化工基础期中试题07(答案).doc

* * * * * * * * * * * 学 号： 姓 名： * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 学 院： 专业年级： * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 课程考试试题纸课程名称： 化工基础 期中试卷考试方式： （闭卷）印刷份数： 96 学 院： 化学化工学院 任课教师：杨世芳 专业年级： 2008应化 题号一二三四五六七八总分阅卷教师得分得分一、 填空（每空1 分 共20分）1 在静止的液体中，液体任一点的压力与液体的 液面压强 和 液面高度 有关。2 在圆形直管中流动的流体，可通过Re准数判断其流动型态，当Re4000时为 湍流 ，当Re2000时为 层流 。3 流动边界层的含义是指 在壁面附近存在较大速度梯度的流体层 。4离心泵的性能曲线有三条： 扬程曲线 、 效率曲线 、 功率曲线 。5一般情况下，温度升高，气体的粘度_增大_， 液体的粘度_减小_。6 在对流传热中，按其产生的原因，可分为_强制_对流与_自然_对流。7 流体在圆形直管内强制湍流情况下的对流传热系数与 成正比，与 成反比。8由对流传热机理分析可知，对流传热系数决定于 热边界层的温度梯度 。9傅立叶定律是描述 热传导 的基本方程式，其表达式为 。10强化传热可以从 提高总传热系数 、 提高传热面积 、 提高平温度差 三个方面采取措施。二、选择题（每小题2分，共10分）1局部阻力损失计算式中的u是指标 （A） 。（A）小管中的流速u1 ；（B）（大管中的流速u2（C）小管中的流速u1与大管中的流速u2的平均值（u1+ u2）/2（D）与流向有关。2对流传热速率=系数推动力（即牛顿冷却定律），其中推动力是 （C） （A）两流体的温度差； （B）同一流体温度差；（C）流体温度和壁温度差； （D）两流体的速度差。3冷热流体在换热器中进行无相变逆流传热，换热器用久后形成污垢层，在同样的操作条件下，与无垢层相比，结垢后的换热器的K （B） 。（A）变大 （B）变小 （C）不变 （D）不确定4转子流量计的主要特点是_（A）_。（A）变截面、恒压差 （B） 恒流速、恒压差 （C） 恒截面、变压差 （D） 变流速、变压差5离心泵的效率和流量Q的关系为 （B） 。（A）Q增大，增大； （B） Q增大，先增大后减小；（C） Q增大，减小； （D） Q增大，先减小后增大。得分三、简答题（每小题10分，共20分）1离心泵为什么会出现“气蚀”现象？如何防止“气蚀”现象的发生？答：气蚀现象发生的原因是叶轮入口附近处液体的绝对压强等于或低于该液体在工作温度下的饱和蒸气压。有效措施是通常根据泵的抗气蚀性能，合理地确定泵的安装高度。2影响对流传热系数的因素有哪些？答：影响对流传热系数的因素有流体的相变情况：有相变无相变流体流动型态： 湍流滞流流体对流情况： 强制对流自然对流流体的物理性质： 、C 传热面的形状大小和位置 粗糙面 小管短管 错列得分四、计算题（50分）1（15分）离心泵吸入管径d=100mm，吸水管长度L=20m，流量Q=54m/h，水泵允许吸上真空度为6m水柱，不带阀的滤水网阻力系数=6，90曲弯头阻力系数=0.3，摩擦阻力系数=0.03。试求：（1）.离心泵的几何安装高度（安全系数取1m，水温20）；（2）.若要求泵的升扬高度为10m，应选多大功率的泵？（设=70%，泵出口阻力可忽略）。解：（1）在水槽截面与吸入口截面列柏氏方程得：已知：=0，=，=0，代入方程解得：，考虑按完全安全系数，则离心泵的几何安装高度应为2.52m。（2）在水槽截面与泵出管口截面列柏氏方程得：因（通大气），故 2（15分）如图所示，利用虹吸管将90热水从水池A中吸出，排放到大气。水池水面与出口管间的垂直距离为1米。虹吸管最高处距A池水面的垂直距离也为1米。假设管中流动可按理想流体流动处理，流动时水池液面保持恒定。已知90热水的密度=965kg/m3,饱和蒸汽压，试求 （1） 管中何处压力最低？（2） 虹吸管中水流速度及最高点C点的绝压；（3） 要使水不汽化，则h最大为多少米？ 解（1）因管径均匀，各点的动能相同，C点的位能最大，故C点静压能最低。.（2）在1-1和2-2截面间列柏氏方程有： 在C和2-2截面间列柏氏方程有：（3）要使水不气化，则：即 3.（20分）有一列管式换热器，按传热管的内表面积计算的传热面积为。流量为5200（标准状态）的常压空气，在管内从20C加热到90C。压力为200kPa的饱和水蒸汽，在壳程冷凝放热。a) 试求总传热系数：b) 当空气流量增加，其出口温度变为多少？c) 若不想让空气出口温度改变，饱和水蒸汽压力应调节到多少？d) 若不调节水蒸汽压力，改变管长，试求管长为原管长的多少倍。 假设空气在管内呈湍流流动，水蒸汽冷凝侧热阻均很小，忽略不计。已知空气标准状态的密度，比热容。 附表：水蒸汽温度与压力关系表T（C）100105110115120125130135P（kPa）101.33120.85143.31169.11198.64232.19270.25313.11T（C）140145150160170180190200P（kPa）361.47415.72476.24618.28792.591003.51255.61554.8解：（1）空气定性温度； 比热 200水蒸汽温度T=120。 热负荷平均温度差已知传热面积，则总传热系数（2）流量增加前： （a）流量增加后：，根据强制对流准数关联式可知：， 故 （b）由（a）（b）得： 解得： （3）流量增加后，不改变，求水蒸汽温度T （c）