郑州大学2005至2006学年第一学期化工原理I期末考试试题B.doc

郑州大学2005至2006学年第一学期化工原理I期末考试试题B2005-2006学年第一学期化工原理（I）课程试题（B卷）题号一二三四五六七总分分数合分人：复查人：一、填空题：（每空1分，共23分）分数评卷人1、因次分析法的依据是。2、右图示为某塔设备的液封装置，进塔气体压力为80mmHg（表压），为保证正常操作，水封高度h=。3、某流体在直管中作层流流动，在流速不变的情况下，管长、管径同时增加一倍，其阻力损失为原来的倍。4、当喉径与孔径相同时，文丘里流量计的孔流系数Cv比孔板流量计的孔流系数Co，文丘里流量计的能量损失比孔板流量计的（大、小）。5、离心泵的工作点是曲线与曲线的交点。6、为除去液体中混杂的固体颗粒，在化工生产中可以采用、等方法（列举三种方法）。7、间歇过滤机的生产能力可写为QV/t，t表示一个操作循环所需的，t等于一个操作循环中，、和项之和。8、大容积的饱和沸腾传热可分为、和三个阶段，而工业生产中常在阶段操作。9、管内湍流传热，流体内温度梯度最大的部分是在，原因是。10、采用多效蒸发器所获得的高的蒸汽经济性是以为代价，因为、。二、选择题：（每题2分，共16分）分数评卷人1、在完全湍流（阻力平方区）时，粗糙管的摩擦系数数值（）。A与光滑管一样B只取决于ReC只取决于相对粗糙度D与粗糙度无关2、一敞口容器，底部有一进水管（如图示）。容器内水面保持恒定，管内水流动的速度头为0.5 m水柱。水由水管进入容器，则2点的表压p2=（）水柱。A2.0mB1.5mC1.0mD0.75m3、离心泵的调节阀开大时，则（）。吸入管路的阻力损失不变泵出口的压强减小泵入口处真空度减小泵工作点的扬程升高4、床层的平均空隙率与床层的平均自由截面积在以下条件下相等（）。颗粒粒度均匀沿整个横截面上自由截面均匀沿整个床层高度各截面的自由截面均匀颗粒的比表面积均匀5、提高回转真空过滤机的转速，其他条件都保持不变时，过滤机的生产能力（）。A提高B降低C不变D不一定6、100时铜的导热系数为（），18时钢的导热系数近似为（），20时空气的导热系数近似为（），20水的导热系数近似为（）。A45W/（mK）B0.026W/（mK）C377W/（mK）D0.6W/（mK）7、在空气与蒸汽间壁换热过程中采取（）方法来提高传热速率比较合理。A提高蒸汽流速B采用过热蒸汽以提高蒸汽的温度C提高空气流速D将蒸汽流速和空气流速都提高8、为了减少室外设备的热损失，保温层外所包的一层金属皮应该是（）。A表面光滑，颜色较浅B表面粗糙，颜色较深C表面粗糙，颜色较浅三、计算题：（每题分数见题后，共61分）分数评卷人1、如图所示，水通过倾斜变径管段（A-B），dA=100mm，dB=240mm，水流量为2m3/min，在截面A与B处接一U形水银压差计，其读数R=20mm，A、B两点间的垂直高度差为h=0.3m。试求：（1）A、B两点的压差等于多少Pa？（2）A、B管段阻力损失为多少mmHg？（3）若管路水平放置，而流量不变，计算U形水银压差计读数及A、B两点压差的变化。（22分）2、用降尘室除去气体中的球形尘粒。降尘室底面积为40m2，气体的处理量为3000m3/h，固体的密度为3000kg/m3，操作条件下的气体密度为1.06 kg/m3，粘度为210-5Pas。试求：理论上能完全除去的最小颗粒直径。（10分）3、某悬浮液在一台过滤面积为0.4m2的板框过滤机中进行恒压过滤，2h后得滤液35m3，若过滤介质阻力忽略不计，求：（1）其他情况不变，过滤1.5h所得的滤液量为多少?（2）其他情况不变，过滤2h后用4m3水对滤饼进行洗涤，洗涤所需时间为多少?（11分）4、有一504.5mm的钢管，管内通225饱和水蒸气，为了减少热损失，管外包一层厚度为50mm，导热系数为0.1W/（mK）的石棉，置于温度为25的环境中，已知管内蒸汽冷凝对流给热系数为104W/（m2K），保温层外壁对周围空气对流给热系数为10W/（m2K），钢管导热系数为40W/（mK），225饱和水蒸气的汽化潜热为1880kJ/kg，试求：（1）估计钢管壁温；（2）计算保温层外壁温度；（3）计算每米管长每小时蒸汽冷凝量kg/（mh）。（18分）20052006化工原理（I）期末试卷B卷答案一、填空题：（每空1分，共24分）1、（物理方程具有的）因此一致性2、1.09 m3、0.54、大，小5、泵特性，管路特性6、过滤、重力沉降、离心沉降7、（总）时间，过滤时间、洗涤时间、整理（辅助）时间8、表面汽化、核状沸腾、膜状沸腾，核状沸腾9、层流底层，其中传热方式是热传导，而液体的导热系数较低，则其热阻远大于其他部分10、降低蒸发器生产强度，多效蒸发时的温度差损失比单效时要大、每效传热温差小二、选择题：（1题2分，共16分）1、C2、C3、B4、C5、A6、C、A、B、D7、C8、A三、计算题1、（22分）解：（1）取3-3为等压面，p3=p3且p3=pArgh1p3=pB+rg（h2R）+rigR则pArgh1=pB+rg（h2R）+rigRpApB=rg(h2-h1-R)rigR=9.81103(0.3-0.02)+136009.810.02=5420 Pa7分（2）在1-1和2-2之间列柏努利方程（1）3分其中：z2-z1=0.3m，u1=0，p1=0，p2=3104Pa，u2=0m/sm/s4分3分1分（3）当管路水平放置时，由于U形管读数R反映的是AB的阻力损失和动能的下降，与管子的放置方式无关，则R不变，R20mm但由式（1）得，SHf不随摆放位置而变，而z2=0，pA-pB则下降4分2、（10分）解：因降尘室3分设沉降处于Stokes区，则4分则故假设成立则3分3、（11分）解：由恒压过滤方程V122VVe=KA21且Ve=0即352=KA22KA2= 612.5m6/h4分（1）则(V2)2= 612.51.5得V2= 30.3 m33分（2）4分4、（18分）解：（1）因1104W/m2K，210W/m2K，故12故壁温接近于大一侧的流体温度，则Tw2253分（2）tm=225-25=2002分2分且3分定态导热,各层传热速率相等,4分（3）4分20052006化工原理（I）期末试卷A卷答案一、填空题：（每空1分，共18分）1、1.6m，0.4m2、增大，减小3、0.25，24、不变，不变，增大5、1，16、最大，最小7、28、9、溶质的存在，静压强，管路流动阻力二、选择题：（每题2分，共16分）1、C2、B3、D4、C，A5、B6、B7、C8、B三、计算题：1、解：（1）在1-1和2-2之间列柏努利方程3分其中：z1=0，z2=10m，u1=0，p1=0，p2=3104Pa，u2=0m/s2分3分2分3分3分（2）3分（3）在0-0和1-1之间列柏努利方程其中：z1=0，z0=2m，u0=2.48m/s，p1=05分2、解：（1）由恒压过滤方程V122VVe=KA21且Ve=0即22=KA21KA2= 4 m6/h4分则(V2)2= 42得V2= 2.83 m32分（2）过滤1小时后，压差提高一倍由Kp得KA2= (2p/p)KA2= 24= 8 m6/h3分则(V)2-V2=KA2( -)即(V)2-22= 8（21）V = 3.46 m33分