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新乡学院 2013 ― 2014 学年度第二学期
《 化工原理 》期中试卷
课程归属部门：化学与化工学院 试卷适用范围：2012级制药工程专业 考试形式：开卷 考试时间：110 分钟 题号 一 二 三 四 五 总分 合分人 得分 得分 评卷人 一、（每空1分，共30分）
1.液柱压差计是基于流体静力学原理的测压装置，用U形管压差计测压时，若一端与大气相通，则读数R表示的是 表压 或 真空度 。
2. 若离心泵入口真空表读数为700mmHg，当地大气压为760 mmHg，则输送42℃水时（饱和蒸汽压为8.2kPa）泵内 会 发生汽蚀现象。（会，不会）
3.牛顿粘性定律的表达式为F??Adudy，该式应用条件是 牛顿型 流体作 层流 流动。
4.一转子流量计，当通过水流量为1 m3/h时，测得该流量计进、出间压强降为20Pa，当流量增大为2 m3
/h时，相应的压强降 20Pa 。
5.往复压缩机的实际工作循环包括：压缩、排气、 余隙膨胀 、 吸气 四个过程。 6.启动时需要关闭出口阀门的液体输送泵是 离心泵 。
7.离心泵说明书中所标的汽蚀余量越大，说明其抗汽蚀能力 不 好 。
8.安装在管路上的离心泵，其他条件不变，所送液体温度降低，泵发生汽蚀的可能性 降低 ，若供液槽液面上方的压强降低，泵发生汽蚀的可能性 增大 ；若所送液体密度增大，泵发生汽蚀的可能性 增大 。
本试卷共8页第1页 9.由三支管组成的并联管路，各支管的管长和摩擦系数相等，管径比为1：2：3，则三支管的流量比为1:32:243。
10.已知某油品在圆管中定态流动，其Re=1000。已测得管中心处的点速度为0.5m/s， 则此管截面上的平均速度为 0.25 m/s。若油品流量增加一倍，则通过每米直管的压头损失为原损失的 2 倍。
11.往复泵流量调节的方法有： 旁路调节 、 调节往复频率 。 12.当要求气体的压缩比
p2p?1 ?8 时，宜采用多级压缩。
13.两敞口容器间用离心泵输水，已知转速为n1时，泵流量qV1=100l/s，扬程He1=16m，转速为n2时，qV2 =120l/s，扬程He2=20m，则管路特性方程为 H=7+909qv2 。 14.在离心泵的运转过程中， 泵轴 是将原动机的能量传递给液体的部件，而 蜗壳 则是将动能转变为静压能的部件。
15.用离心泵将池中20℃清水送至常压容器B，若B变为100kPa（真空度）的密闭容器，则泵流量将 增大 ，压头 减小 。
16.能够起放大作用的压差计有 双液微差计 、 倒U压差计 及倾斜压差计。 17.用离心泵将一个低位敞口水池中的水送至敞口高位水槽中，如果改为输送密度为 1100kg/m3但其他物性与水相同的溶液，则流量 不变 ，扬程 不变 ，功率 增大 。（增大，不变，减小，不能确定） 得分 评卷人 二、选择题（每题1分，共20分）
1.利用因次分析法的目的在于 A 。
A.减少实验工作量 B.增加实验结果的可靠性 C.建立数学表达式 D.避免出现因次错误 2.牛顿流体在管内作层流流动，流体层之间的剪应力在 B 。 A.管中心最大 B.管壁处最大
本试卷共8页第2页
C.管中处处相等 D.管壁处最小 3.流体通过离心泵所获得的能量主要表现为 B 。
A.动能增加 B.静压能增加 C.位能增加 D.流量增大
4.用离心泵把地下贮槽中的液体送入高位槽，完好的离心泵却无法泵送液体，可能导致故障的原因是 C 。
A.贮槽内液面上升 B.液体温度下降 C.吸入管堵塞 D.容器内压强升高 5.在阻力平方区（完全湍流区）时，粗糙管的摩擦系数值__C_。 A.与光滑管一样 B.只取决于Re C.只取决于相对粗糙度 D.与粗糙度无关
6.离心泵工作时，通过改变出口阀的开度调节流量，其本质是 B 。 A.改变泵的工作特性曲线 B.改变管路的特性曲线 C.改变泵的扬程 D.调节泵的功率 7.离心通风机的风压是指_D__。
A.静压头与升举高度之和 B.动风压
C.静风压 D.动风压与静风压之和
8.已知泵的特性方程He=20-2qV2，管路特性方程H=10+8qV2，式中流量单位为m3/min。现要求两台相同型号的泵组合操作后使流量为1.6 m3/min，下列结论中 D 正确。 A.串联 B.并联 C.串、并联均可 D.无法满足要求 9.如上右图，若水槽液位不变，在阀门打开后，①、②、③截面的流体总机械能的关系为 B 。（忽略截面1到截面2的阻力损失）
A. ①=②=③ B.①=②>③ C.①>②=③ D.不能确定
10.如下图所示，从操作角度看，以下离心泵哪种安装方式合适 D 。
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11.理想气体的压力降低一倍，气体的密度： C. 。
A.增大一倍 B.不变 C.减小一倍 D.增大两倍 12.流体在管内呈湍流流动时 B 。
A.Re≥2000 B. Re>4000 C. 2000
C.转速一定； D.管路（ｌ＋∑ｌe）一定。
14.水平串联的两直管道1、2，已知管径d1=0.5d2，液体在管道1中的雷偌数为1800，管道1长100米，测得某液体经管道1的压降为0.64m液柱，流经管道2的压降为64mm液柱，则管道2的长度为： D 。
A. 80m B.100 m C.140 m D.160 m 15.离心泵停车时要 A 。
A.先关出口阀门后断电 B.先断电后关出口阀门 C.先关出口阀门先断电均可 D.视情况而定 16.若单位质量液体在管路中阻力损失以
?hf表示，单位重量液体在管路中阻力损失以
?Hf表示，则： C
A.
?hf
?hf=?Hf C.
?hf=?Hfg D.g
?hf=?Hf
17.往复泵适用于 C 。
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A.大流量且要求流量特别均匀的场合 B.介质腐蚀性特别强的场合 C.流量较小、压头较高的场合 D.投资较小的场合
18.水在一定内径的圆管内稳定流动，若水的质量流量保持恒定，当水温下降时，雷诺数将 B 。
A. 变大 B. 变小 C. 不变 D.不确定
19.在用离心泵将水池的水抽到水塔中，若离心泵在正常操作范围内工作，开大出口阀门将
导致： A 。
A.送水量增加，泵的轴功率增大 B.送水量减小，泵的轴功率增大 C.送水量增加，泵的轴功率下降 D.送水量减小，泵的轴功率减小 20.离心通风的型号是根据 B 选取的。
A.（流量、扬程） B.（进口状态的风量，实验条件下的风压）
C.（进口状态的风量，操作条件下的风压） D.（出口状态的风量，实验条件下的风压） 得分 评卷人 三、计算题（共30分）
1.如图输水系统，已知管内径d=50mm，在阀门全开时，输水系统的总长50m（包括全部局
部阻力当量长度），?取0.03。两槽均通大气，泵的性能曲线，在流量为
6m3/h?15m3/h范围内可用下式H?18.92?0.82Q0.8，此处H[m]，Q[m3/h]。（13分）
（1）写出管路特性方程。（5分）
（2）如果要求流量为10m3/h，单位重量水需加外功多少？此泵能否完成任务？（5分） （3）如要求输液量减至7m3/h（关小阀门），泵的功率减少百分之多少？（3分）
解：（1）? Hf?????l??le??d?u2??0.03?50?(qV,h212?2g0.05d2)??0.03qV,hH?10?0.0306q2???36002geV,h
4（2）当流量为10m3
/h，单位重量水需加外功
本试卷共8页第5页 H?10?0.0306q2V,h?10?0.0306?102?13.06m 此时泵提供的能量为： H泵?18.92-0.82?100.8?13.746m
此泵可以完成任务。 （3）泵的功率为：P?Hqv?g?
当输液量减至7m3
/h，泵提供的能量为：
H泵?18.92-0.82?70.8?15.03m
泵的功率减少：
P原-P新P?1-P新?1-15.03?7?23.5%
原P原13.746?102．Ф108 *4的热轧无缝钢管将经沉淀处理后的河水引入一贮水池，最大输水量为60m3/h，正常输水量为50m3/h，池中最高水位高于河水面15m，泵中心（吸入口处）高出水面2.0 m，管路总长为140 m，其中吸入管路总长为30m（均包括局部阻力当量长度在内），钢管的绝对粗糙度取为0.4 mm。河水冬天温度为10℃，夏季为25℃，当地大气压为98kPa。试选一台合适的离心泵。（17分）
解：（1）在河水液面和贮水池之间列机械能衡算式： 则完成输送任务管路所需要的能量为： H?p?u2 e??Z??g?2g??Hf He?15?0?0??Hf
?l??le?u2140 ?Hf?????d??????(60)2?1?342.7??2g0.1??0.12?36002g Rdu??1.65?1054e?
?e 为湍流，
d?0.04 本试卷共8页第6页
查摩察系数图的
??0.028则： He?15?342.7?0.028?24.6m由扬程24.6m和流量60m3/h查附录得泵的型号：IS80-65-160 汽蚀余量为3.0m。 （2）核算安装高度：
pa?pv(98?1.266)?103302.122H
g??g?(NPSH)r?Hf,0?1?1000?g?3.5?0.028?0.1?2g?4.43m实际安装高度为2m，不会发生气蚀。 得分 评卷人 四、分析题（每题1分，共12分）
如图，槽中水面维持一定高度，水从一等径管内流出。 如阀门关闭，A点与B点的压强是否相等？为什么？ 若阀门开启，水由管内流出，开启时A点的压强与关闭时A点的压强是否相等？
阀门开启后A、B点的压强是否相等？
解：（1）如阀门关闭，流体静止，则A点与B点的压强可根据流体静力学方程计算可得：B点比A点的压强大。
（2）若阀门开启，水由管内流出，在截面1与截面A之间列机械能衡算式： 2
?gH?p大?pA??uA2???hf1?A 所以开启时A点的压强小于关闭时A点的压强。 （3）
阀门开启后：在截面1与截面A之间列机械能衡算式：
?gH?p?u2A大?pA???本试卷共28?h页第7f1?页A
在截面1与截面B之间列机械能衡算式： ?u2B ?g(H?h)?p大?pB?2???hf1?B
uA?uB比较上面式子得：
?gh?pB?pA??(?hf1?B??h1?A)所以阀门开启后A、B点的压强存在三种可能，相等或大于、小于。
得分 评卷人 五、简答题（每题8分，共8分）
1.简述离心泵的工作原理。
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制药工程化工原理期中考试答案
