化工原理历年试卷

1河北理工大学 20062007 学年第一学期化工原理 A-1 试卷 A题号 一 二 三 四 五 总分得分得分 评卷人一、填空题（每题 2 分，共 20 分）1、用 U 形管压差计测量管路上两点间的压强差，指示液为水，密度为1000kg/m3，读数为 12mm。为放大读数，改用微差压差计（如下图所示） ，指示液 A 的密度为 920 kg/m3，指示液 C 的度为 850 kg/m3，则读数 R 可扩大到原来的 倍。2、圆形直管内，Vs 一定，若将 d 减少一半，则层流时 hf 是原值的 倍，高度湍流时，h f 是原值的 倍（忽略管壁相对粗糙度的影响） 。3、并联管路 A 和 B，管长相同，管径分别为 dA 50mm，d B25mm。已知流体在管道 A 中呈滞流流动，则可确定通过 A、B 管道的流量之比 VA/VB 为 。4、流体在 区流动时，相对粗糙度 d/对摩擦系数 的影响最大。5、离心泵与往复泵在流量调节方面的不同之处在于：离心泵用 调节流量；往复泵用 调节流量。6、在列管换热器中用饱和蒸汽加热空气，换热管的壁温将接近 2，换热器的总传热系数 K 将接近 。7、用饱和蒸汽加热水，经过一定时间后，发现传热的阻力迅速增大，这可能是由 或 引起的。8、有一 25mm2mm 的蒸汽管道，管内饱和蒸汽温度为 130，管外包有一层.0W/(m.) 的保温层，保温层外面是 30的大气，若给热系数为1W/(m2.)，则保温层的临界直径为 mm。9、设置隔热挡板是 辐射散热的有效方法，挡板的黑度越 ，辐射散热量越小。 10、在降尘室内，粒径为 60 微米的颗粒理论上能全部除去，则粒径为 42 微米的颗粒能被除去的百分率为 。 （沉降在滞流区）得分 评卷人二、选择题（每题 2 分，共 24 分）1 2 3 4 5 67 8 9 10 11 121、如下图所示的开口容器内盛有高度为 h1 的油和高度为 h2 的水，右侧管中水面高度为 h，则处于同一水平面上的 B 与 B点之间的压强大小之间的关系为（ ） 。A. Bp B. Bp C. D. 无法比较32、定态流体在圆管内作层流流动时，下列各式中不正确的是（ ） 。A. druB. 2max1RruC. max21D. ax8.03、流体在圆形直管内流动时，若流动已进入完全湍流区，则摩擦系数 与 Re的关系为（ ） 。A. 随 Re 增加， 增加 B. 随 Re 增加， 减小C. 随 Re 增加， 基本不变 D. 随 Re 增加， 先增加后减小4、如下图所示，用管子从液面恒定的高位槽中放水，水管有两个出口，各管段的直径相同，两支管的出口与贮槽液面之间的垂直距离相等。设两支管中的摩擦系数相等，即 BA。则两阀全开时，A、B 两管中的流量之间的关系为（ ） 。 A. BAV B. BAV C. BA D. 两者之间关系无法确定5、当流量一定而且流动进入阻力平方区时，离心泵的最小汽蚀余量决定于（ ） 。A. 泵的结构尺寸 B. 泵的结构尺寸和供液处压强的大小C. 泵的结构尺寸，被输送液体的性质D. 供液处压强的大小和被输送液体的性质6、假定在滤浆和滤渣中，液相与固相各自所占的体积分别与其单独存在时的体积相同，且滤液中不含固相，则获得 1m3 滤液所生成的滤渣体积 v 与固相在滤浆及滤渣中所占的体积分率 e、e s 之间的关系式为（ ） 。A. evsB. vsC. sevD. evs47、某板框过滤机，在一恒定的操作压差下过滤某水悬浮液。经 2h 后，滤渣刚好充满滤框，并得滤液 15m3。它第一个小时滤出滤液（ ）m 3。 （过滤介质阻力略而不计）A. 7.5 B. 10 C. 15/ 2 D. 无法计算8、某长、宽、高分别为 L、b 和 H 的降尘室，可将流量 Vm3/s 的含尘气流中直径为 d 的粒子全部沉降下来。今欲将 2Vm3/s 的相同含尘气流进行同样效果的除尘，在保持其他尺寸不变的情况下，可按如下（ ）方式来改造设备。A. 将 H 增加 1 倍 B. 将 H 增加 1/2 倍C. 将 L 增加 1 倍 D. 将 L 增加 1/2 倍9、若含尘气流的温度升高，其他操作条件不变，则旋风分离器的临界粒径（ ） 。A. 减小 B. 增大 C. 不变 D. 不确定10、在两灰体间进行辐射传热，两灰体的温度差为 50，现因某种原因，两者的温度各升高 100，则此时的辐射传热量与原来的相比，应该（ ） 。A. 增大 B. 变小 C. 不变 D. 不确定11、一红砖平面墙厚度为 500mm，一面温度为 200，另一面温度为 30，红砖的导热系数 0.57W/(m. )，则距离高温面墙内 350mm 处的温度为（ ）。A. 101 B. 81 C. 83 D. 8712、在蒸汽空气间壁换热过程中，为强化传热，下列方案中在工程上最有效的是（ ） 。A. 提高空气流速 B. 提高蒸汽流速C. 采用过热蒸汽以提高蒸汽流速D. 在蒸汽一侧管壁上装翅片，增加冷凝面积并及时倒走冷凝液得分 评卷人三、计算题（共 22 分）采如图所示的输送系统，将水池中的清水（密度为 1000kg/m3）输送到密闭5高位槽中。离心泵的特性方程为 2410.7QH（H 的单位为 m，Q 的单位为 m3/s） ，当压力表的读数为 100kPa 时，输水量为 10L/s，此时管内流动已进入阻力平方区。求：（1）管路的特性方程。 （10 分）若管路和阀门开度不变，当压力表读数为 80kPa 时，再求：（2）管路的特性方程；（3 分）（3）输水体积流量；（4 分）（4）离心泵的有效功率。 （5 分）得分 评卷人四、计算题（共 13 分）拟用 810mm810mm 的板框压滤机过滤某种水悬浮液，在 147.2kPa 的恒压差下，过滤常数 /sm1073.225K，滤饼不可压缩，过滤介质阻力可忽略不计。每 m3 滤液可得滤饼体积 0.04 m3，试求：（1）欲在 1h 时得滤饼 0.4 m3，所需的滤框数和框的厚度；（ 8 分）（2）欲使过滤机在生产能力最大（即过滤时间为 45min） ，操作压强需提高至多少 kPa？已知每批操作的洗涤时间和辅助时间约 45min。 （5 分）得分 评卷人五、计算题（共 21 分）有一单程列管换热器，传热面积为 4m2，由 m5.的管子组成。用初温为 25的水将机油由 200冷却至 100，水走管内，油走管间。已知水6和机油的质量流量分别为 1200 kg/h 和 1400 kg/h，其比热容分别为 4.2 kJ/(kg.)和 2.0 kJ/(kg.)；水侧和油侧的对流传热系数分别为 1800 W/(m2.)和 200 W/(m2.)。两流体呈逆流流动，忽略管壁和污垢热阻，忽略热损失。（1）校核该换热器是否合用？（12 分）（2）如不合用，采用什么措施可在原换热器上完成上述传热任务？计算之。（假设传热系数及水的比热容不变。 ） （9 分）20062007 学年第一学期化工原理 A-1 试卷 A 标准答案及评分标准制定教师： 樊丽华 审核人： 梁英华 制定时间： 2007.1.4 一、 填空题（每题 2 分，共 20 分） （一题多空的每空的分数平均分配）1、14.32、16，323、164、湍流5、出口阀，旁路（支路）6、加热蒸汽温度，空气侧的对流传热系数7、冷凝水未排出，不凝气未排出8、1609、阻止，低10、49二、选择题（每题 2 分，共 24 分）1 2 3 4 5 6A D C A A B7 8 9 10 11 12C C B A B A三、计算题（共 22 分）解：（1）管路的特性方程：取贮槽液面为 1-1 截面，高位槽液面为 2-2 截面，在两截面之间列柏努利方程，取贮槽液面为基准水平面， （1 分）7fe HgpuzHgpuz 22121 （3 分）已知： ,01zm2， 021u， 1p， kPa02（表压）所以，当压力表读数为 100kPa 时管路的特性方程为：2232 .81.90eeee BQBQgpZH（1） （3 分）离心泵的特性曲线： 24.7 （2）联立（1） 、 （2） ，并将 sL/10代入，得：224 )01.(.).(.70BHe解得： 52/8msB （2 分）则当压力表读数为 100kPa 时管路特性方程为： 25108.2eeQH（3） （1 分）（2）当压力表读数为 80kPa 时，由于流动在阻力平方区，故（3）式中 B 值不变，而常数将有所减小，则：mK15.8.91083（2 分）于是： 25.ee QH （4） （1 分）（3）输水体积流量：联立泵的特性方程及式（4） ，可求得输水体积流量，即： 2524108.10.7ee QQ （3 分）解得： sme/5.132 （1 分）8（4）离心泵的有效功率：mQHee 28.310.744 （2 分）gNe （2 分）W32581.9015.28.3 （1 分）四、计算题（共 13 分）解：（1）框数和框厚根据滤液体积用恒压过滤方程计算过滤面积，进而确定框数。由滤饼的体积计算框厚。3104./mvVe （1 分）由于忽略介质阻力，恒压过滤方程简化为：2KA （2 分）即： 25236017.0解得： 29m （1 分）又 nA81.0 （1 分）则：n24.31，取 n25 个 （1 分）所需滤框厚度为： mb024.)81.25/(4.0，实取框厚 25mm （2分）（2）操作压强实际过滤面积为： 2281.3581.0A （1 分）最佳工况时的过滤时间为 45min，则：922604581.30K/sm2 K （2 分）kPa5.18.471073.25 p（2 分）五、计算题（共 21 分）解：（1）校核该换热器是否合用：机油放出的热量为：kJ/h280)10(.214)(21 TcWQph （2 分）冷却水的出口温度为：6.802.412512 pct （2 分）平均温度差为：5.925106.8ln.2ln121 tTtm （2 分）总传热系数为：6idKW/(m2.) （3 分）所需的传热面积为：230 46.59.1736028mtKQSm 需（3 分）即换热器不适用。（2）采取的措施：10（在 Q 及 K0 一定的前提下，若增大冷却水用量，先从热量衡算方程看：t必减小，而 t1 不变，则冷却水出口温度 t2 下降；再从传热速率方程看：m必增加，使 S0 下降，从而使原换热器面积够用。 ）所以采取的措施为增大冷却水用量。 （2 分）因 Q 一定，K 0 不变，