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1、优秀学习资料欢迎下载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 : 20XX年 11 月日 ( 第 13 周 星期 日 ) 【一】 、填空题: 15 分(1 15) 1.现场真空表的读数为8 104 Pa,该处的绝压为2104Pa (当时当地大气压为1 105 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)为原来的_4_倍,转子流量计的环隙通道面积为原来的_2
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 ,qV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5210402.0qq(的单位为 s) ,则 K 为 4 10-5 m2/s,qe为 0.01 m3/ m2,e为2.5 s。6.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, 热流体从 100被冷却到70,则并流时的 tm=_43.28_。
3、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。A A 、B B 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DA p1p2 B p1p2 C p1=p2 D 无法比较精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 6 页优秀学习资料欢迎下载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qv2
4、, Pe1Pe2D. qvlqv2,Pe1Pe2 5.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、ut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_。A7.07m3/h 3.54m3/h 10m3/h 2.5 m3/h 8.一台工作着的列管式换热器,已知冷流体一侧的对流传热系数1为 5
5、0W/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1B. 设法增大2C. 同时增大1和 2D. 设法增大19.一定流量的液体在一25 2.5 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 一19 2 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 , 则第一层的热阻R1和第二、三两层热阻R2
6、、R3的关系为 _B_。AR1(R2+R3) R1=(R2+R3) R1(R2+R3) R1=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gp哪个大?为什么?(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)精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 6 页优秀学习资料欢迎下载gugpZAAA22=gugpZBBB22其中ZA=ZB (2
7、 分)又因为已知流体作稳态流动,即遵循连续性方程uAAA=uBAB;而从附图中很明显得知流通截面积AAAB, 故uAuB, 即uA2/2guB2/2g所以:gpgpBA.(1 分)(2)从( 1)的分析可知:uAAA=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
8、使用过程中采取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)精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 6 页优秀学习资料欢迎下载四】 、 (20 分)用一台离心泵将水池中的水( 密度为
9、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1084 mm 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2
10、VBqAH, 求泵的特性曲线方程。解: (1)242.51.50m/s36000.785 1u(2 分) 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:. 221110005001 9.810.02510000.12225()25puupkPakPa表压即真空度为(4 分) (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:259 1000501501.5(24.3 1 0.3)0.02536.74m41000 9.810.12 9.811000 9.81 36.74 42.5/ 36006.08kW (20.7 1000VaHgHqP( 分)分
11、)(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:222()501500.7850.1256.010.0250.129.8131.010.003191VeVqHq(4 分)(4)塔顶表压为98.1kPa 时,2351.14m/s36000.785 1u(1 分)1m 0.3m 24.3m 0 0 1 1 2 2 3 3 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 6 页优秀学习资料欢迎下载此时2235()50 1500.785 0.125100.0250.12 9.8138.9eHm(1 分)22238.93
12、536.7442.543.450.00371643.450.003716VABABABHq(1 分)(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20
13、.810.812 1013.12mA(1 分)根据恒压过滤速率方程:V2+2VVe=KA2(2 分)将 =10min, V=1.31m3; =20min,V=1.905m3代入上式(1 分)解出 : K=2.01 10-5m2/s Ve=0.1376m3(1 分)(2) 滤框充满时所得滤饼体积:V 饼 =0.812 0.042 10=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=min40601001.212.131376.0756.22756.2522(1 分)(3) 生产能力32.756m2
14、.362h(4030) / 60WVQ(2 分)精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 6 页优秀学习资料欢迎下载【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25 2.5mm 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)
15、,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211666.7W/(mK)112510000250020OK(4 分) (2) 2967.52025.04159.338mAo(2 分) mOOmtAKttCpqQ)(1222(2 分) ttttQ1.2811020110ln20967.510007.1666)20(9.390003.02222(3 分) (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=2500 1.26670.8= 3020.4 W/(m2K) (2 分) 212359W/(mK)1125100003020.420OK(2 分) 230 3.4159 0.025 24.712moA(2 分) ttttQtAKttCpqQmOOm2911020110ln20712. 410002359)20(9 .390003.0)(22221222(3 分)精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 6 页