化工原理上册试题5

考试过程中不得将试卷拆开 第 1 页（共4页）

广西大学课程考试试卷 （ —— 学年度第 学期） 课程名称：化工原理 试卷类型：（A 、B ） 命题教师签名： 教研室主任签名： 主管院长签名： 一、 填空题（共25分） 1.（3分）过滤速率的定义是_________________

__________ ，在恒压过滤时，过滤速率将随操作的进行而逐渐变__________ 。 2. （4分）某流体在圆形直管中作滞流流动时，其速度分布是 型曲线，其管中心最大流速为平均流速的 倍。 3.（3分） 当离心泵出口阀门开大时，流量 ，泵出口压力 。(变大,变小,不变) 4. ( 3分) 离心泵的流量调节阀安装在离心泵 （进或出）口管路上，关小出口阀门后，真空表的读数变 ，压力表的读数变 。 5. （4分）厚度不同的三种材料构成三层平壁,各层接触良好,已知 b 1 >b 2 >b 3；导热系数λ 1 <λ 2 <λ 3 。在稳定传热过程中，各层的热阻R 1______R 2______R 3；各层导热速率Q 1___Q 2___Q 3。

装

订

线（答题不

得超

过此

线）

6.( 4分) 牛顿冷却定律的表达式为____ _____，给热系数α的单位是__ _____。

7. （4分）蒸发操作中所指的生蒸汽是指__________________ ___；二次蒸汽是指_____________ ______。

二、选择题（每题3分，共18分）

1. u2 / 2的物理意义是表示流动系统某截面处（）流体具有的动能。

A. 1kg

B. 1N

C. 1m

2．因次分析法的目的在于：

A)得到各变量间的确切定量关系；

B)得到各无因次数群的确切定量关系；

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。

3. 某同学进行离心泵特性曲线测定实验，启动泵后，出水管不出水，泵进口处真空计指示真空度很高，他对故障原因作出了正确判断，排除了故障，你认为以下可能的原因中，哪一个是真正的原因( )

A. 水温太高

B. 真空计坏了

C. 吸入管路堵塞

D. 排出管路堵塞

4. 要使微粒从气流中除去的条件，必须使微粒在降尘室内的停留时间（）微粒的沉降时间。

A. ≥；

B. ≤；

C. ＜；

D. ＞

5. 流体与固体壁面间的对流传热，当热量通过滞流内层时，主要是以（）方式进行的。

A. 热传导

B. 对流传热

C. 热辐射

6. 蒸汽冷凝时，膜状冷凝的α( )滴状冷凝的α。

A. 等于

B. 大于

C. 小于

二、简答题（7分）

当间壁两侧流体稳定变温传热时，工程上为何常采用逆流操作？简要定性分析主要原因。

三、计算题（共50分）

1. （18分）某水泵的吸入口与水池液面的垂直距离为3m，吸入管直径为50mm的水煤气管，摩擦系数λ=0.029，管下端装有一带滤水网的底阀ζ1=10，泵吸入口附近装一真空表。底阀至真空表间的直管长8m，其间有一个90度的标准弯头，局部阻力系数ζ=0.75。

2

(1)试估计当泵的吸水量为20 m3/h、操作温度为20℃时真空表的读数为多少？

(2)

2．（14分）某离心泵的必需汽蚀余量为3.5m，今在海拔1000m的高原上使用。已知吸入管路的全部阻力损失为3J/N。今拟将该泵装在水源之上3m处，试问此泵能否正常操作？该地大气压为90kPa，夏季的水温为20℃，饱和蒸汽压为2338.43Pa。

3.（18分） 90℃的正丁醇，在逆流换热器中被冷却到50℃，换热器的换热面积为6m2，传热系数K=230W/m2.℃，正丁醇的流量为1930kg/h。冷却介质为18℃水，热损失可以忽略。

求：A）冷却水出口温度；

B) 冷却水消耗量。

70℃正丁醇Cp=2.98kJ/kg.℃，水Cp=4.187 kJ/kg.℃。

化工原理（上）试卷5答案及评分细则

四、 填空题（共25分）

1. （3分） 单位时间内通过单位面积的滤液体积 变慢

2. （4分） 抛物线，2

3. （3分） 变大 降低

4. （3分） 出口 减小 增大

5. （4分） R 1 > R 2 > R 3 Q 1= Q 2= Q 3

6. ( 4分) q=αA △t ｗ.m .K

7. （4分） 作热源用的加热蒸汽；气化出来的水蒸汽。

五、 选择题（每题3分，共18分）

1. A

2． C 3. C 4. A 5. A 6. C

六、 简答题（7分）

1. 当间壁两侧流体稳定变温传热时，工程上为何常采用逆流操作？简要定性分析主要原因。 答：

因为逆流操作有较高的经济效益。主要原因可由以下两方面分析：

（1）当T 1、T 2、t 1、t 2四个温度一定时，逆流操作的△t m 比其它流向大。根据：Q=KA △t m ，当K 、A 一定时，△t m ↑则Q ↑，对现有的换热器来说，可提高生产能力。当Q 、K 一定时，△t m ↑则A ↓，对生产能力要求一定时，新设计制造换热器由于A 较小，设备尺寸可减小，节省投资费。

（2）一般逆流操作的正常操作费比其它流向要少。逆流操作时，载热体用量比其它流向的要小，降低能耗，提高了经济效益。

七、 计算题（共50分）

1. （18分）

（1） 以水面和真空表处列柏努利方程

P 1/ρ+gZ 1+u 12/2=P 2/ρ+gZ 2+u 22/2+h f ----------2分

P 1=P a ，Z 1=0，Z 2=H=3m, u 1=0

故 P(真)=P a -P 2=(Hg+u 22/2+h f )ρ ----------3分

u 2=q v /(0.785d 2)=20/(3600*0.785*0.052)=2.83m/s ----------1分

h f =(λl/d+Σζ)u 22/2=(0.029*8/0.05+10+0.75)*2.832/2=61.6kJ/kg

----------3分

P(真)=(3*9.81+2.832/2+61.6)*1000=9.5*104Pa ----------2分

（2） P(真)=P a -P 2=(Hg+u 22/2+h f )ρ可知：--------4分

当流量增加，流速增加，阻力损失增加，故真空度增大，真空表读数增大。 -----------3分

2．（14分）

[Hg]=P o /(ρg)-P v /(ρg)- ΣH f -[(NPSH)r +0.5] --------5分

=90*103/(1000*9.81)-2338.43/(1000*9.81)-3-(3.5+0.5)

=1.93m --------4分

1.93m<3m=Hg所以，不能正常操作，会发生汽蚀现象。--------5分3.（18分）

Q=q

mh .C

ph

.(T

1

-T

2

)

=(1930/3600)*2.98*1000*(90-50)

=63900W --------5分

Δt m=Q/KA=6.39*10000/(230*6)=46.3℃--------4分

Δt m=((T1-t2)+(T2-t1))/2

=((90-t2)+(50-18))/2=46.3℃

所以，t2=29.4℃--------4分

冷却水消耗量q mc=Q/(C pc(t2-t1))

=6.39*10000/(4.18*10000*(29.4-18))=1.34kg/s=4800kg/h --------5分由于两端温差分别为60.6和32，故平均温度差采用算术平均是可以接受的。