化工原理A1A參考答案及評分標準

1、廣東工業(yè)大學試卷參考答案及評分標準 （A ）課程名稱：化工原理A （1）?？荚嚂r間：2009 年11月 日（第13周星期日）【一】、填空題：15分（1 15）1. 現(xiàn)場真空表的讀數(shù)為804 Pa,該處的絕壓為 2 104 Pa （當時當?shù)卮髿鈮簽?1 X10 Pa）。2. 某牛頓型液體在一段水平圓形直管內(nèi)流動，已知Re值為1600,若平均流速為0.2m/s,則管中心點處速度為4 m/s,流體在管內(nèi)流動類型屬層流（滯流）流動。3. 流量qv增加到原來的2倍，孔板流量計的讀數(shù)（U型管壓差計）為原來的_4倍,轉子流量計的環(huán)隙通道面積為原來的_2_倍。4. 某型號的離心泵在一定轉速下工作時的特性曲線可

2、表示為函數(shù)H=30-2qv2,其中H為揚程，qV為流量，若轉速不變，則兩臺相同型號的泵并聯(lián)工作時的特性曲線可 表示為H= 30-0.5q,串聯(lián)工作時的特性曲線可表示為H = _60_4工22_55. 用板框過濾機過濾某種懸浮液。測得恒壓過濾方程為q0.02q二4 10（ 0的單位為 s）,貝U K 為 40-5 m2/s, qe為 0.01 m3/ m2,日e 為 2.5s6. 傳熱的基本方式為傳導一 對流 . 輻射。7. 兩流體通過間壁換熱，冷流體從20C被加熱到50C，熱流體從100C被冷卻到70 C,則并流時的tm=_43.28C8. 用二種厚度相同，導熱系數(shù)不同的材料保溫時，往往把導熱

3、系數(shù)小的材料包在內(nèi) 層，以達到好的保溫效果?！径?、選擇題：20分（2X10）2. 如圖示的U型管中，1,11 , III為密度不同的三種液體。A A、B B為等高液位面。位于同一水平面上的點1、點2處的靜壓p1與p2的大小為DA p1 p2B p1層流流速C.層流的雷諾數(shù) qv2, Pe1 Pe2 水由敞口恒液位的高位槽通過一管道流向壓力恒定的反應器， 小后，管道總阻力損失CA .增大B .減小B. qvl=q v2, Pe1 qv2, Pe1Pe2OC .不變bgi耳22 mm的直管，則其將變?yōu)?_D_ W/（m 2 C ）。A . 1259B .1496C . 1585穿過三層平壁的穩(wěn)定

4、導熱過程，已知各層溫差為 第一層的熱阻 R和第二、三兩層熱阻3B. 3.54m /h C. 10m /h D.已知冷流體一側的對流傳熱系數(shù) a等于8000W/m2.k,要提高總傳熱系數(shù)B.只與沉降面積A有關D.只與ut和H有關生產(chǎn)能力為5m/h （濾液）。_A。2.5 m3/h a為50W/m2.k,熱流體K,最簡單有效的途徑是設法增大a C.同時增大a和a25 X2.5 mm的直管內(nèi)作湍流流動，其對流傳熱系數(shù)D.設法增大a:i=1000R2、D.1678 11=30 C, 12=20 C, 13=10 C ,則R3的關系為B 。A . R1(R2+R3)C. R1 Ub,即2 2ua /2g

5、 ub /2g所以：EbPg 內(nèi)（i 分）從（1）的分析可知：UaAa=ubAb因為V=uA 所以體積流量Va=Vb（1 分）2 2 Za.Pa.ua =zPb uB-g 2g B 巾 2g其中Za=Zb又因為已知流體作穩(wěn)態(tài)流動，即遵循連續(xù)性方程uaAa=ubAb ；而從附圖中很明顯得知流通截面積2、因某種原因使進入降塵室的含塵氣體溫度升高，若氣體質量及含塵情況不變，降塵 室出口氣體的含塵量將有何變化？原因何在？答：降塵室出口氣體的含塵量將變大，（1 分）因為（1）氣體溫度升高，粘度上升，沉降速度下降；（2 分）（2）氣體溫度升高，質量不變，則體積流量上升，導致停留時間減少。（2分）3. 保溫

6、瓶（熱水瓶）在設計和使用過程中采取了哪些防止熱損失的措施？答：保溫瓶防止熱損失所采取的措施：（1 ）保溫瓶膽設計成玻璃夾層結構。夾層因空氣被抽出接近真空，可防止對流散熱損失；（2分）瓶膽夾層內(nèi)兩表面均鍍有銀、鋁等低黑度涂層，大幅度降低了輻射散熱量；（2 分）（3）在使用保溫瓶時，瓶蓋選用導熱系數(shù)很小的軟木制作，而且在灌水時還要在瓶頸處留 一段空氣柱，因為空氣的導熱系數(shù)比水要小得多，從而有效地降低了瓶口處的熱損失。（1 分）四】、（20分）用一臺離心泵將水池中的水 （密度為1000kg/m3）送至一表壓為59kPa的水洗 塔頂，其流程如圖所示。已知離心泵吸入管段長度（包括局部阻力的當量長度，含入

7、口 阻力損失，下同）為 50m，泵出口閥半開時排出管線長度150m （含出口阻力損失），全部管路均用0 108xmm的碳鋼管，管內(nèi)流體流動摩擦系數(shù)均為0.025,其它數(shù)據(jù)如圖所示。試求：31. 當系統(tǒng)水的流量為 42.5m/h時，離心泵入口處的真空表讀數(shù)（kPa）;2. 泵的壓頭，若離心泵的效率為70%，泵的軸功率（kW）;3. 泵出口閥門半開時管路的特性曲線方程；4. 若塔頂表壓增加到 98.1kPa時，測得系統(tǒng)中水的流量為35m3/h,假設泵的特性曲線方程可以表示為H =A-Bq；,求泵的特性曲線方程。2 P-42.51m0 -0右0.3mj 1 24.3m777777777解：（1） u

8、2 =1.50m/s3600 漢 0.785。2在水池液面0-0和真空表所在的1-1兩截面間列柏努利方程，其基準面為地面:（2分）0 =1 9.81 B 1000 0.0250.1 2 21000p, = -25kPa（表壓）即真空度為25kPa（4分）（2）在水池液面0-0和水洗塔頂2-2兩截面間列柏努利方程，其基準面為地面:HPa-（24.3 1 -0.3）59 10001000 9.81+0.0狩簽嚴焉柯（4分）=?gHqvn1000 9.81 36.74 42.5/ 36000.7 勺000二 6.08kW（2分）（3）在水池液面0-0和水洗塔頂2-2兩截面間列柏努利方程，其基準面為地

9、面:（qv）2比=25 6.01 0.025 50 1500.785 0.10.12疋9.81（4分）2-31.010.003191%35（4）塔頂表壓為 98.1kPa 時，u =2 =1.14m/s3600 0.785 1（1 分）（ 35 2）2此匕時 He =25 + 1O+O.O25x5+150漢（1 分）0.12 疋 9.81=38.9m38.9=A352 B236.74 =A-42.5 BA =43.45（1 分）B =0.0037162H =43.45 -0.003716qv（1 分）【五】、（10 分）用板框過濾機恒壓下過濾某種懸浮液，過濾機的尺寸為：濾框的邊長為810mm（

10、正方形），每框厚度為42mm，共10個框?，F(xiàn)已測得：過濾 10分鐘得到濾液1.31m3,再過濾10分鐘共得到濾液1.905m3,已知每m3濾液可形成0.1m3的濾餅，試計算:（1 ）過濾常數(shù)K為多少m2/s?（2） 將濾框完全充滿濾餅所需的過濾時間為多少分鐘？（3） 若洗滌時間和輔助時間共30分鐘，求該機生產(chǎn)能力為多少m3濾液/h ?解：（1）過濾面積 A =0.81 0.81 2 10 =13.12m2（ 1 分）（2 分） （1 分）（1 分）（1 分）（1 分）（1 分）（2 分）根據(jù)恒壓過濾速率方程：V2+2We=KA2 t將 t =10mirV=1.31m3； T=20min,V=1

11、.905m 3 代入上式解出：K=2.01 X10-5m2/s3Ve=0.1376m23（2）濾框充滿時所得濾餅體積 ：V餅=0.81 0.042 10=0.2756m 濾框充滿時所得濾液體積：V=V餅/薩0.2756心1=2.756m39222.75622 2.756 0.1376“ T=V+2VVe） /KA = 25 40min13.122.01060 生產(chǎn)能力 Q= 亠V亠 二756 =2.362m%x 和： （40 30）/ 60h六、(20分)在一個單程列管式換熱器內(nèi)用 110C的飽和水蒸汽將某溶液加熱 ，換熱器由38根 0 25X2.5mm的管子組成,長2m,殼程為水蒸汽冷凝,其

12、傳熱膜系數(shù) a=ioooo233W/(m K),管程走溶液,流量為0.03m /s,進口溫度ti=20C ,密度900kg/m ,比熱23.9kJ/(kg C)，管壁和污垢熱阻可以忽略，管內(nèi)溶液側的傳熱膜系數(shù)a=2500W/(m K)，管內(nèi)為湍流，求：(1) 以外表面為基準的總傳熱系數(shù)Ko ;(2) 溶液的出口溫度t2 ；(3) 若檢修中發(fā)現(xiàn)有8根管子已損壞，將壞管堵塞后繼續(xù)使用，此時換熱器的總傳熱系數(shù) 和溶液出口溫度將變多少？解：(1)以外表面積計 KO12125 =1666.7W/（m 2 K） （4 分）+x._100002500 20（2分）（2分）（3分）Ao =38 3.4159 0.025 2 =5.967m2-qm2Cp2（t2 -tj = KoAOtm1666 7t2 20二Q =0.03X900 X3.9x（t2 20） =X5.967漢100011020ln110 t2t28.1C將8根管子壞管堵塞后，管程流量不變，速度增大為原來是38/30=1.2667倍,（2分）仍為湍流，管程 a=2500 Xl.26670