化工原理(上)期末考试试卷

...wd......wd......wd...化工原理〔上〕期末考试试卷选择题：(每题2分，共20分)1.空气以一样的流速分别通过水平放置的等径直管AB和垂直放置的等径直管CD。d=d，L=L，U型差压计指示液一样，读数分别为R1、R2。则________。A△P=△PB△P>△PChf=hfDR>R为提高U形压差计的灵敏度较高，在选择指示液时，应使指示液和被测流体的密度差〔ρ指-ρ〕的值________。A.偏大B.偏小C.不确定有两种说法(1)往复泵启动不需要灌水(2)往复泵的流量随扬程增加而减少则________。A两种说法都不对B两种说法都对C说法(1)正确,说法(2)不正确D说法(1)不正确,说法(2)正确4.以下说法是正确的:当粘度μ较大时,在泵的性能曲线上________。A同一流量Q处,扬程H下降,效率η上升B同一流量Q处,扬程H上升,效率η上升C同一流量Q处,扬程H上升,效率η下降5.离心泵的扬程是________。A实际的升扬；B泵的吸液高度；C液体出泵和进泵的压差换算成液柱高度；D单位重量液体出泵和进泵的机械能差值6.过滤介质阻力忽略不计,滤饼不可压缩进展恒速过滤时,如滤液量增大一倍,则_______A操作压差增大至原来的倍B操作压差增大至原来的2倍C操作压差增大至原来的4倍D操作压差保持不变7.当介质阻力忽略不计的恒压过滤时，由τ=0至τ=τ的平均过滤速率反比于过滤时间τ的_______A1次方B2次方C1.5次方D1/2次方在长为Lm，高为Hm的降尘室中，颗粒的沉降速度为um/s，气体通过降尘室的水平流速为um/s，则颗粒在降尘室中的别离条件为_______。AL/u<H/uBL/u<H/uCL/u≥H/uDL/u≥H/u9.在一列管式换热器中，用冷却水冷凝酒精蒸汽，换热器最好______放置；冷却水应走________。A水平B垂直C管内D管外10.一定流量的液体在一φ25×2.5mm的直管内作湍流流动，其对流传热系数α=1000W/m2.℃。如流量与物性都不变，改用一φ19×2mm的直管，则其α值将变为________W/m2.℃。A.1259B.1496C.1585D.1678填空题：(每空1分，共20分)________、________的流体称为理想流体。12.水由敞口恒液位的高位槽通过一管道流向压力恒定的反响器,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________。13.离心泵的性能曲线有________、________、________等，这些曲线是在一定________下输送某种特定的液体时泵的性能。14.当离心泵出口阀开大时，流量_______，泵出口压力_______。(变大,变小,不变)15.离心泵的轴封装置主要有两种：_______和_______。16.密度为的球形颗粒在斯托克斯区沉降，颗粒在水中和空气中的沉降速度分别为u1和u2，则u1/u2=________。17.旋风别离器的平均旋转半径为0.5m，气体的切向进口速度为20m/s，那么该别离器的别离因数为K=________。18.最常见的间歇式过滤机有_______和板框式压滤机。连续式过滤机是_______。19.在对流传热过程中，Nu表示_______的准数，Re表示_______。20.沸腾传热可分为三个区域，生产中的沸腾传热过程应维持在________操作计算题(每题15分共60分)21.如下列图，槽内水位维持不变，在水槽底部用内径为100mm的水管引水至用户C点。管路上装有一个闸阀，阀的上游距管路入口端10m处安有以汞为指示液的U管压差计〔ρ=13600kg/m3)，压差计测压点与用户C点之间的直管长为25m。问：〔1〕当闸阀关闭时，假设测得R=350mm，h=1.5m，则槽内液面与水管中心的垂直距离Z为多少m〔2〕当闸阀全开时〔ζ阀=0.17,λ=0.02〕，每小时从管口流出的水为假设干m3/h22.在附图所示的管路系统中，有一直径为φ38×2.5mm、长为30m的水平直管段AB，在其中间装有孔径为16.4mm的标准孔板流量计来测量流量，流量系数Co为0.63，流体流经孔板的永久压降为6×104Pa，AB段摩擦系数λ取为0.022，试计算：⑴液体流经AB段的压强差；⑵假设泵的轴功率为800w，效率为62%，求AB管段所消耗的功率为泵的有效功率的百分率。:操作条件下液体的密度为870kg/m3,U形管中的指示液为汞,其密度为13600kg/m3。21.用某板框压滤机恒压过滤，滤框尺寸为810×810×25mm。经过小试测得过滤常数，，操作时的滤布，压差及温度与小试时一样。滤饼刚充满滤框时停顿过滤，求：①每批过滤时间②假设以清水洗涤滤饼，洗涤水用量为滤液的110，洗涤压差及水温与过滤时一样，求洗涤时间③求每只滤框的最大生产率24.有一列管式换热器,装有φ25×2.5mm钢管300根,管长为2m。要求将质量流量为8000kg/h的常压空气于管程由20℃加热到85℃,选用108℃饱和蒸汽于壳程冷凝加热之。假设水蒸气的冷凝给热系数为a=104W/(m2·K),管壁及两侧污垢的热阻均忽略不计,而且不计热损失。空气在平均温度下的物性常数为C=1kJ/(kg.K),λ=2.85×10-2W/(m.K),μ=1.98×10-5(Pa.s),Pr=0.7。试求:(1)空气在管内的对流给热系数;(2)求换热器的总传热系数(以管子外外表为基准);(3)通过计算说明该换器能否满足需要?(4)计算说明管壁温度接近于哪一侧的流体温度。化工原理期末试题参考答案和评分标准选择题〔每题2分〕题号12345678910答案CBCCDBDCADD二．填空题：(每空1分，共20分)11.粘度为零，无流动阻力12.减小增大不变13.H~Vη~VNa~V转速14.变大变小15.机械密封填料函密封16.(-ρ)/μ]/[(-)/μ]。17.81.55。18.叶滤机回转真空过滤机。19.对流传热(与一样条件下按导热计的导热系数之比)流动状态的的准数20.泡核沸腾区三．计算题(每题15分共60分〕21.〔1〕闸阀关闭，系统内处于静止，由U管处等压面得：ρ水g(Z+h)=ρR∴Z=ρR/ρ水-h=13600×0.35/1000-1.5=3.26m〔2〕以槽液面为1-1，管出口内侧为2-2，管中心线为基准面，列柏式：Z1+u12/〔2g)+P1/(ρ)=Z2+u22/〔2g)+P2/(ρ)+∑h又∵∑h=(λ.L/d+∑ζ).u22/(2g)=(0.02×35/0.1+0.5+0.17)×u22/(2g)=7.67u22/(2g)则3.26+0+0=0+u22/(2g)+0+7.67u22/(2g)解得u2=2.72m/sV=π.d2.u2/4=π.(0.1)2×2.72×3600/4=76.87m3/h22.u=C[2gR(ρ′-ρ)/ρ]=0.63[2×0.69.81(13600-870)/870]=8.27m/su=(do/d)2uo=(16.4/33)2×8.27=2.043m/sW=2.043×[(π/4)×0.0332]×870=1.52kg/s⑴流体流经AB段的压强差：在A与B两截面间列柏努利方程(管中心线为基准面)Zg+(p/ρ)+(u/2)=Zg+(p/ρ)+(u/2)+WZ=Zu=u=λ(l/d)(u2/2)+(6×10/ρ)=0.022×(30/0.033)×(2.0432/2)+(6×104/870)=111J/kg∴p-p=ρW=870×111=96570Pa⑵Ne=800×0.62=496wAB段所消耗的功率N：N=WW=1.52×111=168.7w∴N/Ne=118.7/496=0.34=34%23.①每批过滤时间24解:(1)d=25-2.5×2＝20cm＝0.02m，G=W/AG=8000/(3600×0.785×0.022×300)=23.59kg/(s.m2)Re=dρ/μ=d/μ=0.02×23.59/(1.98×10-5)=2.38×104>104Pr=0.7L/d=2/0.025=80∴α=0.023(λ/d)Re0.8Pr0.4=0.023×(2.85×10-2/0.02)×(2.38×104)0.8×0.70.4=90.1W/(m2·℃)(2)管壁及两侧污垢的热阻均忽略不计1/K=1/+do/(·d)=1/104+25/(90.1×20)=0.01397(m2·℃)/W∴K=71.6W/(m2·℃)(3)Q=W(t2-t1)=(8000/3600)×103×(85-20)=1.44×105WΔ=(Δt1-Δt2)/(Δt1/Δt2)=[(108-20)-(108-85)]/Ln[(108-20)/(108-85)]=48.4℃提供A=ndL=300×3.14×0.025×2=47.1m2Q=KA/Δ需要A’=Q/KΔ=1.4