化工与环境学院2011-2012年第一学期考试试卷 化工原理(上)试卷A

1、北京理工大学化工与环境学院2011-2012年第一学期考试试卷 A化工原理（上）注意事项：1. 请考生按要求在试卷装订线内填写姓名、学号和年级专业。2. 请仔细阅读各种题目的回答要求，在规定的位置填写答案。3. 不要在试卷上乱写乱画，不要在装订线内填写无关的内容。4. 满分100分，考试时间为120分钟。题 号一二三四五六总 分统分人得 分得 分评分人一、填空题（每空1分，共16分）1（1分）用离心泵在两个敞口容器间输液。若维持两容器的液面高度不变，当关小输送管道的阀门后，管道的总阻力将 。（增大、不变、减小）2（1分）边长分别为a、b的长方形载面风道，其当量直径为 。3（1分）某精馏塔顶操作

2、绝压须维持在5.3kPa，若当地气压计的读数为775mmHg，塔顶真空表读数应为 kPa。4（2分）在传热实验中用饱和水蒸汽加热空气，总传热系数K接近于 侧的对流传热系数，而壁温接近于 侧流体的温度值。5（1分）某过滤机的滤布阻力可以忽略不计，在恒压下过滤t 秒，得滤液Vm3；若在同一压强下继续过滤t秒，共得滤液 m3 。6（2分）单效蒸发器将F=2000kg/h，0=10%(质量分数)的原料液浓缩到35%(质量分数)，料液沸点进料，忽略热损失。蒸发器的传热面积A=20m2，K=1000W/m2·，蒸发室压强下水的饱和汽化潜热r=2330kJ/kg，则蒸发水量为 kg

3、83;h1，传热有效温差为 。7（3分）与一般的传热过程相比，蒸发操作具有那三个主要特点： 、 与 。8（3分）换热器按其传热特征可分为 、 和 三种类型。9（2分）流化床的不正常现象有 和 。得 分评分人二、选择题（每题2分，共10分）1当流体通过（ ）时，随着流量的增大，其压差不便。A孔板流量计 B涡轮流量计 C文丘里流量计 D转子流量计2离心泵的效率随流量的变化情况是（ ）。AQ增大，增大 BQ增大，减小CQ增大，先增大后减小 DQ增大，先减小后增大3 一定流量的液体在f25×2.5mm的直管内作湍流流动，其对流传热系数a=1000W/m2·；若流量与物性都不变，改用

4、f19×2mm的直管，则其a将变为（ ）。A1259 B1496 C1585 D16784叶滤机在1.2×105Pa表压下操作时，过滤常数K=2×10-5m2/s；若把操作压力加大到2.4×105Pa表压，此时的过滤常数K为（ ）m2/s。假设滤饼不可压缩。A2×10-5 B4×10-5 C1.2×10-5 D2.4×10-55下述措施中对提高换热器壳程对流传热系数有效的是（ ）。A增大板间距 B选用粗管排列C设置折流挡板 D增加管程数得 分评分人三、思考题（每题8分，共8分）保温瓶在设计和使用过程中采取了哪些防止

5、热损失的措施？得 分评分人四、计算题（24分）如附图所示，用效率为70%的离心泵将蓄水池中20的水送到敞口高位槽中，管路为57mm×3.5mm的光滑钢管，直管长度与所有局部阻力（包括孔板）当量长度之和为80m。采用孔板流量计测量水的流量。从水池到孔板前测压点截面A的管长（包含所有局部阻力当量长度）为35m。U管中指示液为汞。20水的密度为998,黏度为。摩擦系数。当水的流量为时，试求：（1）泵的轴功率；（2）A截面U管压差计的读数R。得 分评分人五、计算题（20分）用降尘室净化烟气，已知烟气流量为3600，密度为0.6，粘度为0.03，尘粒密度为4300。要求除去6以上的尘粒。试求：

6、（1） 所需的沉降面积；（2） 若降尘室底面积为15，则需多少层。得 分评分人六、计算题（22分）质量流量为7000kg·h-1的常压空气，要求将其由20加热到85，选用108的饱和蒸汽作加热介质。若水蒸气的对流传热系数为1×104W·m-2·K-1，空气在平均温度下的物性数据如下：比热容为1kJ·kg-1·K-1，导热系数为2.85×10 -2W·m-1·K-1，黏度为1.98×10-5Pa·s，密度为1.08kg/m3。现有一单程列管式换热器，装有Ø25mm×2

7、.5mm钢管200根，长2m，此换热器能否完成上述传热任务？（管壁及两侧污垢热阻均可忽略，热损失亦忽略）北京理工大学化工与环境学院2011-2012年第一学期考试试卷 A化工原理（上）参考答案一、填空题（每空1分，共16分）1（1分）不变2（1分） 3（1分）984（2分）（内侧）空气、（外侧）蒸汽5（1分） 6（2分）1428.6、 46.2 7（3分）沸点升高、节约能源、物料的工艺特性8（3分）直接接触式、蓄热式、间壁式9（2分）腾涌、沟流二、选择题（每题2分，共10分）1 D 、2 C 、3 A 、4 B 、5 C 三、思考题（每题8分，共8分）答：首先，保温瓶瓶胆设计成玻璃夹层结构。夹

8、层因空气被抽出接近真空，可防止对流散热损失。（3分）其次，瓶胆夹层内两表面均镀有银、铝等低黑度涂层，增加了辐射传热热阻大幅度降低了辐射散热量。（举例说，如夹层内壁温度为98C，外壁温度为28C，黑度为0.95的玻璃表面镀上黑度为0.02的银层后,其辐射散热量可由原来的550降至6.15）。（3分）第三，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出一段空气的导热系数比水在小得多，从而有效地降低了瓶口的导热热损失。（2分）四、计算题（24分）解：（1）取蓄水池和敞口高位槽分别为上、下游截面，且以蓄水池为基准水平面。列伯努利方程： （1） （2分），管路内径为，则管截

9、面积为（2分）管内流速为、 （2分） （2分）整理（1）式得： （2分）又： （2分）（2）取蓄水池和A截面分别为上、下游截面且以蓄水池为基准水平面。列伯努利方程： (2) （2分）， （2分）整理（2）式得：（4分）另解：取A截面和敞口高位槽分别为上、下游截面且以A截面为基准水平面。列伯努利方程： (3)、整理（3）式得：在U管压差计两端列流体静力学方程： （2分）整理得： （2分）五、计算题（20分）用降尘室净化烟气，已知烟气流量为3600，密度为0.6，粘度为0.03，尘粒密度为4300。要求除去6以上的尘粒。试求：（1） 所需的沉降面积；（2） 若降尘室底面积为15，则需多少层。 解：（1）设沉降区为层流、 （5分）验算 （5分）所需总沉降面积可由生产能力计算公式 得： （5分） (2) 所需层数 （5分）六、计算题（22分）已知：、t1