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1、广东工业大学试卷参考答案及评分标准，共 6 页，第 1 页广东工业大学试卷参考答案及评分标准 ( A )课程名称: 化工原理 A（1） 。考试时间: 2009 年 11 月 日 (第 13 周 星期 日 )【一】 、填空题：15 分(115)1. 现场真空表的读数为 8104 Pa，该处的绝压为 2104 Pa （当时当地大气压为1105 Pa） 。2. 某牛顿型液体在一段水平圆形直管内流动，已知 Re 值为 1600，若平均流速为0.2m/s，则管中心点处速度为 4 m/s，流体在管内流动类型属 层流（滞流）流动。3. 流量 qv 增加到原来的 2 倍，孔板流量计的读数（U 型管压差计）为原
2、来的_4_倍，转子流量计的环隙通道面积为原来的_2_倍。4. 某型号的离心泵在一定转速下工作时的特性曲线可表示为函数 H=30-2qV2， 其中H 为扬程，q V 为流量，若转速不变,则两台相同型号的泵并联工作时的特性曲线可表示为 H=_30-0.5qV2 ，串联工作时的特性曲线可表示为 H=_60-4qV2。5. 用板框过滤机过滤某种悬浮液。测得恒压过滤方程为 （ 的52104.q单位为 s） ，则 K 为 410-5 m2/s，q e 为 0.01 m3/ m2， 为 2.5 s。e6. 传热的基本方式为_传导_. 对流 . 辐射。7. 两流体通过间壁换热，冷流体从 20被加热到 50，热
3、流体从 100被冷却到70，则并流时的 tm=_43.28_。8. 用二种厚度相同，导热系数不同的材料保温时，往往把 导热系数小 的材料包在内层，以达到好的保温效果。【二】 、选择题：20 分 (210)2. 如图示的 U 型管中，I，II ，III 为密度不同的三种液体。AA、BB为等高液位面。位于同一水平面上的点 1、点 2 处的静压 p1 与 p2 的大小为 D A p1p 2 B p1p 2 C p1=p2 D 无法比较广东工业大学试卷参考答案及评分标准，共 6 页，第 2 页2. 层流与湍流的本质区别是_D_。A湍流流速层流流速 流道截面大的为湍流，截面小的为层流C. 层流的雷诺数q
4、v2，P e1 Pe2 D. qvlqv2，P e1Pe25. 水由敞口恒液位的高位槽通过一管道流向压力恒定的反应器，当管道上的阀门开度减小后，管道总阻力损失 C 。. 增大 . 减小 . 不变 . 不能判断 6. 降尘室的生产能力_A_。A只与沉降面积和颗粒沉降速度 ut 有关 只与沉降面积有关与沉降面积、u t 及降尘室高度 有关 只与 ut 和有关7. 用转筒真空过滤机处理某悬浮液，滤布阻力可以忽略不计，生产能力为 5m3/h（滤液）。现将转速增大一倍，其它条件不变, 则其生产能力应为_A_。 A7.07m 3/h 3.54m 3/h 10m 3/h 2.5 m3/h8. 一台工作着的列
5、管式换热器，已知冷流体一侧的对流传热系数 1 为 50W/m2.k,热流体一侧的对流传热系数 2 等于 8000W/m2.k,要提高总传热系数 K,最简单有效的途径是_D 。A. 设法减小 1 B. 设法增大 2 C. 同时增大 1 和 2 D. 设法增大 19. 一定流量的液体在一252.5 mm 的直管内作湍流流动，其对流传热系数 i=1000 W/(m2)；如流量与物性都不变，改用一192 mm 的直管，则其将变为_D_W/(m2)。. 1259 . 1496 . 1585 . 1678 10. 穿过三层平壁的稳定导热过程，已知各层温差为 t1=30, t2=20, t3=10,则第一层
6、的热阻 R1和第二、三两层热阻 R2、 R3的关系为_B_。AR 1(R2+R3) R 1=(R2+R3) R 1(R2+R3) R 1=R2-R3【三】 、15 分(53) 简答题1、图示管路中，流体作稳定流动。问（1） 、静压头 哪个大？为什么？gp（2） 、体积流量 V 哪个大？为什么？（ 3） 、质量流速哪个大？为什么？（不计阻力）（5 分）答：（1）如附图所示，不考虑阻力，以管中心线做为基准水平面，在 A、B 两截面间列柏努利方程： （1 分）广东工业大学试卷参考答案及评分标准，共 6 页，第 3 页= gupZA2gupZB2其中 ZA=ZB （2 分）又因为已知流体作稳态流动，即
7、遵循连续性方程uAAA=uBAB； 而从附图中很明显得知流通截面积 AAA B, 故 uAu B, 即uA2/2gu B2/2g 所以： （1 分）gpB.（2）从（1）的分析可知：u AAA=uBAB因为 V=uA 所以体积流量 VA=VB （1 分）2、 因某种原因使进入降尘室的含尘气体温度升高，若气体质量及含尘情况不变，降尘室出口气体的含尘量将有何变化？原因何在？答：降尘室出口气体的含尘量将变大， （1 分）因为（1）气体温度升高，粘度上升，沉降速度下降； （2 分）(2) 气体温度升高，质量不变，则体积流量上升，导致停留时间减少。 （2 分）3. 保温瓶（热水瓶）在设计和使用过程中采取
8、了哪些防止热损失的措施？答：保温瓶防止热损失所采取的措施：（1）保温瓶胆设计成玻璃夹层结构。夹层因空气被抽出接近真空，可防止对流散热损失； （2 分）(2)瓶胆夹层内两表面均镀有银、铝等低黑度涂层，大幅度降低了辐射散热量； （2 分）(3)在使用保温瓶时，瓶盖选用导热系数很小的软木制作，而且在灌水时还要在瓶颈处留一段空气柱，因为空气的导热系数比水要小得多，从而有效地降低了瓶口处的热损失。 （1 分）广东工业大学试卷参考答案及评分标准，共 6 页，第 4 页四】 、(20 分)用一台离心泵将水池中的水(密度为 1000kg/m3)送至一表压为 59kPa 的水洗塔顶，其流程如图所示。已知离心泵吸
9、入管段长度（包括局部阻力的当量长度，含入口阻力损失，下同）为 50m，泵出口阀半开时排出管线长度 150m（含出口阻力损失） ，全部管路均用 1084mm 的碳钢管，管内流体流动摩擦系数均为 0.025，其它数据如图所示。试求：1. 当系统水的流量为 42.5m3/h 时，离心泵入口处的真空表读数（ kPa） ；2. 泵的压头，若离心泵的效率为 70%，泵的轴功率（kW ） ；3. 泵出口阀门半开时管路的特性曲线方程；4. 若塔顶表压增加到 98.1kPa 时，测得系统中水的流量为 35m3/h，假设泵的特性曲线方程可以表示为 ，求泵的特性曲线方程。2VBqAH解：（1） (2 分)24.51
10、.0m/s36078u在水池液面和真空表所在的 1-1 两截面间列柏努利方程，其基准面为地面：.(4 分)211 59.25()pukPa表 压即 真 空 度 为(2) 在水池液面和水洗塔顶 2-2 两截面间列柏努利方程，其基准面为地面： 25910501.5(24.31.).236.74m8.98.3674/6kW (2VaHgqP（ 分 ）分 ）（3）在水池液面和水洗塔顶 2-2 两截面间列柏努利方程，其基准面为地面： （4 分）22()501.7850.1256.01.939Ve VqHq1m 0.3m24.3m0 0112 233广东工业大学试卷参考答案及评分标准，共 6 页，第 5
11、页（4）塔顶表压为 98.1kPa 时， （1 分）2351.4m/s60.78u此时 （1 分）()10.2510.938.9eHm（1 分）22.674.5.031.76VABHq（1 分）【五】 、 （10 分）用板框过滤机恒压下过滤某种悬浮液，过滤机的尺寸为：滤框的边长为 810mm(正方形)，每框厚度为 42mm，共 10 个框。现已测得：过滤 10 分钟得到滤液1.31m3,再过滤 10 分钟共得到滤液 1.905m3,已知每 m3 滤液可形成 0.1m3 的滤饼，试计算：（1）过滤常数 K 为多少 m2/s?（2）将滤框完全充满滤饼所需的过滤时间为多少分钟 ?（3） 若洗涤时间和
12、辅助时间共 30 分钟，求该机生产能力为多少 m3 滤液/h ?解：（1）过滤面积 （1 分）20.812013.A根据恒压过滤速率方程:V 2+2VVe=KA2 （2 分）将 =10min,V=1.31m3;=20min,V=1.905m3 代入上式 （1 分）解出: K=2.0110 -5m2/sVe=0.1376m3 （1 分）(2) 滤框充满时所得滤饼体积:V 饼=0.81 20.04210=0.2756m3 （1 分）滤框充满时所得滤液体积:V=V 饼/ =0.2756/0.1=2.756m3 （1 分）=(V2+2VVe)2/KA2= （1 分）min40610.17.5762(3
13、) 生产能力 （2 分）32.h(43)/WQ广东工业大学试卷参考答案及评分标准，共 6 页，第 6 页【六】 、(20 分) 在一个单程列管式换热器内用 110的饱和水蒸汽将某溶液加热,换热器由 38 根 252.5mm 的管子组成,长 2m,壳程为水蒸汽冷凝,其传热膜系数 1=10000 W/(m2K)，管程走溶液,流量为 0.03m3/s,进口温度 t1=20,密度 900kg/m3,比热3.9kJ/(kg)，管壁和污垢热阻可以忽略,管内溶液侧的传热膜系数 2=2500 W/(m2K)，管内为湍流，求：（1）以外表面为基准的总传热系数 Ko ；（2）溶液的出口温度 t2 ；（3）若检修中发现有 8 根管子已损坏,将坏管堵塞后继续使用,此时换热器的总传热系数和溶液出口温度将变多少？解：（1）以外表面积计 (4216.7W/(mK)2500O分)(2)(2 分)2967.52.04159.38mAo(2 分)OmtAKtCpqQ)(2(3 分)t t1.8 102ln.10).22 (3) 将 8 根管子坏管堵塞后,管程流量不变，速度增大为原来是 38/30=1.2667 倍，仍为湍流，管程 2=25001.26670.8=
