壁温恒定,故 ΔtWm ＝TWm－tWm

代入上式 有tWm＝TWm－KΔtm (b/λ)×A1 /Am

∴tWm＝58.9- 213.4×59.44×(0.002/50)×0.025/0.023＝58.35℃

三、分析并回答问题（每小题8分 本题满分24分）

1．简述边界层及边界层分离的概念。

答：u=0~99%u 之间的区域，称为边界层。流体流过一定区域后，速度减小，压力增加，出现流体回流形成旋涡，产生大量能量损失的现象，称为边界层分离。

2．某车间有一精馏塔，其计量馏出液的转子流量计损坏了，急需更换一个流量计。现车间库存一个转子流量计（其转子是塑料制的），其量程小于原来的流量计；若打算将此流量计改装后使用，试设计具体的改装和校核实验的方案。

答：用原来的转子替换塑料转子。

(f )Vs ＝k Vs ( f )

其中： f,VS分别为塑料转子计的密度及其对应的流量； f,VS 分别为改装后转子计的密度及其对应的流量。改装后的流量可通过塑料转子的读数乘以k。

3．如图所示，液体分别从两容器中流出，液面保持不变，排出管径相同。问：

（1）比较图（a）中1-1和2-2截面的u1＞u2还是u1=u2？为什么？

（2）图（a）、（b）中Z3＞Z4其它条件不变，忽略阻力损失，则出口处的速度u3与 u4哪个

大？为什么？

（3）图（a）、（b）中Z2=Z4，则截面2-2*处的速度u2与u4哪个大？为什么？

化工原理上册期末复习题

答：（1）根据质量守恒定律和连续性方程得到：u1=u2。

（2）根据伯努利方程有：u3

（3）因为u3＝u2.故u2>u4

四、计算题（第题18分 本题满分36分）

2．如图所示的输水系统，已知管内径为d=50 mm，在阀门全开时输送系统的（l+Σle）=50 m，摩擦系数λ可取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, H为泵的扬程m, Q为泵的流量m3/h。问:

(1) 如要求输送量为10 m3/h, 单位质量的水所需外加功为多少? 此泵能否完成任务?

(2) 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?(设泵的

效率变化忽略不计)。

2gZ3,u4 2gZ4,因为Z3>Z4 故：u3>u4.

解：两水面间列伯努利方程：

(2)H 18.92 0.82 80.8 14.6m,因为： ＝

NNe/ H gQ / 14.6 8 0.849 NNe/ H gQ/ 13.75 10

故减小15.1％。

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