2022年浙江工业大学化工原理期中考试试题及参考答案.pdf

浙江工业大学期中考试命题稿2015 /2016 学年第 1 学期课程名称化工原理 C 使用班级环工 13、环科13、材料 13、化药 13、 生物制药13、应化 13 等教师份数10 学生份数520 命题人张颂红审核人聂勇命题总页数3 页每份试卷需用白纸3 大张命题注意事项：一、命题稿请用 A4 纸电脑打印，或用教务处印刷的命题纸，并用黑墨水书写，保持字迹清晰，页码完整。二、两份试题必须同等要求，卷面上不要注明A、B 字样，由教务处抽定 A、B 卷。三、命题稿必须经学院审核，并在考试前两周交教务处。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 6 页 - - - - - - - - - - 浙江工业大学2015 /2016 学年第 一 学期期中试卷课程化工原理 C 姓名_ 班级环工 13、环科 13、材料 13、化药 13、生物制药 13、应化 13 等题序一二三四五总评计分一、选择题（每题1分，共 15 分）1、层流与湍流的本质区别是：_A_。A)湍流流速 层流流速；B)流道截面大的为湍流，截面小的为层流；C)层流的雷诺数 湍流的雷诺数；D)层流无径向脉动，而湍流有径向脉动。2、在完全湍流 (阻力平方区 )时，粗糙管的摩擦系数数值 _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。3、层流底层越薄 _C_。A)近壁面速度梯度越小B)流动阻力越小C)流动阻力越大D)流体湍动程度越小4、如图所示，连接A、B两截面间的压差计的读数R表示了 C 的大小。A) A、B间的压头损失HfABB)A、B间的压强差 P C)A、B间的压头损失及动压头差之和D)A、B间的动压头差 (uA2uB2)/2g 5、某同学进行离心泵特性曲线测定实验，启动泵后，出水管不出水，泵进口处真空计指示真空度很高，他对故障原因作出了正确判断，排除了故障，你认为以下可能的原因中，哪一个是真正的原因C A)水温太高B)真空计坏了C)吸入管路堵塞D)排出管路堵塞6、离心泵开动以前必须充满液体是为了防止发生A A) 气缚现象B)汽蚀现象C)汽化现象D)气浮现象7、离心泵的工作点D A) 由泵铭牌上的流量和扬程所决定B)即泵的最大效率所对应的点C)由泵的特性曲线所决定D) 是泵的特性曲线与管路特性曲线的交点第 1 页精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页，共 6 页 - - - - - - - - - - 浙 江 工 业 大 学 考 试 命 题 纸8、在测定离心泵特性曲线时下面的安装是错误的B A)泵进口处安真空表B)进口管路上安节流式流量计C)泵出口处安压力表D)出口管路上安调节阀9、将 1000m3/h 的各车间回水送往水冷却塔, 宜选用A A)离心泵B)往复泵C)齿轮泵D) 喷射泵。10、往复泵适用于C A)大流量且流量要求特别均匀的场合B)介质腐蚀性特别强的场合C)流量较小，扬程较高的场合D)投资较小的场合11、在蒸汽冷凝中，不凝气体的存在对的影响是B A)使值升高B)使值大大降低C)使 值有一定影响D)对值无影响12、沸腾传热的过热度增大，其传热系数C A)增大B)减小C)只在某范围变大D)沸腾传热系数与过热度无关13、在间壁换热器中，当两流体均变温时，管程采用折流的目的是A A)提高 K B)提高tmC)增加传热面积A D)使 K和 A均增加14、在空气和蒸汽间壁换热过程中可采取C 方法来提高传热速率最合理。A)提高蒸汽流速B)采用过热蒸汽以提高蒸汽的温度C)提高空气流速D)将蒸汽流速和空气流速都提高15、因次分析法的目的在于C A)得到各变量间的确切定量关系。B)得到各无因次数群的确切定量关系。C)用无因次数群代替变量, 使实验与关联工作简化。D)用无因次数群代替变量, 使实验结果更可靠。二、填空题（每空1 分，共 15 分）1、米糠油在管中作层流流动，若流量不变，、不变，油温升高，粘度为原来的1/2，则摩擦阻力损失_1/2_。2、真空度与绝对压强的关系是_ p绝= pa p真_。3、U 形管差压计用水（密度为1000kg/m3）作指示液，测量气体管道中的压降，若指示液读数R=20mm ，则表示压降为 _196.2_Pa， 为使 R 读数增大，而 P值不变， 应更换一种密度比水_轻_的指示液。4、测流体流量时，随着流体流量增加，孔板流量计两侧压差值将_增大 _，若改用转子流量计测量，当流量增大时，转子两端压差值将_不变 _。 （增大，不变或减小）5、离心泵常采用_阀门 _调节流量，往复泵常采用_旁路 _调节流量。6、 由多层等厚平壁构成的导热壁面中, 所用材料的导热系数愈大，则该壁面的热阻就愈 _ 小 _, 其两侧的温度差愈_小_。第2 页精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页，共 6 页 - - - - - - - - - - 浙 江 工 业 大 学 考 试 命 题 纸7、在确定列管换热器冷热流体的流动通道时，一般来说， 蒸汽走 _壳程 _，有腐蚀性流体走_管内 _。8、在工厂中，定期清洗换热器，目的是_减少污垢热阻_.9、在传热实验中，用饱和水蒸汽加热空气，总传热系数K 接近于 _空气 _侧的对流传热系数，而壁温接近于 _水蒸汽 _侧流体的温度。三、计算题（ 30 分）如图所示输水系统，泵出口处与输送水面垂直高度为2m，与高位槽液面垂直高度为18m，已知 : 管路总长度 (包括所有局部阻力当量长度)为 100m，压出管路总长(包括所有局部阻力当量长度)为 80m, 管路摩擦系数 =0.025，管子内径为0.05m，水的密度 =1000kg/m3 ，泵的效率为0.8，输水量为10m3/h，求：1）完成上述输送任务所需要的泵压头；2）泵的轴功率；3）若泵出口处与水面垂直高度为2m，则压力表的读数为多少KPa？(1) Ms=10 1000/3600=2.778kg/s （1） We- 泵对单位质量流体所做的有效功。为此： 选取 1-1 与 2-2 截面，并以 1-1截面的基准面。在两截面间做能量衡算： Z1+(p1/ g)+(u12/2 g)+ he=Z2+(p2/ g)+(u22/2 g)+ hf （4）Z1=0 Z2=2+18=20m p1=p2=0 ( 表压 ) u1=u2=0 （2）则能量衡算方程化简为： he=Z2+hf （1）hf=( L/d)(u2/2g) （3）u=(V/3600)/(/4)d2=(10/3600)/(0.7852 0.052)=1.415m/s （2）hf=0.025 (100/0.05)(1.4152/2 g)= 5.11m（2）he=Z2+hf=20+5.11=25.11m (2) (2) Ne=Msghe=2.778 9.8 25.11=683.6J/s =683.6W (3) N轴=Ne/=683.6/0.8=854.5W (1) (3) 就 3-3 与 2-2 截面做能量衡算，并取3-3 为基准面：gZ3+(p3/ )+(u32/2)=gZ2+(p2/ )+(u22/2)+Wf (3) Z3=0 Z2=18m p2=0(表) u2=0 u3=u=1.415m/s (2) p3/=gZ2+Wf-(u32/2) (3) =9.81 18+( /d)(u32/2)-(u32/2) =176.58+0.025(80/0.05) (1.4152/2)-(1.4152/2) =176.58+40.04-1.0 =215.62J/kg p3=215.62=215620Pa (1) 四、计算题（ 10 分）精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页，共 6 页 - - - - - - - - - - 用一离心泵自水井抽水，若水流量为20m3/h，吸入管压头损失0.2m 液柱。假设泵的允许气蚀余量为3m，由于抽水过程井中水面渐渐下降，试问：1） 至多只允许水面下降到离泵入口轴线几米处泵就不能正常操作？2） 简述水进入管路后在吸入管路内的机械能变化过程。(注：假定随着井中水面下降，泵的调节阀逐渐开大，能保证流量稳定在20m3/h，水的密度为998.2kg/m3，饱和蒸汽压为2338.43Pa，液面压力为1atm。) 答：用安装高度计算式得到允许安装高度为6.9 米，所以允许水面下降到离泵入口轴线6.9 米处泵就不能正常操作 . (2) （1）Z=)(hhgppesfva(5) =m92.63-2 .0-8.92.99843.2338-10325.1013(2+1) （2）在吸入管路内列机械能衡算方程：Et1=Et2+Wf，故机械能减小。五、计算题（ 30 分）有一套管换热器由573.5mm与894.5mm钢管组成， 5000kg/h的甲醇在内管中流动, 其温度由60冷却至 30, 甲醇对内管壁的对流传热系数为1=1500w/m2K 冷却水在环隙内流动, 其进、出口温度分别为 20和 35, 甲醇和冷却水逆流操作, 忽略热损失及垢层热阻, 试求 : 1)冷却水用量 (kg/h)；2）冷却水在环隙内流动的对流传热系数（Prcp/ ，当量直径de=4流通面积 / 润湿周长，设对流传热系数满足迪图斯公式）；3）总传热系数K；4）所需套管长度。甲醇物性数据为:cp1=2.6kJ/kg.K, 冷却水物性数据为:cp2=4.18kJ/kg.K，=996.3kg/m3, 2=0.603w/m.K, =0.845 10-3Pa.S 钢导热系数 : =45w/m.K 答： (1) 冷却水用量由热衡算式求得, 即: Ms2 4.18 103(35-20)=(5000/3600) 2.6 103(60-30)=1.08105W (3) 解得 : Ms2 =1.73kg/s=6220kg/h (1) (2) 用传热速率公式计算管长L Q=Ko.Ao.tm=Ko.do.L.tm (2) 其中tm=(60-35)/(30-20)/ln(60-35)/(30-20)=16.4 (3) Uo=6220/3600 996.3 /4 (0.082-0.0572)=0.7m/s (2) de=0.08-0.057=0.023 m =（4流通面积） / 浸润周边 =4（1/4 ）(0.082-0.0572)/ /(0.08+0.057)=0.023m (4) Re=0.023 0.7 996.3/(0.845 103)=18983 (3) Pr=4.18 1030.845 10-3/0.603=5.9 (3) o=0.023 (0.603/0.023) 189800.85.90.4=3246W/m2. (3) (3) Ko=1/1/3246+0.0035 57/(53.5 45)+57/(50 1500)=869W/m2. (3) (4)L=Q/(Ko.do. tm)=1.08 105/(869 0.057 16.4)=42.34m (3) 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 5 页，共 6 页 - - - - - - - - - - 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 6 页，共 6 页 - - - - - - - - - -