湘潭大学化工原理试卷以及答案

传递原理练习及作业题

湘潭大学化学工程系 杨运泉编

一、动量传递部分

一、如图，一根水平放置于地面的90°弯管，流体以一定的流速u流过其中，

流体密度为ρ，管道截面积为A，管道出口末端为大气压Pa，若忽略流体流过弯管时的阻力损失，试求弯管所受到的合外力∑F。

二、如上图，某黏度为μ，密度为ρ的牛顿型流体沿宽度为B，高为H的倾斜

放置平板（倾斜角为θ）向下作层流流动，稳定流动时的流体膜厚度为b，试推导流体在膜中的速度沿膜厚的分布关系，并求单位平板宽度上的流体质量流量W。

三、对于作一维稳定流动的流体，已知其在流场中的速度向量形式为：

U(x,y)= 5x3y i + 4xy4 j

(1) 试求过点（1，0）的流线方程；

(2) 试求过点（1，0）的流体运动加速度； (3) 判别该流体运动是否有势（无旋）； (4) 判别该流体是否不可压缩。

四、设在二维流场中，已知流体的速度向量为：

U(x,y)= （A＋Bt） i + C j

式中A、B、C为常数，t表示时间。试证明流体在该流场中的流线为直线，

1

其轨（迹）线为抛物线。

五、若普兰德（Prandtl）混合长l’在圆管中的分布为l’/R=K[1-(r/R)3]/3，式中R

为圆管的内半径

贵州大学年第一学期考试试卷及参考答案

《化工原理》（上）

注意事项：

1. 请考生按要求在试卷装订线内填写姓名、学号和年级专业。 2. 请仔细阅读各种题目的回答要求，在规定的位置填写答案。 3. 不要在试卷上乱写乱画，不要在装订线内填写无关的内容。 4. 满分100分，考试时间为120分钟。 题 号 得 分 得 分 评分人

一、填空题（每空1分，共15分）

一 二 三 四 五 六 总 分 统分人

1.（1分）当密度ρ＝1000kg/m3，粘度μ=1厘泊的水,在内径为d=100mm，以流速为1m/s在管中流动时，其流动类型为湍流。

2.（3分）离心泵的工作点是离心泵特性曲线与管路特性曲线的交点。当离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵会发生汽蚀现象。

3.（4分）若被输送的流体黏度增大，则离心泵的压头减小，流量减小，效率降低，轴功率增大。

4.（2分）在传热实验中用饱和水蒸汽加热空气，总传热系数K接近于空气侧的对流传热系数，而壁温接近于饱和水蒸汽侧流体的温度值。

5.（1分）从某矿石焙烧炉出口的含尘气体，依次经过一个降尘室和一个旋风分离器进行除尘，气体流量为1000m3·h-1，含尘量为10g·m-3，

贵州大学年第一学期考试试卷及参考答案

《化工原理》（上）

注意事项：

1. 请考生按要求在试卷装订线内填写姓名、学号和年级专业。 2. 请仔细阅读各种题目的回答要求，在规定的位置填写答案。 3. 不要在试卷上乱写乱画，不要在装订线内填写无关的内容。 4. 满分100分，考试时间为120分钟。 题 号 得 分 得 分 评分人

一、填空题（每空1分，共15分）

一 二 三 四 五 六 总 分 统分人

1.（1分）当密度ρ＝1000kg/m3，粘度μ=1厘泊的水,在内径为d=100mm，以流速为1m/s在管中流动时，其流动类型为湍流。

2.（3分）离心泵的工作点是离心泵特性曲线与管路特性曲线的交点。当离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵会发生汽蚀现象。

3.（4分）若被输送的流体黏度增大，则离心泵的压头减小，流量减小，效率降低，轴功率增大。

4.（2分）在传热实验中用饱和水蒸汽加热空气，总传热系数K接近于空气侧的对流传热系数，而壁温接近于饱和水蒸汽侧流体的温度值。

5.（1分）从某矿石焙烧炉出口的含尘气体，依次经过一个降尘室和一个旋风分离器进行除尘，气体流量为1000m3·h-1，含尘量为10g·m-3，

广州大学 2010年研究生入学考试试题（全日制专业学位硕士） （A 卷） 招生领域： 化学工艺 考科目名称： 化工原理 生须知 全部答案一律写在答题纸上，答在试题纸上的不得分！ 答题要写清题号，不必抄题 科目代码： 828 题次 分数 评分 一 25 二 20 三 25 四 80 五 六 总分 150 评卷人 一、填空题: （每空1分，共25分） 1. 标出下列流量计的名称和被测流体的流向。 转子流量计 孔板流量计 由下至上 由下至上 2.流体在水平等径直管中流动时，摩擦阻力损失为hf 。所损失的是机械能中的 静压能 项，由于阻力损失，流速沿管长的变化是 不变 。 3.大气压强为760mmHg，水面下20m深处的绝对压强是 297.3 kPa，表压是 196 kPa。（水的密度为1000kg/m3） 4.临界直径，是指在旋风分离器中理论上能被完全分离下来的 最小颗粒 直径，其大小

1.什么是判断流体流动类型的依据，它的计算式是什么？其在什么范围内为湍流，在什么范围内为层流？

答：判断流体流动类型的依据是雷诺数，它的计算式是Re

当Re>4000时，形成湍流，当Re≤2000时为层流。

2.在雷诺演示实验中，为什么要将顶上水槽内的液面维持恒定？

答：为了保持水压稳定从而使流速稳定。对于一定温度的流体，在特定的圆管内du , 流体在直圆管内流动时，流动，雷诺准数只与流速有关。本实验是改变水在管内的速度，观察不同雷诺准数下流体流型的变化。要想观察不同雷诺数下的流体类型，那么在某一雷诺准数下的流速要维持恒定。假如顶上水槽的液面不断变化，那么管中流体的流速也会不断改变，无法达到实验要求。所以，顶上水槽内的液面要维持恒定。

3.液液萃取实验的原理是什么？实验中塔高的计算方法是什么？

答：液液萃取实验的原理是利用混合物中各个组分在外加溶剂中的溶解度的差异而实现组分分离的单元操作。

萃取塔的有效接触高度H HOR NOR NOR xF xR

xm

4.测定全回流和部分回流总板效率与单板效率时各需测几个参数？取样位置在何处？

答：测定全回流总板效率要测定塔顶浓度和塔底浓度，分别在塔顶回流液处、塔底处取样；同时还应已知相平衡关系，全塔实

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【精品】化

1.什么是判断流体流动类型的依据，它的计算式是什么？其在什么范围内为湍流，在什么范围内为层流？

答：判断流体流动类型的依据是雷诺数，它的计算式是Re

当Re>4000时，形成湍流，当Re≤2000时为层流。

2.在雷诺演示实验中，为什么要将顶上水槽内的液面维持恒定？

答：为了保持水压稳定从而使流速稳定。对于一定温度的流体，在特定的圆管内du , 流体在直圆管内流动时，流动，雷诺准数只与流速有关。本实验是改变水在管内的速度，观察不同雷诺准数下流体流型的变化。要想观察不同雷诺数下的流体类型，那么在某一雷诺准数下的流速要维持恒定。假如顶上水槽的液面不断变化，那么管中流体的流速也会不断改变，无法达到实验要求。所以，顶上水槽内的液面要维持恒定。

3.液液萃取实验的原理是什么？实验中塔高的计算方法是什么？

答：液液萃取实验的原理是利用混合物中各个组分在外加溶剂中的溶解度的差异而实现组分分离的单元操作。

萃取塔的有效接触高度H HOR NOR NOR xF xR

xm

4.测定全回流和部分回流总板效率与单板效率时各需测几个参数？取样位置在何处？

答：测定全回流总板效率要测定塔顶浓度和塔底浓度，分别在塔顶回流液处、塔底处取样；同时还应已知相平衡关系，全塔实

填空与选择

1．比较：(a)1.5kgf/cm2(表压)；(b)450mmHg(真空度)；(c)5×105Pa(绝压)；(d)1.6mH2O，它们的大小顺序为 > > > 。

2．有两个底面积分别为A1和A2（且A1>A2）的容器，盛有高度相同的同样液体，则容器底部所受的压力PA1PA2，而底部所受的压强pA1A2

3．流体在园形直管中作层流流动时，hf与u的 一次方 成正比，若流动为完全湍流时，hf与u的 平方 成正比。

4．流体在管内流动时，其流速、压强等均不随而仅随则称为定流动 ，否则，则为 不稳定流动 。

5．流体在管内流动时，层流和湍流的主要区别是，理想流体与实际流体的主要区别是 μ = 0 ，可压缩流体与不可压缩流体的主要区别是 ρ = f (P，T ) 。

6．流体在园形直管内流动时，产生阻力损失的根本原因是有关，在阻力平方区，摩擦系数与有关，层流时，λ。

7．不可压缩流体在u0的水平管中作稳定流动，平均流速为u0，现流量不变，而管径改用d = d0/2，则通过管内的平均流速为原来的倍，若流动处于层流状态，通过相同管长度阻力损失的为原来的 C 倍，若流动处

200 年 月江苏省高等教育自学考试 化工原理试题答案及评分参考

一、单项选择题(每小题1分，共15分)

1．流体在圆直管内流动，充分湍流(阻力平方区)时，摩擦系数λ正比于( )。(G为质量流速)C

A．G2； B．G； C．G0； D．G-1。

2．利用水在逆流操作的套管换热器中冷却某物料。要求热流体的进出口温度及流量不变。今因冷却水进口温度升高，为保证完成生产任务，提高冷却水的流量，其结果使Δtm( )。B

A．增大； B．下降； C．不变； D．不确定。

3．某二元混合物，其中A为易挥发组分。液相组成xA＝0.6，相应泡点为t1，与之平衡的气相组成yA＝0.7，相应的露点为t2，则：( )A

A．t1＝t2； B．t1＜t2； C． t1＞t2； D．不能判断。

4．精馏操作时，若其他操作条件均不变，只将塔顶的过冷液体回流改为泡点回流，则塔顶产品组成xD变化为( )。B

A．变大； B．变小 C．不变； D．不确切；

5．二元溶液连续精馏计算中，进料热状况的变化将引起以下线的变化( )。A

A．提

第 1 页 共 17 页 《化工原理》考试 一、选择 1. 在层流流动中，若流体的总流量不变，则规格相同的两根管子串联时的压降为并联时的 倍。 A. 2； B. 6； C. 4； D. 1。 2. 流体在圆形直管内作湍流流动时，摩擦系数?与 和 有关；若其作完全湍流（阻力平方区），则?仅与 有关。 3. 流体在长为3m、高为2m的矩形管道内流动，则该矩形管道的当量直径为 。 A. 1.2m； B. 0.6m； C. 2.4m； D. 4.8m。 4. 用离心泵在两个敞口容器间输送液体。若维持两容器的液面高度不变，则当输送管道上的阀门关小后，管路总阻力将 。 A. 增加； B. 不变； C. 减小； D. 不确定。 5. 离心泵的效率η和流量Q的关系为 。 A. Q增大，η增大； B. Q增大，η先增大后减小； C. Q增大，