環(huán)境化工原理實(shí)驗(yàn)上試卷A答案

1、課程名稱 化工原理實(shí)驗(yàn)B（上） 考試日期 2011.12.29 考生姓名 學(xué)號(hào) 專業(yè)或類別 09環(huán)境工程 題號(hào)一二三四五六七八總分累分人 簽名題分2318142916 100得分考生注意事項(xiàng)：1、本試卷共 12 頁(yè)，請(qǐng)查看試卷中是否有缺頁(yè)。 2、考試結(jié)束后，考生不得將試卷、答題紙和草稿紙帶出考場(chǎng)。教師注意事項(xiàng)：如果整門(mén)課程由一個(gè)教師評(píng)卷的，只需在累分人欄目簽名，題首的評(píng)卷人欄目可不簽名一、 填空、選擇、判斷題（每個(gè)空或每個(gè)選項(xiàng)1分，共 23 分）得分評(píng)卷人 緒論部分1、 化工原理實(shí)驗(yàn)屬于 工程實(shí)驗(yàn) 范疇，其實(shí)驗(yàn)的研究方法除因次分析法外，還有 直接實(shí)驗(yàn)法 和 數(shù)學(xué)模型法 。2、因次分析法的目的在

2、于（ C ）A、得到各變量間的確切定量關(guān)系；B、得到各無(wú)因次數(shù)群確切的定時(shí)關(guān)系；C、用無(wú)因次數(shù)群代替變量，使實(shí)驗(yàn)與關(guān)聯(lián)工作簡(jiǎn)化；D、用無(wú)因次數(shù)群代替變量，使實(shí)驗(yàn)結(jié)果更可靠。福州大學(xué)20112012學(xué)年第一學(xué)期考試A卷（評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)）3、判斷題：（正確的打“”錯(cuò)誤的打“” ）A、y值為0.008 0.1，x值為102 108，所以選用雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)比較合適； （ ）B、y值為0.55 0.66，x值為5103 106，所以選用單對(duì)數(shù)坐標(biāo)比較合適； （ ） C、對(duì)于函數(shù)關(guān)系，選擇單對(duì)數(shù)坐標(biāo)系比較合適。 （ ）離心泵實(shí)驗(yàn)1、離心泵實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，應(yīng)（ A ） A、先關(guān)出口閥后停電； B、先停電后關(guān)出口閥； C、

3、先關(guān)出口閥或先停電均可。2、關(guān)于二臺(tái)同型號(hào)離心泵的組合操作，判斷以下說(shuō)法的正誤 A、對(duì)低阻管路，串聯(lián)泵流量、揚(yáng)程小于并聯(lián)泵的流量、揚(yáng)程（ ） B、對(duì)高阻管路，并聯(lián)泵流量、揚(yáng)程大于串聯(lián)泵的流量、揚(yáng)程（ ）C、若管路兩端的勢(shì)能大于泵所能提供的最大壓頭，則必須用并聯(lián)操作（ ）3、離心泵開(kāi)動(dòng)前必須充滿液體是為了防止 氣縛 現(xiàn)象的發(fā)生。4、離心泵銘牌上標(biāo)明的是泵在 泵效率最高 時(shí)的主要性能參數(shù)。離心泵啟動(dòng)時(shí)應(yīng)該關(guān)閉出口閥,其原因是 會(huì)發(fā)生電機(jī)起動(dòng)電流過(guò)大 。過(guò)濾實(shí)驗(yàn)1、過(guò)濾推動(dòng)力一般是指（ B ）A過(guò)濾介質(zhì)兩邊的壓差；B過(guò)濾介質(zhì)與濾餅構(gòu)成的過(guò)濾層兩邊的壓差；C濾餅兩面的壓差；D液體進(jìn)出過(guò)濾機(jī)的壓差。2、

4、判斷正誤：A、一個(gè)過(guò)濾周期中，“過(guò)濾時(shí)間越長(zhǎng)，生產(chǎn)能力越大”的看法是正確的。（ ）B、某懸浮液被恒壓過(guò)濾時(shí)，若過(guò)濾介質(zhì)阻力忽略不計(jì)，則獲得的濾液量和過(guò)濾時(shí)間的次方成正比。（ ）3、過(guò)濾實(shí)驗(yàn)中，懸浮液儲(chǔ)槽內(nèi)壁上安裝擋板的目的是（ C ） A、保護(hù)槽壁； B、增大攪拌功率；C、抑制打漩，改善攪拌效果； D、防止結(jié)垢?jìng)鳠釋?shí)驗(yàn)1、 對(duì)于本次傳熱實(shí)驗(yàn)（用飽和水蒸氣來(lái)加熱空氣），為有效提高K值，關(guān)鍵在于（ A ）A、提高管內(nèi)的； B、提高管外的；C、減小垢層熱阻； D、提高管內(nèi)流體流量。2、本實(shí)驗(yàn)中，在通入飽和蒸汽套管間時(shí)要排除不凝性氣體，這是因?yàn)椋˙ ）A、不凝性氣體存在可能會(huì)引起爆炸。B、不凝性氣體存

5、在會(huì)使蒸汽 a 大大降低。C、不凝性氣體存在會(huì)使空氣 a 大大降低。3、判斷下列的說(shuō)法是否正確A、本次傳熱實(shí)驗(yàn)的空氣流量是用轉(zhuǎn)子流量計(jì)測(cè)量的。（ ）B、在空氣與蒸汽間壁換熱過(guò)程中可以采用提高蒸汽流速的方法來(lái)提高傳熱速率。（ ）C、本實(shí)驗(yàn)用常壓水蒸氣冷凝加熱空氣，空氣平均溫度為20，則壁溫約為 60。（ ）二、因此分析法（18分）得分評(píng)卷人 在研究無(wú)相變化強(qiáng)制湍流下的對(duì)流給熱系數(shù)時(shí)，已知其影響因素主要是定性長(zhǎng)度、 流體的流速、粘度、導(dǎo)熱系數(shù)、比熱和密度。試用因次分析法把影響的因素歸納成幾個(gè)準(zhǔn)數(shù)。提示：（1）影響過(guò)程的獨(dú)立變量有： （2）獨(dú)立變量所涉及到的基本因次： 長(zhǎng)度L； 時(shí)間； 溫度T；質(zhì)量

6、M。 m=4其中部分因次為：； ； 解：將 改為冪函數(shù)的形式： （2分）其它因次為：；（4分）（1）將上述各物理量的因次代入上式，得 （1分） （2）將相同因次的指數(shù)歸納在一起： （1分） （3）根據(jù)因次一致性原則，上式等號(hào)兩邊各基本量的因次的指數(shù)必然相同，可得方程組：對(duì)基本因次M: cdf1 對(duì)基本因次: bc3d2e3 （4分）對(duì)基本因次T: de1對(duì)基本因次L: abcd2e3f0（4）設(shè)用其中兩個(gè)末知數(shù)e、f表示為a、b、c、d的函數(shù)，則： （4分） abcd2e3faf1 b3c3d2ebf c1dfcef d1ed1e Klf-1、uf、e-f、1-e、Cpe、f（5）根據(jù)定理可知

7、，可以組成I=n-m=7-4=3 個(gè)無(wú)因次數(shù)群。將相同指數(shù)的物理量歸在一起，兩邊同時(shí)乘得： 即： （2分）三、簡(jiǎn)答題（14分）得分評(píng)卷人 1、（4分）在恒壓過(guò)濾過(guò)程中，要保證過(guò)濾常數(shù)為定值，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意哪些問(wèn)題？ 答：在恒壓過(guò)濾過(guò)程中，由此式可知，要保證過(guò)濾常數(shù)為定值，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意保持壓力的恒定和懸浮液的溫度不變、懸浮液的濃度不變。（公式、壓力、溫度、濃度 每點(diǎn)1分）2、（5分）為什么本次離心泵實(shí)驗(yàn)所測(cè)出的管路特性曲線是一條無(wú)明顯截距且近似通過(guò)原點(diǎn)的曲線？答: 管路特性曲線方程為： 式中： A值的大小決定了曲線的截距，它由管路兩端實(shí)際條件決定。本次實(shí)驗(yàn)時(shí)，所以，指管路出口與水箱液面之間的高度，

8、由于此高度很小，所以本次實(shí)驗(yàn)的A值很小，接近于零，因此所測(cè)出的管路特性曲線，是一條無(wú)明顯截距且近似通過(guò)原點(diǎn)的曲線。(B代表管路系統(tǒng)的阻力特性，由管路情況決定，當(dāng)液體處于高度湍動(dòng)時(shí)，B為常數(shù)。)3、（5分）傳熱實(shí)驗(yàn)中，隨著流量的增大，Re增大，增大，空氣的出口溫度卻是下降的，為什么？因?yàn)楸敬螌?shí)驗(yàn)， （2分） （1分），（2分）所以隨著流量的增大，出口溫度卻是下降的。四、數(shù)據(jù)處理（29分）得分評(píng)卷人 1、（15分）本實(shí)驗(yàn)使用的離心泵為：WB70/055微型離心泵，流量1.27.2m3/h，電機(jī)功率 0.55 kW，揚(yáng)程1321m，轉(zhuǎn)速2900 r/min，兩測(cè)壓口間的垂直距離為0.45m，吸入管路

9、的直徑為0.025m，排除管路的直徑為0.045m。表1為兩臺(tái)WB70/055微型離心泵并聯(lián)組合處理后的部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表，圖1為該型號(hào)的兩臺(tái)泵并聯(lián)、串聯(lián)組合的特性曲線。試求：（1）請(qǐng)將表1的第3組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)補(bǔ)齊，并寫(xiě)出具體的計(jì)算過(guò)程，包括計(jì)算用到的公式、物理量的單位； （2） 現(xiàn)有一管路，需將20的清水從貯水池送至水塔，已知塔內(nèi)水面高于貯水池水面5m。水塔及貯水池水面恒定不變，均與大氣相通，輸送管路為32mm2mm的鋼管，當(dāng)管路上閥門(mén)全開(kāi)時(shí)管的總長(zhǎng)為40m（包括所有局部阻力在內(nèi)），摩擦因素取0.02。請(qǐng)求出該管路特性曲線方程，將其畫(huà)在圖1中，并討論對(duì)于該管路若采用兩臺(tái)WB70/055微型離心泵串聯(lián)

10、或并聯(lián)組合來(lái)輸送清水，應(yīng)該采用哪種組合更適合？ 表1 并聯(lián)泵實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表序號(hào)Q/(m3/h)P入/MpaP出/Mpa/(kg/m3)u出/(m/s)u入/(m/s)He/m115.780.0190.100 999.552.764.4712.0 213.850.0140.122 999.532.423.9213.8 311.720.0090.145 999.502.053.3215.849.840.0030.160 999.481.722.7916.8 57.720.0000.175 999.481.352.1918.1 圖1 串、并聯(lián)泵特性曲線圖解：(1) （7分） （2分）（2分）（3分）（2

11、）（8分）（4分）將其畫(huà)在圖上如圖1所示（2分），由圖可得對(duì)于該管路，,，所以應(yīng)該選串聯(lián)組合。（2分）2、（14分） 傳熱實(shí)驗(yàn)測(cè)得第4點(diǎn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。定性溫度下空氣密度為1.100kg/m3，定壓比熱1005J/kg.，導(dǎo)熱系數(shù)0.0281w/m.，粘度1.9610-5Pa.s。換熱管長(zhǎng)度為1.0m，管內(nèi)徑0.019 m ，管外徑0.022 m。管壁和污垢熱阻可忽略不計(jì)。（1） 請(qǐng)計(jì)算出該點(diǎn)的Re和Nu的值并填入表2中。（2） 請(qǐng)用雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)作圖，并整理出的關(guān)聯(lián)式。表1 傳熱實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)序號(hào)空氣進(jìn)口溫度 1()空氣出口溫度 2()水蒸汽溫度 T()空氣體積流量V（m3/s）430661000.010

12、4表2 傳熱實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果序號(hào)1234Re24801293013492039134Nu65.675.186.494.1解：（1） m/s （1分） （1分）（1分）= () （2分）（1分） （1分）或： 用聯(lián)立方程求解：解得： （2分） （2分） （1分） （1分）（2）線上取點(diǎn)正確（1分） （2分） 線中取時(shí)， （2分） （1分）五、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)（16分）得分評(píng)卷人 現(xiàn)需要用實(shí)驗(yàn)室的板框過(guò)濾機(jī)過(guò)濾含5.0%CaCO3的水懸浮液，并測(cè)定其在2105pa壓強(qiáng)差下的過(guò)濾常數(shù)K和qe。請(qǐng)你寫(xiě)出測(cè)定過(guò)濾常數(shù)K和qe的實(shí)驗(yàn)原理，并設(shè)計(jì)出原始數(shù)據(jù)記錄表。答；根據(jù)恒壓過(guò)濾方程： （2分） 將式（1）積分得 （2分）上式為一直線方程。實(shí)驗(yàn)時(shí)，在2105pa壓強(qiáng)差下進(jìn)行過(guò)濾，測(cè)出過(guò)濾時(shí)間及濾液累計(jì)量V的數(shù)據(jù)（見(jiàn)表1），通過(guò)數(shù)據(jù)處理，然后在直角坐標(biāo)紙上標(biāo)繪對(duì)的關(guān)系，所得直線斜率為 ，截距為，從而求出，。 （