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1、- 1B -长江大学试卷 学院 班级 学号 姓名 .密封.线.20082009 学年 第 1 学期化工原理试卷参考答案及评分标准(B 卷)注意:1. 本试卷共 3 页; 2. 考试方式为闭卷,考试时间为 120 分钟;3. 姓名、学号必须写在指定地方。一、填空与选择题(共 30 分)1.(3 分)如 果 流 体 为 理 想 流 体 且 无 外 加 功 的 情 况 下 , 写 出 :单 位 体 积 流 体 的 机 械 能 衡 算 式 为 ;常 数pugzE2单 位 质 量 流 体 的 机 械 能 衡 算 式 为 ;常单 位 重 量 流 体 的 机 械 能 衡 算 式 为 ;常gpuzE22. (
2、4 分)如 图 (a)、(b) 、(c) 、(d)所示为同一管路 U 型管的四种不同安装方位,管路内 A、B 两点安装水银压差计。若管内水流速相同,流向如图所示,则(1)比较 Rl、R 2、R 3、R 4 的大小: R1R 2R 3 R4 ;(2)试以大小为序,列出四种情况 A、B 两点的压差: dba c 或 (R4R 2R 1R 3) 。题号 一 二 三 总分得分阅卷人 得分- 2B -3 (2 分)并联管路中各管段压强降 相等 ;4 (2 分)流 体 在 管 内 流 动 时 , 如 要 测 取 管 截 面 上 的 流 速 分 布 , 应 选 用 ( B )流 量 计 测 量 。A 孔 板
3、 流 量 计 ; B 皮 托 管 ; C 文 丘 里 流 量 计 ; D 转 子 流 量 计5 (2 分)有人认为泵的扬程就是泵的升扬高度,有人认为泵的轴功率就是原动机的功率,我认为(B) 。 A 这两种说法都对; B 这两种说法都不对;C 前一种说法对; D 后一种说法对。 6 (2 分)板框压滤机洗涤速率与恒压过滤终了的速率 的 1/4 这一规律只在( D )时才成立。 A 滤液的粘度与洗涤液的粘度相同;B 过滤时的压差与洗涤时的压差相同;C 过滤时的压差与洗涤时的压差相同,滤液的粘度与洗涤液的粘度相同, 而且过滤面积与洗涤相同;D 过滤时的压差与洗涤时的压差相同且滤液的粘度与洗涤液的粘度
4、相同。7 (2 分)过滤介质阻力忽略不计,下列恒压过滤循环中那种生产能力最大( B ) ( 为时间) A 洗涤 = 过滤 + 辅 ; B 过滤 = 洗涤 + 辅 ;C 洗涤 + 过滤 = 辅 ; D 过滤 = 洗涤 ;8 (3 分)过滤常数 K 是过滤过程中的一个重要参数。由 K 的计算可知,K与过程 推动力 、滤饼性质(压缩指数 s、比阻 r0) 、滤浆性质(,c )p有关。9 (3 分)沸腾有 膜状 沸腾和 核状 沸腾,工业上沸腾装置一般按 核状 沸腾设计和操作。10 (4 分)在传热实验中用饱和水蒸汽加热空气,总传热系数 K 接近于 空气 侧的对流传热系数,而壁温接近于 饱和水蒸汽 侧流
5、体的温 度值 。11 (1 分)分子扩散中菲克定律的表达式为 。dzCDJABA12 (2 分)单向扩散中漂流因子 C 。A =1 ; B 1 ; D 不一定- 3B -二、分析与简答题:(20 分)1简述化工原理研究的内容及学习的目的。 (5 分)答:化工原理主要研究化工生产过程中公有物理过程(单元操作)的原理,通过对过程进行计算,设计出满足过程的设备;各种化工产品的生产过程可以由这些单元操作与单元过程组合而成。其目的是:清楚各单元过程及原理;掌握过程及设备开发的基本方法与原则;学会分析与解决化工生产中的实际问题;了解各单元过程的强化途径。2. 用离心泵将 20的清水从水池送往敞口的高位槽。
6、在泵的入口和出口分别装有真空表和压强表。泵在一定转数、阀门 C 在一定开度下,测得一组数据:泵的流量 V、压头H、功率 N 、真空度 p1 、压强 p2 。现分别改变如下某一条件,试判断上面五个参数将如何变化:将泵的出口阀 C 的开度加大; 泵的转数提高;(8 分)答:加大阀门 C 的开度,V; H;N真空表的读数( P1);泵出口压强表读数 P2n;V、H、N;泵入口真空度和出口压强都上升。3概述边界层分离现象?(4 分)答: 流道扩大必然产生逆压强梯度。逆压强梯度与剪应力共同作用容易造成边界层分离。 边界层分离产生大量旋涡,造成了形体阻力,消耗了机械能。 4在强化传热的过程中,为什么要想办
7、法提高流体的湍动程度? (3 分)答:由于对流传热的热阻主要集中在层流底层内,提高流体的湍动程度能减薄层流底层的厚度,可以提高传热效果。 三、计算题(4 题,共 50 分)1如图所示,水由高位水箱经管道从喷嘴流出,已知d1=125mm, d2=100mm,喷嘴 d3=65mm,差压计读数 R=80mm 汞柱,若忽略阻力损阅卷人 得分阅卷人 得分Z p1 p2C- 4B -失,求 H 和 pA 表压 Pa。 (13 分)解:在两测压点间分别列机械能方程有: 22121uugzgz( a)-)(212121p由 静 力 学 方 程 得 : ( 取 等 压 面 a-a)gRpgzgH2211)((
8、b) pg2121由 a、b 两式得:( c) (4 分)13-21 .8910.891036u- kgJgRH由 连 续 性 方 程 得 : 代 入 式 c 得 :1221212 u5.)(u)(ud=3.70m.s-189.)5.1( 11m.s-1750.32u喷嘴处 m.s-1 (3 分)68.13)2(.)(2313 d对水箱顶部液面和喷嘴出口两截面间列柏努利方程得:(2 分)mguH54.981.2613在 0-0 与 压力表接口处间列柏努利方程得:- 5B -guHA2p1(3 分)Pa22A 109.761078.5.49810p1 2某离心泵,n=1480r/min ,特性方
9、程为 H=(Q)=38.4-40.3Q2(Q,m3/min),管路两端有 Z+p/g=17.8m。管径为 764mm,管长(含所有局部阻力当量长度)l + le=1360m,=0.03。求:工作点的输液量 Q、 压头 H?(10 分)解:(5 分)25225e26081.90.14.3386)(. QgdlKgH)(.72f联立求解可得:Q=0.173m 3/min,H=37.15m (5 分)3水以一定流速在直管中作湍流流动,若管壁温度不变为 380K,水的进出口温度分别为 290K 及 295K,若水的流速增加一倍,则水的出口温度变为多大?(15 分)解:已知 , , , 水湍流流动,需对
10、水侧作Ktw380t291Kt295热量衡算可求 。一般情况,水的进出口温差小于 10,那么温度对物性2参数影响较小,因此可以认为水的物性参数保持不变。由题意知,流速改变前:(1)mpcpc tACWtQ)2905()(12流速改变后:(2) (3 分)pcpc ttt )()(212流速改变前 流速改变后380K 380K 380K 380K290K 295K 290K 2t- 6B -则 Ctm 5.872)930()9380((3 分)242ttt 又 (3) (3 分)4.08.0)()(023.piud因物性参数不变,则:(4) (3 分)7.1)(8.0.u(1)/(2) ,并将各参数带入,可得:2470.15)290(5tt (3 分)Kt.424某粒子的密度为 1700kg/m3 ,在 20的水中沉降,过程符合斯托克斯定律,其沉降速度为 10mm/s。今将该粒子放入一待测粘度 的溶液中,此溶液的密度为 =750kg/m3 ,测得沉降速度为 4.5mm/s。求溶液的粘度是多少?在 20时 水 =1.310-3PaS 。 (12 分)解:沉降符合斯托克斯定律,则有sPuu aye OHsyeyeOHst 3322109.5.4107