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1、化工原理试题库 试题一一：填充题（20分）1、某连续精馏塔中，若精馏段操作线方程的截距为零，则精馏段操作线斜 率等于_，提馏段操作线的斜率等于_ ,回流比等于_, 馏出液等于_,回流液量等于_。2、 理想溶液的特点是同分子间作用力_异分子间作用力，形成的混合溶液中没有_._。3、 精馏塔结构不变，操作时若保持进料的组成、流率、热状况及塔顶流率一定，只减少塔釜的热负荷，则塔顶组成_,塔底组成_4、精馏塔的塔底温度总是_塔顶温度，其原因_、-_。5、已测得精馏塔自塔顶下数第四和第五层塔板的两相组成为0.62、0.75、0.70、0. 82,其中x4=0.70，试判断：y4=_、 y5=_ 、x5=
2、_。 6 、塔板负荷性能图中有_线，分别是_、_、_、_、_。7、在选择吸收剂时，应主要考虑的4个方面是_、_、_、_。8、对于低浓度气体吸收操作，在求传质单元数时，解析法的适用条件是_，对数平均推动力法的适用条件是_， 梯级图解法的适用条件是_, 图解积分法的适用条件是_。9、生产上常见的脱吸方法有_、_、_。10、萃取过程是_。11、溶解度曲线将三角形相图分为两个区域，曲线以 二：选择题（30分）1、精馏的操作线为直线主要是因为（ ）A、理论板假设； B、理想物糸；C、塔顶泡点回流； D、恒縻尔流假设；2、某二元混合物，其中A为易挥发组分，液相组成xA=0.5时泡点为t1，与之相平衡的气相
3、组成yA=0.75时，相应的露点温度为t2 ，则（ ）。A、 t1= t2 ； B、t1t2 ；C、 t1 t2 ； D、不能判断；3、精馏操作中，若其它条件都不变，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（ ）。A、变小； B、变大；C、不变； D、不确定；4、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、提馏段操作线与q线； B、平衡线；C、平衡线与精馏段操作线； D、平衡线与q线；5、某真空操作精馏塔，在真空度降低后，若保持F、D、R、xF、q及加料位置不变，则塔顶产品组成xD变化为（ ）。A、变小； B、变大；C、不变； D、不确定；6、不能
4、引发降液管液泛这种不正常操作现象的原因是（ ）。A、塔板间距过小； B、严重漏液；C、过量雾沫夹带； D、气、液负荷过大；7、对常压操作的低浓度吸收糸统，当糸统总压在较小范围 ），相平衡常数将（ ），溶液解糸数H将（ ）。A、增加； B、降低；C、不变； D、不确定；8、操作中的吸收塔，当其它操作条件不变，仅降低吸收剂入塔浓度，则吸收率将（ ）；又当用清水作吸收剂时，当其它操作条件不变，仅降低入塔气 体浓度，则吸收率将（ ）。A、增大； B、降低；C、不变； D、不确定；9、低浓度逆流吸收操作中，若其它操作条件不变，仅增加入塔气量，则气相 总传质单元高度将（ ）；气相 总传质单元数将（ ）。A
5、、增加； B、减少；C、不变； D、不确定；10、萃取剂加入量应使原料和萃取剂的和点M位于（ ）。A、溶解度曲线上方区； B、溶解度曲线下方区；C、溶解度曲线上 ； D、纵坐标线上；11、用纯溶剂S对A、B混合物进行单级理论萃取，当S用量增加时，保持进 料量F和组成xF不变，所获得的萃取液组成应（ ）。A、增加； B、减少；C、不变； D、不一定；12、含水湿物料与一定状态下的空气（非饱和状态下的）相接触，能被除去的 水分为（ ）。A、结合水分和非结合水分； B、平衡水分和自由水分；C、非结合水分和部分结合水分； D、部分平衡水分和自由水分； 三：计算题（50分）1、 某二元混合物在连续精馏塔
6、中分离，饱和液体进料，组成为xF=0.5，塔顶馏出液组成为0.9，釜液组成为0.05，（以上均为易挥发组分的縻尔分率），相对挥发度为3，回流比为最小回流比的2倍。塔顶设全凝器，泡点回流，塔釜为间接蒸汽加热。试求：进入第一块理论板的气相浓度？离开最后一块理论板的液相浓度？22、 有一填料吸收塔，填料层高5m，塔径1m，处理丙酮和空气的混合气体，其中空气的流量为V=92Kmolh，入塔气体浓度Y1=0.05（比縻尔浓度，下同），操作条件为：P=101.3Kpa，t=250C，用清水逆流吸收，出塔浓度为Y2=0.0026，X1=0.0194，平衡关糸为Y=2X。试求：体积吸收总糸数Kya？每小时可回
7、收丙酮量？3、 以三氯乙烷为萃取剂，在250C时从含丙酮33%（质量%）的水溶液中萃Kgh取丙酮。丙酮水溶液的处理量为1000，若用320Kgh三氯乙烷进行连续逆流萃取，允许最终萃余液中含丙酮8%。试用三角形相图求所需理论级数？（溶解度曲线和辅助曲线见下图）。试题九答案一：填充题1、 1；1；无限大；0；进料量。2、 等于；体积效应和热效应。3、 降低；增加。4、 高于；塔顶轻组分的浓度高，相应的泡点低；塔底压力高于塔顶，塔底的泡点较高。5、 y4=0.82；y5=0.75；x5=0.62。6、 5条；液泛线；漏液线；夹带线；液相负荷上限线；液相负荷下限线。7、 溶解度；选择性；挥发度；粘性。
8、8、 操作范围 2、A。 3、A。 4、A。 5、A。 6、B。7、C；B；C。8、A；C。 9、A；B。10、B。 11、D。 12、C。三：计算题1、 以F=1Kmolh为准，F=D+W，FxF=DxD+WxW。 得：D=0.529Kmolh，W=0.471Kmolh=。 3.x相平衡关糸为：y=a.x1+(a-1).x ，y1+2.x。q线为：x=0.5 ，则，xq=0.5，yq=0.75。最小回流比为：Rmin=0.6。R=1.2。精馏段操作线方程为：y=0.545x+0.41。xD=y1=0.9， y1=3.x11+2.x1，x1=0.75，y2=0.545x1+0.41，y2=0.
9、819。 3同理提馏段操作线方程为：y=1.405x-0.0202。 而塔釜相当于一块理论板。yw=yw=1.405xn-0.02023.xw1+2.xw，xw=0.05，yw=0.1346。，xn=0.1115。即：进入第一层理论板的气相浓度为0.819；离开最后一层理论板的液相浓度为0.1115。2、Z=V.(Y1-Y2)Kya.S.DYm，V=92Kmolh。Y1=0.05,Y2=0.0026X1=0.0194,X2=0。DY1=0.0112，DY2=0.0026，DYm=0.006Z=V.(Y1-Y2)Kya.S.DYm= 5=92.(0.05-0.00262)Kya.p.1.0.00
10、64。Kya=185hKmolm.h3。回收的丙酮量为：V.(Y1-Y2)=4.361Kmol即体积吸收总糸数为185Kmolm.h3。h；回收的丙酮量为4.361Kmol。4试题二一：填充题（20分）1、牛顿粘性定律_，粘度在SI制中的单位是_。2、常用测定流量的流_._._。3、在流动糸统中，若截面上流体的流速、压强、密度等仅随_而变，不随_而变，称为稳定流动。若以上各量既随_而变，又随_而变，称为不稳定流动。4、 等边三角形的边长为a，其当量直径为_。5、 流体在圆形直管 _._._._。7、 气体按压缩比来分，可分为_._._._。8、 降沉室 过滤速率是指_。10、传热一般采用逆流操
11、作，但为_._ 时采用并流操作。11、用二种厚度相同的材料保温时，往往把_ 的材料包在 强化对流传热的重要途径。15、 工程上流体流经换热器的压降通常限定在_Kpa。二：问答题（30分）1、流体的流动形态有哪几种？如何判断？2、何谓层流 和t，若tT，试写出圆筒任意半径r处的温度表达式？三：计算题（50分）1、 流量为5000m3h的水通过一根20Km长的水平管，总压降为0.5Mpa。3现在中央接一完全相同的平行管到中点。问总流量变为多少m降始终不变，流动始终为高度湍流，局部阻力忽略）。5 h？（设总压2、 泵将200C的水由一贮槽打到另一贮槽，其中吸入管和排出管的管径为f984mmm的无缝钢
12、管。吸入管长为50m，排出管长为160m。且泵到3 管出口的距离为10m，其中流量为35ml=0.02h。（已知：p0=1atm，=1000Kgm3,Hs=3.0m,N电=-32Kw,h电=0.940）.(200C时水，r2，m=1.2410N.m2，p=2.410N3m)求：忽略动压头，求泵的安装高度？泵的轴功率和效率？3、 一列式换热器规格如下：管长3m,管数30根，管径为f252.5mm，管程为 1，现拟选用此换热器冷凝、冷却CS2饱和蒸汽，使之从饱和温度460C降至100C。CS2走管外，其流量为G1=0.07Kg为1.05KwKg.C0s，其冷凝潜热为356KjKg，比热。水走管 查
13、得20Kpa水蒸汽的饱和温度为60.10C，汽化潜热为2354.9KjKg查得200Kpa水蒸汽的饱和温度为120.20C查得350Kpa水蒸汽的饱和温度为138.80C试题二的答案一：填充题1、t=m.dwdy、N.sm2。2、孔板流量计、文丘里流量计、转子流量计。3 、位置、时间、时间、位置。4、3a。e 5、抛物线、0.5、64R。6、为液体提供能量的输送机械，离心式、往复式、旋转式和流体作用式。7、通风机、鼓风机、压缩机。8、颗粒的停留时间大于沉降时间。9、介质和滤渣层的流动，单位时间内所获到的滤液量。610、控制温度、降低粘度、减少阻力。 11、导热糸数小的。 12、不挥发性、提高。
14、 13、增加、增加。14、层流 15、10.13-101.3. 二：问答题1、流体的流动形态有两种：层流和湍流；用雷诺准数来判断，当Rep2000，为层流，当Ref4000为湍流。1、在湍流主体 t=T-lnrr13.T-t.lnlnr2r1()rr1 三：计算题1、 设接平行管道后，总流量为V 二平行管流量为Vm13m3hh。h和Vm23。板努利方程：u32u3222+p3rp3=u12u22+2p1rp2+hf1 hf2ldu22+r=2+r+总压降相同得：2l3u32l1u1+ l1. l3.d2d2 =l.l2.，123l1=l2=l3=l，l1=l2=l3= u3=u1=Vp.d42
15、。u1=u385uV=35.p.0.09.36004285=6330m=1.53mh。2、=s。图2-1 图2-2u2=1.53ms。 7Z=Hs-hf=Hs-l.l.u=3.0-1.53-0.02.50.1.53=1.555m2g2gd2g2.9.810.092.9.81u2u2222 考虑0.5m的安装安全糸数。则泵的安装高度为1m.N轴=N电h电=2.0.94=1.88Kw.luuH=Z+h=Z+l.+(V进+V出)d2g2g22. . H=16.75m160+501.53H=11+0.02+1+0.5.0.092.9.812.=85%N=HQrg=16.75.35.1000.9.81/
16、3600=1.6Kw. h=NN电.3、换热器已有的传热面积：A=n.p.dl=30.3.14.0.025.3=7.07m2。求所需的传热面积：冷凝段的热量：Q1 =w.r=0.07.356=24.9Kw冷却段的热量：Q2=w.C1.(T1-T2)=0.07.1.05.36=2.65Kw。 总热量为：Q=Q1+Q2=27.55Kw 冷却水的用量：G水=QC.(t2-t1)=27.554.187.(30-5)=0263Kgs =7.4C 冷却水离开冷却段的温度：t冷凝段的温度差：Dt冷却段的温度差：Dt=t1+QG水C比=5+2.650.263.4.187 (46-7.4)-(46-30)ln4
17、6-7.4=25.7C =46-30(46-7.4)-(10-5)ln46-7.4=16.4C 10-5Q24.9.10002=4.84m 冷凝段所需传热面积：A1=K.Dt200.25.7Q2.65.10002=1.61m 冷却段所需传热面积：A2=K.Dt100.16.4所需的总的传热面积：A=6.45m2.x04、水分蒸发量：W=F.1-=0.625Fx1，F-W=375.F=1000Kg , W=625Kg溶液的沸点为 t=60.1+8=68.10C。 传热糸数K为：K=QADt=625.2354.9.100010.3600.(120.2-68.1)QADt=785wm.C20 m.C
18、20改变压力后的传热糸数： K=625.2354.9.100010.3600.(138.8-68.1)=578w。可见结垢以后的传热糸数降低。8试题三一：填充题（18分）1、空气在标准状态下密度为1.29Kgm0，在0.25Mpa下（绝压）80C时的密 3度为_。2、产生流体阻力的原因有_._3、转子流量计在安装时应_。4、连续性方程u1s1=u2s2是_指导出来的，它适用_流体。5、 直管阻力的表示式为_，管中流出 z出=_流入管中z入=_。6、离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵会发生_现象。7、 往复式压缩机的工作循环为_._ ._._四个阶段。8、一热流体将热量通过壁面传给冷流体
19、的过程是_._.9、固定管板式列管式换热器中，压力高、腐蚀性以及不清洁的物料应走 _程。 10、一根暴露在外的热管子以_._散发热量。11、a=0.023.ld湍流范围。4、粘度是流体的物理性质之一，则雷诺准数也是流体的物理性质之一。离心泵铭牌上的性能参数是指泵扬程最高点下的性能参数。5、往复式压缩机的工作循环是由吸气、排气、膨胀、压缩四个阶段组成。6、沉降器的生产能力与沉降速度及沉降面积有关，与沉降高度无关。7、气相与液相所组成的物糸称为气相非均相物糸。8、用板框式过滤机进行恒压过滤操作，随着过滤时间的增加，滤液量不断增加，生产能力也不断增加。9、多层导热时，其推动力为各层推动力之和，阻力也
20、为各层阻力之和。10、流体对流传热膜糸数一般来说有相变时的要比无相变时为大。11、多层平壁稳定导热时，如果某层壁面导热糸数小，则该层的导热热阻大，推动力小。12、若以饱和蒸汽加热空气，传热的壁面温度一般取空气和蒸汽的平均温度。 913、所谓黑体就是人们所讲的黑颜色的物体。14、在同一种流体中，不可能同时发生自然对流和强制对流。15、多效蒸发可以提高蒸汽的利用率，二次蒸汽利用一次称为单效蒸发，利用二次称为双效蒸发，依次类推。16、对流传热糸数是物质的一种物理性质。17、黑体、镜体、和灰体都是理想化的物体，在自然界中并不存在。18、总传热糸数K可用来表示传热过程的强弱，与冷、热流体的物性无关。 三
21、：计算题（64分）1、 图示，“U”管压差计甲的上部管 每米 管长的热损失不超过150wm。问保温层的厚度应为多少？4、 欲将浓度为25%，沸点为131.50C，流量为3600Kgh的NaOH水溶液经蒸发浓缩到50%。料液的进口温度为200C，加热蒸汽的压强为392.4Kpa（绝压），冷凝器的压强为53.32Kpa.据经验蒸发器的传热糸数可取1100W2，m.K溶液的密度为1500Kgm3。若忽略蒸发器的热损失。求加热蒸汽的消耗量及蒸=4.930发器所需的传热面积？C已知：p=53.32Kpa, tKjKg.C0 =2000KjKgKjKg=83C, r0 p=392.4Kpa, T试题三答案
22、一：填充题1、 2.5Kg=142.9C R=2143m3 。 2、内縻擦力和流体的流动状态。103、保持垂直。 4、质量守恒定律、r1=r2 5、l.lud22、1、0.5. 6、 气蚀现象。7、吸气、压缩、排气、膨胀四个阶段所组成。8、热流体以对流传热的方式将热量传给壁面、壁面间的热传导、冷流体以对流传热的方式获得热量 9、管程。10、自然对流、热辐射。11、Re=d.urm、Pr=m.Clp、n=0.312、并流、逆流和平流。 二：判断题6、10、17为对，其余都为错。 三：计算题1、Dp=(r示-r测)Rg Dp=(13.6-1).0.03.9.81.103=3.708Kpa。 Dp=
23、(r示-1.0.635.9.81.10=3.708Kpa)3， r示=1600。-5Kgm3。2、降沉室的总面积：A=20.5.3=300m2。 沉降速度：u=VA=36000300.3600=0.033m2s设沉降区为层流，则有：u 0.033=d.(4300-0.9).9.8118.0.03.10-32=d.(rs-r).g18m， d-5=2.0610m。验算：Re=3、Ql=durm=2.0610.0.033.0.9-3=0.66p1。m.K0.03.10保温材料的导热糸数 ：l2p.l(T-t)lnRr=ln100+d=0.0921w。=47mm2.3.140.0921(160-60
24、)=150， d。 。Kgs4、 水分蒸发量： W=x025Kg=3600.1-=F.1-=1800hx150加热蒸汽消耗量：DF.C.t-tfRD.RK.Dt(0)=3600.4.93.(131.5-20)21430.736.2143=0.7362。所需的传热面积为：A=1100.(142.5-131.5)=125.9m。即所需的加热蒸汽消耗量为0.736试题四 Kgs。所需的传热面积为125.9m211一：填充题（20分）1、边界层的形成是流体具有_结果。2、用阻力糸数法来计算突然扩大和突然缩小的损失时，按_管 能力_。9、沉降操作是指在某种_中利用分散相和连续相之间的_,使之发生相对运动
25、而实现分离的操作。沉降过程有_和_沉降两种方式。10、工业上常用的过滤介质主要有_、_、_。11、在过滤操作中，真正发挥拦截颗粒作用的主要是_而不是_。12、在平壁稳定热传导过程中，通过三层厚度相同的材料，三层间的温度差变 化是依次降低，则三层材料的导热糸数的大小顺序_。13、沸腾传热可分为三个区域，它们是_、_、_ 。应维持在_区 _。二：选择题1、层流和湍流的本质区别是（ ）A、流速不同； B、流通截面积不同；C、雷诺数不同； D、层流无径向流动，湍流有径向流动；2、选择下述流体在管路中常用的流速（1）、过热水蒸汽（ ），（2）、水及一般流体（ ）；（3）、压强较高的气体（ ），（4）、粘
26、度较大的液体（ ）； _ A、1-3ms，B、0.5-1ms,C、15-20ms,D、30-50ms3、离心泵铭牌上标明的是泵在（ ）时的主要性能参数。A、流量最大； B、压头最大；C、效率最高； D、轴功率最小；4、下列结论正确的是（ ）。A、 液体的粘度随温度的升高而减小；B、 气体的粘度随温度的升高而增大；12C、 液体的粘度基本上不随压强变化；D、 气体的粘度随压强增大而减小。5、离心泵吸入管路底阀的作用是（ ）。A、阻拦液体中的固体颗粒； B、避免出现气蚀现象；C、维持最低的允许吸上高度；D、防止启动前充入的液体从泵 ）A、过滤时间应大于辅助时间； B、过滤时间应小于辅助时间；C、过
27、滤时间应等于辅助时间； D、过滤加洗涤所需时间等于1/2周期；7、下述说法中正确的是（ ）。A、过滤速率与过滤面积成正比；B、过滤速率与过滤面积的平方成正比；C、过滤速率与滤布阻力成反比；D、过滤速率与操作压差的平方成正比；8、在降尘室中，尘粒的沉降速度与下列因素无关的是（ ）。A、颗粒的几何尺寸； B、颗粒与流体的密度；C、流体的水平流速； D、颗粒的形状；9、旋液分离器是利用离心力分离（ ）。A、离心机可分离液液混合物； B、离心机可分离液固混合物；C、离心机可分离气固混合物；D、 离心机所分离的不均匀混合物中至少有一相是液相；10、传热过程中当两侧流体的对流传热糸数都较大时，影响传热过程
28、的将是 （ ）。A、管壁热阻； B、管 D、管外对流传热热阻；11、下述措施中对提高换热器壳程对流传热糸数有效的是（ ）。A、设置折流挡板； B、增大板间距；C、增加管程数； D、增加管 ），走壳程的有（ ）。A、高压流体； B、蒸汽； C、易结垢的流体；D、腐蚀性流体； E、粘度大的流体； F、被冷却的流体；13、采用多管程换热器，虽然能提高管 ）。A、管 B、壳程流体流速过低；C、平均温差下降； D、管 ）。A、选用粗管排列； B、选用翅片管；C、增加管程数； D、增加壳程数；15、关于传热糸数K下述说法中错误的是（ ）。A、 传热过程中总传热糸数K实际上是个平均值；B、 总传热糸数K随着
29、所取的传热面不同而异；C、 总传热糸数K可用来表示传热过程的强弱，与冷热流体的物性无关； 13D、 要提高K值，应从降低最大热阻着手；14三：计算题1、 图示为一输油管路，未装流量计，但在A、B分别测得压强为 PA=150Kpa，PA=140Kpa，试估算管道中油的流量？ 已知：管为f894mm，A、B间距为10m, 其中管道的当量长度为9.3m， r=820Kgm3，m=121cp。2、试证明球形颗粒在重力场中作自由 沉降时，层流区域 为：u0=d.(rs-r).g18.m2 。-53、用一板框压滤机在300Kpa压强差下过滤 图4-2 某悬浮液。已知过滤常数K为7.510 qe 为0.01
30、2m3m2s，m38m 。要求每一操作周期得滤液，过滤时间为0.5h。设滤 2饼不可压缩，且滤饼与滤液体积之比为0.025。试求：过滤时间；若操作压强差提高至600Kpa，现有一台板框过滤机，每框的尺寸为63563525mm ，若 要求每个过滤周期仍得8m3滤液，则至少需要多少个框能满足要求？过滤时间 又为多少？4、一卧式列管换热器，钢质换热管长为3m,直径为f252mm。水以0.7ms的 流速在管 已测得：蒸汽冷凝传热糸数为800wm.C20。，管 试题四答案 一：填充题1、粘性。 2、细。 3、43a。 4、剪应力。5、1.14ms。 6、不变。 7、管路特性曲线、离心泵特性曲线。 8、V
31、31-V3、 小、大。 9、力场、密度、重力、离心。10、 织物介质、粒状介质、多孔性固体介质。 11、滤饼层、过滤介质。 12、依次增加。 13、自然对流、膜状对流、核状对流、 核状对流。 14、冷凝水未排出、不凝性气体未排 1515、溶液沸点升高、静压力、流体阻力所引起的温度差损失。 二：判断题1、D 2、D、A、C。 3、C。 4、A、B、C 5、B。 6、D 7、B 8、C。 9、B。10、B 11、A。 12、A、C、D；B、E、F。 13、C、D 14、B。 15、C。 三：计算题1、在A-B两点间列板努利方程：l+leu2ZA+=ZB+l.r.g2gr.g2gd2gPAu2PBu
32、2。. l.u2=0.02.64Re0+150103820.9.81=1+140103820.9.81+l19.30.0812.9.81=.u2设流体在管路中作层流流动，则：l l.u2=0.02=0.117u.u=0.022， l=0.117u。 u=1.7ms。核算雷诺准数：Re= 则：油品的流量为Vd.u.rm=14=933p2000。32.p.d.u=31.52mh。 ，F2=16.p.d.rg32、颗粒作自由沉降，受力：F1= F3=V u=14216.p.d.rsg3 .p.dr.u22，ma。F1-F2-F3=0 ，层流：VK.t4.d.rs-r.g3.rV=24Re，u=d.(
33、rs-r).g18.m2。22.5m23、过滤面积：(q+qe)2= 滤饼体积：V，(A+0.012)2=7.5.10-5.05.3600，A=3。=8.0.025=0.2m，框数n=0.20.635.0.635.0.025=20。过滤总面积：A=0.6352.2.20=16.13m2。(q+qe)2=K.t，(8.13+0.012)2=1.5.10-4t，t5、传热量为：Q=0.243=394Kw=0.478h。 所需水量：W=4.713Kgs。Dt=44.25C 。单管水量：WKgs，每程所需管子数为：n=20。=476.2Wm.C20每程传热面积：A=4.71m2，传热糸数：K所需传热面积：A=18.7m2 管程数为：n=4.总管数为80根。16试题五 一：简答题（60分）1、 图示管路中，流体作稳定流动。问： （1）、静压头prg哪个大？为什么？（2）、体积流量V哪个大？为什么？（3）、质量流速哪个大？为什么？ （不计阻力）2、图示，测出A、B两端点的压力差？3、管子的类型有哪几种？表示方法有哪几种？家里的测自来水管是什么管？r示 4、何谓离心泵
