化工原理(上)期末考試試卷

...wd......wd......wd...化工原理〔上〕期末考試試卷選擇題：(每題2分，共20分)1.空氣以一樣的流速分別通過(guò)水平放置的等徑直管AB和垂直放置的等徑直管CD。d=d，L=L，U型差壓計(jì)指示液一樣，讀數(shù)分別為R1、R2。則________。A△P=△PB△P>△PChf=hfDR>R為提高U形壓差計(jì)的靈敏度較高，在選擇指示液時(shí)，應(yīng)使指示液和被測(cè)流體的密度差〔ρ指-ρ〕的值________。A.偏大B.偏小C.不確定有兩種說(shuō)法(1)往復(fù)泵啟動(dòng)不需要灌水(2)往復(fù)泵的流量隨揚(yáng)程增加而減少則________。A兩種說(shuō)法都不對(duì)B兩種說(shuō)法都對(duì)C說(shuō)法(1)正確,說(shuō)法(2)不正確D說(shuō)法(1)不正確,說(shuō)法(2)正確4.以下說(shuō)法是正確的:當(dāng)粘度μ較大時(shí),在泵的性能曲線上________。A同一流量Q處,揚(yáng)程H下降,效率η上升B同一流量Q處,揚(yáng)程H上升,效率η上升C同一流量Q處,揚(yáng)程H上升,效率η下降5.離心泵的揚(yáng)程是________。A實(shí)際的升揚(yáng)；B泵的吸液高度；C液體出泵和進(jìn)泵的壓差換算成液柱高度；D單位重量液體出泵和進(jìn)泵的機(jī)械能差值6.過(guò)濾介質(zhì)阻力忽略不計(jì),濾餅不可壓縮進(jìn)展恒速過(guò)濾時(shí),如濾液量增大一倍,則_______A操作壓差增大至原來(lái)的倍B操作壓差增大至原來(lái)的2倍C操作壓差增大至原來(lái)的4倍D操作壓差保持不變7.當(dāng)介質(zhì)阻力忽略不計(jì)的恒壓過(guò)濾時(shí)，由τ=0至τ=τ的平均過(guò)濾速率反比于過(guò)濾時(shí)間τ的_______A1次方B2次方C1.5次方D1/2次方在長(zhǎng)為L(zhǎng)m，高為Hm的降塵室中，顆粒的沉降速度為um/s，氣體通過(guò)降塵室的水平流速為um/s，則顆粒在降塵室中的別離條件為_(kāi)______。AL/u<H/uBL/u<H/uCL/u≥H/uDL/u≥H/u9.在一列管式換熱器中，用冷卻水冷凝酒精蒸汽，換熱器最好______放置；冷卻水應(yīng)走_(dá)_______。A水平B垂直C管內(nèi)D管外10.一定流量的液體在一φ25×2.5mm的直管內(nèi)作湍流流動(dòng)，其對(duì)流傳熱系數(shù)α=1000W/m2.℃。如流量與物性都不變，改用一φ19×2mm的直管，則其α值將變?yōu)開(kāi)_______W/m2.℃。A.1259B.1496C.1585D.1678填空題：(每空1分，共20分)________、________的流體稱為理想流體。12.水由敞口恒液位的高位槽通過(guò)一管道流向壓力恒定的反響器,當(dāng)管道上的閥門(mén)開(kāi)度減小后,水流量將_____,摩擦系數(shù)________,管道總阻力損失________。13.離心泵的性能曲線有________、________、________等，這些曲線是在一定________下輸送某種特定的液體時(shí)泵的性能。14.當(dāng)離心泵出口閥開(kāi)大時(shí)，流量_______，泵出口壓力_______。(變大,變小,不變)15.離心泵的軸封裝置主要有兩種：_______和_______。16.密度為的球形顆粒在斯托克斯區(qū)沉降，顆粒在水中和空氣中的沉降速度分別為u1和u2，則u1/u2=________。17.旋風(fēng)別離器的平均旋轉(zhuǎn)半徑為0.5m，氣體的切向進(jìn)口速度為20m/s，那么該別離器的別離因數(shù)為K=________。18.最常見(jiàn)的間歇式過(guò)濾機(jī)有_______和板框式壓濾機(jī)。連續(xù)式過(guò)濾機(jī)是_______。19.在對(duì)流傳熱過(guò)程中，Nu表示_______的準(zhǔn)數(shù)，Re表示_______。20.沸騰傳熱可分為三個(gè)區(qū)域，生產(chǎn)中的沸騰傳熱過(guò)程應(yīng)維持在________操作計(jì)算題(每題15分共60分)21.如下列圖，槽內(nèi)水位維持不變，在水槽底部用內(nèi)徑為100mm的水管引水至用戶C點(diǎn)。管路上裝有一個(gè)閘閥，閥的上游距管路入口端10m處安有以汞為指示液的U管壓差計(jì)〔ρ=13600kg/m3)，壓差計(jì)測(cè)壓點(diǎn)與用戶C點(diǎn)之間的直管長(zhǎng)為25m。問(wèn)：〔1〕當(dāng)閘閥關(guān)閉時(shí)，假設(shè)測(cè)得R=350mm，h=1.5m，則槽內(nèi)液面與水管中心的垂直距離Z為多少m〔2〕當(dāng)閘閥全開(kāi)時(shí)〔ζ閥=0.17,λ=0.02〕，每小時(shí)從管口流出的水為假設(shè)干m3/h22.在附圖所示的管路系統(tǒng)中，有一直徑為φ38×2.5mm、長(zhǎng)為30m的水平直管段AB，在其中間裝有孔徑為16.4mm的標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計(jì)來(lái)測(cè)量流量，流量系數(shù)Co為0.63，流體流經(jīng)孔板的永久壓降為6×104Pa，AB段摩擦系數(shù)λ取為0.022，試計(jì)算：⑴液體流經(jīng)AB段的壓強(qiáng)差；⑵假設(shè)泵的軸功率為800w，效率為62%，求AB管段所消耗的功率為泵的有效功率的百分率。:操作條件下液體的密度為870kg/m3,U形管中的指示液為汞,其密度為13600kg/m3。21.用某板框壓濾機(jī)恒壓過(guò)濾，濾框尺寸為810×810×25mm。經(jīng)過(guò)小試測(cè)得過(guò)濾常數(shù)，，操作時(shí)的濾布，壓差及溫度與小試時(shí)一樣。濾餅剛充滿濾框時(shí)停頓過(guò)濾，求：①每批過(guò)濾時(shí)間②假設(shè)以清水洗滌濾餅，洗滌水用量為濾液的110，洗滌壓差及水溫與過(guò)濾時(shí)一樣，求洗滌時(shí)間③求每只濾框的最大生產(chǎn)率24.有一列管式換熱器,裝有φ25×2.5mm鋼管300根,管長(zhǎng)為2m。要求將質(zhì)量流量為8000kg/h的常壓空氣于管程由20℃加熱到85℃,選用108℃飽和蒸汽于殼程冷凝加熱之。假設(shè)水蒸氣的冷凝給熱系數(shù)為a=104W/(m2?K),管壁及兩側(cè)污垢的熱阻均忽略不計(jì),而且不計(jì)熱損失?？諝庠谄骄鶞囟认碌奈镄猿?shù)為C=1kJ/(kg.K),λ=2.85×10-2W/(m.K),μ=1.98×10-5(Pa.s),Pr=0.7。試求:(1)空氣在管內(nèi)的對(duì)流給熱系數(shù);(2)求換熱器的總傳熱系數(shù)(以管子外外表為基準(zhǔn));(3)通過(guò)計(jì)算說(shuō)明該換器能否滿足需要?(4)計(jì)算說(shuō)明管壁溫度接近于哪一側(cè)的流體溫度。化工原理期末試題參考答案和評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)選擇題〔每題2分〕題號(hào)12345678910答案CBCCDBDCADD二．填空題：(每空1分，共20分)11.粘度為零，無(wú)流動(dòng)阻力12.減小增大不變13.H~Vη~VNa~V轉(zhuǎn)速14.變大變小15.機(jī)械密封填料函密封16.(-ρ)/μ]/[(-)/μ]。17.81.55。18.葉濾機(jī)回轉(zhuǎn)真空過(guò)濾機(jī)。19.對(duì)流傳熱(與一樣條件下按導(dǎo)熱計(jì)的導(dǎo)熱系數(shù)之比)流動(dòng)狀態(tài)的的準(zhǔn)數(shù)20.泡核沸騰區(qū)三．計(jì)算題(每題15分共60分〕21.〔1〕閘閥關(guān)閉，系統(tǒng)內(nèi)處于靜止，由U管處等壓面得：ρ水g(Z+h)=ρR∴Z=ρR/ρ水-h=13600×0.35/1000-1.5=3.26m〔2〕以槽液面為1-1，管出口內(nèi)側(cè)為2-2，管中心線為基準(zhǔn)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)則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流體流經(jīng)AB段的壓強(qiáng)差：在A與B兩截面間列柏努利方程(管中心線為基準(zhǔn)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每批過(guò)濾時(shí)間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)管壁及兩側(cè)污垢的熱阻均忽略不計(jì)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