内容发布更新时间 : 2024/11/20 22:40:44星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
《化工原理》上册考试题
1. （20分）如图所示，油在光滑管中以u=2m/s的速度流动，油的密度ρ=920kg/m3，管
长L=3m，直径d=50mm，水银压差计测得R=15.0mm。试求： （1）油在管中的流动形态； （2）油的粘度；
（3）若保持相同的平均流速反向流动，压差计读数有何变化？层流：λ=64/Re；湍流：
λ=0.3164/Re0.25。
A B R C D 2. （20分）如图所示，已知：D = 100mm，d = 50mm，H = 150mm，ρ气体 = 1.2kg/m3。当
U形管读数R = 25mm时，将水从水池中吸入水平管中，问此时气体流量V为多少m3/s（阻力可忽略）。
Pa
R Hg d 气体 D Pa H
水
3. （16分）如图示循环管路，离心泵的安装高度Hg=3m，泵特性曲线可近似表示为：
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H=23-1.43×10Q，式中Q以m3/s表示。吸入管长（包括全部局部阻力的当量长度）为10m，排出管长（包括全部局部阻力的当量长度）为120m，管内径均为50mm，假设摩擦系数λ=0.02，水温20℃。试求： （1）管路内的循环水量为多少？ （2）泵进、出口压强各为多少？
Hg
4. （40分）如图所示，用清水泵将池A中水打到高位槽B中，泵的特性曲线可用H=25
1
－0.004Q2表达，式中Q的单位为m3/h，吸入管路的阻力损失为4m水柱，泵出口处装有压力表，泵的阻力损失可忽略。管路为Ф57×3.5mm钢管。管路C处装有一个调节阀，调节阀在某一开度时的阻力系数ζ=6.0，两U形管压差计读数R1=800mm，R2=700mm，指示液为CCl4（密度ρ0=1600kg/m3），连通管指示液面上充满水，水的密度ρ=1000 kg/m3，求：
（1）管路中水的流量为多少？（单台泵） （2）泵出口处压力表读数为多少？（单台泵）
（3）并联一台相同型号离心泵，写出并联后泵的特性曲线方程；
（4）若并联后管路特性曲线方程L=13.5＋0.006Q2，求并联后输水量为多少m3/h
B
C h P 2m R1 R2 A R CCl4 5．（15分）某液体由一敞口贮槽经泵送至精馏塔，管道入塔处与贮槽液面间的垂直距离为
12m，流体经换热器的压力损失为0.3kgf/cm2，精馏塔压强为1kgf/cm2（表），排出管路为Φ114×4mm的钢管，管长为120m（包括局部阻力的当量长度），流速为1.5m/s，液体比重为0.96，摩擦系数为0.03，其它物性参数均与水极为接近。泵吸入管路压力损失为1m，吸入管径为Φ114×4mm。
（1）试通过计算，选择下列较合适的离心泵。
（2）泵与贮槽液面间的最大垂直距离不能超过多少米？ 注：当地大气压为736mmHg。
型号 2B19 3B57A 4B91
Q(m3/h) 22 50 90
H(m) 16 37.5 91
η(%) 66 64 68
Hs (m) 6.0 6.4 6.2
换热器 精馏塔
12m Hg
2 6. （18分）在如图所示的管路系统中，有一直径为Ф38×2.5mm、长为30m的水平直管段AB，在其中装有孔径为16.4mm的标准孔板流量计来测量流量，流量系数C0为0.63，流体流经孔板流量计的永久压降为6×104Pa，AB段摩擦系数λ为0.022，试计算： （1）流体流经AB段的压强差；
（2）若泵的轴功率为800W，效率为62%，求AB段所消耗的功率为泵的有效功率的百分
率。
已知：操作条件下所输送液体的密度为870kg/m3，U形管中的指示液为汞，其密度为13600 kg/m3。
孔板流量计
A B
R = 0.6m
7. （18分）在如图所示的管路系统中，用离心泵将40℃的油品（ρ=800 kg/m3）由容器A送至罐B，全部管线的直径均为Ф57×3.5mm，在其中装有孔径为20mm的标准孔板流量计来测量流量，流量系数C0为0.63，今测得孔板流量计读数R为0.6m，指示液为汞。泵前后压力表读数分别为0.8at和4.8at（两压力表间的垂直距离很小，可忽略）。容器A液面上方压强为0.64at（表），罐B则与大气相通。在操作过程中，A、B液面及其上方的压强均保持不变，油品在管内的流动处于阻力平方区，摩擦系数为0.03。试求： （1）泵在该流量下的有效扬程（m）；
（2）自A至B全部管线的总当量长度（包括局部阻力的当量长度）。
B A 孔板流量计 3m R 25m 1 2 8. （20分）用离心泵将密闭储槽中20℃的水（密度为1000kg/m3）通过内径为100mm的管道送往敞口高位槽。两储槽液面高度差为10m，密闭槽液面上有一真空表P1读数为600mmHg（真），泵进口处真空表P2读数为294 mmHg（真）。出口管路上装有一孔板流量计，其孔口直径d0＝70mm，流量系数C0＝0.7，U形管水银压差计读数R＝170mm。已知管路总能量损失为44J/kg，试求：
3
（1）出口管路中水的流速；
（2）泵出口处压力表P3（与图对应）的指示值为多少？（已知P2与P3相距0.1m）
9. （32分）如图所示，槽内水位维持不变。槽底部与内径为100mm的钢管相连，管路上装有一个闸阀，阀前离管路入口端15m处安有一个指示液为汞的U形管压差计，测压点与管路出口端之间距离为20m。 （1）当闸阀关闭时测得R = 600mm，h = 1500mm；当闸阀部分开启时，测得R = 400mm，
h = 1400mm，管路摩擦系数取0.02，入口处局部阻力系数取0.5，问每小时从管中流出水量为多少m3？
（2）当阀全开时（取闸阀全开le/d = 15，λ= 0.018），测压点B处的压力为多少Pa（表
压）。
A A 15m B 20m C
B C
h R
O O
10. （28分）用一离心泵将密度为1000kg/m3的溶液从池A抽出，经一主管后分成两个支管。支管1去罐C，支管2去容器D。已知罐C的真空度为367.8mmHg，容器D的表压为0.01962MPa，两容器之间液面差为7m。泵的特性曲线为H = 35 – 14.4Q2（H—m，Q—m3/min）。两支管的数据如下表：
支管总长（包括当量长度），（m） 管内径（mm） 摩擦系数
支管1 42.9 50 0.021
支管2 100 100 0.018
现将一U形管压差计（内装四氯化碳，密度为1603 kg/m3）接到支管1上长4m的直管
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段的两端，其读数为0.142m，试求： （1）两支管的流量比V2/V1； （2）泵的有效功率（kW）。
C c 4m 7m d D R 支管1 CCl4 a b B
A 支管2
11. （20分）如图所示，管路由φ57×3.5mm钢 pa 管组成，管长18m，有标准直角弯 头两个（ζ= 0.75），闸门阀一个 （ζ= 0.17），直管阻力系数为0.029，
高位槽内水面距管路出口的垂直距离 H 为9m。试求：
（5）管路出口流速及流量；
（6）若在管路出口装一直径为25mm
的喷嘴，喷嘴的局部阻力系数为 ζ= 0.5，管路出口流速和流量为 多少？
（7）改变喷嘴尺寸，可能获得的最大喷出
速度为多少？（设喷嘴ζ= 0.5不变）
（8）若将流体视为理想流体，安装喷嘴前后流量各为多少？
12. （20分）如图所示的输水系统，输水量为36m3/h，输水管路均为φ80×2mm的钢管。
已知：吸入管路的阻力损失为2J/kg，排出管路的压头损失为0.5mH2O，排出管路上压力表的读数为2.5kgf/cm2，试求： （2）水泵的升扬高度；（2）水泵的轴功率（kW），设泵的效率η= 70%； （3）吸入管路上U形管压差计的读数R（mm）。设指示剂上液面至连接点距离h为0.68m。 （4）若泵的允许吸上真空高度Hs = 6.5m，水温为20℃，校核此系统的安装高度是否合
适？若水温升高至60℃，此系统的安装高度是否合适？60℃水的饱和蒸汽压为149.4mmHg。
注：当地大气压为9.8×104Pa，ρ水 = 1000kg/ m3 。
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