化工原理上期末考试试卷 .doc
化工原理（上）期末考试试卷一、 选择题： (每题2分，共20分)1.空气以相同的流速分别通过水平放置的等径直管AB和垂直放置的等径直管CD。已知 d=d，L=L，U型差压计指示液相同，读数分别为R1、R2。则_。 A P=P B P>P C hf=hf D R>R2. 为提高U形压差计的灵敏度较高，在选择指示液时，应使指示液和被测流体的密度差（指-）的值_。 A. 偏大 B. 偏小 C. 不确定3. 有两种说法(1)往复泵启动不需要灌水(2)往复泵的流量随扬程增加而减少则_。 A 两种说法都不对 B两种说法都对 C 说法(1)正确,说法(2)不正确 D说法(1)不正确,说法(2)正确4.以下说法是正确的:当粘度较大时,在泵的性能曲线上_。 A 同一流量Q处,扬程H下降,效率上升 B 同一流量Q处,扬程H上升,效率上升 C 同一流量Q处,扬程H上升,效率下降5.离心泵的扬程是 _。 A 实际的升扬； B 泵的吸液高度； C 液体出泵和进泵的压差换算成液柱高度； D 单位重量液体出泵和进泵的机械能差值6.过滤介质阻力忽略不计,滤饼不可压缩进行恒速过滤时,如滤液量增大一倍,则_ A 操作压差增大至原来的倍 B 操作压差增大至原来的2倍 C 操作压差增大至原来的4倍 D 操作压差保持不变 7.当介质阻力忽略不计的恒压过滤时，由=0至=的平均过滤速率反比于过滤时间的 _ A 1次方 B 2次方 C 1.5次方 D 1/2次方8. 在长为L m ，高为H m的降尘室中，颗粒的沉降速度为 um/s，气体通过降尘室的水平流速为u m/s，则颗粒在降尘室中的分离条件为_ 。 A L/u<H/u B L/u<H/u C L/uH/u D L/u H/u 9.在一列管式换热器中，用冷却水冷凝酒精蒸汽，换热器最好_放置；冷却水应走_。 A水平 B垂直 C管内 D管外10.一定流量的液体在一25×2.5mm的直管内作湍流流动，其对流传热系数=1000W/m2. 。如流量与物性都不变，改用一19×2mm的直管，则其值将变为_W/m2. 。 A.1259 B.1496 C.1585 D.1678二、 填空题： (每空1分，共20分)11. _、_的流体称为理想流体。12.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_。13.离心泵的性能曲线有 _、_ 、_ 等，这些曲线是在一定_下输送某种特定的液体时泵的性能。14.当离心泵出口阀开大时，流量_，泵出口压力_。(变大,变小,不变) 15.离心泵的轴封装置主要有两种：_ 和 _。16.密度为的球形颗粒在斯托克斯区沉降，已知颗粒在水中和空气中的沉降速度分别为u1和u2 ，则u1/u2=_。17.已知旋风分离器的平均旋转半径为0.5m ，气体的切向进口速度为20m/s，那么该分离器的分离因数为K=_ 。18.最常见的间歇式过滤机有_和板框式压滤机。连续式过滤机是_。19.在对流传热过程中，Nu表示_的准数，Re表示 _。 20.沸腾传热可分为三个区域，生产中的沸腾传热过程应维持在_操作三、 计算题 (每题15分 共60分)21.如图所示，槽内水位维持不变，在水槽底部用内径为100mm的水管引水至用户C点。管路上装有一个闸阀，阀的上游距管路入口端10m处安有以汞为指示液的U管压差计（=13600kg/m3)，压差计测压点与用户C点之间的直管长为25m。问：（1）当闸阀关闭时，若测得R=350mm，h=1.5m，则槽内液面与水管中心的垂直距离Z为多少m？（2）当闸阀全开时（阀=0.17 , =0.02），每小时从管口流出的水为若干m3/h？ 22.在附图所示的管路系统中，有一直径为38×2.5mm、长为30m的水平直管段AB，在其中间装有孔径为16.4mm的标准孔板流量计来测量流量，流量系数Co为0.63，流体流经孔板的永久压降为6×104Pa，AB段摩擦系数取为0.022，试计算：液体流经AB段的压强差； 若泵的轴功率为800w，效率为62%，求AB管段所消耗的功率为泵的有效功率的百分率。已知:操作条件下液体的密度为870 kg/m3,U形管中的指示液为汞,其密度为13600kg/m3。 21.用某板框压滤机恒压过滤，滤框尺寸为810×810×25mm。经过小试测得过滤常数 ， ，操作时的滤布，压差及温度与小试时相同。滤饼刚充满滤框时停止过滤，求：每批过滤时间？若以清水洗涤滤饼，洗涤水用量为滤液的 ，洗涤压差及水温与过滤时相同，求洗涤时间？求每只滤框的最大生产率？24.有一列管式换热器, 装有25×2.5mm 钢管300 根, 管长为2m。要求将质量流量为8000kg/h的常压空气于管程由20加热到85, 选用108饱和蒸汽于壳程冷凝加热之。若水蒸气的冷凝给热系数为a=104W/(m2K), 管壁及两侧污垢的热阻均忽略不计, 而且不计热损失。已知空气在平均温度下的物性常数为C=1kJ/(kg.K), =2.85×10-2W/(m.K),=1.98×10-5(Pa.s), Pr=0.7。试求: (1)空气在管内的对流给热系数; (2)求换热器的总传热系数(以管子外表面为基准); (3)通过计算说明该换器能否满足需要? (4)计算说明管壁温度接近于哪一侧的流体温度。 化工原理期末试题参考答案和评分标准一 选择题（每题2分）题号12345678910答案CBCCDBDCADD二填空题： (每空1分，共20分)11.粘度为零，无流动阻力12.减小 增大 不变13.H V V Na V 转速14.变大 变小 15.机械密封 填料函密封 16.(-)/(-)/。17.81.55。18.叶滤机 回转真空过滤机。19.对流传热(与相同条件下按导热计的导热系数之比) 流动状态的的准数20.泡核沸腾区三计算题 (每题15分 共60分）21.（1）闸阀关闭，系统内处于静止，由U管处等压面得： 水g(Z+h)=R Z=R/水-h =13600×0.35/1000-1.5=3.26m （2）以槽液面为1-1，管出口内侧为2-2，管中心线为基准面，列柏式：Z1+u12 /（2g)+P1 /()= Z2+u22 /（2g)+P2 /()+h又h=(.L/d+). u22/(2g) =(0.02×35/0.1+0.5+0.17)×u22 /(2g)=7.67 u22 /(2g)则 3.26+0+0=0+ u22/(2g)+0+7.67 u22/(2g) 解得 u2=2.72m/s V =.d2.u2 /4 =.(0.1)2×2.72×3600/4=76.87m3/h22. u =C2gR(-)/=0.632×0.69.81(13600-870)/870 =8.27m/s u=(do /d)2uo =(16.4/33)2×8.27=2.043m/s W=2.043×(/4)×0.0332×870 =1.52kg/s流体流经AB段的压强差：在A与B两截面间列柏努利方程(管中心线为基准面)Zg+(p/)+(u/2)=Z g+(p/)+(u/2)+W Z =Z u =u=(l/d)(u2/2)+(6×10/) =0.022×(30/0.033)×(2.0432/2)+(6×104/870) =111J/kgp -p=W=870×111=96570PaNe=800×0.62=496w AB段所消耗的功率N：N=WW =1.52×111=168.7wN/Ne=118.7/496=0.34=34%23.每批过滤时间24解:(1) d=25-2.5×220cm0.02m，G=W/AG=8000/(3600×0.785×0.022×300)=23.59kg/(s.m2)Re=d/=d/=0.02×23.59/(1.98×10-5) =2.38×104 >104 Pr=0.7 L/d=2/0.025=80=0.023(/d)Re0.8Pr0.4 =0.023×(2.85×10-2/0.02)×(2.38×104)0.8×0.70.4 =90.1W/(m2)(2)管壁及两侧污垢的热阻均忽略不计 1/K=1/+do/(·d)=1/104+25/(90.1×20) =0.01397(m2)/W K=71.6W/(m2)(3) Q=W(t2-t1) =(8000/3600)×103×(85-20)=1.44×105W =(t1- t2)/(t1/t2) = (108-20)-(108-85)/Ln(108-20)/(108-85) =48.4 提供A=ndL=300×3.14×0.025×2=47.1m2 Q=KA/需要A=Q/K=1.44×105/(71.6×48.4)=41.6 m2 A<A 满足要求(4) 求壁温T壁的热阻忽略 T=t空气平均温度t=(20+85)/2=52.5 传热速率温差(推动力)/热阻 (T-T)/(1/ )=(T-t)/do/()即（108-T)/(1×10-4)=(T-52.5)/25/(90.1×20) T=107.6 108即:壁温接近外侧蒸汽温度 (或大的一侧流体的温度)uABR
