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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
