江南大学化工原理期末试卷(2023-2023)

一、填空题〖每空1分，共计30分〗1.处于同一水平面高的流体，维持等压面的条件必须是，，。2.流体在等径管中作稳定流动，流体由于流动而有摩擦阻力损失，流体的流速沿管长_____。3.米糠油在管中作层流流动，①若流速u，管内径d不变，管长l增加一倍，则摩擦阻力损失；②若流速u，管长l不变，管内径d增加一倍，则摩擦阻力损失______；③若管内径d，管长l不变，油温升高，粘度为原来的1/2，则摩擦阻力损失。4.离心泵的下列部件是用来将动能转变为压能()(A)泵壳和叶轮(B)叶轮(C)泵壳(D)叶轮和导轮5.漩涡泵常用的调节方法是()(A)改变吸入管路中阀门开度(B)安置回流支路，改变循环量的大小(C)改变压出管路中阀门的开度(D)改变电源的电压6.以下种类的泵具有自吸能力()(A)往复泵(B)齿轮泵与漩涡泵(C)离心泵(D)旋转泵与漩涡泵7.离心通风机的全风压等于()(A)静风压加通风机出口的动压(B)离心通风机出口与进口间的压差(C)离心通风机出口的压力(D)动风压加静风压8.离心通风机的铭牌上标明的全风压为100mmH2O意思是()(A)输任何条件的气体介质全风压都达100mmH2O(B)输送空气时不论流量多少，全风压都可达100mmH2O(C)输送任何气体介质当效率最高时，全风压为100mmH2O(D)输送20℃，101325Pa的空气，在效率最高时，全风压为100mmH2O9.离心泵按叶轮串联的多少可分为和____________。10.含尘气体通过长为4m，宽为3m，高为1m的除尘室，已知颗粒的沉降速度为0.03m/s，则该除尘室的生产能力为（）12.自由沉降的意思是()。(A)颗粒在沉降过程中受到的流体阻力可忽略不计(B)颗粒开始的降落速度为零，没有附加一个初始速度(C)颗粒在降落的方向上只受重力作用，没有离心力等的作用(D)颗粒间不发生碰撞或接触的情况下的沉降过程13.板框压滤机洗涤速率为恒压过滤最终速率的1/4的这一规律只有在以下条件下才成立()。(A)过滤时的压差与洗涤时的压差相同(B)滤液的粘度与洗涤液的粘度相同(C)过滤压差与洗涤压差相同且洗涤液粘度与滤液粘度相同(D)过滤压差与洗涤压差相同，洗涤液粘度与滤液粘度相同，以及过滤面积与洗涤面积相同14.过滤推动力一般是指()。(A)过滤介质两边的压差(B)过滤介质与滤饼构成的过滤层两边的压差(C)滤饼两面的压差(D)液体进出过滤机的压差15.以下过滤机是连续式过滤机()。(A)箱式叶滤机(B)真空叶滤机(C)回转真空过滤机(D)板框压滤机16.流体通过固体颗粒床层流动时随着速度的增长，将会产生三种状态分别是、、。17.搅拌操作中为防止打旋现象出现,常采用设置和等方法。18.空气在内径一定的园管中稳定流动，若气体质量流量一定，当气体温度升高Re。19.管径改为原来的1/2而流量相同，则其表面传热系数约为原来的倍。(设条件改变后,物性常数不变)20.判断下面的说法中哪一种是错误的()(A)在一定的温度下，辐射能力越大的物体，其黑度越大;(B)在同一温度下,物体的吸收率A与黑度在数值上相等,因此A和的物理意义相同;(C)黑度越大的物体吸收热辐射的能力越强;(D)黑度反映了实际物体接近黑体的程度。21.沸腾传热可分为三个区域，它们是自然对流区、核状沸腾区和膜状沸腾区，生产中的沸腾传热过程应维持在区操作。22.套管换热器，内管外径d1、外管内径d2，则环隙的当量直径一、概念题（30分）（填空题每空1分,选择题每题1分）1.同一种流体，连续，静止2.不变3.加倍减为1/4减为1/24.C5.B6.A7.D8．D9.单级，多级10.0.36m3/s11.A12.D13.C14.B15.C16.固定床流化床气力输送（水力输送）17.挡板搅拌轴偏心或倾斜18.下降19.3.4820.B21.核状沸腾区22.d2-d1一、概念题（30分）（每题1分）1.稳定热传导是指传热系统中各点的温度仅随_______而变,不随时间而改变。套管换热器，内管外径d1、外管内径d2，则环隙的当量直径de=_________________。2.在稳定流动过程中，流体流经各截面处的质量流量相等。（）3.流体在水平管内作稳定连续流动，管路直径变小的地方，流速会增大＿＿＿＿,静压强会＿＿＿。4.离心泵主要性能参数为压头＿＿＿＿、＿＿＿＿、＿＿＿＿、＿＿＿＿＿。5.如图所示，当阀门关闭时，E、F、G点处的压强的关系为：PE（）PF（）PG。当阀门打开，液体流动以后：PE（）PF（）PGA.等于B.小于C.大于6.用离心泵输送浆料或含有固体悬浮液时，应采用（）叶轮。A.闭式B.开式或半开式7.离心泵的允许吸上真空度随泵的流量增大而（）A.增大B.减少C.不变8.欲提高降尘室的生产能力，主要的措施是（）。A.提高降尘室的高度；B.延长沉降时间；C.增大沉降面积9.球形粒子的球形度Φ(A)；非球形粒子的球形度Φ（）。A.等于1；B.小于1；C.大于110.颗粒在滞流区沉降时，介质对颗粒的阻力系数ζ与沉降雷诺数Rep的关系为（）。11.颗粒的自由沉降速度ut小于其干扰沉降速度。（）12.工业上处理大量含尘气体时，宜采用下列那种操作？（）A采用大直径的旋风分离器串联B采用小直径的旋风分离器并联13.在化工生产中，研究传热主要有两方面的目的，一是＿＿＿＿＿，一是＿＿＿＿＿。14.某大型化工容器的外层包上隔热层，以减少热损失，若容器外表温度为150℃,而环境温度为20℃，要求每平方米热损失不大于500w,采用某隔热材料，其导热系数λ=0.57w/m.K，则其厚度不低于_0.1482m、______。(注:大型容器可视为平壁，材料外壁温度视为室温)15.传导传热的傅立叶定律为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，其中负号表示＿＿＿＿＿＿＿＿。16.冷、热气体在间壁换热器中换热，热气体进口温度T1＝400℃，出口温度T2=200℃，冷气体进口温度ｔ1＝50℃，两股气体的质量流量相同,物性数据可视为相同，若不计热损失时，冷气体出口温度为＿＿℃；若热损失为5％时，冷气体出口温度为＿＿＿℃17.多层平壁导热过程中，传热总推动力为各壁面温度差之和。（）18.物质的黑度越大，其辐射传热能力越大＿＿。二、计算题（70分）1(20分)如图所示的管路系统，用高位槽向管路供应20℃的水，高位槽液面维持不变，比管路出口高出的垂直距离为10m，管路总长度为30m（包括除阀门以外的所有局部阻力的当量长度），管子规格，水在管内流动时的摩擦因数取0.02，阀门全开时的阻力系数为0.17，20℃水的密度为998.2kg/m3，粘度1.005×10-3Pa•s，求：阀门全开时水在管路中的流速在管路中的B点处装有一压力表，设AB间的长度为20m（包括局部阻力的当量长度），问压力表显示的读数为多少？当阀门关小时，压力表的读数将如何变化？请用计算说明当阀门关小到时，压力表的读数为多少？设管路的摩擦因数不发生变化.2(15分)用泵将20℃水由贮槽打到某一处，泵前后各装有真空表和压力表。已知泵的吸入管路总阻力和速度头之和为2mH2O，允许吸上真空度为5m。槽液面与吸入口位差为2m。当地大气压Pa＝760mmHg。试问：(1)真空表的读数为多少mmHg？(2)当水温由20℃变为50℃时发现真空表与压力表读数突然改变，流量骤然下降，此时出现了什么故障？原因何在？怎样排除？水在20℃时的饱和蒸汽压为2.334×104Pa,50℃时的饱和蒸汽压为1.5×104Pa。水的出口温度；换热器的传热面积；3（15分）在只有一个滤框的小型板框过滤机上进行过滤实验，过滤的压强差为100kPa，测得K=2.027×10-4m3/s，qe=0.551m3/m2，滤框尺寸为210×210×30mm，滤饼不可压缩，问：在过滤的第一个小时内得到多少滤液？再过滤一个小时，可再得滤液多少？实际生产时，过滤压差为250kPa，且共有28个滤框，问过滤1小时可得滤液多少？4（20分）在列管式换热器中，用空气加热水，空气走管程，流量为1.26kg/s，温度从130℃降低到70℃，水走壳程，流量为0.6kg/s，进口温度为30℃，，已知空气的定压比热容为1.0kJ/kgK，水的定压比热容为4.2kJ/kgK，管壁热阻可以忽略，空气侧的对流给热系数为100W/m2K，水侧的对流给热系数为2000W/m2K，试求：将管程加倍，则总传热系数将如何变化？假设空气处于湍流状态，空气和水的物性都不随管程的加倍而变化。一、概念题（30分）（每题1分）1.位置d2-d12.正确3.增大降低4.扬程、流量、功率、效率。5.A；AC；C6.B7.B8.C9.AB10.ζ=24/Rep11.×12.B13.强化传热，削弱传热14.148mm15.ｄQ/ｄ＝－Aｄt/ｄ,热量沿温度降低的方向传递16.250℃，240℃17.对18.大二、计算题（70分）1(20分)解：（1）7分依题意，以高位槽液面为1-1`截面，以管路出口截面为2-2`截面，在之间列柏努利方程式：（2）7分以B点所在的截面为3-3`截面，在1-1`和3-3`截面间列柏努利方程得：（3）6分当阀门关小时，压力表的读数应增大，当时，在1-1`和2-2`间列柏努利方程，然后在1-1`和3-3`之间列柏努利方程得2(15分)解：(1)取贮槽中液面为1－1兼基准面，真空表处截面为2-2，列柏式：8分P1/g＝Z2＋P2/g+u22/2g+∑Hf(ａ)已知：P1/g＝10.33m，Z2＝2m，(u22/g+∑Hf吸)＝2m将以上值代入(ａ)中10.33＝2+P2/g+2，则P2/g=6.33mH2Ｏ(绝)P真/g＝P1/g－P2/g＝＝4mH2Ｏ真空表读数为H＝4×1000×9.81×760/101300＝294.4mmHg(2)发生汽蚀现象7分20℃Hg＝Hs-(∑Hf+u22/g)＝5－2＝3m＞2m安装合适50℃Hs´＝Hs+0.24-=5+0.24-=5+0.24-1.53=3.71mHg'＝3.71-2＝1.71m＜2m措施：①将泵下移至1.71m以下②减少吸入管路阻力损失，使Hg´＞2m以上。3（15分）解：(1)5分(2)5分（3）5分4（20分）一、概念题〖30分每空1分或每题1分〗皮托管测速计所测定的点速度ur计算式为ur＝________________。LZB-40转子流量计，出厂时用1物理大气压，20℃的空气标定流量。生产中用此流量计测量1物理大气压，20℃的氨气，则此时氨气的实际流量值比刻度值要_______（大，小），流量计的校正系数为________。(1物理大气压，20℃时空气密度为1.2kg/m3，氨气密度为0.718kg/m3)离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵会发生_______现象。离心泵最常用的调节方法是()(A)改变吸入管路中阀门开度(B)改变压出管路中阀门的开度(C)安置回流支路，改变循环量的大小(D)车削离心泵的叶轮往复泵没有以下缺点()流量不均匀(B)转速不变、流量不大(C)没有自吸能力(D)不宜输送悬浮液离心泵铭牌上标明的扬程是指()(A)功率最大时的扬程(B)最大流量时的扬程(C)泵的最大扬程(D)效率最高时的扬程降尘室没有以下优点____________。(A)分离效率高(B)阻力小(C)结构简单(D)易于操作一旋风分离器分离效果不够满意,有人提出以下建议,你认为哪一个建议较合理____。与另一个相同的旋风分离器并联使用与另一个相同的旋风分离器串联使用(C)与另一个小尺寸的旋风分离器串联使用(D)在现有旋风分离器的后面串联1个由一对小尺寸的旋风分离器并联而成的分离器10.判断题：①除尘室越高，处理气体能力越大_______；②同一粒子在水中呈层流沉降，则在空气中必也是层流沉降________；③沉降速度计算式是基于自由沉降导出的，对干扰沉降要另加修正。________；④过滤介质不同，过滤方程中的qe、e也不同。________。11.流化床中出现的不正常现象有____________和_____________。回转真空过滤机，整个转鼓回转操作时大致可分为________，____________，______和________________四个区域。回转真空过滤机每通过以上四个区域一次，就完成一个工作循环。某一套管换热器用管间饱和蒸汽加热管内空气，设饱和蒸汽温度为100℃,空气进口温度为20℃，出口温度为80℃，问此套管换热器内管壁温度应是___________。A)接近空气平均温度;B)接近饱和蒸汽和空气的平均温度；C)接近饱和蒸汽温度稳定热传导是指传热系统中各点的温度仅随______而变，但不随时间而改变。①计算下列四种“数”时，其数值大小与单位制选择有关的是___________。A)普兰德准数;B)传热单元数NTU；C)离心分离因数Kc;D)过滤常数K。①厚度不同的两种材料构成两层平壁，各层接触良好，已知b1>b2;热导率1<2。在稳定传热过程中，各层的热阻R1_____R2;各层导热速率Q1____Q2。②在压强恒定的条件下，空气的粘度随温度降低而____________。物体辐射能力的大小与_____成正比，还与____________成正比。搅拌系统放大时要有放大准则，请写出常用的两个：____________和_____________。食品工程原理03级上A卷参考答案2006.1一、概念题（30分每空1分或每题1分）[2Rg(i-)/]1/2大(1.2/0.718)1/2＝1.293气蚀BCDADB①错②错③对④对腾涌沟流过滤区洗涤与脱水区吹松区卸渣区C位置D①R1>R2Q1=Q2②降低E=Eb=C0(T/100)4∴E∝T4E∝单位体积的功率消耗，叶端速度，平均排液时间二、(20分)解：(1)ZA和ZB由阀门关闭时的静力学方程求出：P＝Zg（表压）Z1＝P1/g＝8.83×104/(900×9.81)=10ｍZ2＝P2/g＝5.79×104/(900×9.81)＝6.56m3分（2）4分3分流动状态为滞流1分（3）阀开时，两槽面间列柏式PA/＋ZAg＋uA2/2＝PB/＋ZBg＋uB2/2＋∑hf(a)2分(ZA－ZB)g＝∑hf(ZA－ZB)g=(10－6.56)×9.81＝33.74J/kg∑hf＝(∑l/d)u2/2+ξu2/23分式中，2分2分三、(15分)解：(1)管路特性曲线He＝(l＋∑le)/d×(u2/2g)He＝0.02×(120＋10)/0.05×[qV/(0.785×0.052)]2/(2×9.81)＝6.88×105qV22分联解23－1.43×105qV2＝6.88×105qV2，qV＝5.26×10-3m3/s＝18.9m3/h3分(2)在进水液面与泵入口处列柏氏方程P1/g＝Pa/g－Hg－u2/2g－×(l＋∑le)/d×u2/2g2分u＝5.26×10-3/(/4×0.052)＝2.68m/ｓ1分Pa/g－P1/g＝3+2.682/(2×9.81)+0.02×10/0.05×2.682/(2×9.81)(Pa/g－P1/g)＝4.83m水柱＝47382N/m2(真空度)2分在泵入口处与出口处列柏氏方程得：H＝(P2－P1)/g1分H＝23－1.43×105×(0.00526)2＝19m2分P2/g＝19＋P1/gP2/g－Pa/g＝P1/g－Pa/g＋19＝19－(Pa－P1)/g＝19－4.83＝14.17m水柱(表压)P2＝g×14.17＝1.39×105N/m2(表压)2分四、(15分)解：对于恒压过滤q2＋2qqe＝K(1)3分q1＝0.197，q2＝0.197＋0.09＝0.287将两组数据代入方程(1)，求qe，K0.1972＋2×0.197qe＝20K0.2872＋2×0.287qe＝40K3分联解之：qe＝0.0222m3/m2K＝2.38×10-3m2/min＝3.96×10-5m2/s3分将＝60min代入方程(1)，求q：q2+2×0.0222q-0.002382×60=03分q={-0.0444±[0.04442-4×(-0.00238×60)]1/2}/2q=(-0.0444+0.757)/2=0.356m3/m23分五、（20分）解：1/Ko＝1/o＋1/i＝1/11000+1/58=0.01733m2·℃/WKo=57.7W/m2·℃2分或Qo＝11000W/(m2·℃)i＝58W/(m2·℃)o>>i∴Ko=58W/m2·℃tm=((119.6-20)-(119.6-100)/ln(119.6-20)/(119.6-100)=49.2℃2分Q＝ＷＣPt=(7740/3600)×1010×(100-20)=173720W2分需传热面积A＝Q/Ktm=1737204000/(57.7×49.2)=61.2m22分库存设备传热外表面积A'=63m2A<A'，故该设备能满足要求。1分（2）流量不变，单管程改为双管程，故流速加倍，所以i发生改变。3分1/Ko′＝1/o＋1/i′＝1/11000+1/101=0.001m2·℃/W或Ko′i′=101W/m2·℃3分解得：t2'=114.3℃1分（3）4分食工原理期末考试试卷（上）A2005.1一、概念题（30分）（每题1分）1经内径为158mm的钢管输送粘度为0.072Pa.s,密度为900kg/m3的燃料油。若保持油品作滞流流动，最大流速不能超过。2（1）如图所示，若液面恒定，忽略流动阻力损失，则放水管的出口速度u与___有关:(A)H(B)H、d(C)d(D)pa(E)H、d、pa（2）用标准孔板流量计测量管中的流量，采用如图A、B、C三种装置，两测压孔距离h相等，其读数分别为R1，R2，R3。则___。(d1=d2=d3，流速相等)(A)R2<R1<R3(B)R1<R2=R3(C)R1<R2<R3(D)R1=R2=R3(E)R1>R2=R33若被输送的流体粘度增高，则离心泵的压头_________，流量_______，效率_________，轴功率_________。(增高,下降,不变)4离心泵的流量调节阀安装在离心泵管路上，关小出口阀门后，真空表的读数，压力表的读数。（变大，变小）5我校传热系数测定的实验中，换热器壳程走的流体是_______，管程走的是________。6离心泵的工作点是曲线与曲线的交点。7.当两个同规格的离心泵串联使用时，只能说()A.串联泵较单台泵实际的扬程增大一倍B.串联泵的工作点处较单台泵的工作点处扬程增大一倍C.当流量相同时，串联泵特性曲线上的扬程是单台泵特性曲线上的扬程的两倍D.在管路中操作的串联泵，流量与单台泵操作时相同，但扬程增大两倍8助滤剂的作用是。形成疏松饼层，使滤液得以畅流；帮助介质拦截固体颗粒；使得滤饼密实并具有一定的刚性D．降低滤液粘度，减少流动阻力；9在长为L，高为H的降尘室中，颗粒的沉降速度为ut，气体通过降尘室的水平流速为u，则颗粒能在降尘室内分离的条件是：_______。A.L/u＜H/utB.L/ut＜H/uC.L/ut≥H/u;D.L/u≥H/ut10叶滤机洗涤速率与最终过滤速率的比值为_____。A.1/2B.1/4C.1/3D.111为了减少室外设备的热损失，保温层外所包的一层金属皮应该是___。A.表面光滑，颜色较浅；B.表面粗糙，颜色较深；C.表面粗糙，颜色较浅12在一列管式加热器中，壳程为饱和水蒸汽冷凝以加热管程中的空气。若空气流量大10%,为保证空气出口温度不变，可采用的办法是______________。A.壳程加折流挡板,增大壳程值B.将原先的并流改为逆流流动以增大tmC.开大蒸汽进口阀门以便增大水蒸汽流量D.开大蒸汽进口阀门以便提高加热蒸汽压力13判断题（×或√）（1）在稳态传热中，凡热阻大处其温差也大。______（2）滴状冷凝的传热系数大于膜状冷凝表面传热系数。_______14（1）在多层平壁稳定热传导中，通过各层的热通量＿＿＿＿。（2）.列管换热器中，用饱和水蒸汽加热空气。空气走管内，蒸汽走管间，则管壁温度接近＿＿＿＿的温度，总传热系数接近＿＿＿＿＿的表面传热系数。（3）饱和蒸汽冷凝时，t越大，越＿＿＿＿；液体核状沸腾时，t越大，越＿＿＿＿。15流体通过颗粒床层时，随流速从小到大可能出现的三种状态是________________、________________、_________________。二、计算题（70分）1(20分)精馏塔塔顶列管式冷凝器壳方的冷凝液体经AB管线流至塔顶，冷凝器壳方和精馏塔塔顶U形压差计读数分别为430mmHg和450mmHg，管路系统的部分参数如附图所示。已知管径为22mm×2mm，AB管路垂直距离为6m，AB管路总长与所有局部阻力(包括进、出口)的当量长度之和为25m。操作条件下物料的密度为1000kg/m3，粘度为25mPa•s。冷凝器壳方各处压强近似相等。求液体每小时的体积流量。摩擦系数可按下式计算:层流时,=64/Re;湍流时,=0.3164/Re0.25。2(15分)某液体由一敞口贮槽经泵送至精馏塔，管道入塔处与贮槽液面间的垂直距离为12m,流体流经换热器的压强损失为29.4kPa，精馏塔压强为9.81×104Pa(表)，排出管路114mm×4mm的钢管，管长为120m(包括除换热器以外的局部阻力的当量长度)，流速为1.5m/s，密度为960kg/m3，摩擦系数＝0.03，其它物性均与20℃水极为接近。泵吸入管路压力损失为1[m液柱]，吸入管径为114mm×4mm。(1)试通过计算，选择下列较合适的离心泵；(2)泵与贮槽液面间的最大垂直距离不能超过多少米？型号qvHHsp(m3/h)(m)(％)(m)Ⅰ2216666.0Ⅱ5037.546.4Ⅲ9091686.23（15分）某叶滤机过滤面积为5m，恒压下过滤某悬浮液，4h后获滤液100m，过滤介质阻力可忽略，试计算：同样操作条件下仅过滤面积增大1倍，过滤4h后可得多少滤液？在原操作条件下过滤4h后，用10m与滤液物性相近的洗涤液在同样压差下进行洗涤，洗涤时间为多少？4（20分）在传热面积为20m2的某换热器中,用温度为20℃,流量为13200kg/h的冷却水冷却进口温度为110℃的醋酸,两流体逆流流动。换热器刚投入使用时,冷却水出口温度为45℃,醋酸出口温度为40℃,运转一段时间后,冷热流体流量不变,进口温度不变,而冷却水的出口温度降至38℃,试求传热系数K下降的百分率。(水的比热容Cp=4.2kJ/kg℃,热损失可忽略)。试分析导致此现象的原因并提出改进方案。食工原理期末考试试卷（上）A2005.1一、概念题（30分）（每题1分）11.013m/s2①A②D3下降下降下降增高4出口变小变大5水空气6离心泵性能管路特性7C8A9D10D11A12D13√√141.相等。2.水蒸汽；空气侧。3.小；大15固定床状态流化床状态气流输送状态(完全悬浮状态)二、计算题（70分）1(20分)[解]在A、B两截面间列柏氏方程(以通过B的水平面为基准面)：1分gZA+(uA2/2)+(pA/)=gZB+(uB2/2)+(pB/)+hfAB5分pA=0.43×13600×9.81=5.737×104N/m21.5分pB=0.45×13600×9.81=6×104N/m21.5分设流动为层流，则=64/Re=64/(du)2分hfAB=[(l+le)/d](u2/2)=[64/(du)][(l+le)/d](u2/2)=61.73u3分将有关数代入柏方程求解：9.81×6+(5.737×104/1000)=(6×104/1000)+61.73uu=0.911m/s2分qVh=0.911×(/4)×0.0182×3600=0.834m3/h2分验算：Re=0.018×0.911×1000/(25×10-3)=656<2100(层流)2分2(15分)[解](1)选泵：Z1＋P1/g＋u12/2g＋He＝Z2＋P22/g＋u22/2g＋∑HfZ1＝0Z2＝12m5分P1＝0(表)P2＝9.81×104Pa(表)u1＝0u2＝0(外)∑Hf＝Hf吸入管＋Hf排出管＋Hf换热器2分Hf排出管＝(l/d)u2/2g＝0.03×120/0.106×(1.5)2/(2×9.81)＝3.898≈3.9m∴He＝12+9.81×104/(960×9.81)+0+1+3.9+29400/(960×9.81)＝12+10.42+4.9+3.1＝30.4m液柱Q＝0.785×(0.106)2×1.5＝0.01323m3/s＝47.6m3/h1分选Ⅱ泵3分(2)Hg＝Hs允－u12/2g－Hf吸入管＝6.4×1000/960-(1.5)2/(2×9.81)-1＝5.55m4分3（15分）解：(1)=0,恒压过率方程为=……………(a)将代入(a)得K=5分将A=2K=代入(a)得3分(2)对微分得过滤速率方程所以(=将代入可得过滤终了时的过滤速率(=3分叶滤机洗涤方式为置换洗涤故=()=12.5m3/h2分所以2分4（20分）[解]=(qmCp)(t2-t1)=13200×4.2(45-20)/3600=385kW2分tm=(65-20)/ln(65/20)=38.2℃2分K=/(Atm)=385/(38.2×20)=0.5039kW/m2℃2分过一段时间之后:'=13200×4.2×18/3600=277.2KW1分qm1Cp1==385/(110-40)=5.51.5分T2'='/qm1Cp1=110-277.2/5.5=59.6℃1.5分tm'=[(110-38)-(59.6-20)]/ln[(110-38)/(59.6-20)]=54.2℃1分K'='/(Atm')=277.2/(20×54.2)=0.2557kW/m2K1分∴(K-K')/K×100%=(0.5039-0.2557)/0.5039×100%=49.3%3分产生原因：传热壁面污垢热阻所致。2分改进办法：(1)清除传热壁面污垢(2)増大流体流动湍动程度。3分食工原理期末考试试卷（上）A2004.1一概念题（30分）1．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，当管道上的阀门开度减小后，水流量将_____，摩擦系数______，管道总阻力损失______。2．离心泵的主要结构有：__________、________和_______________。3．一球形石英颗粒，在空气中按斯托克斯定律沉降，若空气温度由20℃升至50℃，则其沉降速度将________。4．降尘室的生产能力只与降尘室的______有关，而与_________无关。5．流化床中有两种不同的流化形式，即________________和_______________。6．两流体通过间壁换热，冷流体从20℃被加热到50℃,热流体从100℃被冷却到70℃，逆流时的tm=__________________℃。并流时的tm=__________________℃。7．板框过滤机在过滤阶段结束的瞬间，设框已充满，则在每一框中滤液穿过厚度为的滤饼，而洗涤时，洗涤液则穿过厚度为的滤饼，洗涤液穿过的滤布面积等于。8．搅拌器放大时使用的一种重要工具是相似原则。在流化搅拌系统中，需要考虑试验系统（模型）与实际生产系统之间的三种相似，分别为、、_____、_______。9．层流底层越薄___。A)近壁面速度梯度越小B)流动阻力越小C)流动阻力越大D)流体湍动程度越小10．双液体U形差压计要求指示液的密度差___。A)大B)中等C)小D)越大越好11．在完全湍流(阻力平方区)时，粗糙管的摩擦系数数值___。A)与光滑管一样；B)只取决于Re；C)只取决于相对粗糙度；D)与粗糙度无关。12．离心泵的性能曲线中的H－Q线是在()情况下测定的。A)效率一定；B)功率一定；C)转速一定；D)管路(l＋le)一定。13．离心泵调节阀的开度改变时，则()A)不会改变管路性能曲线B)不会改变工作点C)不会改变泵的特性曲线D)不会改变管路所需的压头14．转子流量计的工作原理主要是靠流体（）。A)流动的速度B)对转子的浮力C)流动时在转子的上、下端产生了压强差。15．某板框过滤机，在恒定的操作压差下过滤某种水悬浮液，经两小时后，滤渣刚好充满滤框得滤液15m3，则第一小时可得滤液为：__________。(过滤介质阻力略而不计)A)7.5m3B)10m3C)15/m3D)缺条件,无法计算。16．（判断题）（正确的打√错误的打×）（1）稳定的圆筒壁传热，热通量为常数。_____（2）在稳态传热中，凡热阻大处其温差也大。______（3）滴状冷凝的传热系数小于膜状冷凝表面传热系数。________（4）沸腾传热时，壁面与沸腾流体的温差愈大，则愈大______。二、计算题（70分）1(20分)如图所示，水从槽底部沿内径为100mm的管子流出，槽中水位稳定。阀门关闭时测得R=50cm，h=1.8m。求：（1）ZA为多少m?（2）阀门全开时的流量。（3）阀门全开时B处的表压(阀全开时le/d=15，设摩擦系数=0.018)2（15分）用3B57A离心泵将20℃水由水池送到操作压力为1.18×105Pa(表压)的塔内。流程如图所示。已知管径为108mm×4mm，水池液面到排出管出口处的高度为15m，吸入管路和排出管路的阻力损失分别为1.5m和3m（包括进出口阻力损失），要求输水量为45m3/h。水密度＝998.2kg/m3。试求：1.管路需要的压头为多少m？2.在图中读出泵实际工作（输水量为45m3/h）的各特性参数值为多少？3.已知该泵的允许汽蚀余量Δh=4.2m，求泵的安装高度？泵工作地区的大气压为9.81×104Pa。20℃水的饱和蒸汽压为2.33×103Pa。3(15分)某板框压滤机的过滤面积为0.4m2，在恒压下过滤某悬浮液，4h后得滤液80m3，过滤介质阻力可略去不计。试求：①若其它情况不变，但过滤面积加倍，可得多少滤液？②若其它情况不变，但操作时间缩短为2h，可得多少滤液？③若在原表压下过滤4h后，再用5m3水洗涤滤饼，需多长洗涤时间？设滤液与水性质相近。4（20分）有一单壳程单管程列管换热器，管外用120℃饱和蒸汽加热，干空气以12m/s的流速在管内流过，管径为38mm×2.5mm,总管数为200根。已知空气进口温度为26℃,要求空气出口温度为86℃，试求(1)该换热器的管长应为多少m？(2)若气体处理量、进口温度、管长均保持不变，而管径增大为54mm×2mm。总管数减少20%，此时的出口温度为多少？(不计出口温度变化对物性的影响，忽略热损失,忽略蒸汽冷凝、管壁和垢的热阻)。定性温度下空气的物性数据如下：cp＝1.005kJ/kgK,＝1.07kg/m3,＝1.99×10-5Pa·s,＝0.0287W/mK,Pr＝0.697。食工原理期末考试试卷（上）A1．减小；增大；不变2．泵壳；叶轮；轴封装置3．下降4．面积；高度5．散式流化；聚式流化6．50℃；43.3℃7．框厚度之半；框的厚度；框的面积8．几何相似；运动相似；动力相似9．C10．C11．C12．C13．C14．C15．C16．（1）×（2）√（3）×（4）√二、计算题（70分）1(20分)解：（1）阀关时：(ZA+1.8)×1000=0.5×13600ZA=5m4分（2）阀全开：对A-A和C-C截面列柏努利方程：8分gZA+pA/+u2A/2=gZc+pC/+u2c/2+hfA-CpA=0(表压),uA=0(大截面),Zc=0(基准面),pc=0(表压)9.81×5=[0.018(50/0.1+15)+1+0.5](u2c/2)解出：uc=3.02m/s/4)×0.1V=(2×3.02×3600=88.29m3/h（3）对A-A到B-B截面列柏努利方程：8分gZA+(pA/)+(u2A/2)=gZB+(pB/)+(u2B/2)+hfA-BpA=0,uA≈0,ZB=0,uB=uC=3.02m/s9.81×5=(pB/)+(3.0252/2)+(0.018×30/0.1+0.5)3.022/2解出pB=1.75×104N/m2（表压）2（15分）解：(1)取水池面为0－0面，流体(水)从管线流到塔内处为1－1截面，并以0－0面为基准面，在0－0和1－1截面间列柏努力方程为：7分He＝Δz＋Δp/g+∑Hf＝Z2＋(p1－p0)/g＋1.5+3u＝45/(3600×0.785×0.12)=1.59m/sHe＝15+1.18×105/(9.81×998.2)+1.5+3=31.55m水柱当Q＝45m3/h时，管路需要的压头He＝31.55m水柱。(2)3分泵工作时Q＝45m3/h，H＝40mN＝7.5KW，＝64％。(3)Z=m5分3(15分)解：(1)V2＝KS2θV/80＝0.8/0.44分∴V＝80×2＝160m(2)V/80＝∴V＝80/＝55.6m4分KS2＝V2/θ＝802/4＝1600m6/h7分∵(V＋Ve)2＝KS2(θ＋θe)2(V＋Ve)ｄV＝KＳ2ｄθｄV/ｄθ＝KS2/(2(V＋Ve))＝KS2/2Vθw＝Vw/((1/4)(ｄV/ｄθ)E)＝Vw/((1/4)KS2/(2V))＝5/((1/4)×1000/(2×80))＝2h4（20分）解：（1）空气流量＝12×200×(π/4)×0.0332×1.07＝2.2kg/s10分Q＝2.2×1.005×（86-26）＝132.7kJ/s＝(0.023×0.0287/0.033)×(0.033×12×1.07/[0.0199×10-3])0.8×0.6970.4=0.023×0.0287/0.033×2901×0.866＝50.3W/m2·K忽略蒸汽冷凝，管壁和垢的热阻K＝tm＝((120-26)-(120-86))/lｎ[(120-26)/(120-86)]＝59A＝(132.7×103)/(50.3×59)＝44.7m2管长L＝44.7/(200×π×0.033)＝2.16m(2)原管截面＝(200×π/4)×0.0332＝0.171m210分现管截面＝(160×π/4)×0.052＝0.314m2现管内流速u′＝(0.171/0.314)×12＝6.54m/s′＝(0.023×0.0287/0.05)×[0.05×6.54×1.07/(0.0199×10-3)]0.8×0.866＝28.5W/m2·K或W/m2·KA′＝×0.05×2.16160×＝54.3m2Q＝2.2×1.005×(t出－26)×103＝28.5×54.3×((120-26)-(120-t出)/ln((120-26)/(120-t出)))＝28.5×54.3×(t出－26)/ln((120-26)/(120-t出)))lｎ(94/(120－t出))＝28.5×54.3/(2.2×1.005×103)t出＝73.3℃一概念题（30分）1、流体在圆形管道中作层流流动，如果只将流速增加一倍，则阻力损失为原来的倍；如果只将管径增加一倍，流速不变，则阻力损失为原来的______倍。2、降尘室与沉降槽均为气固或液固两相分离设备，它们的生产能力与该设备的________有关，与__________无关。离心分离机随着转鼓直径的增大其离心分离因数越_______。3、离心泵的工作点是__________曲线与____________曲线的交点。离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵会发生_______现象。4、恒压过滤操作，一个周期中，过滤时间为，获滤液量为V，现将过滤压差增加一倍,其他条件不变，则过滤时间变为_____。(设滤饼不可压缩且介质阻力不计)5、液体沸腾根据温度差大小可分为；；三个阶段，实际操作应控制在_________。6、在流体阻力实验中，以水作工质所测得的直管摩擦系数与雷诺数的关系适用于_____流体。7、并联管路的特点是：并联各管段压强降_____；主管流量等于并联的各管段_____；并联各管段中是管子长、直径小的管段通过的流量___。8、流化床中，当气流速度等于颗粒的_______________时，这个气流速度称为带出速度。9、流化床中常见的不正常现象有和。10、泵的扬程的单位是__，其物理意义是__________________。11、黑体是指:____________________________；镜体是指：________________________；灰体是指：___________________________；12、在蒸汽-空气间壁换热过程中,为强化传热，下列方案中的_____在工程上可行。A提高空气流速。B提高蒸汽流速。C采用过热蒸汽。D在蒸汽一侧管壁上加装翅片，增加冷凝面积并及时导走冷凝液。13、在蒸汽冷凝传热中，不凝性气体的存在对的影响是（）。A会使(值)大大降低。B会使(值)升高。C不凝性气体存在与否，对数据无影响。14、往复泵在操作中()A.不开旁路阀时，流量与出口阀的开度无关B.允许的安装高度与流量无关C.流量与转速无关D.开启旁路阀后，输入设备中的液体流量与出口阀的开度无关15、离心泵铭牌上标明的扬程是指()A功率最大时的扬程B最大流量时的扬程C泵的最大扬程D效率最高时的扬程16、因次分析法的目的在于____________。A得到各变量间的确切定量关系。B得到各无因次数群的确切定量关系。C用无因次数群代替变量,使实验与关联工作简化。D用无因次数群代替变量,使实验结果更可靠。二、计算题（70分）1(15分)如图所示的管路系统中输送密度=867kg/m3的液体，管路系统有一直径为38mm×2.5mm、长为30m的水平直管段AB,并装有孔径为16.4mm的标准孔板流量计来测量流量，已知U形压差计指示剂读数R=600mmHg柱，孔板流量系数Co=0.63。流体流经孔板永久性压差损失为3.5×104N/m2，AB段的摩擦系数可取为0.024。孔板流量计孔口流速为：试计算:(1)液体流经AB管段的压强差；(2)AB管段所消耗的功率。2（20分）某离心泵安装在高出井水面5.45m处，其流量为80m3/h，此流量下允许吸上真空度7m。吸入管为114mm×4mm钢管，吸入管中总的阻力损失为0.25mH2O（包括管路入口损失）。试求：（1）泵入口处真空度p入（用mmHg表示）；（2）若水温为20℃，当地大气压力为9.5mH2O，问这样安装是否合适？（3）若将此安装好的水泵的转速提高30%，试说明可能发生哪些情况？（泵的比例定律为：）3、（15分）一小型板框压滤机有框10块，长、宽各为0.2m，在200kPa（表压）下做恒压过滤共二小时滤框充满共得滤液160升，每次洗涤与装卸时间为１小时，若介质阻力可忽略不计，求:(1)过滤常数Ｋ，洗涤速率[m3/h]。(2)若表压增加一倍，其他条件不变，此时生产能力为若干？[m3滤液/h]。（分）一单壳程单管程列管换热器,由多根25mm×2.5mm的钢管组成管束,管程走某有机溶液,流速为0.5m/s，流量为15T/h,比热容为1.76kJ/kg.K,密度为858kg/m3,温度由20℃加热至50℃。壳程为130℃的饱和水蒸汽冷凝。管程、壳程的表面传热系数分别为700W/（m2·K）和10000W/(m2·K)。钢热导率为45W/(m·K)。垢层热阻忽略不计。求:A)总传热系数Ko;B)管子根数n及管长l;C)在冷流体温度不变的情况下,若要提高此设备的传热速率,你认为要采取什么措施？一概念题（30分）1、2；1/42、面积；高度；大3、（1）离心泵特性；管路特性（2）气蚀4、0.55、自然对流；泡状沸腾；膜状沸腾；泡状沸腾段6、牛顿型7、相等；流量之和；小8、沉降速度9、沟流；腾涌10、m，泵提供给单位重量流体的能量。11、（1）能吸收全部辐射能的物体。（2）能全部反射辐射能的物体。（3）能以相同的吸收率吸收所有波长的辐射能的物体。12、A13、A14、A15、D16、C二、计算题（70分）1(15分)解：(1)在A-B之间列柏氏方程(管中心线为基准面)：gZA+(/2)+(pA/)=gZB+(/2)+(pB/)+hf3分pA-pB=hf=·(l/d)·(/2)+p孔2分uo=Co[2gR(A-)/]0.5=0.63×[2×9.81×0.6(13600-867)/867]0.5=8.284m/s2分u=(16.4/33)2×8.284=2.046m/s2分∴pA-pB=0.024×(30/0.033)×(2.0462/2)×867+3.5×104=74590N/m21分⑵N耗=[(pA-pB)/]qms=(74590/867)[(/4)d2u]=86(0.785×0.0332×2.046×867)=130W5分2（20分）解：（1）流量qv=80m3/h内径d=106mm在水面与入口截面间列柏努利方程p0/g=p1/g+5.9+u12/2g+0.253分u1=80/(3600×0.785×0.1062)=2.52m/s(p0-p1)=5.45×g+u12/2×+0.25g=[5.45+2.522/(2×9.81)+0.25]×1000×9.81=59092.2Pa2分用mmHg表示为59092.2×0.00750=443.2mmHg=5.83mH2O2分（2）当地压力为9.5mH2O，水温为20℃实际允许吸上真空高度Hs'=7-(10.33-9.5)=6.17m3分允许安装高度Hg=Hs'-Hf0-1-u122/(2×9.81)=5.6m3分故可以应用。1分（3）当转速提高30%时，离心泵特性曲线变化将有Q'/Q=1.3，6分H'/H=1.32，将转移到新的工作点即Q↑，H↑。设阻力系数不变，则入口管阻力损失约将增加到1.32倍，即Hf'=0.25×1.32=0.42mHg2/(2×9.81)=5.42m，将会发生汽蚀。与此同时，泵入口处真空度将增大。3、（15分）解：(1)p=200kPaA=0.2×0.2×10×2=0.8m2V2=KA2q=V/A=0.160/0.8=0.2m3/m2q2=KK=0.22/2=0.02m2/h5分(dq/dW=(1/4)[K/(2q)=0.02/(4×2×0.2)=0.0125m3/(h)5分(2)当p增大一倍时，K’=2K0.22=K’’’=(0.2×0.2)/(2×0.02)=1h故生产能力为：0.16/(1+1)=0.08m3/h5分（分）解：Q=WCpt=15×103×1.76×103(50-20)/3600=2.20×105Wtm=[(130-20)+(130-50)]/2=95℃以外表面为基准的传热系数:Ko=1/[1/10000+(0.0025×0.025)/(45×0.0225)+0.025/(700×0.02)]=513W/(Km2)6分V=W/=15×103/(3600×858)=0.0049m3/sS=V/u=0.0049/0.5=9.8×10-3m2S=d2n/4n=4S/(d2)=4×0.0098/(3.14×0.022)=31根6分Ao=Q/(Kotm)=220000/(513×95)=4.5m2Ao=ndo·ll=A/(ndo)=4.5/(31×3.14×0.025)=1.85m取2m4分因为管程流速小,也小,故应强化管程,可改为双管程。4分一、概念题（每空1分或每题1分）〖共计30分〗；1流体在圆形直管中作滞流流动时，其速度分布是抛物线型曲线，其管中心最大流速为平均流速的_____倍。2流体在管内作湍流流动时(不在完全湍流区)，其摩擦系数随____和____而变。3用U形管压差计测压是基于____________原理，当U形管压差计一端与大气相通时，读数R表示的是__________或__________。4以下种类的泵哪种具有自吸能力()。(A)往复泵(B)齿轮泵与漩涡泵(C)离心泵(D)旋转泵与漩涡泵5当离心泵内充满空气时，将发生气缚现象，这是因为()。(A)气体的粘度太小(B)气体的密度太小(C)气体比液体更容易起漩涡(D)气体破坏了液体的连续性6在测定离心泵特性曲线时下面哪一种安装是错误的()。(A)泵进口处安真空表(B)泵出口处安压力表(C)进口管路上安节流式流量计(D)出口管路上安调节阀7往复泵的转速(往复次数)增加时，流量______，扬程______。(增大,变小,不变)8回转真空过滤机，整个转鼓回转操作时大致可分为________，____________，吹松区和卸渣区四个区域。回转真空过滤机每通过以上四个区域一次，就完成一个工作周期。是_________部件使过滤室在不同部位时，能自动地进行以上不同操作。9已知旋风分离器的平均旋转半径为0.5m，气体的切向进口速度为20m/s，那么该分离器的分离因数为________。10对于恒压过滤，当介质阻力不计时；滤液体积增大一倍，则_______。(A)过滤时间增大为原来的倍(B)过滤时间增大至原来的2倍(C)过滤时间增大至原来的倍(D)过滤时间增大至原来的4倍11板框压滤机洗涤速率与最终过滤速率之比为_______。(A)1(B)1/2(C)1/4(D)1/312流体经过固体颗粒床层流动时的三种状态是________状态、_______状态和_______状态。13流化床操作中常见的不正常现象有_________和_________。14表示混合均匀度的两个常用指标是___________、___________。15两流体进行传热,冷流体从10℃升到30℃，热流体从80℃降到60℃，当它们逆流流动时，平均传热温差tm=____________；当并流时，tm=____________。16水与苯液进行换热，水由20℃升至35℃，苯由80℃降至40℃。若苯为最小值流体,此换热器的传热效率=____________，热容流量之比R=____________。17强制对流(无相变)流体的表面传热系数关联式来自____________。(A)理论方法(B)因次分析法(C)数学模型法(D)因次分析和实验相结合的方法18判断下面的说法中哪一种是错误的？（）(A)在一定的温度下，辐射能力越大的物体，其黑度越大;(B)在同一温度下,物体的吸收率A与黑度在数值上相等,因此A和的物理意义相同;(C)黑度越大的物体吸收热辐射的能力越强;(D)黑度反映了实际物体接近黑体的程度。二、计算题〖20分〗需将20℃,粘度=0.001Pa.s，流量30m3/h的水送至某塔顶，塔顶压力为4.905×104Pa(表)，塔顶与取水池水面的高度差为10m。输水管89mm×4mm、长18m，管路局部阻力系数＝13(阀全开)；湍流摩擦系数=0.7543/Re0.38。试求：(1)求输送所需的有效功率(kW)；(2)又知泵的效率曲线方程：=2.5Q-2.1Q2，式中Q的单位为m3/min，求最高效率点的效率并评价此泵是否在高效区工作。三、计算题〖15分〗用离心泵输送20℃的清水，要求输送的流量为6.64m3/h，水面距泵入口中心垂直高度为1m。图示为水泵进水管的装置。进水管尺寸为57mm×3.5mm；管的下端