化工原理B(1)(B_卷)标准答案及评分标准.doc

广东工业大学考试试卷 ( B )课程名称: 化工原理B（1） 试卷满分 100 分考试时间: 2009年 11 月 日 (第 12 周 星期 日 )题 号一二三四五六七八九十总分评卷得分评卷签名复核得分复核签名【一】、填空题：15分(1×15)1. 某设备的表压强为100kPa，则它的绝对压强为201.33 kPa。（当地大气压为101.33 kPa）2. 牛顿粘性定律，粘度在SI制中的单位是。3. 某牛顿型液体在一段水平圆形直管内流动，已知Re值为1600，若平均流速为0.2m/s，则管中心点处速度为4m/s，流体在管内流动类型属层流（滞流）流动。4. 一转子流量计，当通过水流量为1m3/h时，测得该流量计进、出间压强降为20Pa；当流量增加到1.5m3/h时，相应的压强降_ _ 不变（20Pa） 。5. 某型号的离心泵在一定转速下工作时的特性曲线可表示为函数H=30-2qV2， 其中H为扬程，qV为流量，若转速不变,则两台相同型号的泵并联工作时的特性曲线可表示为 H= 30-0.5qV2，串联工作时的特性曲线可表示为 H=60-4qV2。6. 因某种原因使进入降尘室的含尘气体温度升高，若气体质量流量不变，含尘情况不变，降尘室出口气体的含尘量将 变大 。（变小、不变、变大）。7. 某过滤机的滤布阻力可以忽略不计，在恒压下过滤秒，得到滤液Vm3。若同一压强下继续过滤秒，共得滤液m38. 传热的基本方式为 传导、 对流 、热辐射 。9. 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，则并流时的tm=43.28。10. 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 管 程。学 院： 专 业： 学 号： 姓 名： 装 订 线【二】、选择题：20分 (2×10)1. 如右图管中充满水，U形差压计的读数为零，则_。A. 管内流体肯定处于静止状态; B. 管内流体肯定从1流向2; C. 管内流体肯定从2流向1; D. 以上三种答案都不对。2. 层流与湍流的本质区别是_。A湍流流速>层流流速 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 层流无径向脉动，而湍流有径向脉动3. 某液体在内径为d0的水平管路中稳定流动，其平均流速为u0，当它以相同的体积流量通过等长的内径为d1(d1=d0/2)的管子时，若流体为层流，则压降Dp为原来的_倍。. 4 . 8 . 16 . 324. 对于城市供水、煤气管线的铺设应尽可能属于_。.总管线阻力可略，支管线阻力为主 B. 总管线阻力为主，支管线阻力可略 .总管线阻力和支管线阻力势均力敌 D. 以上答案都不正确5. 不可压缩流体在水平等径直管中作等温稳定流动时，摩擦阻力损失hf所损失的是机械能中的_项。A. 动能 B. 静压能 C. 位能 D. 动能、静压能和位能6. 泵送含晶体10%的悬浮液宜选用_。A.螺杆泵 B.往复泵 C.齿轮泵 D.离心泵7. 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、效率最高； C、压头最大； D、轴功率最小；8. 某降尘室（长L、高H、宽B）能将流量qV m3/s 的含尘气流中直径为d m 的粒子全部沉降下来，今想将2qV m3/s的相同含尘气流进行同样效果的除尘，在保持其他尺寸不变的情况下，单方面地按如下_方式改选设备。A. 将高度H增加1倍 B. 将高度H减小到原来的0.5倍。C. 将长度L增加1倍 D. 将长度L减小到原来的0.5倍9. 一台工作着的列管式换热器，已知冷流体一侧的对流传热系数1为50W/m2.k,热流体一侧的对流传热系数2等于8000W/m2.k,要提高总传热系数K,最简单有效的途径是_ 。A. 设法减小1 B. 设法增大2C. 同时增大1和2D. 设法增大110. 对流传热是由_原因产生的。 A. 流体分子的热振动 B.流体体内电子的移动; C. 流体质点的位移、扰动D.晶格振动【三】、20分(5×4)简答题1. 流体的流动形态有哪几种？如何判断？（5分）答：流体的流动形态有两种：层流、湍流、过渡流（2分）；用雷诺准数来判断，当，为层流，当为湍流，当，过渡流，即可能属于层流，也可能属于湍流（3分）2. 离心泵启动或关闭时，为什么要先关闭出口阀门？（5分）答：离心泵工作时，其轴功率随着流量增大而增大，所以泵起动时，应把出口阀关闭，以降低起动功率，保护电机，不至于超负荷而受到损失，同时也避免出口管线的水力冲击(3分)。停泵前关闭泵的出口阀门是为了防止高压液体倒流，对泵造成损害(2分)3. 何谓过滤介质？对过滤介质有何要求？（5分）答：过滤介质：一种多孔性物质（2分）。要求：多孔性、阻力小；有一定的机械强度；有一定的化学稳定性（3分）。4. 列管换热器在什么情况下要考虑热补偿，热补偿的形式有哪些？（5分）答：当管束和壳体温度差超过50时，换热器内部将出现很大的热应力（管子和壳体热胀冷缩程度不同），可能使管子弯曲、断裂或从管板上松脱，列管换热器要考虑热补偿(2分)，热补偿的形式有带不曾圈的固定管板式换热器、浮头式换热器和U形管式换热器三种(3分)。【四】、(20分) 如本题附图所示，贮槽内水位维持不变。槽的底部与内径为100 mm的钢质放水管相连，管路上装有一个闸阀，距管路入口端15 m处安有以水银为指示液的U管压差计，其一臂与管道相连，另一臂通大气。压差计连接管内充满了水，测压点与管路出口端之间的直管长度为20 m。 （1）当闸阀关闭时，测得R=600 mm、h=1500 mm；当闸阀部分开启时，测得R=400 mm、h=1400 mm。摩擦系数可取为0.025，管路入口处的局部阻力系数取为0.5。问每小时从管中流出多少水（m3）？ （2）当闸阀全开时，U管压差计测压处的压力为多少Pa（表压）。（闸阀全开时Le/d15，摩擦系数仍可取0.025。）解：（1）闸阀部分开启时水的流 在贮槽水面1-1，与测压点处截面2-2，间列柏努利方程，并通过截面2-2，的中心作基准水平面，得 （a） （2分）式中 p1=0(表) ub2=0，z2=0 （2分） z1可通过闸阀全关时的数据求取。当闸阀全关时，水静止不动，根据流体静力学基本方程知 （b） （2分）式中 h=1.5 m, R=0.6 m将已知数据代入式（b）得 （1分） （2分）将以上各值代入式（a），即 9.81×6.66=+2.13 ub2 解得 （1分）水的流量为 （1分） （2）闸阀全开时测压点处的压力在截面1-1，与管路出口内侧截面3-3，间列柏努利方程，并通过管中心线作基准平面，得 （c）式中 z1=6.66 m，z3=0，ub1=0，p1=p3 （2分） = （2分）将以上数据代入式（c），即 9.81×6.66=+4.81 ub2解得 （1分） 再在截面1-1，与2-2，间列柏努利方程，基准面同前，得 （d）式中 z1=6.66 m，z2=0，ub10，ub2=3.51 m/s，p1=0（表压力） （2分） （1分）将以上数值代入上式，则 解得 p2=3.30×104 Pa（表压） （1分）【五】、（15分）用板框过滤机恒压下过滤某种悬浮液，过滤机的尺寸为：滤框的边长为810mm(正方形)，每框厚度为42mm，共10个框。现已测得：过滤10分钟得到滤液1.31m3,再过滤10分钟共得到滤液1.905m3,已知每m3滤液可形成0.1m3的滤饼，试计算：（1）过滤常数K为多少m2/s?（2）将滤框完全充满滤饼所需的过滤时间为多少分钟 ?（3） 若洗涤时间和辅助时间共30分钟，求该机生产能力为多少m3滤液/h ?解：（1）过滤面积 （1分）根据恒压过滤速率方程：V2+2VVe=KA2 （3分）将=10min，V=1.31m3；=20min，V=1.905m3代入上式 （1分）解出: K=2.01×10-5m2/s Ve=0.1376m3 （1分）(2) 滤框充满时所得滤饼体积：V饼=0.812×0.042×10=0.2756m3 （2分）滤框充满时所得滤液体积：V=V饼/=0.2756/0.1=2.756m3 （2分）=(V2+2VVe)2/KA2= （2分）(3) 生产能力 （3分）【六】、（10分）在一传热面积为40 m2的平板式换热器中，用水冷却某种溶液，两流体呈逆流流动。冷却水的流量为30 000kg/h，其温度由22 升高到36 。溶液温度由115 降至55 。若换热器清洗后，在冷、热流体流量和进口温度不变的情况下，冷却水的出口温度升至40 ，试估算换热器在清洗前壁面两侧的总污垢热阻。假设：（1）两种情况下，冷、热流体的物性可视为不变，水的平均比热容为4.174 kJ/(kg·)；（2）两种情况下，分别相同；（3）忽略壁面热阻和热损失。 解：求清洗前总传热系数K (1分) (2分)求清洗后传热系数由热量衡算 (1分) (1分) (1分) (1分) (1分) 清洗前两侧的总传热热阻 (2分) 广东工业大学试卷用纸，共6页，第5页