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1、南京工业大学期末考试(A)卷课程: ?化工原理 ?(上册)班级:姓名:学号:一、选择填空题:(每题5 分,共 20 分) 1(1) 如图所示,若敞口罐液面恒定,罐上方压强为Pa,忽略流动阻力损失,出水管管径为 d,则出水管的出口速度u 与有关。(A)(B)、(C)(D)(E)、水Pa u H (2)有一并联管路,两段管路的流量,流速、管径、管长及流动阻力损失分别为V1,1,d1,1,f1及 V2,2,2,2,f2。若12,12,则:f1f2()(A)(B)(C);(D)(E)当两段管路中流体均作滞流流动时,V1V2()(A)(B)(C)(D)(E)(3)转子流量计的主要特点是()(A)恒截面、
2、恒压差( B)变截面、变压差(C)恒流速、恒压差( D)变流速、恒压差2已知流体经过泵后,压力增大?P N/m2,则单位重量流体压能的增加为()(A)?P ( B)?P/ (C)?P/ g (D)?P/2g 离心泵的下列部分是用来将动能转变为压能()(A)泵壳和叶轮(B)叶轮(C)泵壳(D)叶轮和导轮3 ( 1)过滤介质阻力忽略不计,滤饼不可压缩进行恒速过滤时,如滤液量增大一倍,则_()操作压差增大至原来的倍()操作压差增大至原来的倍()操作压差增大至原来的倍()操作压差保持不变(2)恒压过滤时,如介质阻力不计,过滤压差增大一倍时同一过滤时刻所得滤液量_ ()增大至原来的倍()增大至原来的倍(
3、)增大至原来的倍()增大至原来的倍4比较下列对流给热系数的大小空气流速为6m/s 的 1,空气流速为25m/s 的 2,水流速为1.2m/s 的 3,水流速为2.5m/s的 4,蒸汽膜状冷凝的5,自大到小的顺序为: 二、填空题:(每题5 分,共 20 分) 1 1atm=_kN/m2_ 的流体称为理想流体。表压与绝对压力的关系是_。2离心泵的流量调节阀安装在离心泵的管路上, 关小出口阀门后,真空表的读数,压力表的读数。 (填增加、降低或不变)管路特性曲线的一般表达式是。离心泵的安装高度超过允许安装高度时,离心泵会发生现象。3. 粒子沉降过程分阶段和阶段。沉降速度是指时,相对于的速度。4 冷、热
4、气体在间壁换热器中换热,热气体进口温度T1400,出口温度T2为 200,冷气体进口温度t150,两股气体的质量流量相同,物性数据可视为相同,若不计热损失时,冷气体出口温度为;若热损失为5%时,冷气体出口温度为。三、计算题(本题 15 分) 某液体密度800kg/m3,粘度 73cP,在连接两容器间的光滑管中流动,管径300mm,总长 50m(包括局部当量长度) ,两容器液面差3.2m,求( 1)管内流量(2)若在连接管口装一阀门, 调节此阀的开度使流量碱为原来的一半,阀的局部阻力系数是多少?(设流体流动为湍流,摩擦系数符合柏拉修斯公式 0.3164/Re0.25)四、计算题(本题 10 分)
5、 用泵将石油从低位槽输送至高位槽,两槽液位恒定,液面差15m,管子规格8 94.5mm,管路总长度(包括所有局部阻力当量长度)为200m,要求流量21 m3/h,石油的密度 920kg /m3, ,粘度 0.5NS/m2,求:(1) 雷诺数 Re,摩擦系数 ,流动阻力 hf (2) 泵的有效功率五、计算题(本题 15 分) 用板框压滤机过滤悬浮液,已知过滤面积10m2,操作压力2kgf/cm2(表压),过滤15分钟后,得滤液2.91m3,若介质阻力可忽略不计,滤饼不可压缩,求: (1)已知该板框压滤机的生产能力4.8m3/h,计算洗涤时间和辅助时间之和(2)若过滤时间和滤液量均不变,操作压力降
6、至1kgf/cm2(表压),需增加多少过滤面积才能维持生产能力不变?六、计算题(本题 20 分) 有一套管式换热器,内管542mm,外管 116 4mm 的钢管,内管中苯由50加热至 80, 流量 4000kg/h, 环隙为 2kgf/cm2(绝)饱和蒸汽, 蒸汽冷凝的传热系数104W/m2K,已知苯的 880kg /m3,CP=0.1856kj/kg, =0.134 W/mK , =0.39cP, 管内污垢热阻Rsi0.0004 m2 K / W ,管壁热阻和管外污垢热阻可略,求:(1)管内给热系数i,以管内表面积计的总传热系数Ki( 2)套管的有效长度(3)若加热蒸汽压力增至3kgf/cm
7、2(绝),问苯的出口温度是多少?(设Ki不变)压强, kgf/cm2(绝)1.0 2.0 3.0 温度,99.1 120 133 汽化潜热, KJ/Kg 2259 2204 2163 选择填空题:1. A E C C 2. C C 3. C C 4.543 21填空题1. 1atm=_101.3_kN/m2粘度为零,无流动阻力的流体称为理想流体。表压与绝对压力的关系是表压绝对压力大气压。2 离心泵的流量调节阀安装在离心泵的出口管路上, 关小出口阀门后, 真空表的读数减小,压力表的读数增大。(填增大、减小或不变)t02a05002 管路特性曲线的一般表达式是HeH0+KV2。t02a05001
8、离心泵的安装高度超过允许安装高度时,离心泵会发生汽蚀现象。3.粒子沉降过程分加速阶段和匀速阶段。 沉降速度是指加速终了时时,颗粒相对于流体的速度。4冷、热气体在间壁换热器中换热,热气体进口温度T1400,出口温度T2为 200,冷气体进口温度t150,两股气体的质量流量相同,物性数据可视为相同,若不计热损失时,冷气体出口温度为250 ;若热损失为5%时,冷气体出口温度为240 。三 解: p1=-p2u1=u2 gZ1+u12/2+p1/ +He=gZ2+u22/2+p2/g+hfgZ1=hf= (0.3164/Re0.25)(l/d)(u2/2) u=3.513m/s (2) gZ1=hf=
9、 (0.3164/Re0.25+ )(l/d)(u2/2) =14.3四解: u=21/(3600*0.785*0.082)=1.16m/s Re= du / =170.8 层流 64/Re=0.374 hf=(l/d)(u2/2)=0.374*(200/0.08)*(1.162/2)=629.9J/Kg (2) He=g?z+hf=777J/Kg Ne=HeVg=4.17KW 五解: (1)Q=V/( F+W+R) 0.00133=2.91/(900+W+R) W+R=21.47min (2) V2=2k?P A2V2=2k?P A2A2=?P A2/?P=200 A=14.14m2 ?A=
10、14.14-10=4.14 m2 六解( 1) Re=du / =4W/ d=4*4000/(3600*3.14*0.05*0.39*10-3)=7.259*104 Pr=Cp/=0.1856*103*0.39*10-3/0.134=5.4 i=0.023(/di)Re0.8Pr0.4=936.59W/ m2K Ki=1/(1/i+di/ 0d0+Rsi)=641 W/ m2K (2)ts=120tm=(80-50)/ln70/40=53.6 Q=WCCPC(t2-t1)=(4000/3600)*0.1856*103*(80-50)=61864W Q=KidiLtmL=11.5m (3) ts
11、=133 tm=( t2-50)/ln(133-50)/(133- t2) Q=KidiLtm= WCCPC(t2-t1) 641*0.05*11.5*( t2-50)/ln(133-50)/(133- t2)=(4000/3600)*0.1856*103*( t2-50) t2=84.5南京工业大学期末考试(A)卷课程: ?化工原理 ?(下册)班级: 姓名: 学号: 一选择题:正常操作下的逆流吸收塔,若因某种原因使液体量减少以致液气比小于原定的最小液气比时,下列哪些情况将发生( ) ()出塔液体浓度xb增加,回收率增加;()出塔气体浓度增加,但xb不变;()出塔气体浓度与出塔液体浓度均增加;
12、()在塔下部将发生解吸现象。在填料塔中用清水吸收混合气中3,当水泵发生故障上水量减少时,气相总传质单元数OG()()增加;()减少;()不变。 在吸收塔某处,气相主体浓度y=0.025 ,液相主体浓度x=0.01 ,气相传质分系数ky=2kmol/m2h,气相总传质系数Ky=1.5kmol/ m2h,则该处气液界面上气相浓度yi应为() ,平衡关系y=0.5X 。() 0.02 () 0.01 () 0.015 () 0.005 某精馏塔,精馏段理论板数为1层,提馏段理论板数为2层,现因设备改造,使精馏段理论板数增加,提馏段理论板数不变,且,F,等均不变,则此时:()()D增加,W不变()D增
13、加,W减小()D增加,W增加()D增加,W的变化视具体情况而定。连续精馏塔设计时,当采用塔顶全凝器,泡点回流方案时,为完成分离任务所需理论板数为T1。若采用塔顶分凝器,而回流比和前方案相同时,则完成同样分离任务所需理论板数为T2。比较:()()T2T1;()T2T1;()T2T1;()判断依据不足。( 1)绝热饱和温度tas是大量的循环水与进入的空气接触时最后达到的稳态温度,它等于循环水的温度。(2)湿球温度tw是湿球温度计所指示的平衡温度,但它并不等于湿纱布中水分的温度。对以上两种说法正确的判断是:( )。()两者都对;()两者都不对;()对不对;()对不对。对于一定干球温度的空气,当其相对
14、湿度愈低时,其湿球温度:( )。()愈高;()愈低;()不变;()不一定,与其它因素有关。(4)湿空气在预热过程中不变化的参数是( ) ()焓;( )相对湿度;()露点温度;( D )湿球温度。指出“相对湿度,绝热饱和温度、露点温度、湿球温度”中,哪一个参量与空气的温度无关( )。()相对湿度()湿球温度()露点温度()绝热饱和温度二 填空题:双膜理论的要点是: ();()。 物理吸收操作属于过程,是一组分通过另一静止组分的扩散。 当平衡线在所涉及的范围内是斜率为的直线时,则1/Ky=1/ky1/kx。气体吸收计算中表示设备(填料)效能高低的一个参量是,而表示传质任务难易程度的一个参量是。某精
15、馏塔在操作时,加料热状态由原来的饱和液体进料改为冷液进料,且保持,F,不变,则此时D,W,。(填写:增加,不变,减少)两组份的相对挥发度越小,则表示分离该物系越。二元溶液连续精馏计算中,进料热状态的变化将引起平衡线、操作线与线中哪几条线的变化?_ _ 已知在常压及25下水份在某湿物料与空气之间的平衡关系为:相对湿度=100%时,平衡含水量x*=0.02kg 水 kg 绝干料; 相对湿度 =40%时, 平衡含水量x*=0.007 kg 水 kg绝干料。现该物料含水量为0.23kg 水 kg 绝干料 , 令其与 25, =40%的空气接触 , 则该物料的自由含水量为kg 水 kg 绝干料 , 结合
16、水含量为kg 水 kg 绝干料 , 非结合水的含量为kg 水 kg 绝干料。三在常压逆流操作的填料塔内,用纯溶剂S 吸收混合气体中的可溶组分B 。入塔气体中B 的摩尔分率为0.03,要求吸收率为95% 。已知操作条件下的解吸因数(1/A) 为 0.8 ,物系服从亨利定律,与入塔气体成平衡的液相浓度为0.03 (摩尔分率) 。试计算:操作液气比为最小液气比的倍数;出塔液体的浓度;完成上述分离任务所需的气相总传质单元数NOG 。四常压操作连续精馏塔用以分离苯甲苯溶液,y1=0.72(摩尔分率,下同)的塔顶蒸汽经分凝器冷凝后液相作为塔顶回流液,气相经全冷凝器冷凝成塔顶产品,进料为100kmol/h ,进料浓度F= 0.44, 泡点进料, 塔顶与塔底产品D=W=50 kmol/h , 塔顶馏出液浓度D= 0.83,取相对挥发度 =2.5,塔釜液平均分子量取M = 91.4kg/kmol , 求:塔釜液浓度XW;操作回流比R;塔釜蒸发量 ;最小回流比min;F,XF y1 D,XD W,XW yD X0 五 在恒定干燥条件下进行干燥实验,已测得当,气体的质量流速 2.5kg/m2S,气体平行流过