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1 华东理工大学 2011 2012 学年第一学期 化工原理课程期中考试试卷（上册） 2011.11 开课学院：化工学院 ，专业：09 大面积 ，考试形式：闭卷 ，所需时间：120 分钟 考生姓名： 学号： 班级： 任课教师： 题序 一 二 三 四 五 六 总 分 % 30 10 8 12 20 20 100 得分 评卷人 一、填空题（共 30 分，每空格 1 分） 1、流体的连续性假定是指流体是由大量质点 组成的、彼此间没有间隙、完全充满所占空 间的连续介质。 2、理想流体是指： 黏度为零的流体 ；非牛顿流体是指： 层流时不服从牛顿黏性定律 的流体 。 3、某流体在圆形直管中作层流流动时，其速度分布是抛物线 型曲线，其管中心处最大流 速为平均流速的 2 倍，动能校正系数值为 2，摩擦系数与 Re 的关系为 =64/Re。 4、黏度的物理本质是分子间的引力和分子的运动与碰撞 。气体的黏度随温度的升高而 增大 , 水的黏度随温度的升高而减小 。 常温下水的黏度为 1 10 -3 Pa.s，空气的黏度为 1.8 10 -5 Pa.s 。 5、测气体用的转子流量计上的刻度是用 20、 101.3kPa 的空气 进行标定的，测液体用的 转子流量计上的刻度是用 20的水 进行标定的。 6、离心泵叶轮采用后弯叶片是因为 能量利用率高 。 7、离心式通风机向单位体积 流体提供的能量称为该风机的全风压。全风压由静风压 和动 风压 两部分组成。 8、旋桨式搅拌器的特点是流量大，压头低 ；涡轮式搅拌器的特点是流量小，压头高 。提 高搅拌器中流体湍动的措施有提高搅拌器的转速 、 阻止液体的圆周运动 和安装导流筒 。 9、请列举化工原理课程中介绍的常用工程问题处理方法（至少三种） ：因次分析法 ，分解 与综合法 ，数学模型法，解析法 。 2 注意：五、六学分不同（以下第 10 题五学分必做；第 11、 12 题六学分必做） 10、流体运动通常有两种考察方法，即 拉格朗日法 和 欧拉法 ，流线是用 _欧拉法 考 察得到的，轨线是用 拉格朗日法 考察得到的。 11、请列举非牛顿流体的三种弹性行为：爬杆效应 ，挤出胀大 ，无管虹吸 。 12、湍流减阻现象是指 _水或有机物中加入微量高分子物而成为稀溶 液时，可以明显降低 它在湍流流动时阻力的现象 。 二、选择题（共 10 分，每空格 2 分） 1、如右图所示，连接 A、 B 两截面间的压差计的读数 R 表示了（ C ）的大小。 A、 图中 A、 B 间的阻力损失 H fAB B、 图中 A、 B 间的压强差 P C、 图中 A、 B 间的阻力损失及动压头差之和 D、 图中 A、 B 间的动压头差 guu BA 2/)( 22 2、有两种说法： (1)往复泵启动不需要灌水； (2)往复泵的流量随扬 程增大而减小，则： （ C ） 。 A、 两种说法都对 B、 两种说法都不对 C、 说法 (1)对，说法 (2)不对 D、说法 (2)对，说法 (1)不对 3、当截面位于均匀流段时，截面上各点的（ D ） A、压强相等 B、动能相等 C、总机械能相等 D、总势能相等 4、离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵将发生（ B ）现象。 A、气缚 B、气蚀 C、气浮 D、气蚀和气蚀 5、用离心通风机将空气输入加热器中，由 20加热至 140。该通风机安于加热器前， 或加热器后 ,则 ( D )。 A、 输送的流量不变 B、 需要的全风压不变 C、需要的全风压不变，但流量要变 D、 输送的流量和需要的全风压都要变 3 三、计算（共 8 分） 如图所示，质量为 5kg、面积为 40 45 2 cm 的一块木板沿着涂有滑油的斜面等速向下 运动。已知 u=1m/s， =1mm（油膜厚度） 。求滑油的黏度，以 P 为单位表示。 解： 木板重力沿运动方向的分力为： =F 5 9.81 5/13=18.87 N （ 2 分） 木板所受的剪应力为： 83.104)45.040.0/(87.18/ = XAF （ 3 分） 黏度为： PmsN dydu 048.1/.1048.0 001.0/1 83.104 / 2 = （ 3 分） 4 四、计算题 （共 12 分） 如图示，离心泵从水槽抽水，水库里的水通过连接管向水槽补充水，保持水槽液面的 液位恒定。已知：水库里液面的液位保持恒定，泵的吸入管长 10m，连接管长 20m，两管 内径均 100mm，摩擦系数均为 0.03，两管入口均装相同滤网，泵吸入管有一个弯头，阻 力系数 1 =0.3。 泵进口处真空度 6mH 2 O， 水流量 50.8m 3 /h。 试求滤网的局部阻力系数 2 。 解： 管内流速： sm ud q u V /80.1 10.0785.0 3600/8.50 4 2 2 = = （ 2 分） 由水库至水槽液面间列机械能衡算式： 2 )1( 2 1 2 u d lp bg p aa +=+ 165.0)7() 81.92 80.1 ) 1.0 20 03.01( 2 )1( 2 2 2 2 1 2 += +=+= g u d l b （ 4 分） 由水槽面至泵吸入口截面间列机械能衡算式: 2 )( 2 )( 2 2 21 2 3 u d lu hb pp a += 2 )1()( 2 2 21 3 u d l g pp hb a + =+ 165.0)3.4(6) 81.92 80.1 ) 1.0 10 03.03.01(62 2 2 2 += +=+ b （ 4 分） 两式联立，得： 47.6 2 = （ 2 分） 5 五、计算题（共 20 分） 蓄水箱中的水经过水管在水平方向射出，如附图所示。已知 Z 1 =15m， Z 2 =Z 3 =6.5m， d 2 =20mm， d 3 =10mm，水流经 d 2 管段的直管阻力损失为 2mH 2 O，流经 d 3 管段的直管阻力 损失为 1mH 2 O，求： （ 1） 、 d 3 管段出口处的流速 u 3 ； (两次突然缩小 , 值均取 0.5) （ 10 分） （ 2） 、 d 2 管段接近管口 2-2 截面处的流速 u 2 及压强 P 2 ； （ 7 分） （ 3） 、水射到地面处与管口 3-3 截面处的水平距离 X（ 3 分） （ 1）在截面 1-3 间列机械能衡算式： 31 2 3 3 3 2 1 1 1 22 +=+ f h u gz pu gz p （ 3 分） 31 pp =Q ， u1=0, 2 2 3 2 23 4)( u d d uu = （ 2 分） )12 2 5.0 2 5.0( 2 2 3 2 2 2 3 31 += g u g u g u zz （ 3 分） )12 2 5.0 24 5.0( 2 5.615 2 3 2 2 3 2 3 + += g u g u g u smu /395.8 3 = （ 2 分） （ 2） smu d d uu /099.225.0)( 3 2 2 3 32 = （ 1 分） 在截面 1-2 间列机械能衡算式： 21 2 2 2 2 2 1 1 1 22 +=+ f h u gz pu gz p （ 3 分） a pp = 1 Q ， u1=0, 6 2 2 )( 2 2 21 2 = g u zz g pp a OmH 2 2 275.62 81.92 099.2 )5.615( = = )(10156.6 6 2 表压papp a = （ 3 分） (3) 2 3 2 1 gtz = （ 2 分） 1.15s 9.81 6.52 g 2z t 3 = = mtuX 65.915.1395.8 3 = （ 1 分） 7 六、计算题（ 20 分） 图示输水管路，用离心泵将江水输 送至常压高位槽。已知吸入管直径 703mm，管 长 l AB =15m，压出管直径 603mm，管长 l CD =75m（管长均包括局部阻力的当量长度） ， 摩擦系数 均为 0.03， =10m，离心泵特性曲线为 He=30-610 4 2 v q ，式中 He： m； v q ： m 3 /s。试求： 1、管路流量为多少 m 3 /h； （ 10 分） 2、离心泵的有效功率； （ 5 分） 3、 旱季江面下降后， 管路流量、 B 处的真空表和 C 处的压力表读数各有什么变化 （定 性分析）？ （ 5 分） 解： （ 1） 管路特性方程： 2 5252 2 5 2 2 2 5 1 2 1 ) 054.081.914.3 7503.08 064.081.914.3 1503.08 (10) 88 ( Vv qq gd l gd l g p zH + +=+ += 254 )10053.410466.3(10 V qH += （ 6 分） 泵的特性方程： 24 10630 V qHe = HH e = （ 2 分） 2425 10630104.410 VV qq =+ hmsmq V /77.22/00632.0 33 = （ 2 分） 8 （ 2） mqHe V 60.27)00632.0(1063010630 2424 = （ 2 分） WgHqP eVe 2.171160.2781.900632.01000 = （ 3 分） （ 3）江面下降，泵特性方程不变，但管路的特性特性曲线上移： （ 2 分） 流量下降， B 处的真空表读数上升， C 处的压力表读数下降。 （ 3 分）
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