化工原理2008-09上册试题[1].pdf

天津工业大学 2008 2009 第 2 学期 07 级 化工 材料 化工原理 上 期末试卷 A 班级 姓名 学号 成绩 题号 一 二 三 四 总分 满分 20 16 12 6 18 10 18 得分 阅卷人 答双语试题的同学 所有带 号题不做 一 单选题 每小题 1 分 总分 20 得分 1 造成流体流动时能量损失的根本原因是 A 管壁的粗糙度 B 流体的粘性 C 流体的流动状态 D 管子的长度 直径 2 如右图安装的压差计 当阀门缓慢打开时 压差计 两侧的汞面最终将 A 左低右高 B 左高右低 C 等高 D 无法确定 3 柏努利方程式中的 gz 项表示 的流体所具 有的位能 A 1m 3 B 1N C 1kg D 1mol 4 在完全湍流区 阻力平方区 粗糙管的摩擦系数 A 与光滑管一样 B 只取决于 Re C 取决于相对粗糙度 D 与粗糙度无关 5 离心泵的气蚀余量越小 其抗气蚀能力 A 越小 B 越大 C 不变 D 无法确定 6 流体在圆直管内做层流流动时 阻力损失 hf 与流速的 次方成正比 阀门 A 0 5 B 0 8 C 1 D 2 7 对于非圆形管 当量直径等于 的流通截面积除以润湿周边 A 四分之一 B 一半 C 二倍 D 四倍 8 因次分析过程不一定包括 A 因次一致原则 B 定理 C 析因实验 D 正交实验 9 转子流量计 A 是恒截面流量计 B 是恒压差流量计 C 是变压差流量计 D 可测量局部流速 10 离心泵的调节阀最好安装在 A 进口管路上 B 出口管路上 C 进口管路或出口管路上 D 可以装在管路中任意位置 11 下列因素中 会影响到往复泵压头 A 活塞往复次数 B 缸体容积 C 活塞行程 D 管路阻力 12 关于范宁公式的正确叙述是 A 不适用于垂直管路 B 不适用于水平管路 C 不适用于倾斜管路 D 无论管路是垂直 水平 倾斜 都适用 13 板框压滤机中 A 框和板都有两种不同的构造 B 板和框都只有一种构造 C 框有两种不同的构造 D 板有两种不同的构造 14 若过滤介质阻力忽略不计 滤饼不可压缩 现进行恒速过滤 当滤液量 增大一倍时 A 操作压差增大至原来的 倍 B 操作压差增大至原来的 2 倍 C 操作压差增大至原来的 4 倍 D 操作压差保持不变 15 过滤常数 K 与 无关 A 滤液的粘度 B 过滤面积 C 滤浆的浓度 D 滤饼的压缩性 16 在蒸汽 空气间壁换热器中 为强化传热 下列 在工程上最有效 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 在蒸汽一侧管壁上安装翅片 增加冷凝面积并及时导走冷凝液 17 物体各部分之间不发生相对位移 仅借分子 原子和自由电子等微观 粒子的热运动而引起的热量传递称为 A 热传导 B 热对流 C 对流传热 D 热辐射 18 在列管换热器中 用饱和蒸汽加热空气 下面两项判断是否合理 甲 传热管的壁温将接近加热蒸汽温度 乙 换热器总传热系数 K 将接近空气侧的对流传热系数 A 甲乙均合理 B 甲乙均无理 C 甲合理 乙无理 D 乙合理 甲无理 19 对流传热系数关联式中普兰特准数 Pr 是表示 的准数 A 物性影响 B 流动状态 C 对流传热 D 自然对流影响 20 等于 1 的物体称为黑体 A 吸收率 B 反射率 C 透过率 D 折射率 二 填空题 每空 1 分 总分 16 得分 1 水在一段圆形直管内由 A向 C 流 动 如图 若关小阀门 E 使流量减小 则以下各量的变化是 压强 PA 压强 PC 压强差 PB PC 增 大 减小 不变 2 某设备的表压强为 190kPa 则它的绝对压强为 kPa 另一设备的 真空度为 190mmHg 柱 则它的绝对压强为 kPa 当地大气压为 100kPa 3 水在长 20m 当量直径为 40mm 的中空环形空间中流动 若摩擦系 数为 0 02 流速为 4m s 阻力损失 hf 为 J kg 4 板框压滤机采用横穿洗涤法 洗涤水流经的平均路径为滤框厚度的 倍 而过滤终了时滤液所流经的平均路径为 倍滤框厚度 5 在过滤常数测定实验过程中 过滤开始时滤液出现浑浊现象 说明 对于饼层过滤 真正发挥拦截作用的是 6 在管径为 15mm 的管道外保温 保温层厚度为 20mm 若保温材料 导热系数 0 6W m 外表面对空气的对流传热系数 为10 W m 2 A B C E u 则临界直径为 mm 与裸管时相比 保温后热损失会 增加 减小 不变 7 在套管换热器实验中 用蒸汽加热空气 蒸汽在管外冷凝成同温度 的水 则逆流和并流时平均温差的大小相比 tm 逆 tm 并 8 两层平壁导热 当 t1 t2 大于 t2 t3 时 说明第一层导热热阻 第 二层的导热热阻 若两层的壁厚相同 则必然有 1 2 9 蒸汽冷凝方式有膜状冷凝和 冷凝两种 10 无相变对流传热过程中 热阻主要集中于 中 三 简答题 任选两题 每小题6分 总分 12 得分 1 已知泵的特性曲线为 H Q 见图 若某输水管路系统要求流量为 Q0 如图中所示 1 如果采用改变阀门开度来满足生产要求 特性曲线如 何变化 2 如果采用改变泵的转速来满足生产要求 特性曲线如何变 化 分别画出示意图 并加以说明 1 改变阀门开度 He Qe H Q A Q0 H M Q 2 改变泵的转速 Q0 He Qe H Q A H M Q 2 根据过滤基本方程式说明提高过滤速率的措施 最少写出三条 过滤基本方程式 3 影响对流传热的因素主要有哪些 Ve V r P A d dV s 1 2 四 计算题 总分 52 得分 1 6 分分 为测量腐蚀性液体贮槽中的存液量 采用图示的装置 测量 时通入压缩空气 向鼓泡观察瓶中缓慢地通入空气 在通气管上装有水银 U 形压差计 并测得其读数为 R 130mm 通气管距贮槽底面 h 20cm 贮 槽直径为 2m 液体密度为 1000kg m 3 试求贮槽内液体的贮存量为多少 m 3 R H h 压缩空气 观察瓶 贮槽 2 18 18 分 分 如图所示 用泵将水从贮槽送至敞口高位槽 两槽液面均 恒定不变 输送管路尺寸为 89 4 5mm 泵的出口管道上安装有压力表 压力表安装位置离贮槽的水面高度 H1 为 5m 当输水量为 36m 3 h 时 进水 管道全部阻力损失为 1 96J kg 出水管道全部阻力损失为 4 9J kg 压力表 读数为 2 452 10 5 Pa 泵的效率为 70 水的密度为 1000kg m 3 试求 1 泵所需的实际功率为多少 kW 2 两槽液面的高度差 H 为多少 H1 H 3 10 10 分 分 用一板框压滤机在 300kPa 的压强差下恒压过滤某悬浮液 已知过滤常数 K 7 5 10 5 m 2 s qe 0 012m 3 m 2 过滤时间为 0 5h 时 所得 滤液体积为 8m 3 设滤饼不可压缩 且滤饼与滤液的体积之比为 0 025 试 求 1 过滤面积 2 所得滤饼的体积 3 若板框过滤机每框的尺寸为 635 635mm 则至少需要多少个框才 能满足要求 每个框的厚度应为多少 mm 4 20 20 分 分 列管换热器由 100 根 25 2 5mm 的换热管组成 有效管 长为 3m 机油在管程流动 由 20 加热到 80 其流量为 5kg s 比热为 2000 J kg 温度为 110 的饱和水蒸气在壳程冷凝为相同温度的水 其 对流传热系数 0 10000 W m 2 忽略污垢热阻 管壁热阻和设备热损失 计算 1 总传热系数 K0 W m 2 2 管内机油的对流传热系数 i W m 2 3 若机油流量变为 10kg s 则其对流传热系数 i 为多少 物性视为 不变 Fill in the blanks 5 points 1 Three heat transfer mechanisms are convection and 2 A grey body at thermal equilibrium its emissivity is 0 65 its absorptivity is 3 Two heat transfer coefficients if h1 h2 the overall heat transfer coefficient U is close to 4 A fluid flows turbulently in a tube if the flow rate of fluid is increased its heat transfer coefficient h will be increased decreased unchanged Single choice 5 points 1 The flowing statements are correct 1 Radiation travels in straight lines 2 Radiation can travel through a vacuum 3 Radiation requires particles to travel 4 Radiation travels at the speed of light A 1 2 3 B 1 3 4 C 1 2 4 D 1 2 3 4 2 In figure 1 thickness of three layers are equal and the temperature of each layer is marked The sequence of three thermal conductivities k1 k2 and k3 is Figure 1 A k1 k2 k3 B k1 k2 k1 k3 D k2 k3 k1 3 number is related to the heat transfer coefficient A Grashof B Reynolds C Prandtl D Nusselt 4 The Dittus Boelter equation is Nu CRemPrn when fluid is heated n A 0 3 B 0 4 C 0 4 D 0 3 5 In curve of boiling liquid Figure 2 Line CD represents Figure 2 A Transition boiling B Nucleation boiling C Film boiling D Natural convection Calculations 1 In a double tube heat exchanger hot fluid is cooled from 80 to 60 and cold fluid is heated from 25 to 50 Please calculate the LMTD logarithmic mean temperature difference 1 Two fluids are countercurrent flow 5 points 2 Two fluids are parrallel flow 5 points 2 A low viscosity fluid pass through a pipe with inside diameter 80 mm the heat transfer coefficient of fluid and pipe is 200 W m 2 The Re number of fluid is Re 1 8 10 5 1 If the flow rate of fluid is doubled