江南大学化工原理试卷7.doc
食工原理期末考试试卷（上）A 2004.1一 概念题（30分）1水由敞口恒液位的高位槽通过一管道流向压力恒定的反应器，当管道上的阀门开度减小后，水流量将_，摩擦系数_，管道总阻力损失_。2离心泵的主要结构有： _、_和_。3一球形石英颗粒，在空气中按斯托克斯定律沉降，若空气温度由20升至50，则其沉降速度将_。4降尘室的生产能力只与降尘室的_有关，而与_无关。5流化床中有两种不同的流化形式，即_和_ 。 6两流体通过间壁换热，冷流体从20被加热到50, 热流体从100 被冷却到70，逆流时的Dtm=_。并流时的Dtm=_。 7板框过滤机在过滤阶段结束的瞬间，设框已充满，则在每一框中滤液穿过厚度为 的滤饼，而洗涤时，洗涤液则穿过厚度为 的滤饼，洗涤液穿过的滤布面积等于 。8搅拌器放大时使用的一种重要工具是相似原则。在流化搅拌系统中，需要考虑试验系统（模型）与实际生产系统之间的三种相似，分别为、 、 _ 、_ 。 9层流底层越薄_。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10双液体U形差压计要求指示液的密度差_。 A)大 B)中等 C)小 D)越大越好11在完全湍流(阻力平方区)时，粗糙管的摩擦系数l数值_。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。12离心泵的性能曲线中的HQ线是在( )情况下测定的。A)效率一定； B)功率一定； C)转速一定； D)管路(lSle)一定。13离心泵调节阀的开度改变时，则( ) A)不会改变管路性能曲线 B)不会改变工作点 C)不会改变泵的特性曲线 D)不会改变管路所需的压头 14转子流量计的工作原理主要是靠流体（ ）。 A)流动的速度 B)对转子的浮力 C)流动时在转子的上、下端产生了压强差。 15某板框过滤机，在恒定的操作压差下过滤某种水悬浮液，经两小时后，滤渣刚好充满滤框得滤液15m3，则第一小时可得滤液为：_。(过滤介质阻力略而不计) A)7.5m3 B)10m3 C)15/m3 D)缺条件, 无法计算。 16（判断题）（正确的打错误的打×）（1）稳定的圆筒壁传热，热通量为常数。_ （2）在稳态传热中，凡热阻大处其温差也大。_ （3）滴状冷凝的传热系数小于膜状冷凝表面传热系数。_ （4）沸腾传热时，壁面与沸腾流体的温差愈大，则a愈大_。 二、计算题（70分）1(20分) 如图所示，水从槽底部沿内径为100mm的管子流出，槽中水位稳定。阀门关闭时测得R=50cm，h=1.8m。求：（1）ZA为多少m?（2）阀门全开时的流量。（3）阀门全开时B处的表压(阀全开时le/d=15，设摩擦系数l=0.018) 2（15分） 用3B57A离心泵将20水由水池送到操作压力为1.18×105Pa(表压)的塔内。 流程如图所示。已知管径为f108mm×4mm， 水池液面到排出管出口处的高度为15m，吸入管路和排出管路的阻力损失分别为1.5m和3m（包括进出口阻力损失），要求输水量为45m3/h。水密度r998.2kg/m3。试求：1.管路需要的压头为多少m？ 2.在图中读出泵实际工作（输水量为45m3/h）的各特性参数值为多少？ 3. 已知该泵的允许汽蚀余量h=4.2m，求泵的安装高度？泵工作地区的大气压为9.81×104 Pa。20水的饱和蒸汽压为2.33×103 Pa。3(15分) 某板框压滤机的过滤面积为0.4m2，在恒压下过滤某悬浮液，4h后得滤液80m3，过滤介质阻力可略去不计。 试求： 若其它情况不变，但过滤面积加倍，可得多少滤液？ 若其它情况不变，但操作时间缩短为2h，可得多少滤液？ 若在原表压下过滤4h后，再用5m3水洗涤滤饼，需多长洗涤时间？设滤液与水性质相近。 4（20分）有一单壳程单管程列管换热器，管外用120饱和蒸汽加热，干空气以12m/s的流速在管内流过，管径为f38mm×2.5mm, 总管数为200根。已知空气进口温度为26, 要求空气出口温度为86，试求 (1)该换热器的管长应为多少m？(2)若气体处理量、进口温度、管长均保持不变，而管径增大为f54mm×2mm。总管数减少20%，此时的出口温度为多少？(不计出口温度变化对物性的影响，忽略热损失, 忽略蒸汽冷凝、管壁和垢的热阻)。 定性温度下空气的物性数据如下：cp1.005kJ/kgK,r1.07kg/m3,m1.99×10-5 Pa·s, l0.0287W/mK,Pr0.697。 食工原理期末考试试卷（上）A1减小； 增大； 不变 2泵壳 ；叶轮 ； 轴封装置3下降4面积 ； 高度 5散式流化； 聚式流化 650； 43.3 7框厚度之半； 框的厚度； 框的面积 8几何相似； 运动相似； 动力相似9 C 10C 11C 12C 13C 14C 15C16（1）× （2） （3）× （4）二、计算题（70分）1(20分) 解：（1）阀关时：(ZA +1.8)×1000=0.5×13600 ZA =5m 4分 （2）阀全开：对A-A和C-C截面列柏努利方程： 8分gZA +pA /r+u2A /2=gZc+pC /r+u2c S/2+ hfA-C pA =0(表压), uA =0(大截面), Zc=0(基准面), pc =0(表压) 9.81×5=0.018(50/0.1+15)+1+0.5(u2c /2) 解出：uc =3.02m/s /4)×0.1pV=(2×3.02×3600=88.29 m3/h （3）对A-A到B-B截面列柏努利方程： 8分gZA +(pA /r)+(u2A /2)=gZB +(pB /r)+(u2B S/2)+ hfA-BpA =0, uA 0, ZB =0 , uB =uC =3.02m/s9.81×5=(pB /r)+ (3.0252/2)+(0.018×30/0.1+0.5)3.022/2 解出pB =1.75×104 N/m2（表压）2（15分） 解：(1)取水池面为00面，流体(水)从管线流到塔内处为11截面，并以00 面为基准面，在00和11截面间列柏努力方程为： 7分 Hezp/rg+Hf Z2(p1p0)/rg1.5+3 u45/(3600×0.785×0.12) =1.59 m/sHe15+1.18×105/(9.81×998.2)+1.5+3=31.55 m水柱当Q45m3/h时，管路需要的压头He31.55m水柱。 (2) 3分 泵工作时Q45 m3/h，H40m N7.5KW ，h64。 (3) Z=m 5分3(15分) 解： (1) V2K S2t V/800.8/0.4 4分 V80×2160m (2) V/80 V80/55.6m 4分(3) KS2V2/802/41600 m6/h 7分 (VVe )2KS2(e ) 2(VVe )VK2 V/KS2/(2(VVe )KS2/2V wVw/(1/4)(V/)E)Vw/(1/4)KS2/(2V) 5/(1/4)×1000/(2×80) 2 h 4（20分）解：（1）空气流量12×200×(/4)×0.0332×1.072.2 kg/s 10分 Q2.2×1.005×（86-26）132.7 kJ/s a(0.023×0.0287/0.033)×(0.033×12×1.07/0.0199×10-3)0.8×0.6970.4=0 .023×0.0287/0.033×2901×0.866 50.3 W/m2·K 忽略蒸汽冷凝，管壁和垢的热阻 Ka Dtm(120-26)-(120-86)/l(120-26)/(120-86)59 A(132.7×103)/(50.3×59)44.7m2 管长L44.7/(200××0.033)2.16 m(2) 原管截面(200×/4)×0.03320.171 m2 10分 现管截面(160×/4)×0.0520.314 m2 现管内流速u(0.171/0.314)×126.54 m/s a(0.023×0.0287/0.05)×0.05×6.54×1.07/(0.0199×10-3)0.8×0.866 28.5 W/m2·K或 W/m2·K A×0.05×2.16p160×54.3 m2 Q2.2×1.005×(t出26)×103 28.5×54.3×(120-26)-(120-t出)/ln(120-26)/(120-t出) 28.5×54.3×(t出26)/ln(120-26)/(120-t出) l(94/(120t出)28.5×54.3/(2.2×1.005×103) t出73.3
