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1、中南大學(xué)考試試卷(A)2013 2014 學(xué)年 2 學(xué)期 時間110分鐘 化工原理 課程 48 學(xué)時 3 學(xué)分 考試形式: 閉 卷 專業(yè)年級:化工制藥應(yīng)化11級總分100分,占總評成績 70 %一、 選擇填空(35分)1(2分) 某離心泵入口處真空表的讀數(shù)為 200mmHg , 當?shù)卮髿鈮簽?01kPa, 則泵入口處的絕對壓強為( ) A. 74.3kPa; B. 101kPa; C. 127.6kPa2(2分) 水在
2、圓形直管中作滯流流動,流速不變,若管子直徑增大一倍,則阻力損失為原來的( ) A. 1/4; B. 1/2; C. 2倍3(4分) 當?shù)卮髿鈮簽?50mmHg時, 測得某體系的表壓為100m
3、mHg,則該體系的絕對壓強為 Pa, 真空度為 Pa4(2分) 一球形石英顆粒,分別在空氣與水中按斯托克斯定律沉降,若系統(tǒng)溫度升高,則其在水中的沉降速度將 ,在空氣中的沉降速度將 5(5分) 套管由57×2.5mm與25×2.5mm的鋼管組成,則環(huán)隙的流通截面積等于 ,潤濕周邊等于 ,當量直徑等于 6(2分) 板框壓濾機中,最終的過濾速率是洗滌速率的( ) A.一倍 B.一半 C.四倍 D.四分之一7(4分)
4、冷熱水通過間壁換熱器換熱,熱水進口溫度為90oC,出口溫度為50oC,冷水進口溫度為15oC,出口溫度為53oC,冷熱水的流量相同,且假定冷熱水的物性為相同,則熱損失占傳熱量的( )A5%; B6%; C7%; D8%;8(2分) 為了減少室外設(shè)備的熱損失,保溫層外所包的一層金屬皮應(yīng)該是( )A表面光滑,顏色較淺; B表面粗糙,顏色較深;C表
5、面粗糙,顏色較淺; D表面光滑,顏色較深;9(4分) 黑體的表面溫度從300升至600,其輻射能力增大到原來的 倍10(1分) 采用多效蒸發(fā)的目的是為了提高( ) A. 完成液的濃度; B. 加熱蒸汽經(jīng)濟程度; C. 生產(chǎn)能力11、 (1分) 多效蒸發(fā)中,蒸汽消耗量的減少是通過增加( )而換取的 A. 傳熱面積; &
6、#160; B. 加熱蒸汽壓力; C. 傳熱系數(shù)12 (1分) ( )加料的多效蒸發(fā)流程的缺點是料液粘度沿流動方向逐效增大,致使后效的傳熱系數(shù)降低 A. 并流; B. 逆流; C. 平流13(1分) 離心泵的調(diào)節(jié)閥 ( ) , A.只能安在進口管路; B.只能安在出口管路上
7、; C.安裝在進口管路與出口管路上均可; D.只能安在旁路上14(1分) 泵的工作點( ) A 由泵銘牌上的流量與揚程所決定; B 即泵的最大效率所對應(yīng)的點;C 由泵的特性曲線所決定; D 是泵的特性曲線與管路特性曲線的交點15(3分) 在旋風分離器中,某球形顆粒的旋轉(zhuǎn)半徑為0.4 m, 切向速度為15 m/s當顆粒與流體的相對運動屬層流時,其分離因數(shù)Kc為 二(20分) 用離心泵將水從儲槽送至水洗塔的頂部,槽內(nèi)水位維持恒定,各部分相對位置如本題附圖所示管路的直徑均為76×2.5 mm在操作條件下,泵入口處真空表的讀數(shù)為24.66×103 Pa;水流經(jīng)吸入管與排出
8、管(不包括噴頭)單位質(zhì)量流體的能量損失可分別按hf1=2u2 與 hf2=10u2計算由于管徑不變,故式中u為吸入或排出管的流速m/s排水管與噴頭處的壓強為98.07×103 Pa(表壓)求泵的有效功率(水的密度取為1000 kg/m3)三(10分) 某板框壓濾機共有10個框,框空長寬各為500mm,在一定壓力下恒壓過濾30min 后,獲得濾液5m3 ,假設(shè)濾布阻力可以忽略不計試求: (1)過濾常數(shù)K; (2)如果再過濾30min,還能獲得多少m3 濾液? 四(10分) 用離心泵輸送水,已知所用泵的特性曲線方程為:He=36-0.02V2當閥全開時的管路
9、特性曲線方程:He=12+0.06V2(兩式中HeHem,Vm3/h)問:要求流量12m3/h,此泵能否使用?若靠關(guān)小閥的方法滿足上述流量要求,求出因關(guān)小閥而消耗的軸功率已知該流量時泵的效率為0.65五(15分) 設(shè)計一燃燒爐,擬用三層磚,即耐火磚絕熱磚與普通磚耐火磚與普通磚的厚度為0.5m與0.25m三種磚的熱傳導(dǎo)系數(shù)分別為1.02 W/(m·)0.14 W/(m·)與0.92 W/(m·),已知耐火磚內(nèi)側(cè)溫度為1000,外壁溫度為35試問絕熱磚厚度至少為多少才能保證絕熱磚溫度不超過940、普通磚不超過138?六(10分) 在一單效蒸發(fā)裝置中將某原料液進行濃縮,
10、完成液的濃度為28%(質(zhì)量%),操作條件下沸點為98為了減少生蒸汽的消耗量,用二次蒸汽四分之一的冷凝潛熱把原料液從20預(yù)熱至 70原料液的流量為 1000 kg/h二次蒸汽的溫度為 90相應(yīng)的冷凝潛熱為2283kJ/kg原料液的比熱為3.8kJ/kg忽略熱損失 試求:(1)溶液的沸點升高; (2)原料液的濃度x0中南大學(xué)考試試卷(A)2013 - 2014 學(xué)年 2 學(xué)期 時間110分鐘 化工原理 課程 48 學(xué)時 3 學(xué)分 考試形式: 閉 卷 專業(yè)年級:化工、制藥、應(yīng)化11級總分100分,占總評成績 70 %二、 選擇填空(35分)1、(2分)某離心泵入口處真空表的讀數(shù)為 200m
11、mHg , 當?shù)卮髿鈮簽?01kPa, 則泵入口處的絕對壓強為( )。 A A. 74.3kPa; B. 101kPa; C. 127.6kPa。2、(2分)水在園形直管中作滯流流動,流速不變,若管子直徑增大一倍,則阻力損失為原來的( )。 A A. 1/4;
12、 B. 1/2; C. 2倍。3、(4分)當?shù)卮髿鈮簽?50mmHg時, 測得某體系的表壓為100mmHg,則該體系的絕對壓強為_113404_Pa, 真空度為_ -13340_Pa。4、(2分)一球形石英顆粒,分別在空氣與水中按斯托克斯定律沉降,若系統(tǒng)溫度升高,則其在水中的沉降速度將
13、; ,在空氣中的沉降速度將 。答案(增大,下降)5、(5分)套管由57×2.5mm與25×2.5mm的鋼管組成,則環(huán)隙的流通截面積等于1633mm2,潤濕周邊等于242mm,當量直徑等于27mm 6、(2分)板框壓濾機中,最終的過濾速率是洗滌速率的( )。C(A)一倍 (B)一半 (C)四倍 (D)四分之一7、(4分)冷熱水通過間壁換熱器換熱,熱水進口溫度為90°C,出口溫度為50°C,冷水進口溫度為15°C,出口溫度為53°C,冷
14、熱水的流量相同,且假定冷熱水的物性為相同,則熱損失占傳熱量的( )。A、5%; B、6%; C、7%; D、8%;答案:A8、(2分)為了減少室外設(shè)備的熱損失,保溫層外所包的一層金屬皮應(yīng)該是()、表面光滑,顏色較淺;、表面粗糙,顏色較深;、表面粗糙,顏色較淺;、表面光顏色較深,; 9、(4分)黑體的表面溫度從300升至600,其輻射能力增大到
15、原來的 倍. 答案: 5.39 斯蒂芬-波爾茲曼定律表明黑體的輻射能力與絕對溫度的4次方成
16、正比, 而非攝氏溫度,即=5.3910、(1分)采用多效蒸發(fā)的目的是為了提高( B )。 A. 完成液的濃度; B. 加熱蒸汽經(jīng)濟程度; C. 生產(chǎn)能力11 (1分)多效蒸發(fā)中,蒸汽消耗量的減少是用增加( )換取的。 A A. 傳熱面積; B. 加熱蒸汽壓力;
17、; C. 傳熱系數(shù)12、 (1分)( )加料的多效蒸發(fā)流程的缺點是料液粘度沿流動方向逐效增大,致使后效的傳熱系數(shù)降低。 A A. 并流; B. 逆流; C. 平流13、(1分)離心泵的調(diào)節(jié)閥 ( ) 答 (1) B, ()只能安在進口管路上 ; ()只能安在出口管路上 ()安裝在進口管路與出口管路
18、上均可 ; ()只能安在旁路上 14、(1分)泵的工作點()。DA 由泵銘牌上的流量與揚程所決定;B 即泵的最大效率所對應(yīng)的點;C 由泵的特性曲線所決定;D 是泵的特性曲線與管路特性曲線的交點。15、(3分)在旋風分離器中,某球形顆粒的旋轉(zhuǎn)半徑為0.4 m, 切向速度為15 m/s。當顆粒與流體的相對運動屬層流時,其分離因數(shù) 為 。57 二、(20分)用離心泵將水從儲槽送至水洗塔的頂部,槽內(nèi)水位維持恒定,各部分相對位置如本題附圖所示。管路的直徑均為76×2.5 mm。在操作條件下,泵入口處真空表的讀數(shù)為24.66×103 Pa;水流經(jīng)吸入管與排出管(不包括噴頭)的
19、能量損失可分別按 與 計算。由于管徑不變,故式中u為吸入或排出管的流速m/s。排水管與噴頭處的壓強為98.07×103 Pa(表壓)。求泵的有效功率。(水的密度取為1000 kg/m3)解:(1)水在管內(nèi)的流速與流量。 設(shè)儲槽水面為上游截面1-1,真空表連接處為下游截面2-2,并以截面1-1為基準水平面。在兩截面間列柏努利方程。 式中:Z1 =0,Z2 =1.5 m,p1=0表壓),p2=-24.66×103Pa(表壓), u1
20、0;0, 將上列數(shù)值代入柏努利方程式,解得水在管內(nèi)的流速 m/s水的流量 = ws = uA= kg/s (2)泵的有效功率 設(shè)儲槽水面為上游截面1-1,排水管與噴頭連接處為下游截面2-2,仍以截面1-1為基準水平面。在兩截面間列柏努利方程。 式中 Z1 = 0,Z2 = 14 m,u
21、1 0,u2 = 2 m/s,p1 = 0(表壓) p2 =98.07×103 Pa(表壓), 將上列數(shù)值代入柏努利方程式,解得 J/kg 泵的有效功率 Ne = we·ws = 285.41×7.92 =2260 J/s三、(10分) 某板框壓濾機共有10個框,框空長、寬各為500mm,在一定壓力下恒壓過濾30min 后,獲得濾液m3 ,假設(shè)濾布阻力可以忽略不計。試求: ()求過濾常數(shù); ()如果再過濾min,還能獲得多少m3 濾液? 答文() 過濾面積××× m2 () 過濾獲得的濾液量m3 四、(10分)用離心泵輸送水,已知所用泵的特性曲線方程為:。當閥全開時的管路特性曲線方程:(兩式中He、Hem,Vm3/h)。問:要求流量12m3/h,此泵能否使用?若靠關(guān)小閥的方法滿足上述流量要求,求出因關(guān)小閥而消耗的軸功率。已知該流量時泵的效率為0.6
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