化工原理題一及答案

化工原理題一及答案

一、填空與選擇（其中填空每小題6分，選擇每小題4分，共40）

1.某設備的表壓強為lOOkPa,則它的絕對壓強為—kPa；另一設備的真空度

為400nlmHg,則它的絕對壓強為—。（當?shù)卮髿鈮簽?01.33kPa）。流體在鋼管

內(nèi)作湍流流動時，摩擦系數(shù)X與_和_有關；若其作完全湍流（阻力平方

區(qū)），則人僅與一有關。

2.在一水平變徑管路中,在小管截面A和大管截面B連接一U型壓差計,當流體

流過該管時,壓差計讀數(shù)R值反映.（）

A.A、B兩截面間的壓強差；B.A、B兩截面間的流動阻力；

C.A、B兩截面間動壓頭變化；D.突然擴大或縮小的局部阻力。

3.離心泵啟動前需要先向泵內(nèi)充滿被輸送的液體，否則將可能發(fā)生現(xiàn)象。

而當離心泵的安裝高度超過允許安裝高度時，將可能發(fā)生現(xiàn)象。離心泵

通常采用調(diào)節(jié)流量；往復泵采用調(diào)節(jié)流量。

4.在測定離心泵性能時，若將壓力表裝在調(diào)節(jié)閥以后，則壓力表讀數(shù)區(qū)將（），

而當壓力表裝在調(diào)節(jié)閥以前，則壓力表讀數(shù)R將（）,

A.隨流量增大而減??；B.隨流量增大而增大；

C.隨流量增大而基本不變；D.隨真空表讀數(shù)的增大而減小。

5.在降塵室中除去某粒徑的顆粒時，若降塵室高度增加一倍，則顆粒的沉降時間—，氣

流速度—，生產(chǎn)能力—。旋風分離器與切問進口氣速相同時，隨著旋風分離器的直徑越

大，其離心分離因數(shù),被分離的顆粒的臨界粒徑越

6.間歇過濾機的生產(chǎn)能力可寫為Q=V/E0,此處V為,

￡0等于一個操作循環(huán)中、、和

三項之和。板框過濾機的洗滌速率為最終過濾速率的O

7.物體黑度是指在—溫度下，物體的—與之比，在數(shù)值上它與同一溫度下與物體

的相等。根據(jù)有無熱補償或補償方法不同，列管式換熱器的一般結(jié)構(gòu)型式

有、、等。

8.在列管換熱器中飽和蒸氣加熱空氣，有：甲）傳熱管的壁穩(wěn)接近加熱蒸氣溫度；乙）換

熱器總傳熱系數(shù)K將接近空氣側(cè)的對流傳熱系數(shù)。則：

A.甲乙均合理；B.甲乙均無理；C.甲合理，乙無理；D.甲無理，乙合理

二、20c的空氣在直徑為80mm的水平管流過?，F(xiàn)于管路中接一文丘里管，如本

題附圖所示。文丘里管的上游接一水銀U管壓差計，在直徑為20mm的喉頸處

接一細管，其下部插入水槽中。空氣流過文丘里管的能量損失可忽略不計。當U

管壓差計讀數(shù)及二25mm、〃=0.5m時，試求此時空氣的流量為若干0?力。當?shù)卮?/p>

氣壓強為101.33X103pa。（20分）

三、選用某臺離心泵，從樣本上查得其允許吸上真空高度”=7.5m,現(xiàn)將該泵安

裝在海拔高度為500m處，已知吸入管的壓頭損失

為1mH20,泵入口處動壓頭為0.2mII2O,夏季均

水溫為40℃,問該泵安裝在離水面5m高處是否H

合適？（當水溫為40℃時A=7377Pa0在海拔［沙：,

500m處大氣壓強〃=9.74rnFLO）（10分）———-----

四、擬在9.81Xl（）3pa的恒定壓強差下過濾某「■,

h

懸浮液。過濾時形成不可壓縮濾餅，過濾介質(zhì)阻

力可以忽略,過濾常數(shù)k4.42Xl（rm2/s.。若每

獲得In?濾液所形成的濾餅體積為0.333m%試題二附

試求：1）每平方米過濾面積上獲得1.5m：'濾

液所需的過濾時間；2）若將此過濾時間延長一倍，可再得濾液多少？（10分）

五、苯在內(nèi)管中從80℃冷卻到50℃o冷卻水在環(huán)隙從15c升到35℃o苯的

對流傳熱系數(shù)。尸230W/（in??K）,水的對流傳熱系數(shù)a,=290W/有一碳鋼制造的

套管換熱器，內(nèi)管直徑為089mm義3.5mm,流量為2000kg/h（彌?K）。忽略污垢

熱阻。試求：①冷卻水消耗量；②并流和逆流操作時所需傳熱面積。假設總傳熱

系數(shù)隨溫度的變化忽略不計。苯的比熱容％=1.86X10：1/（kg-K）,水的比熱容

178X103J/（kg?K）（20分）

試題一答案

一填空與選擇（填空每小題6分；選擇每小題4分）

1.201.33kPa,360mmHg,雷諾準數(shù)和相對粗糙度，相對粗糙度，

2.A

3.氣復現(xiàn)象氣蝕現(xiàn)象出口閥門旁路調(diào)節(jié)

4.A

5.增加一倍；減少一倍；不變；減??；增加。

6.濾液的體積；過濾時間；洗滌時間；輔助時間；1/4

7.同一溫度下；輻射能力；黑體的輻射能力；吸收率；固定管板式，浮頭式;

U形管式

8.A

二、解：文丘里管上游測壓口處的壓強為

p\=PHSgR=13600X9.81X0.025

二3335Pa（表壓）（4分）

喉頸處的壓強為

p2=-pgh=-1000x9.81x0.5=-4905Pa（表壓）

空氣流經(jīng)截面與22的壓強變化為

Px-P2_(101330+3335)-(101330-4905)_nmo,例〔印附圖

=

1=11■=U.U/9I.

Pi101330+3335

（8分）

故可按不可壓縮流體來處理。

兩截面間的空氣平均密度為

273^101330+-（3335-4905）

MT（iP,n

p=pm==—x—L---------------------J=1.20kg/n?（10分）

口22.4Ip。22.4293x1013306

在截面1-1與2-7之間列柏努利方程式，以管道中心線作基準水平面。兩截

面間無外功加入，即傕=0；能量損失可忽略，即助產(chǎn)0。據(jù)此，柏努利方程式

可寫為

必+臥+以+臥方

式中Zi=Z2=0

所以+3335二謚4905

21.221.2

簡化得13733

根據(jù)連續(xù)性方程U\A\=U2A2

得

M2=16WI（b）

22

以式（b）代入式（a）,即（16〃i）-W|=13733

解得wi=7.34m/s（16分）

空氣的流量為

2?

V5=3600X-J.2.=3600x-x0.08x7.34=132.8m/h（20分）

4'W'4

三、解：使用時的水溫及大氣壓強與實驗條件不同，需校正：

當水溫為40℃時p=7377Pa

在海拔500m處大氣壓強可查表得

兒=9.74mH2O

H's=Hs+（乩-10）—^---0.241

V9.81X103）

=7.5+（9.74-10）-（0.75-0.24）=6.73mH2O（5分）

泵的允許安裝高度為

“左一EH（7分）

2g小

=6.73—0.2—1

=5.53m>5m

故泵安裝在離水面5m處合用。（10分）

四、解：（1）求過濾時間

已知過濾介質(zhì)阻力可以忽略的恒壓過濾方程為q2=K9

單位面積獲得的濾液量為夕=1.5m3/m2

所以e=J"寸509S（5分）

K4.42xKT?

（2）過濾時間加倍時增加的濾液量

夕=26=2x509=1018s

則q'=4KO'=4（4.42x10-3）x1018=2.12m3/m2

"-4=2.12-1.5=0.62m3/m2

即每平方米過濾面積上將再得0.620?濾液。（5分）

五、解:①苯的平均溫度r=竺1竺=65℃,比熱容CM=1.86Xl()3j/(kg?K)

2

苯的流量川行2000kg/h,水的平均溫度/=15+35=25。。,

2

比熱容c”=4.178XIO："/（kg?K）O熱量衡算式為

。=卬￡儲-￡）=叱金“2-4）（忽略熱損失）（6分）

34

熱負荷Q=^292xi.86xlOx（80-50）=3.1xlOW

3600

冷卻水消耗量W=—Q--=3.1x10^x3600=1335kg/ha。分）

c仁6一八）4.178X103X（35-15）

②以內(nèi)表面積S為基準的總傳熱系數(shù)為Ki,碳鋼的導熱系數(shù)％=45W/（m水）

11hdd.10.0035x0.0820.082

——=——4-——i-+——=-------+-----------------------------F--------------------

K%皿”a,d°23045x0.0855290x0.089

3

=4.35x10-3+7.46x1()5+3.18xl0-

=7.54x10—2.K/w

K尸133W/（m2?K）,本題管壁熱阻與其它傳熱阻力相比很小，可

忽略不計。

并流操作-80*50”并W=34.2。。

In—

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