(完整版)化工原理B(1)(A卷)标准答案及评分标准.pdf

广东工业大学试卷用纸，共5页，第1页 学 院：专 业：学 号：姓 名：装 订 线 广东工业大学考试试卷(A )课程名称:化工原理 B（1）试卷满分 100 分 考试时间:2009 年 11 月 21 日 (第 12 周 星期 六 日 )【一】、填空题：15 分(115)1.空气在标准状态下的密度为 1.29kg/m3,在 0.25Mpa 下，80时的密度为2.5 kg/m3。2.雷诺准数 Re=du;普兰特准数 Pr=Pc。3.某溶液在大小管串联的管道内作稳定流动,大管直径为小管直径的 2 倍，则小管内的流速为大管内流速的_4_倍。4.离心泵的工作点是_管路特性 曲线与 工作特性 曲线的交点。5.恒速过滤时，过滤速率 不变，过滤压差随滤饼厚度的增加而 增加；恒压过滤时，过滤压差 不变，过滤速率随滤饼厚度的增加而减小。6.一根暴露在外的热管子以自然对流、热辐射散发热量。7.若小雨滴在下降过程中与其他雨滴发生合并，雨滴直径增大了 30%，则雨滴合并前后的自由沉降速度比为 0.592（假设雨滴在下降过程中始终处于层流区）。8.在蒸汽冷凝传热中，不凝性气体的存在使冷凝表面传热系数 减小 。（不变、增大、减小）9.一包有石棉泥保温层的蒸汽管道，当石棉泥受潮后，其保温效果将变 差（好、差）。【二】、选择题：20 分(210)1.水平导管上的两点接一盛有水银的U形管压差计（如下图），压差计读书为26mmHg。如果导管内流经的是水，在此种情况下压差计所指示的压强差为 C Kpa。A 2.6 B 3.2 C 3.5 D 2.2 2.液体在两截面间的管道内流动时,其流动方向是 D 。A.从位能大的截面流向位能小的截面；B.从静压能大的截面流向静压能小的截面；C.从动能大的截面流向动能小的截面；D.从总能量大的截面流向总能量小的截面。3.牛顿型流体在直管中呈层流，摩擦系数不可为下列中的 D A 0.055 B 0.045 C 0.035 D 0.015 广东工业大学试卷用纸，共5页，第2页 4.流体在长为 3m、高为 2m 的矩形管道内流动，则该矩形管道的当量直径为 C 。A.1.2m；B.0.6m；C.2.4m；D.4.8m。5.离心泵的效率 和流量 Q 的关系为 B 。A.Q 增大，增大；B.Q 增大，先增大后减小；C.Q 增大，减小；D.Q 增大，先减小后增大。6.降尘室的生产能力 A 。A只与沉降面积和颗粒沉降速度 ut有关 只与沉降面积有关 与沉降面积、ut及降尘室高度有关 只与 ut和有关 7.用转筒真空过滤机处理某悬浮液，滤布阻力可以忽略不计，生产能力为 5m3/h（滤液）。现将转速增大一倍，其它条件不变,则其生产能力应为 B 。A3.54m3/h B7.07m3/h C10m3/h D 2.5 m3/h 8.对双层平壁的稳态导热过程，壁厚相同，各层的导热系数分别为1和2，其对应的温差分别为1t和2t，若1t 2t，则1和2的关系为 A 。A.12。D.不确定。9.冷热两流体的对流给热系数 h 相差较大时，提高总传热系数 K 值的措施是 A 。A.提高小的 h 值；B.提高大的 h 值；C.两个都同等程度提高；D.提高大的 h 值，同时降低小的 h 值。10.计算下列四种“数”时，其数值大小与单位制选择无关的是 B 。A.运动粘度 B.传热单元数 NTU C.过滤常数 K D.黑体辐射常数 0【三】、20 分(54)简答题 1.一定量的流体在圆形直管内作层流流动，若将其管径增加一倍，问能量损失变为原来的多少倍？（5 分）答：根据范宁公式：gudlh2.21111 （2 分）其中122dd 122241.41udVu （1 分）又因为流体流型为层流，所以12222./64ud （1 分）1222221612.hgudlh 即将管径增加一倍，能量损失变为原来的 16 倍 （1 分）2.何谓离心泵的汽蚀现象？如何防止？（5 分）答：泵内压强最低处的压强等于同温度下输送液体的饱和蒸汽压时，此时液体将急剧汽化，并产广东工业大学试卷用纸，共5页，第3页 生大量汽泡，使得叶轮表面或泵内壳表面产生裂缝，泵体振动，产生噪声，其流量和扬程明显下降。这一现象称为汽蚀现象。（3 分）确定合适的安装高度以确保不发生汽蚀现象。（2 分）3.何谓沉降？沉降可分为哪几类？何谓重力沉降速度？（5 分）答：沉降是指依靠外力的作用，利用分散物质与分散介质的密度差异，使之发生相对运动而分离的过程。（2 分）沉降可分为重力沉降和离心沉降。（1 分）颗粒以加速运动的末速度这一不变的速度作匀速沉降运动，这一速度称为重力沉降速度。（2 分）4.强化传热的途径有哪些？（5 分）答：强化传热的途径有：增加传热面积；（增加有效传热面积）（2 分）增加温度差；（采用逆流流动）（1 分）增加传热系数 K（增加流体的湍流流动，防止垢层热阻的形成及及时地消除垢层热阻）（2 分）【四】、(20分)用一台离心泵将水池中的水(密度为1000 kg/m3)送至一表压为62 kPa的水洗塔顶，其流程如图所示。已知离心泵吸入管段长度（包括局部阻力的当量长度，含入口阻力损失，下同）为 60m，泵出口阀全开时排出管线长度 200m（含出口阻力损失），全部管路均用1084的碳钢管，管内流体流动摩擦系数均为 0.025，其它数据如图所示。试求：（1）当离心泵入口处的真空表读数为 25 kPa 时系统水的流量 qV（m3/s）；（2）泵的压头 H；若离心泵的效率为 80%，泵的轴功率 Pa；（3）泵出口阀门全开时管路的特性曲线方程；解：（1）(6 分)如图，在水池液面和真空表所在的 1-1 两截面间列柏努利方程，以地面作为基准水平面.22223325 10006001.5 9.810.02510000.1221.13m/s0.7850.785 0.11.138.87 10 m/sVuuuqd u(2)(6 分)在水池液面和水洗塔顶 2-2 两截面间列柏努利方程，以地面作为基准水平面.1.5m 0.3m 18.8m 0 0 1 1 2 2 3 3 广东工业大学试卷用纸，共5页，第4页 2362 1000200601.13(18.8 1.50.3)0.02530.55m1000 9.810.12 9.811000 9.81 30.55 8.87 103323W=3.32kW0.8VaHgHqP（3）(4 分)在水池液面和水洗塔顶 2-2 两截面间列柏努利方程，以地面作为基准水平面 2242()62 1000200600.785 0.1(18.8 1.50.3)0.0251000 9.810.12 9.8126.325.376 10VVqHq【五】、（15 分）在31067Pa 压力下对硅藻土在水中的悬浮液进行过滤试验，测得过滤常数K=510-5 m2/s，qe=0.01 m3/m2，滤饼体积与滤液体积之比=0.08。现拟用有38个框的BMY50/810-25型板框压滤机在310134Pa 压力下过滤上述悬浮液。试求：（1）过滤至滤框内部全部充满滤渣所需的时间；（2）过滤完毕以相当于滤液量 1/10 的清水洗涤滤饼，求洗涤时间；（3）若每次卸渣、重装等全部辅助操作共需 15 min，求过滤机的生产能力（m3滤液/h）。（已知硅藻土01.0s，可按不可压缩滤饼处理）解：（1）因为硅藻土可按不可压缩滤饼处理，所以 pkK 2，eq与p无关 （2 分）又因为已知Pa10673p，/sm10525K，23e/mm01.0q 所以：Pa101343p时，/sm10124K，23e/mm01.0q （1 分）332cm6233.0m38025.081.0V，（1 分）222m86.49m81.0238A （1 分）33cm791.7m08.06233.0vVV，2323/mm1563.0/mm86.49791.7q （1 分）代入恒压过滤方程式求过滤时间 42101563.001.021563.0 （2 分）s6.275 （1 分）（2）洗涤 3wm7791.01.0VV （1 分）sm10748.3sm01.01563.0886.491088413334ee2EWqqKAVVKAddVddV（2 分）s9.207s003748.07791.0/WWWddVV （1 分）广东工业大学试卷用纸，共5页，第5页（3）生产能力/hm27.20/hm3600/60159.2076.2757913.733DWVQ （2 分）【六】、（10 分）某单程列管式换热器，其换热管为225 mm 的不锈钢管，管长为3m，管数为 32 根。在该换热器中，用 25的水将壳程的 110的某有机蒸汽冷凝成同温度的液体，该有机蒸汽的冷凝传热系数为3102.8 W/(m2)。水的流量为15000 kg/h，平均比热容为 4.18 kJ/(kg)；管壁与水的对流传热系数为1000W/(m2)；不锈钢的导热系数为 17 W/(m)。试求：（1）总传热系数oK；（2）水的出口温度。解：（1）总传热系数oK iiomoooddddbK11 （2 分）3.694021.01000025.0023.017025.0002.0102.8113oK W/(m2)（1分）（2）水的出口温度2t moopcctSKttCWQ)(12 (1 分)21122121lnln)()(tTtTtttTtTtTtTtm (2 分)211212ln)(tTtTttSKttCWoopcc pccooCWSKtTtT21ln （1 分）536.73025.014.332LdnSoo m2 （1 分）3.01018.43600/15000536.73.6943pccooCWSK （1 分）代入（1）式，得3.011025110ln2t 解出 472t （1 分）