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1、第 1 页 共 14 页福州大学福州大学 20112012 学年第一学期考试学年第一学期考试 A 卷卷（评分标准）（评分标准）课程名称课程名称 化工原理实验化工原理实验 B（上）（上） 考试日期考试日期 2011.12.29 考生姓名考生姓名 学号学号 专业或类别专业或类别 09 环境工程环境工程 题号题号一一二二三三四四五五六六七七八八总分总分题分题分2318142916 100累分人累分人 签签名名得分得分考生注意事项：1、本试卷共 12 页，请查看试卷中是否有缺页。2、考试结束后，考生不得将试卷、答题纸和草稿纸带出考场。教师注意事项：如果整门课程由一个教师评卷的，只需在累分人栏目签名，题
2、首的评卷人栏 目可不签名一、 填空、选择、判断题（每个空或每个选项 1 分，共 23 分）得分得分评卷人评卷人绪论部分绪论部分1、化工原理实验属于 工程实验 范畴，其实验的研究方法除因次分析法外，还有 直接实验法 和 数学模型法 。2、因次分析法的目的在于（ C ）A、得到各变量间的确切定量关系；B、得到各无因次数群确切的定时关系；C、用无因次数群代替变量，使实验与关联工作简化；D、用无因次数群代替变量，使实验结果更可靠。第 2 页 共 14 页第 3 页 共 14 页3、判断题：（正确的打“”错误的打“” ）A、y值为0.008 0.1，x值为102 108，所以选用双对数坐标比较合适； （
3、 ）B、y值为0.55 0.66，x值为5103 106，所以选用单对数坐标比较合适 ； （ ）C、对于函数关系，选择单对数坐标系比较合适。 （ baxy ）离心泵实验离心泵实验1、离心泵实验结束时，应（ A ）A、先关出口阀后停电； B、先停电后关出口阀；C、先关出口阀或先停电均可。2、关于二台同型号离心泵的组合操作，判断以下说法的正误A、对低阻管路，串联泵流量、扬程小于并联泵的流量、扬程（ ）B、对高阻管路，并联泵流量、扬程大于串联泵的流量、扬程（ ）C、若管路两端的势能大于泵所能提供的最大压头，则必须用并联操作（ ）3、离心泵开动前必须充满液体是为了防止 气缚 现象的发生。4、离心泵铭牌
4、上标明的是泵在 泵效率最高 时的主要性能参数。离心泵启动时应该关闭出口阀,其原因是 会发生电机起动电流过大 。过滤实验过滤实验1、过滤推动力一般是指（ B ）第 4 页 共 14 页A 过滤介质两边的压差；B 过滤介质与滤饼构成的过滤层两边的压差；C 滤饼两面的压差；D 液体进出过滤机的压差。2、判断正误：A、一个过滤周期中， “过滤时间越长，生产能力越大”的看法是正确的。 （ ）B、某悬浮液被恒压过滤时，若过滤介质阻力忽略不计，则获得的滤液量和过滤时间的次方成正比。 （ ）213、过滤实验中，悬浮液储槽内壁上安装挡板的目的是（ C ）A、保护槽壁； B、增大搅拌功率；C、抑制打漩，改善搅拌效
5、果； D、防止结垢传热实验传热实验1、对于本次传热实验（用饱和水蒸气来加热空气） ，为有效提高 K 值，关键在于（ A ）A、提高管内的； B、提高管外的；C、减小垢层热阻； D、提高管内流体流量。2、本实验中，在通入饱和蒸汽套管间时要排除不凝性气体，这是因为（B ）A、不凝性气体存在可能会引起爆炸。B、不凝性气体存在会使蒸汽 大大降低。C、不凝性气体存在会使空气 大大降低。3、判断下列的说法是否正确A、本次传热实验的空气流量是用转子流量计测量的。 （ ）第 5 页 共 14 页B、在空气与蒸汽间壁换热过程中可以采用提高蒸汽流速的方法来提高传热速率。 （ ）C、本实验用常压水蒸气冷凝加热空气，
6、空气平均温度为 20，则壁温约为 60。 （ ）二、因此分析法（18 分）得分得分评卷人评卷人在研究无相变化强制湍流下的对流给热系数时，已知其影响因素主要是定性长度 、 流体的流速、粘度、导热系数、比热和密度。试用因luCp次分析法把影响的因素归纳成几个准数。提示：（1）影响过程的独立变量有：)(、pculf7n（2）独立变量所涉及到的基本因次：长度L； 时间； 温度T；质量M。 m=4其中部分因次为：； ； 13TMLCp212TL13TM解：将 改为幂函数的形式：)(、pculf（2 2 分）分）fe pdcbacuKl其它因次为： ；（4 4 分）分）lLu1L11LM3ML（1）将上述
7、各物理量的因次代入上式，得 （1 1 分）分）fedcbaMLTLTMLMLLLKTM32121311113第 6 页 共 14 页（2）将相同因次的指数归纳在一起： （1 1 分）分）cdfdcedcbfedcbaTMKLTM233213（3）根据因次一致性原则，上式等号两边各基本量的因次的指数必然相同，可得方程组：对基本因次M: cdf1 对基本因次: bc3d2e3 （4 4 分）分）对基本因次T: de1对基本因次L: abcd2e3f0（4）设用其中两个末知数 e、f 表示为 a、b、c、d 的函数，则： （4 4 分）分）abcd2e3faf1b3c3d2ebfc1dfcefd1e
8、d1eKlf-1、uf、e-f、1-e、Cpe、f（5）根据 定理可知，可以组成 I=n-m=7-4=3 个无因次数群。将相同指数的物理量归在一起，两边同时乘得：l即： （2 2 分）分）fePluCKl)()( feKNuRePr三、简答题（14 分）得分得分评卷人评卷人1、 （4 分）在恒压过滤过程中，要保证过滤常数为定值，实验中应注意哪些问题？第 7 页 共 14 页答：在恒压过滤过程中，由此式可知，要保证过滤常数为定值，012 rpKs实验中应注意保持压力的恒定和悬浮液的温度不变、悬浮液的浓度不变。（公式、压力、温度、浓度 每点 1 分）2、 （5 分）为什么本次离心泵实验所测出的管路
9、特性曲线是一条无明显截距且近似通过原点的曲线？答: 管路特性曲线方程为： 式中： 2BQAHegpzAA 值的大小决定了曲线的截距，它由管路两端实际条件决定。本次实验时，所以，指管路出口与水箱液面之间的高度，由于此高度很小，0 pzAz 所以本次实验的 A 值很小，接近于零，因此所测出的管路特性曲线，是一条无明显截距且近似通过原点的曲线。(B 代表管路系统的阻力特性，由管路情况决定，当液体处于高度湍动时，B 为常数。)3、 （5 分）传热实验中，随着流量的增大，Re 增大，增大，空气的出口温度却是下降的，为什么？因为本次实验， （2 分）8 . 08 . 01 21 1ReuddK（1 分）8
10、 . 0mutKAQ第 8 页 共 14 页，（2 分）2212 pscmQtt2 . 022 ucmQps所以随着流量的增大，出口温度却是下降的。第 9 页 共 14 页四、数据处理（29 分）得分得分评卷人评卷人1、 （15 分）本实验使用的离心泵为：WB70/055 微型离心泵，流量1.27.2m3/h，电机功率 0.55 kW，扬程 1321m，转速 2900 r/min，两测压口间的垂直距离为 0.45m，吸入管路的直径为 0.025m，排除管路的直径为0.045m。表 1 为两台 WB70/055 微型离心泵并联组合处理后的部分实验数据表，图 1 为该型号的两台泵并联、串联组合的特
11、性曲线。试求：（1）请将表 1 的第 3 组实验数据补齐，并写出具体的计算过程，包括计算用到的公式、物理量的单位；（2） 现有一管路，需将 20的清水从贮水池送至水塔，已知塔内水面高于贮水池水面 5m。水塔及贮水池水面恒定不变，均与大气相通，输送管路为32mm2mm 的钢管，当管路上阀门全开时管的总长为 40m（包括所有局部阻力在内） ，摩擦因素取 0.02。请求出该管路特性曲线方程，将其画在图 1 中，并讨论对于该管路若采用两台 WB70/055 微型离心泵串联或并联组合来输送清水，应该采用哪种组合更适合？表 1 并联泵实验数据表序号Q/(m3/h)P入/MpaP出/Mpa/(kg/m3)u
12、出 /(m/s)u入 /(m/s)He/m 115.780.0190.100 999.552.764.4712.0 213.850.0140.122 999.532.423.9213.8 311.720.0090.145 999.502.053.3215.8 49.840.0030.160 999.481.722.7916.8 57.720.0000.175 999.481.352.1918.1 第 10 页 共 14 页051015202530354045500123456789 10 11 12 13 14 15 16Q,m3/hHe,mn=2900r.p.m图 1 串、并联泵特性曲线图解
13、：(1) （7 分）（2 分）m/s32. 3025. 0785. 02/3600/72.11 0.78522dQu入（2 分）m/s50 . 2045. 0785. 03600/72.11 0.78522dQu出（3 分）m8 .1581. 9232. 305. 281. 950.99910)009. 0145. 0(45. 0222622guu gppZZH入出入出 入出（2） （8 分）（4 分）222522 22967. 0581. 92785. 0028. 04002. 052)785. 0/(QQgdQ dl gpzbQAhe将其画在图上如图 1 所示（2 分） ，由图可得对于该管
14、路，,，并Q串Q并H，所以应该选串联组合。 （2 分）串H第 11 页 共 14 页2、 （14 分） 传热实验测得第 4 点数据见表 1。定性温度下空气密度为1.100kg/m3，定压比热 1005J/kg.，导热系数 0.0281w/m.，粘度1.9610-5Pa.s。换热管长度为 1.0m，管内径 0.019 m ，管外径 0.022 m。管壁和污垢热阻可忽略不计。（1） 请计算出该点的 Re 和 Nu 的值并填入表 2 中。（2） 请用双对数坐标作图，并整理出的关联式。mANuRe表 1 传热实验数据序号空气进口温度1()空气出口温度2()水蒸汽温度T()空气体积流量 V（m3/s） 430661000.0104表 2 传热实验数据结果序号1234 Re24801293013492039134 Nu65.675.186.494.1解：（1） m/s （1 分）70.36019. 00785. 00104. 0785. 022dVu（1 分）391341096. 1100. 170.36019. 0Re5
