化工原理A1A参考答案及评分标准

1、广东工业大学试卷参考答案及评分标准 （A ）课程名称：化工原理A （1）。考试时间：2009 年11月 日（第13周星期日）【一】、填空题：15分（1 15）1. 现场真空表的读数为804 Pa,该处的绝压为 2 104 Pa （当时当地大气压为51 X10 Pa）。2. 某牛顿型液体在一段水平圆形直管内流动，已知Re值为1600,若平均流速为0.2m/s,则管中心点处速度为4 m/s,流体在管内流动类型属层流（滞流）流动。3. 流量qv增加到原来的2倍，孔板流量计的读数（U型管压差计）为原来的_4倍,转子流量计的环隙通道面积为原来的_2_倍。4. 某型号的离心泵在一定转速下工作时的特性曲线可

2、表示为函数H=30-2qv2,其中H为扬程，qV为流量，若转速不变，则两台相同型号的泵并联工作时的特性曲线可 表示为H= 30-0.5q,串联工作时的特性曲线可表示为H = _60_4工22_55. 用板框过滤机过滤某种悬浮液。测得恒压过滤方程为q0.02q二4 10（ 0的单位为 s）,贝U K 为 40-5 m2/s, qe为 0.01 m3/ m2,日e 为 2.5s6. 传热的基本方式为传导一 对流 . 辐射。7. 两流体通过间壁换热，冷流体从20C被加热到50C，热流体从100C被冷却到70 C,则并流时的tm=_43.28C8. 用二种厚度相同，导热系数不同的材料保温时，往往把导热

3、系数小的材料包在内 层，以达到好的保温效果。【二】、选择题：20分（2X10）2. 如图示的U型管中，1,11 , III为密度不同的三种液体。A A、B B为等高液位面。位于同一水平面上的点1、点2处的静压p1与p2的大小为DA p1 p2B p1层流流速C.层流的雷诺数 qv2, Pe1 Pe2 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， 小后，管道总阻力损失CA .增大B .减小B. qvl=q v2, Pe1 qv2, Pe1Pe2OC .不变bgi耳22 mm的直管，则其将变为2_D_ W/（m 2 C ）。A . 1259B .1496C . 1585穿过三层平壁的稳定

4、导热过程，已知各层温差为 第一层的热阻 R和第二、三两层热阻3B. 3.54m /h C. 10m /h D.已知冷流体一侧的对流传热系数 a等于8000W/m2.k,要提高总传热系数B.只与沉降面积A有关D.只与ut和H有关生产能力为5m/h （滤液）。_A。2.5 m3/h a为50W/m2.k,热流体K,最简单有效的途径是设法增大a C.同时增大a和a25 X2.5 mm的直管内作湍流流动，其对流传热系数D.设法增大a:i=1000R2、D.1678 11=30 C, 12=20 C, 13=10 C ,则R3的关系为B 。A . R1(R2+R3)C. R1 Ub,即2 2ua /2g

5、 ub /2g所以：EbPg 內（i 分）从（1）的分析可知：UaAa=ubAb因为V=uA 所以体积流量Va=Vb（1 分）2 2 Za.Pa.ua =zPb uB-g 2g B 巾 2g其中Za=Zb又因为已知流体作稳态流动，即遵循连续性方程uaAa=ubAb ；而从附图中很明显得知流通截面积2、因某种原因使进入降尘室的含尘气体温度升高，若气体质量及含尘情况不变，降尘 室出口气体的含尘量将有何变化？原因何在？答：降尘室出口气体的含尘量将变大，（1 分）因为（1）气体温度升高，粘度上升，沉降速度下降；（2 分）（2）气体温度升高，质量不变，则体积流量上升，导致停留时间减少。（2分）3. 保温

6、瓶（热水瓶）在设计和使用过程中采取了哪些防止热损失的措施？答：保温瓶防止热损失所采取的措施：（1 ）保温瓶胆设计成玻璃夹层结构。夹层因空气被抽出接近真空，可防止对流散热损失；（2分）瓶胆夹层内两表面均镀有银、铝等低黑度涂层，大幅度降低了辐射散热量；（2 分）（3）在使用保温瓶时，瓶盖选用导热系数很小的软木制作，而且在灌水时还要在瓶颈处留 一段空气柱，因为空气的导热系数比水要小得多，从而有效地降低了瓶口处的热损失。（1 分）四】、（20分）用一台离心泵将水池中的水 （密度为1000kg/m3）送至一表压为59kPa的水洗 塔顶，其流程如图所示。已知离心泵吸入管段长度（包括局部阻力的当量长度，含入

7、口 阻力损失，下同）为 50m，泵出口阀半开时排出管线长度150m （含出口阻力损失），全部管路均用0 108xmm的碳钢管，管内流体流动摩擦系数均为0.025,其它数据如图所示。试求：31. 当系统水的流量为 42.5m/h时，离心泵入口处的真空表读数（kPa）;2. 泵的压头，若离心泵的效率为70%，泵的轴功率（kW）;3. 泵出口阀门半开时管路的特性曲线方程；4. 若塔顶表压增加到 98.1kPa时，测得系统中水的流量为35m3/h,假设泵的特性曲线方程可以表示为H =A-Bq；,求泵的特性曲线方程。2 P-42.51m0 -0右0.3mj 1 24.3m777777777解：（1） u

8、2 =1.50m/s3600 汉 0.785。2在水池液面0-0和真空表所在的1-1两截面间列柏努利方程，其基准面为地面:（2分）0 =1 9.81 B 1000 0.0250.1 2 21000p, = -25kPa（表压）即真空度为25kPa（4分）（2）在水池液面0-0和水洗塔顶2-2两截面间列柏努利方程，其基准面为地面:HPa-（24.3 1 -0.3）59 10001000 9.81+0.0狩签严焉柯（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和水洗塔顶2-2两截面间列柏努利方程，其基准面为地

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）塔顶表压为 98.1kPa 时，u =2 =1.14m/s3600 0.785 1（1 分）（ 35 2）2此匕时 He =25 + 1O+O.O25x5+150汉（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）用板框过滤机恒压下过滤某种悬浮液，过滤机的尺寸为：滤框的边长为810mm（

10、正方形），每框厚度为42mm，共10个框。现已测得：过滤 10分钟得到滤液1.31m3,再过滤10分钟共得到滤液1.905m3,已知每m3滤液可形成0.1m3的滤饼，试计算:（1 ）过滤常数K为多少m2/s?（2） 将滤框完全充满滤饼所需的过滤时间为多少分钟？（3） 若洗涤时间和辅助时间共30分钟，求该机生产能力为多少m3滤液/h ?解：（1）过滤面积 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）根据恒压过滤速率方程：V2+2We=KA2 t将 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）滤框充满时所得滤饼体积 ：V饼=0.81 0.042 10=0.2756m 滤框充满时所得滤液体积：V=V饼/萨0.2756心1=2.756m39222.75622 2.756 0.1376“ T=V+2VVe） /KA = 25 40min13.122.01060 生产能力 Q= 亠V亠 二756 =2.362m%x 和： （40 30）/ 60h六、(20分)在一个单程列管式换热器内用 110C的饱和水蒸汽将某溶液加热 ，换热器由38根 0 25X2.5mm的管子组成,长2m,壳程为水蒸汽冷凝,其

12、传热膜系数 a=ioooo233W/(m K),管程走溶液,流量为0.03m /s,进口温度ti=20C ,密度900kg/m ,比热23.9kJ/(kg C)，管壁和污垢热阻可以忽略，管内溶液侧的传热膜系数a=2500W/(m K)，管内为湍流，求：(1) 以外表面为基准的总传热系数Ko ;(2) 溶液的出口温度t2 ；(3) 若检修中发现有8根管子已损坏，将坏管堵塞后继续使用，此时换热器的总传热系数 和溶液出口温度将变多少？解：(1)以外表面积计 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汉100011020ln110 t2t28.1C将8根管子坏管堵塞后，管程流量不变，速度增大为原来是38/30=1.2667倍,（2分）仍为湍流，管程 a=2500 Xl.26670