化工原理(上)期末考試試卷

化工原理(上)期末考試試卷 ▲選擇題： (每題2分，共20分).空氣以相同的流速分別通過水平放置的等徑直管AB和垂直放置的等徑直管CD。已知dAjdCD,LAjLCD,U型差壓計指示液相同，讀數(shù)分別為R1、R2。則 。A△Pab=△PCD B△Pab>△PCDChfAB=hfCD DR1>R2.為提高U形壓差計的靈敏度較高，在選擇指示液時，應使指示液和被測流體的密度差(P指-P)的值。A.偏大 B.偏小 C.不確定.有兩種說法(1)往復泵啟動不需要灌水(2)往復泵的流量隨揚程增加而減少則A兩種說法都不對 B兩種說法都對C說法(1)正確,說法(2)不正確 D說法(1)不正確,說法(2)正確.以下說法是正確的:當粘度μ較大時,在泵的性能曲線上。A同一流量Q處,揚程H下降,效率η上升B同一流量Q處,揚程H上升,效率η上升C同一流量Q處,揚程H上升,效率η下降.離心泵的揚程是 。A實際的升揚；B泵的吸液高度；C液體出泵和進泵的壓差換算成液柱高度；D單位重量液體出泵和進泵的機械能差值.過濾介質(zhì)阻力忽略不計,濾餅不可壓縮進行恒速過濾時,如濾液量增大一倍,則A操作壓差增大至原來的1：2倍B操作壓差增大至原來的2倍C操作壓差增大至原來的4倍D操作壓差保持不變.當介質(zhì)阻力忽略不計的恒壓過濾時，由τ=0至τ=τ的平均過濾速率反比于過濾時間T的A1次方 B2次方 C次方 D1/2次方.在長為Lm，高為Hm的降塵室中，顆粒的沉降速度為U嚴/s,氣體通過降塵室的水平流速為Um/s,則顆粒在降塵室中的分離條件為。AL∕u<H∕uBL/u<H/u CL∕u≥H∕u DL/u≥H∕u.在一列管式換熱器中，用冷卻水冷凝酒精蒸汽，換熱器最好 放置；冷卻水應走 。A水平 B垂直 C管內(nèi) D管外.一定流量的液體在一Φ25×的直管內(nèi)作湍流流動，其對流傳熱系數(shù)ɑ=1000W∕m2.℃。如流量與物性都不變，改用一Φl9×2mm的直管，則其α值將變?yōu)?W/m2.℃。二、填空題： （每空1分，共20分）. 、 的流體稱為理想流體。.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,當管道上的閥門開度減小后,水流量將 ,摩擦系數(shù) ,管道總阻力損失 。.離心泵的性能曲線有 、 、 等，這些曲線是在一定 下輸送某種特定的液體時泵的性能。.當離心泵出口閥開大時，流量 ，泵出口壓力 。（變大,變小,不變）15.離心泵的軸封裝置主要有兩種： 和 。.密度為PS的球形顆粒在斯托克斯區(qū)沉降，已知顆粒在水中和空氣中的沉降速度分別為Ul和u2，則u1∕u2=。.已知旋風分離器的平均旋轉(zhuǎn)半徑為，氣體的切向進口速度為20m/s，那么該分離器的分離因數(shù)為K=。.最常見的間歇式過濾機有 和板框式壓濾機。連續(xù)式過濾機是 。.在對流傳熱過程中，Nu表示的準數(shù)，Re表示。.沸騰傳熱可分為三個區(qū)域，生產(chǎn)中的沸騰傳熱過程應維持在 操作三、 計算題 （每題15分共60分）21.如圖所示，槽內(nèi)水位維持不變，在水槽底部用內(nèi)徑為100mm的水管引水至用戶C點。管路上裝有一個閘閥，閥的上游距管路入口端10m處安有以汞為指示液的U管壓差計(P=13600kg∕m3),壓差計測壓點與用戶C點之間的直管長為25m。問:

(1)當閘閥關閉時，若測得R=350mm,h=,則槽內(nèi)液面與水管中心的垂直距離Z為多少m

(2)當閘閥全開時(C閥=,入=),每小時從管口流出的水為若干m夕h水y__∏2 —-_IOni Ξ5m??l. =7?C22.在附圖所示的管路系統(tǒng)中，有一直徑為“38X、長為30m

的水平直管段AB,在其中間裝有孔徑為的標準孔板流量計

來測量流量，流量系數(shù)Co為，流體流經(jīng)孔板的永久壓降為

6×104Pa,AB段摩擦系數(shù)入取為，試計算：⑴液體流經(jīng)AB

段的壓強差；⑵若泵的軸功率為800w,效率為62%,求

AB管段所消耗的功率為泵的有效功率的百分率。已知:操作

條件下液體的密度為870kg∕m3,U形管中的指示液為汞,其密

度為13600kg∕m3o21.用某板框壓濾機恒壓過濾，濾框尺寸為810×810×25mmo經(jīng)過小試測得過濾常數(shù)及=*與XIb威卜，梟=2.21MlL蕨/W,操作時的濾布，壓差及溫度與小試時相同。濾餅剛充滿濾框時停止過濾，求：①每批過濾時間②若以清水洗滌濾餅，洗滌水用量為濾液的,洗滌壓差及水溫與過濾時相同，求洗滌時間③求每只濾框的最大生產(chǎn)率24.有一列管式換熱器，裝有Φ25×鋼管300根，管長為2m。要求將質(zhì)量流量為8000kg∕h的常壓空氣于管程由20℃加熱到85℃,選用108℃飽和蒸汽于殼程冷凝加熱之。若水蒸氣的冷凝給熱系數(shù)為a=104W∕(m2?K),管壁及兩側(cè)污垢的熱阻均忽略不計，而且不計熱損失。已知空氣在平均溫度下的物性常數(shù)為Cp=1kJ∕,λ=×10-2W/,μ=X10-5,Pr=。試求：⑴空氣在管內(nèi)的對流給熱系數(shù)；⑵求換熱器的總傳熱系數(shù)(以管子外表面為基準)；⑶通過計算說明該換器能否滿足需要⑷計算說明管壁溫度接近于哪一側(cè)的流體溫度?；ぴ砥谀┰囶}參考答案和評分標準一.選擇題(每題2分)題號12345678910^案-C--B--C--C--D--B--D--C-AD-D-二.填空題： (每空1分，共20分)11.粘度為零，無流動阻力12.減小增大不變~Vη~VNa~V轉(zhuǎn)速14.變大變小15.機械密封填料函密封.(p-P)∕μ]/[(P-P)∕μ]。S水水Sairair.葉濾機回轉(zhuǎn)真空過濾機。.對流傳熱(與相同條件下按導熱計的導熱系數(shù)之比)流動狀態(tài)的的準數(shù).泡核沸騰區(qū)三.計算題 (每題15分共60分).(1)閘閥關閉，系統(tǒng)內(nèi)處于靜止，由U管處等壓面得：。水g(Z+h)=PgR.?.Z=PR/P水-h=13600×=(2)以槽液面為1-1,管出口內(nèi)側(cè)為2-2,管中心線為

基準面，列柏式：Z1+u12/(2g)+P1/(Pg)=Z2+u22/(2g)+P2/(Pg)+∑hf水y__∏1 —-_IOni Ξ5m_cJ . =7?C又?.?∑hf=(λ.L/d+∑Z),u22/(2g)=X35/++×u22/(2g)=u22/(2g)貝U+0+0=0+u27(2g)+0+u27(2g)解得u2=sV=∏./4=∏.2XX3600/4=h.U=C[2gR(P' -P)/P]=[2二Su=(do/d)2uo=33)2X=sW=×[(n/4)X]X870=s⑴流體流經(jīng)AB段的壓強差：在A與B兩截面間列柏努利方程(管中心線為基準面)ZAg+(PA/P)+(u2∕2)=z^g+(pJp)÷(U2∕2)+∑WfZA=ZB UA=U^∑W=λ(l∕d)(u^2)+(6×10f/P)=×(30/×2)+(6×104/870)=lllJ∕kg?p?-PB=P∑W/=870×lll=96570Pa⑵Ne=800X=496wAB段所消耗的功率N:N=W∑W∕=Xlll=.,.N∕Ne=496==34%23.①每批過濾時間1儂濾餅對應濾液量12.853,濾餅剛充滿濾框時，得濾液量V=0.81×0.81×0.025×12.85=0.211m3(2分)則q=V/A=0.211/(2×0.81×0,81)=0.161儂/3(1分)V(0.161)2+2×0.161×2.21×10-3=8.23×10-3τF/.τ=323.6s(1分)F②洗滌時間：過濾終了時：(dq/dT)= - = 3xl°s _2.52X10-4m3/(S?m2)(1分)E2(q+q)2(0.161+0.00221)e(dV)_(絲)XA_2.52X10-4X2X0.812_3.31x10-4m3/S(1分)dτe dτe(dV)_1(dV)_3.31x10-4/4_8.28X10-5m3/S(2分)dτW4dτEV_0.1x0.161x2X0.812_0.0211m3(1分)W:.T_V/(dV/dτ)_0.0211/(8.28x10-5)_255S(1分)wW w③生產(chǎn)率G:T_8JT_8X0.1x323.6_258.88S(2分)w FT_T+τ_528.48S(2分)DFWVV 0.161x2X0.812G_ _ τ+τ+τ 528.48X2FWD_2.5x10-4m3IS（1分）24解:⑴d.=×2=20cm=,G=W∕AG=8000∕(3600×××300)=Re=d.uρ∕μ=dG∕μ=××10-5)=×104>104Pr=L/d=2=80.*.αf=(?/d)=X×10-？∕××104)×=(m2-°C)⑵管壁及兩側(cè)污垢的熱阻均忽略不計VK=1∕α+do∕(a?d)=1/104+2%義20)o iii=(m2-oC)∕WΛK=(m2-°C)⑶Q=WP(t2-tl)CC=(8000/3600)×103×(85-20)=×105WΔt=(?tl-Δt2)∕∕n(Δt]∕Δt2)m=[(108-20)-(108-85)]∕Ln[(108-20)∕(108-85)]=℃提供A=nπdL=300×XX2=OOQ=KA/Δtoo jm需要