化工期末试卷

1、第一套1、流体在圆形直管中作层流流动时，其速度分布是_型曲线。其管中心最大流速为平均流速的_倍，摩擦系数与Re关系为_。2、离心泵的主要部件有 、 和 。3、牛顿粘性定律的表达式为_，该式应用条件为_流体作_流动。4、离心泵的主要特性曲线包括 、 和 三条曲线。5、采用饱和蒸汽加热某一种冷流体，若保持冷流体的进口温度t1、加热蒸汽压力P不变，现冷体流量增加，则冷流体出口温度t2_，传热速率?_，总传热系数K_ ,传热平均温度差tm_。6、固体粒子的沉降过程分_阶段和_阶段。沉降速度是指_阶段颗粒相对于_的速度。一、填空题（20分，每空1分）1、抛物线，2， =64/Re2、叶轮，泵壳，轴封装置

2、3、，牛顿型，层流4、H-Q，N-Q，-Q5、降低、增大、增大、增大6、加速，等速，等速，流体二、选择题（10分，每题2分）1、对一台正在工作的列管式换热器，已知i116w.m.Ko11600 w.m.K，要提高传热系数K，最简单有效的途径是（ ）。A. 设法增大i; B. 设法增大o; C. 同时增大i和o。2、在蒸气冷凝传热中，不凝气体的存在对a的影响是_ 。A不凝气体的存在会使a大大降低； B不凝气体的存在会使a升高；C不凝气体的存在对a无影响。3、离心泵的效率和流量Q的关系为（ ）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4、在重力场中，固粒的

3、自由沉降速度与下列因素无关（ ）A.粒子几何形状； B.粒子几何尺寸C.粒子及流体密度； D.流体的流速5、在单效蒸发中，从溶液中蒸发1kg水，通常都需要（ ）1kg的加热蒸汽。A. 等于； B. 小于； C. 不少于二、选择题（10分，每题1分）1、A；2、A；3、B；4、D；5、C三、判断题（10分，每题2分）1、流体在等直径的导管中作稳态流动时，由于流动有摩擦阻力损失，因此流体的流速沿管长而逐渐变小。（ ）2、粒子的离心沉降速度与重力沉降速度一样，是一个不变值。（ ）3、旋风分离器是利用惯性离心力作用来净制气的设备。（ ）4、温度升高金属的导热速率减小。（ ）5、往复泵在使用前必须灌泵。

4、（ ）三、判断题（10分，每题1分）1、×； 2、×；3、；4、；5、×；四、问答题（15分，每题5分）1、某液体分别在本题附图所示的三根管道中稳定流过，各管绝对粗糙度、管径均相同，上游截面1-1的压强、流速也相等。问：（1）在三种情况中，下游截面2-2的流速是否相等？（2）在三种情况中，下游截面2-2的压强是否相等？如果不等，指出哪一种情况的数值最大，哪一种情况中的数值最小？其理由何在？2、试分析提高过滤速率的因素？3、在管壳式换热器中，拟用饱和蒸汽加热空气，试问：（1）传热管的壁温接近哪一种流体的温度？（2）总传热系数K接近哪一种流体的对流传热系数？四、思考题

5、（15分，每题5分）1、（1）在三种情况中，下游截面2-2的流速相等。（2）在三种情况中，下游截面2-2的压强不相等。（a）中最大，(c)中最小，因为阻力损失不同。2、过滤速率为dv/Ad=P/rL推动力/阻力提高过滤速率的方法有：（1）提高推动力P，即增加液柱压力；增大悬浮液上面压力；在过滤介质下面抽真空。（2）降低阻力，即提高温度使粘度下降；适当控制滤渣厚度；必要时可加助滤剂3、（1）传热管的壁温接近饱和蒸汽的温度，因为管壁温度接近热阻小的那一侧流体的温度。（2）总传热系数K接近空气的对流传热系数，因为总热阻是由热阻大的那一侧的对流传热所控制。五、计算题（总分45分， 每题15分）1、现要

6、设计一降尘室来净制气体，要求降尘室的最大生产能力为1500标准m3/h，近似常压的含尘气体。气体的温度为50，粘度为2×105Pa.S，密度为1.5 kg/m3，而尘粒的密度为3500 kg/m3，最小直径为10m，沉降过程服从斯托克斯定律，试求：降尘室的面积(取整数)2、某水平通风管道，直径自300收缩至200mm。为粗略估算其中空气的流量，在锥形接头的两端外则各装一U形压差计。如图所示。测量粗管一边的压强为1200 Pa，细管一边的压强为780 Pa。假没测压点间空气的流动阻力损失可忽略不计，试求管内空气的流量为多少m3/h (空=1.2 kg/m3)3、在列管式换热器中，用热水

7、加热冷水，热水流量为4.5?103 kg/h，温度从95冷却到55，冷水温度从20升到50，总传热系数为2.8?103Wm2试求（1）冷水的流量；（2）两种流体作逆流流动时所需的传热面积；1、解：(1)求Aut=(10×10-6)2×(35001.5)×9.81/(18×2×10-5)=9.53×10-3m/sV=VT/T=1500×(50+273)/273=1774.73m.3/hA=V/U=(1774.73/3600)/(9.53×10-3)=52m22、解：在两测压点间列柏式 ，由题意知，两测压点处压差很小，

8、故可应用柏式： Z1=Z2 (P1-P2)/=(u22u12) /2即（1200-780)/1.2=(u22-u12)/2 (1) 又 连续流动 , 空变化很小，u2=u1(d1/d2)2即 u2=u1(300/200)2=2.25u1 (2)(2)式代入(1)式得 u1=13.13m/s V=3600(0.3)2×13.13/4=3340m3/h第二套1、流体在流动过程中，其物理参数（如，u等）只与位置有关，而与时间无关，此种流动流动过程称为 流动。2、流体在管内流内流动时，通过任一截面上径向各点的流速并不相等，在壁面处为 ，在管中心达到 值,工程计算中采用 流速。3、固体粒子的沉

9、降过程分_阶段和_阶段。沉降速度是指_阶段颗粒相对于_的速度。4、在降尘室中除去某粒径的颗粒时，若降尘室高度增加一倍，则颗粒的沉降时间_，气流速度_，生产能力_。5、工业上应用最广泛的间歇压滤机有_和_，连续吸滤型过滤机为_。6、壁厚为b的平壁，其导热量为Q，若导热系数越大，则与之相应的t 越_。7、板框压滤机采用横穿洗涤滤渣，此时洗穿过_层滤布及_个滤框厚度的滤渣，流经过长度约为过滤终了滤液流动路程的_倍，而供洗液流通的面积又仅为过滤面积的 _。8、多层壁稳定导热中，若某层的热阻最小，则该层两侧的温差_。一、填空题（20分，每空1分）1、稳态2、0，最大，平均3、加速，等速，等速，流体4、增

10、加，减少，不变5、板框过滤机，叶滤机，转筒真空过滤机6、小7、2，1，2，1/28、最小二、选择题（10分，每题2分）1、流体在管内呈湍流流动时A.Re2000 B. Re>4000 C. 2000<Re<40002、沉降室的处理能力与_无关。A.高度 B.长度 C.粒径3、拟采用一个降尘室和一个旋风分离器来除去某含尘气体中的灰尘，则较适合的安排是 。(A) 降尘室放在旋风分离器之前 (B) 降尘室放在旋风分离器之后(C) 降尘室与旋风分离器并联 (D) 方案(A)、(B)均可4、当固体微粒在大气中沉降是层流区域时，以（ ）的大小对沉降速度的影响最为显著。A. 颗粒密度； B

11、. 空气粘度； C. 颗粒直径5、在列管换热器中饱和蒸气加热空气，有：甲）传热管的壁温接近加热蒸气温度； 乙）换热器总传热系数K将接近蒸汽侧的对流传热系数。则：A甲乙均合理； B甲乙均无理；C甲合理，乙无理； D甲无理，乙合理。二、选择题（10分，每题2分）1、B；2、A；3、A；4、C；5、C三、判断题（10分，每题2分）1、温度升高气体的导热速率增大。（ ）2、离心泵开泵之前要先灌液，目的是防止气缚现象发生。（ ）3、 降低温度气体的黏度增加。（ ）4、板框压滤机的洗涤速率约为过滤终了时过滤速率的四分之一。（ ）5、文丘里流量计和孔板流量计均属变压差流量计。( ) 1、；2、；3、

12、5;；4、；5、四、思考题（15分，每题5分）1、如何表达管路特性？离心泵的流量调节方法有哪些？2、列出应用柏努利方程式解题的要点。3、对流传热逆、并流的比较。1、管路特性可用管路特性方程或管路特性曲线来表达，它表示管路中流量与压头的关系。离心泵的流量可以通过改变阀门的开度和改变泵的转速来调节。2、（1）作图与确定衡算范围（2）截面的选取（3）基准水平面的选取（4）两截面上的压强（5）单位必须一致3、（1）当两侧冷、热流体进、出口温度都一定时，逆流的平均温度差大于并流；（2）采用逆流冷流体的出口温度可大于热流体的出口温度，而并流不可；（3）对并流，冷、热流体出口温度都受到对应流体出口温度的限制

13、，因此，并流适合与热敏性物料的加热或冷却。五、计算题（总分45分，每题15分）1、 某板框压滤机共有10个框, 框空长、宽各为500 mm, 在一定压力下恒压过滤30min后, 获得滤液5m3, 假设滤布阻力可以忽略不计, 试求:(1) 过滤常数K;(2)如果再过滤30min, 还能获得多少m3滤液?2、在列管式换热器中，用热水加热冷水，热水流量为4.5?103 kg/h，温度从95冷却到55，冷水温度从20升到50，总传热系数为2.8?103Wm2试求（1）冷水的流量；（2）两种流体作逆流流动时所需的传热面积；3、料液自高位槽流入精馏塔，如附图所示。塔内压强为1.96×104Pa（

14、表压），输送管道为36×2mm无缝钢管，管长8m。管路中装有90°标准弯头两个，180°回弯头一个，球心阀（全开）一个。，为使料液以3m3/h的流量流入塔中，问高位槽应安置多高？（即位差Z应为多少米）。摩擦系数取=0.039，料液在操作温度下的密度=861kg/m3；90°标准弯头 =0.75；180°回弯头，=1.5；球心阀(全开)，=6.4五、计算题（总分45分，每题15分）1、解：（1）过滤面积 m2m2/s（2）过滤获得的滤液量 m3 m3即，再过滤30min，还能获得2.02m3滤液。2、3、解：取管出口处的水平面作为基准面。在高位槽

15、液面11与管出口截面22间列柏努利方程22upu122 gZ1?gZ2?hf ?2?2 p1式中 Z1=Z Z2=0 p1=0（表压）u10 p2=1.96×104Pa（表压）3u?Vs?1.04m/ s 2220.7850.032d4阻力损失2l?u ?hf?d?2局部阻力系数为进口突然缩小（入管口） =0.590°标准弯头 =0.75180°回弯头 =1.5球心阀(全开) =6.4故8?1.04? ?hf?0.5?2?0.75?1.5?6.4?0.039?0.0322?2=10.6J/kg所求位差2?hf1.96?104?1.04?210.6p?pu212 Z

16、?3.46m ?g2gg861?9.812?9.819.81一、填空题（20分，每空分）1、牛顿粘性定律的表达式为 _，该式应用条件为_ _流体作_ _流动。2、离心泵启动前需要先向泵内充满被输送的液体，否则将可能发生_现象。而当离心泵的安装高度超过允许安装高度时，将可能发生 现象。3、列管式换热器的壳程内设置折流挡板的作用在于_。4、降尘室内，固粒可被分离的条件是_ _。5、流体在圆形直管中作层流流动时，其速度分布是_型曲线。其管中心最大流速为平均流速的_倍，摩擦系数与Re关系为 _ 。6、工业上应用最广泛的间歇压滤机有_和_，连续吸滤型过滤机为_。7、多层壁稳定导热中，若某层的热阻最小，则

17、该层两侧的温差_ _。8、局部阻力的计算方法有_和_。9、若被输送的流体的粘度增高，则离心泵的压头 、流量 、效率 、轴功率 。二、选择题（10分，每题2分）. 层流和湍流的本质区别是( )。A湍流流速大于层流流速 B层流时Re数小于湍流时Re数C流道截面大时为湍流，截面小的为层流D层流无径向脉动，而湍流有径向脉动. 流量调节，离心泵常用（ ），往复泵常用（ ）A. 出口阀 B. 进口阀 C. 旁路阀、 离心泵铭牌上标出的流量和压头数值是（ ）。A.最高效率点对应值 B.操作点对应值C.最大流量下对应值 D.计算数据4、穿过2层平壁的稳态热传导过程，已知各层温差为t1=15, t2=45，则第

18、一、二层的热阻R1、R2的关系为_。A. R1>R2 B. 无法确定 C. R1=R2 D. R1<R25、沉降室的处理能力与_无关。A.高度 B.长度 C.粒径三、判断题（10分，每题1分）1、柏努利方程适用于任何 流体的稳定流动过程。（ ）2、离心泵开泵之前要先灌液，目的是防止气蚀现象发生。3、降低温度液体的黏度增加。（ ）4、文丘里流量计和转子流量计均属变压差流量计。( )5、颗粒在重力场中自由沉降时，沉降速度是先增大后减小。（ ）四、思考题（分，每题5分）1、当离心泵启动后不吸液，请分析其原因主要有哪些？2、在管壳式换热器中，拟用饱和蒸汽加热空气，试问：（1）传热管的壁温接

19、近哪一种流体的温度？（2）总传热系数K接近哪一种流体的对流传热系数？3、旋风分离器的操作原理是什么？评价旋风分离器性能的主要指标有哪些？五、计算题（总分45分，每题15分）1、用落球法测定某液体的粘度，将待测液体置于玻璃容器中测得直径为6.35mm的钢球在此液体中沉降200mm所需时间为7.32s，已知钢球的密度7900kg/m3，液体密度为1300kg/m3，计算液体的粘度。2、水从水池的喷嘴口1-1截面垂直向上喷射至大气，如下图，设在大气中流束截面保持圆形，已知喷嘴内直径d1=20mm，出喷嘴口水流速u1=15m/s。问：在高于喷嘴出口5m处水流的直径是多大？忽略摩擦阻力。3、在列管式换热

20、器中，用热水加热冷水，热水流量为4.5?103 kg/h，温度从95冷却到55，冷水温度从20升到50，总传热系数为2.8?103Wm2试求（1）冷水的流量；（2）两种流体作逆流流动时所需的传热面积；长沙理工大学试卷标准答案课程名称：化工原理A（一） 试卷编号： 8一、填空题（20分，每题2分）1、，牛顿型，滞流2、气缚；气蚀3、加大壳程流体的速度，使湍动程度加剧以提高壳程对流传热系数4、气体在降尘室内的停留时间至少需等于颗粒的沉降时间5、抛物线，2， =64/Re6、板筐压滤机，叶滤机，转筒真空过滤机7、最小8、阻力系数法，当量长度法9、减小，减小，下降，增大二、选择题（10分，每题1分）1

21、、D；2、B ；3、A； 4、D；5、A；三、判断题（10分，每题1分）1、×；2、×；3、；4、×； 5、×四、思考题（15分，每题5分）1、不吸液的原因可能是：由于灌液不够 或底阀不严密而漏液，使泵内存有空气；由于底阀或吸入管路 堵塞；安装高度过高；电机接线不正确致使叶轮反转等。2、（1）传热管的壁温接近饱和蒸汽的温度，因为管壁温度接近热阻小的那一侧流体的温度。（2）总传热系数K接近空气的对流传热系数，因为总热阻是由热阻大的那一侧的对流传热所控制。3、旋风分离器是利用惯性离心力的作用从气流中分离出尘粒的设备。评价旋风分离器性能的主要指标是尘粒从气流中

22、的分离效果及气体经过旋风分离器的压强降。五、计算题（总分45分，每题15分）1、解：假设沉降发生在层流区d2(?s?)gut?18?H0.2?0.027327.32故ut?将已知数值代入上式，得:(0.00635)2(7900?1300)?9.81?5.309pa.s18?o.o2732核算流型Re?dut?0.04248小于1，假设成立。2、解：gz1u12/2p1/? = gz2u22/2p2/?z1 = 0，z2 = 5m，p1 = p2? u12/2 = gz2u22/2?152/2 = 9.81×5u22/2? u2 = 11.26m/s又， u1d12 = u2d22?d

23、2 = (u1/u2)1/2d1 = /1126.?0.020 = 0.0231 m一、 填空题（20分，每空1分）1. 流体在流动过程中，其物理参数（如，u等）只与位置有关，而与时间无关，此种流动流动过程称为 流动。2. 流体在管内流内流动时，通过任一截面上径向各点的流速并不相等，在壁面处为 ，在管中心达到 值,工程计算中采用 流速。3. 降尘室的生产能力与其底面积，沉降速度成正比，而与设备的4. 壁厚为b的平壁，其导热量为Q，若导热系数越大，则与之相应的t 越_。5. 当20的甘油（密度为1261 kg/m3，粘度为1.499 Pa.S），流经内径为100 mm的圆形直管时，其平均流速为1

24、m/s,其雷诺数为_，流动形态为_，管中心处的最大流速为_。6. 热量传递的基本方式有_、_和_。7. 板框压滤机采用横穿洗涤滤渣，此时洗穿过_层滤布及_个滤框厚度的滤渣，流经过长度约为过滤终了滤液流动路程的_倍，而供洗液流通的面积又仅为过滤面积的 _。8. 采用饱和蒸汽加热某一种冷流体，若保持冷流体的进口温度t1、加热蒸汽压力P不变，现冷体流量增加，则冷流体出口温度t2_，传热速率?_，总传热系数K_ ,传热平均温度差tm_。二、选择题（10分，每题2分）1、流体在管内呈湍流流动时。A.Re2000 B. Re>4000 C. 2000<Re<40002、长度为a, 宽度为

25、b的矩形管道，其当量值de为A. 2ab/(a+b) B.ab/(a+b) C.ab/2(a+b)3、管介质的流速u对管内流体对流传热系数a有何影响（ ）A、u增大，a增大 B、u增大，a减小C、u减小，a增大 D、无影响4、在一般过滤操作中实际起过滤作用的是（ ）A、助滤剂 B、过滤介质 C、滤饼 D、操作压力5、在重力场中，固粒的自由沉降速度与下列因素无关（ ）A.粒子几何形状 B.粒子几何尺寸C.粒子及流体密度 D.流体的流速三、判断题（10分，每题2分）1、温度升高金属的导热速率增大。（ ）2、离心泵开泵之前要先灌液，目的是防止气缚现象发生。（ ）3、 降低温度气体的黏度增加。（ ）4

26、、板框压滤机的洗涤速率约为过滤终了时过滤速率的四分之一。（ ）5、粘性是流体的物性之一，无论是静止的还是流动的都具有粘性。（ ）四、思考题（15分，每题5分）1、在常温下输送水，若管径一定，流量增大一倍，雷诺准数增加多少？若流量一定，管径增大一倍，则雷诺准数又如何变化？2、旋风分离器的操作原理是什么？评价旋风分离器性能的主要指标有哪些？3、对流传热逆、并流的比较。五、计算题（总分45分，每题15分）1、 某板框压滤机共有10个框, 框空长、宽各为500 mm, 在一定压力下恒压过滤30min后, 获得滤液5m3, 假设滤布阻力可以忽略不计, 试求:(1) 过滤常数K;(2)如果再过滤30min

27、, 还能获得多少m3滤液?2、100的水蒸汽在管壳式换热器的管外冷凝,冷凝潜热为258.4kJ/kg, 总传热系数为2039w/（m2.K），传热面积为12.75m2,15的冷却水以2.25×105kg/h的流量在管内流过,设总传热温差可以用算术平均值计算,求水蒸汽冷凝量kg/h?3、用泵自敞口贮油池向敞口高位槽输送矿物油，流量为 38.4 T/h,高位槽中液面比油池中液面高20m,管路总长(包括阀门及管件的当量长度) 430m,进出口阻力不计。管径为108×4mm,若油在输送温度下的密度为960kg/m3, 粘度为3430cp, 求泵所需的实际功率, 设泵的效率=50%。长沙理工大学试卷标准答案课程名称：化工原理A（一） 试卷编号： 9一、 填空题（20分，每空1分）1、稳态2、0，最大，平均3、高度4、小5、84.12，层流，2.0M/S6、热传导，热对流，热辐射7、两，1，2，1/28、降低，增大，增大，增大二、 选择题（10分，每题2分）1、B；2、A；3、A；4、C；5、A三、 判断题（10分，每题2分）1、×；2、；3、×；4、；5、四、 思考题（15分，每题5分）1、V（/4）d.u u'=