化工原理题一及答案

化工原理题一及答案

一、填空与选择（其中填空每小题6分，选择每小题4分，共40）

1.某设备的表压强为lOOkPa,则它的绝对压强为—kPa；另一设备的真空度

为400nlmHg,则它的绝对压强为—。（当地大气压为101.33kPa）。流体在钢管

内作湍流流动时，摩擦系数X与_和_有关；若其作完全湍流（阻力平方

区），则人仅与一有关。

2.在一水平变径管路中,在小管截面A和大管截面B连接一U型压差计,当流体

流过该管时,压差计读数R值反映.（）

A.A、B两截面间的压强差；B.A、B两截面间的流动阻力；

C.A、B两截面间动压头变化；D.突然扩大或缩小的局部阻力。

3.离心泵启动前需要先向泵内充满被输送的液体，否则将可能发生现象。

而当离心泵的安装高度超过允许安装高度时，将可能发生现象。离心泵

通常采用调节流量；往复泵采用调节流量。

4.在测定离心泵性能时，若将压力表装在调节阀以后，则压力表读数区将（），

而当压力表装在调节阀以前，则压力表读数R将（）,

A.随流量增大而减小；B.随流量增大而增大；

C.随流量增大而基本不变；D.随真空表读数的增大而减小。

5.在降尘室中除去某粒径的颗粒时，若降尘室高度增加一倍，则颗粒的沉降时间—，气

流速度—，生产能力—。旋风分离器与切问进口气速相同时，随着旋风分离器的直径越

大，其离心分离因数,被分离的颗粒的临界粒径越

6.间歇过滤机的生产能力可写为Q=V/E0,此处V为,

£0等于一个操作循环中、、和

三项之和。板框过滤机的洗涤速率为最终过滤速率的O

7.物体黑度是指在—温度下，物体的—与之比，在数值上它与同一温度下与物体

的相等。根据有无热补偿或补偿方法不同，列管式换热器的一般结构型式

有、、等。

8.在列管换热器中饱和蒸气加热空气，有：甲）传热管的壁稳接近加热蒸气温度；乙）换

热器总传热系数K将接近空气侧的对流传热系数。则：

A.甲乙均合理；B.甲乙均无理；C.甲合理，乙无理；D.甲无理，乙合理

二、20c的空气在直径为80mm的水平管流过。现于管路中接一文丘里管，如本

题附图所示。文丘里管的上游接一水银U管压差计，在直径为20mm的喉颈处

接一细管，其下部插入水槽中。空气流过文丘里管的能量损失可忽略不计。当U

管压差计读数及二25mm、〃=0.5m时，试求此时空气的流量为若干0?力。当地大

气压强为101.33X103pa。（20分）

三、选用某台离心泵，从样本上查得其允许吸上真空高度”=7.5m,现将该泵安

装在海拔高度为500m处，已知吸入管的压头损失

为1mH20,泵入口处动压头为0.2mII2O,夏季均

水温为40℃,问该泵安装在离水面5m高处是否H

合适？（当水温为40℃时A=7377Pa0在海拔［沙：,

500m处大气压强〃=9.74rnFLO）（10分）———-----

四、拟在9.81Xl（）3pa的恒定压强差下过滤某「■,

h

悬浮液。过滤时形成不可压缩滤饼，过滤介质阻

力可以忽略,过滤常数k4.42Xl（rm2/s.。若每

获得In?滤液所形成的滤饼体积为0.333m%试题二附

试求：1）每平方米过滤面积上获得1.5m：'滤

液所需的过滤时间；2）若将此过滤时间延长一倍，可再得滤液多少？（10分）

五、苯在内管中从80℃冷却到50℃o冷却水在环隙从15c升到35℃o苯的

对流传热系数。尸230W/（in?•K）,水的对流传热系数a,=290W/有一碳钢制造的

套管换热器，内管直径为089mm义3.5mm,流量为2000kg/h（弥・K）。忽略污垢

热阻。试求：①冷却水消耗量；②并流和逆流操作时所需传热面积。假设总传热

系数随温度的变化忽略不计。苯的比热容％=1.86X10：1/（kg-K）,水的比热容

178X103J/（kg・K）（20分）

试题一答案

一填空与选择（填空每小题6分；选择每小题4分）

1.201.33kPa,360mmHg,雷诺准数和相对粗糙度，相对粗糙度，

2.A

3.气复现象气蚀现象出口阀门旁路调节

4.A

5.增加一倍；减少一倍；不变；减小；增加。

6.滤液的体积；过滤时间；洗涤时间；辅助时间；1/4

7.同一温度下；辐射能力；黑体的辐射能力；吸收率；固定管板式，浮头式;

U形管式

8.A

二、解：文丘里管上游测压口处的压强为

p\=PHSgR=13600X9.81X0.025

二3335Pa（表压）（4分）

喉颈处的压强为

p2=-pgh=-1000x9.81x0.5=-4905Pa（表压）

空气流经截面与22的压强变化为

Px-P2_(101330+3335)-(101330-4905)_nmo,例〔印附图

=

1=11■=U.U/9I.

Pi101330+3335

（8分）

故可按不可压缩流体来处理。

两截面间的空气平均密度为

273^101330+-（3335-4905）

MT（iP,n

p=pm==—x—L---------------------J=1.20kg/n?（10分）

口22.4Ip。22.4293x1013306

在截面1-1与2-7之间列柏努利方程式，以管道中心线作基准水平面。两截

面间无外功加入，即傕=0；能量损失可忽略，即助产0。据此，柏努利方程式

可写为

必+卧+以+卧方

式中Zi=Z2=0

所以+3335二谥4905

21.221.2

简化得13733

根据连续性方程U\A\=U2A2

得

M2=16WI（b）

22

以式（b）代入式（a）,即（16〃i）-W|=13733

解得wi=7.34m/s（16分）

空气的流量为

2?

V5=3600X-J.2.=3600x-x0.08x7.34=132.8m/h（20分）

4'W'4

三、解：使用时的水温及大气压强与实验条件不同，需校正：

当水温为40℃时p=7377Pa

在海拔500m处大气压强可查表得

儿=9.74mH2O

H's=Hs+（乩-10）—^---0.241

V9.81X103）

=7.5+（9.74-10）-（0.75-0.24）=6.73mH2O（5分）

泵的允许安装高度为

“左一EH（7分）

2g小

=6.73—0.2—1

=5.53m>5m

故泵安装在离水面5m处合用。（10分）

四、解：（1）求过滤时间

已知过滤介质阻力可以忽略的恒压过滤方程为q2=K9

单位面积获得的滤液量为夕=1.5m3/m2

所以e=J"寸509S（5分）

K4.42xKT?

（2）过滤时间加倍时增加的滤液量

夕=26=2x509=1018s

则q'=4KO'=4（4.42x10-3）x1018=2.12m3/m2

"-4=2.12-1.5=0.62m3/m2

即每平方米过滤面积上将再得0.620?滤液。（5分）

五、解:①苯的平均温度r=竺1竺=65℃,比热容CM=1.86Xl()3j/(kg・K)

2

苯的流量川行2000kg/h,水的平均温度/=15+35=25。。,

2

比热容c”=4.178XIO："/（kg・K）O热量衡算式为

。=卬£储-£）=叱金“2-4）（忽略热损失）（6分）

34

热负荷Q=^292xi.86xlOx（80-50）=3.1xlOW

3600

冷却水消耗量W=—Q--=3.1x10^x3600=1335kg/ha。分）

c仁6一八）4.178X103X（35-15）

②以内表面积S为基准的总传热系数为Ki,碳钢的导热系数％=45W/（m水）

11hdd.10.0035x0.0820.082

——=——4-——i-+——=-------+-----------------------------F--------------------

K%皿”a,d°23045x0.0855290x0.089

3

=4.35x10-3+7.46x1()5+3.18xl0-

=7.54x10—2.K/w

K尸133W/（m2・K）,本题管壁热阻与其它传热阻力相比很小，可

忽略不计。

并流操作-80*50”并W=34.2。。

In—

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