化工原理(I)考试样题解.doc

化工原理（I）考试样题解（适用于材料学院、生命学院、理学院、机电学院、信息学院的学生）班级： 学号： 姓名： 成绩： 一、填空（40分）1绝压为154kPa，温度为210C的空气，其密度= 1.82 kg/m3。2表压强与绝对压强的换算关系为： 表压强 绝对压强 大气压强。3柏努利方程式中u2/2的单位是 J/kg ，它的物理意义是 单位质量流体具有的动能 ；u2/2g的单位是 m ，其物理意义是 单位重量流体具有的动能 ；u2/2的单位是 Pa ，其物理意义是 单位体积流体具有的动能 。4. 流体在圆形直管内层流流动，若管径不变，而流量增加一倍，则能量损失变为原来的 2 倍；若为完全湍流，则能量损失变为原来的 4 倍。5流体在管内流动时，从总体上说，随着流速的增加，摩擦系数（减小）；而当流动进入阻力平方区时，随着流速的增加，摩擦系数（基本不变）。6采用量纲分析法的目的是减少实验工作量 和 使实验结果便于推广 。7. 转子流量计的主要特点为恒 压差 ，变 环隙截面 。8.当流体在管内流动时，如要测取管截面上流体的速度分布，应选用 皮托管 测量。9 当离心泵高于被输送的流体所在贮槽液面安装时，则启动前需要（灌泵 ），否则会产生（ 气缚 ）现象；如果安装高度过高，则有可能产生（汽蚀 ）现象。10. 离心泵的工作点是 泵特性曲线 和 管路特性曲线 曲线的交点。用出口阀门调节流量的实质是 改变管路特性曲线以便获得新的工作点 。11. 传热的三种基本方式是：_热传导_、_对流_、_热辐射_。12. 多层壁定态热传导时，各层的温度降与各相应层的热阻 成正比 。13在多层圆筒壁稳定热传导中，由内层向外层通过各等温面的传热速率（Q） 相等 、热流密度（q=Q/A） 随着r的增大而减小（不相等） 。圆管或圆筒形设备外的保温层若采用多层保温材料，则应将导热系数 小 的材料放在里层。14.圆筒设备外包有导热系数不同的两层保温材料，为增加保温效果，应将热导率 小 的保温材料放在里层。15某套管换热器环隙内为饱和水蒸气冷凝加热管内的空气，此时k值接近于 空气 侧流体的值，壁温接近 蒸汽 侧流体的温度。若要提高k值。应设法提高 空气 侧流体的湍动程度。16.间壁两侧冷、热流体的温度分布如图所示，则对流传热系数1 EB，则其黑度值A B。19. 列管式换热器消除热应力的方式有：在外壳上安装（膨胀节）、采用（U形管）结构和（浮头式）结构。二、（10分）如图所示，常温水槽下连有一水平输水管。水管规格为573.5mm，当阀门A全闭时，压力表B读数为0. 3atm。而阀门开启至某一开度时，压力表B读数降为0. 2atm，设由储槽面到压力表处总压头损失为0. 5m，求在管内水的流量？。解：如图取0-0与 面列柏努利方程 （1）或： （2） 当阀门全关时：PB=gz1 Z1=PB/g=0.31.013105/(9.811000)=3.1m u2=V=0.785d2u=0.7850.053.242=6.3610-3m3/s=22.9m3/h三、（20分）如图所示，用离心泵将常温水由水池送往一密闭高位槽中，与高位槽相连通的U型压差计以水为指示液，压差计的读数为。已知两液面高度差为，所有管子规格均为，全部管路能量损失为（未包括管道进、出口能量损失），为管内水的平均流速。如果管内水的流量为，请计算：（1）管内水的平均流速并判断流动的类型；（2）离心泵所需的轴功率（已知泵的效率为）（3）如果离心泵的入口处装有一个真空表，请分析管内水的流量增大时，真空表的读数如何变化。（给出分析过程）（计算中取水的密度，水的粘度10-3Pa.s）解：（1） 湍流（2）如图所示，在1-1和2-2截面间列方程以1-1截面为基准，则： （） （3）如图所示，在1-1和真空表所在的截面(3-3)列方程以1-1截面为基准，则： 因为，而 流量增大，增大；故四、（10分）有一稳定导热的平壁炉墙，墙厚240mm，热导率l=0.2W/m.K，若炉墙外壁温度为，在距外壁100mm处的温度为，试求炉内壁温度。解： 五、（20分）有一套管式换热器，内管尺寸为，外管尺寸为。内管中空气被加热，空气进口温度为，出口温度为，空气流量为。环隙中为的饱和水蒸汽冷凝，冷凝的对流传热膜系数，管壁热阻及两侧的污垢热阻均忽略不计，也不计热损失。又已知空