化工原理(上)期末考试试卷

化工原理(上)期末考试试卷 ▲选择题： (每题2分，共20分).空气以相同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。已知dAjdCD,LAjLCD,U型差压计指示液相同，读数分别为R1、R2。则 。A△Pab=△PCD B△Pab>△PCDChfAB=hfCD DR1>R2.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(P指-P)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.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.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.过滤介质阻力忽略不计,滤饼不可压缩进行恒速过滤时,如滤液量增大一倍,则A操作压差增大至原来的1：2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.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T的A1次方 B2次方 C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U严/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分离条件为。AL∕u<H∕uBL/u<H/u CL∕u≥H∕u DL/u≥H∕u.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.一定流量的液体在一Φ25×的直管内作湍流流动，其对流传热系数ɑ=1000W∕m2.℃。如流量与物性都不变，改用一Φl9×2mm的直管，则其α值将变为 W/m2.℃。二、填空题： （每空1分，共20分）. 、 的流体称为理想流体。.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 。.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。.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 。.密度为PS的球形颗粒在斯托克斯区沉降，已知颗粒在水中和空气中的沉降速度分别为Ul和u2，则u1∕u2=。.已知旋风分离器的平均旋转半径为，气体的切向进口速度为20m/s，那么该分离器的分离因数为K=。.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 。.在对流传热过程中，Nu表示的准数，Re表示。.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 操作三、 计算题 （每题15分共60分）21.如图所示，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(P=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，若测得R=350mm,h=,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(C阀=,入=),每小时从管口流出的水为若干m夕h水y__∏2 —-_IOni Ξ5mʃɪl. =7⅞C22.在附图所示的管路系统中，有一直径为“38X、长为30m

的水平直管段AB,在其中间装有孔径为的标准孔板流量计

来测量流量，流量系数Co为，流体流经孔板的永久压降为

6×104Pa,AB段摩擦系数入取为，试计算：⑴液体流经AB

段的压强差；⑵若泵的轴功率为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。已知: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∕m3o21.用某板框压滤机恒压过滤，滤框尺寸为810×810×25mmo经过小试测得过滤常数及=*与XIb威卜，枭=2.21MlL蕨/W,操作时的滤布，压差及温度与小试时相同。滤饼刚充满滤框时停止过滤，求：①每批过滤时间②若以清水洗涤滤饼，洗涤水用量为滤液的,洗涤压差及水温与过滤时相同，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×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。若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。已知空气在平均温度下的物性常数为Cp=1kJ∕,λ=×10-2W/,μ=X10-5,Pr=。试求：⑴空气在管内的对流给热系数；⑵求换热器的总传热系数(以管子外表面为基准)；⑶通过计算说明该换器能否满足需要⑷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一.选择题(每题2分)题号12345678910^案-C--B--C--C--D--B--D--C-AD-D-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~Vη~VNa~V转速14.变大变小15.机械密封填料函密封.(p-P)∕μ]/[(P-P)∕μ]。S水水Sairair.叶滤机回转真空过滤机。.对流传热(与相同条件下按导热计的导热系数之比)流动状态的的准数.泡核沸腾区三.计算题 (每题15分共60分).(1)闸阀关闭，系统内处于静止，由U管处等压面得：。水g(Z+h)=PgR.∙.Z=PR/P水-h=13600×=(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/(Pg)=Z2+u22/(2g)+P2/(Pg)+∑hf水y__∏1 —-_IOni Ξ5m_cJ . =7⅞C又∙.∙∑hf=(λ.L/d+∑Z),u22/(2g)=X35/++×u22/(2g)=u22/(2g)贝U+0+0=0+u27(2g)+0+u27(2g)解得u2=sV=∏./4=∏.2XX3600/4=h.U=C[2gR(P' -P)/P]=[2二Su=(do/d)2uo=33)2X=sW=×[(n/4)X]X870=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)ZAg+(PA/P)+(u2∕2)=z^g+(pJp)÷(U2∕2)+∑WfZA=ZB UA=U^∑W=λ(l∕d)(u^2)+(6×10f/P)=×(30/×2)+(6×104/870)=lllJ∕kgʌpʌ-PB=P∑W/=870×lll=96570Pa⑵Ne=800X=496wAB段所消耗的功率N:N=W∑W∕=Xlll=.,.N∕Ne=496==34%23.①每批过滤时间1侬滤饼对应滤液量12.853,滤饼刚充满滤框时，得滤液量V=0.81×0.81×0.025×12.85=0.211m3(2分)则q=V/A=0.211/(2×0.81×0,81)=0.161侬/3(1分)V(0.161)2+2×0.161×2.21×10-3=8.23×10-3τF/.τ=323.6s(1分)F②洗涤时间：过滤终了时：(dq/dT)= - = 3xl°s _2.52X10-4m3/(S∙m2)(1分)E2(q+q)2(0.161+0.00221)e(dV)_(丝)XA_2.52X10-4X2X0.812_3.31x10-4m3/S(1分)dτe dτe(dV)_1(dV)_3.31x10-4/4_8.28X10-5m3/S(2分)dτW4dτEV_0.1x0.161x2X0.812_0.0211m3(1分)W:.T_V/(dV/dτ)_0.0211/(8.28x10-5)_255S(1分)wW w③生产率G:T_8JT_8X0.1x323.6_258.88S(2分)w FT_T+τ_528.48S(2分)DFWVV 0.161x2X0.812G_ _ τ+τ+τ 528.48X2FWD_2.5x10-4m3IS（1分）24解:⑴d.=×2=20cm=,G=W∕AG=8000∕(3600×××300)=Re=d.uρ∕μ=dG∕μ=××10-5)=×104>104Pr=L/d=2=80.*.αf=(ʌ/d)=X×10-？∕××104)×=(m2-°C)⑵管壁及两侧污垢的热阻均忽略不计VK=1∕α+do∕(a∙d)=1/104+2%义20)o iii=(m2-oC)∕WΛK=(m2-°C)⑶Q=WP(t2-tl)CC=(8000/3600)×103×(85-20)=×105WΔt=(∆tl-Δt2)∕∕n(Δt]∕Δt2)m=[(108-20)-(108-85)]∕Ln[(108-20)∕(108-85)]=℃提供A=nπdL=300×XX2=OOQ=KA/Δtoo jm需要