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化工原理考试题库及答案大全

一、流体流动

（一）选择题

层流与湍流的本质区别

流体在圆形直管中作层流流动时，其管中心最大流速u_{\text{max}}与平均流速u的关系为（）。

A.u_{\text{max}}=u

B.u_{\text{max}}=2u

C.u_{\text{max}}=3u

D.u_{\text{max}}=4u

答案：B

解析：层流时速度分布呈抛物线形，通过积分计算管内流量可得，管中心流速为平均流速的2倍，此规律仅适用于圆形直管内的稳态层流。

雷诺数的物理意义

雷诺数Re是衡量流体流动状态的参数，其表达式为（）。

A.Re=\frac{\rhoud}{\mu}

B.Re=\frac{\muud}{\rho}

C.Re=\frac{\rhod}{\muu}

D.Re=\frac{\mud}{\rhou}

答案：A

解析：雷诺数综合反映流体惯性力与粘性力的比值，其中\rho为流体密度，u为特征流速，d为特征尺寸，\mu为动力粘度。当Re2000时为层流，Re4000时为湍流。

伯努利方程的适用条件

伯努利方程\frac{p}{\rhog}+\frac{u^2}{2g}+z=\text{常数}的适用前提不包括（）。

A.不可压缩流体

B.稳态流动

C.无粘性损失

D.可压缩流体

答案：D

解析：伯努利方程基于能量守恒推导，适用于稳态、连续、不可压缩、无粘性损失（理想流体）的流动系统。对于可压缩流体，需引入密度修正项，原方程不再适用。

局部阻力系数的影响因素

管路中突然扩大的局部阻力系数\xi主要与（）相关。

A.流体密度

B.管径比\frac{d_1}{d_2}

C.流速大小

D.粘度系数

答案：B

解析：突然扩大的局部阻力系数可通过经验公式\xi=(1-\frac{A_1}{A_2})^2计算，其中A_1、A_2分别为小管和大管截面积，即仅与管径比相关，与流体物性无关。

离心泵的特性曲线

离心泵的扬程H与流量Q的关系曲线表明（）。

A.流量增大，扬程始终增大

B.流量增大，扬程先增后减

C.流量增大，扬程始终减小

D.扬程与流量无关

答案：C

解析：离心泵特性曲线由实验测定，随流量增大，叶轮内流体流动损失增加，有效压头降低，故扬程随流量增大而单调减小。

气蚀现象的本质

离心泵发生气蚀的根本原因是（）。

A.泵入口压力高于液体饱和蒸气压

B.泵入口压力低于液体饱和蒸气压

C.泵出口压力过高

D.泵流量过大

答案：B

解析：当泵入口压力低于液体在操作温度下的饱和蒸气压时，液体汽化产生气泡，气泡随流体进入高压区破裂，引发气蚀，导致噪声、振动和扬程下降。

管路特性曲线的表达式

管路特性曲线的数学表达式为H=K+K_QQ^2，其中K代表（）。

A.管路摩擦阻力

B.局部阻力

C.位能差与静压能差之和

D.动能差

答案：C

解析：K=\frac{p_2-p_1}{\rhog}+(z_2-z_1)，反映系统静压差与位差的总和，K_QQ^2则代表管路阻力损失项。

往复泵的工作特性

与离心泵相比，往复泵的显著特点是（）。

A.流量与扬程无关

B.适用高粘度流体

C.可采用出口阀调节流量

D.无脉动流量

答案：A

解析：往复泵属于容积式泵，流量由活塞排量和往复频率决定，与系统扬程无关；其对粘度敏感，不适用于高粘度流体，出口阀调节易导致压力骤升，且流量存在周期性脉动。

雷诺数的单位属性

雷诺数Re的量纲为（）。

A.质量/长度

B.无量纲

C.长度/时间

D.力/长度2

答案：B

解析：雷诺数中各物理量单位相互抵消，为无量纲数，仅反映流动状态的特征，不受单位制影响。

并联管路的流量分配

两根管径相同、长度不同的并联管路，其流量分配规律为（）。

A.长管流量大

B.短管流量大

C.流量相等

D.无法确定

答案：B

解析：并联管路各支路压头损失相等，由H_f=\lambda\frac{l}{d}\frac{u^2}{2g}可知，长度l越小，流速u越大，故短管流量更大。

粘度的温度依赖性

液体的粘度随温度升高而（），气体的粘度随温度升高而（）。

A.增大，增大

B.减小，减小

C.减小，增大

D.增大，减小

答案：C

解析：液体粘度由分子间引力决定，温度升高引力减弱，粘度减小；气体粘度由分子碰撞决定，温度升高碰撞加剧，粘度增大。

静力学基本方程的应用

用U型管压差计测量两点压力差，若指示液密度为\rho_0，读数为R，则压力差\Deltap为（）。

A.\Deltap=\rho_0gR

B.\Delta