化工原理试卷上套

1、B A C 化工原理（上）试卷一一. 填空题（每空1 分，共 20 分）1.用管子从高位槽放水，当管径增大一倍，则水的流量为原流量的_倍。（假定槽内高度、管长、局部阻力及摩擦系数均不变）2.在管道任意截面液体质点的速度沿管径而变，管壁处的速度为_，管中心速度_。3.在流动系统中，若截面上液体压强、密度、流速等仅随_ 改变，不随 _改变，称为稳定流动。4.离心泵启动步骤为_ ；常用 _ 调节流量； 往复泵常用 _调节流量。5.用离心泵向锅炉供水，若锅炉中的压力突然升高，则泵提供的流量_，扬程 _ 。6.牛顿冷却定律的表达式为_，给热系数（或对流传热系数）的单位是 _ _。7.在列管式换热器中，用

2、饱和蒸气加热空气,此时传热管的壁温接近_流体的温度，总传热系数K接近 _ 流体的对流传热系数。8.若降尘室的高度增加，则沉降时间，生产能力。9.当微粒在介质中作自由沉降时，若颗粒沉降的Rep相同， 球形度越大的微粒，介质阻力系数越_ 。球形颗粒的球形度为_ 。10.工 业 上 常 用 过 滤 方 式 有和 滤 饼 过 滤 ； 悬 浮 液 中 加 入 助 滤 剂 进 行 过 滤 的 目 的 是_ 。二. 简答题(每题 5 分，共 20 分) 1.简述流体阻力实验测 Re 曲线的基本方法和原理。2.何谓离心泵的“ 气蚀 ” 现象，对泵的操作有何危害?应如何防止 ? 3.为什么工业上气体的除尘(在沉

3、降室进行 , Rep2)常放在冷却后进行?而在悬浮液的过滤分离中，滤浆却不宜在冷却后才进行过滤？4.在热传导中，管外绝热层材料包的越厚，热损失就越少，对否?为什么 ? 三. 计算题（共60 分）1.（20 分）如本题附图所示，槽内水位维持不变。 槽底部与内径为100mm钢管相连，管路上装有一个闸阀，阀前离管路入口端15m 处安有一个指示液为汞的 U 型管压差计， 测压点 B 与管路出口端之间距离为20m。（1）当闸阀关闭时测得R600mm，h1500mm；当闸阀部计算题 1 附图分开启时，测得 R400mm ，h 1400mm，管路摩擦系数取 0.02，问每小时从管中流出水量为多少。（2）当阀

4、全开时（取闸阀全开局部阻力l/d15，管路摩擦系数 0.018），测压点B 处的静压强为多少？（表压）2. （10 分） 用离心泵经 573.5mm 的钢管 , 将敞口贮槽内的有机溶剂(密度为 800kg/m3, 粘度为 20 10-3 Pa s)输送到反应器中。设贮槽内的液面离反应器内的液面高度保持16m，见附图。 已知钢管总长度(包括局部阻力当量长度 ) 为 25m，反应器内的压力恒定为4 kgf/cm2(表压 ) ,有机溶液输送量为6 m3/h，试确定泵提供的压头。3.（10 分）用降尘室精制含尘气，尘粒的最小粒径1400 kg/m3，气体温度为25，此温度下=0.01810-3Pa2m

5、3/s，气体进入降尘室保持流速0.2m/s，若降尘室宽2.5m5m，计算降尘室的总高度、层数及每层高度？4.（20 分）一单壳程单管程列管换热器, 由多根 252.5mm 的钢管组成管束,管程走某有机溶液,流速为 0.5 m s-1， 流量为每小时15 吨，比热为 1.76kJ kg-1 K-1,密度为 858 kg m-3，温度由 20加热至50。壳程为 130的饱和水蒸汽冷凝。管程、壳程的对流传热系数分别为700 W m-2 K-1和 10000W m-2 K-1。钢导热系数为45 W m-1 K-1, 求: (1) 总传热系数；(2)管子根数及管长。化工原理（上）试卷二一. 填空题（共2

6、0 分，每空1 分）1.边界层的定义是。边界层按其中的流型可分为和。2.流体机械能衡算式如衡算基准以J/kg 表示 , 则该方程可表示为，若用N/m2(N m/m3)表示则可表示为。（无外加机械能）3.毕托管用于测量管道中流体的_，而孔板流量计则用于测量管道中流体的_ 。4.离心泵用来输送常温的水，已知泵的性能为：Q = 0.05m3/s 时， H= 20m ；管路特性为Qe= 0.05m3/s时， He = 18m ，则在该流量下，消耗在调节阀门上的扬程值为m。5.两厚度相同但导热系数不同的双层平壁稳定热传导过程，已知两层温度差t1t2，则通过两层传热量。6.对于通风机，习惯上将压头表示成，

7、其国际制单位为，所以风机的压头称为。7.在滤饼过滤中真正有效的过滤介质是，深层过滤中固体颗粒沉积于。8.压强有绝对压强、表压强和真空度三种表示方式，其中绝对压强是以?基准测得的压强，表压或真空度则是以为基准测得的压强。9.板框过滤机过滤面积为0.3m2，在表压150 kPa 恒压下过滤某种悬浮液。5h 后得滤液100m3，过滤介质阻力可忽略。如过滤面积加倍其它情况不变可得滤液；若过滤5h 后再用 8m3与滤液性质相近的水洗涤滤饼，需洗涤时间； 当表压加倍， 滤饼压缩指数为0.4 时， 5h 后得滤液。10.用常压水蒸气冷凝来加热空气，空气平均温度为20，则壁温约为_。二. 问答题（每题5 分，

8、共 20 分）1.如图，有一敞口高位槽，由管线与密闭的低位水槽相连接，在什么条件下，水由高位槽向低位槽流动？为什么？16m 问答题 1 附图2.什么是汽蚀现象？汽蚀现象对泵有那些危害？3.用一板框压滤机恒压过滤某悬浮液,若滤浆的固含量降低(假设比阻不变),则滤饼充满滤框所需时间将如何变化（滤饼阻力可以忽略）? 试分析之。4.传热过程中冷热流体有几种接触方式？分别举一实习见过的或你熟悉的换热设备。三. 计算题（60 分）1.（10 分）水在下图管道中流动，dA=50mm ，dB=100mm ，从 A 流向 B 的扩大阻力为1uA2/2，从 B 流向 A的缩小阻力为2 uA2/2，可取 1=0.5

9、6，2=0.42。压差计指示液为汞。当水由A 流向 B，已知 R1=0.055m ，求水流量。若维持此水流量不变，水由B 流向 A，则 R2等于多少？计算题 1 附图2.（20 分）如图的输水系统。已知管内径d=50mm, 在阀门全开时输送系统的(L+Le)=50m ，摩擦系数可取=0.03, 泵的特性曲线在流量为6m3/h 至 15m3/h 范围内可用下式描述：H=18.92-0.82 Q 0.8，此处 H 为泵的扬程m，Q 为泵的流量（m3/h），问：如要求流量为10m3/h，单位质量的水所需外加功为多少?单位重量的水所需外加功为多少?此泵能否完成任务? 如要求输送量减至8m3/h(通过关

10、小阀门来达到)，泵的轴功率减少百分之几 ?(设泵的效率变化忽略不计) 计算题 2 附图3.（10 分）在底面积A = 40m2的除尘室内回收含尘气体中的球形固体颗粒。含尘气体流量为3600m3/h(操作条件下体积 )，气体密度 =1.06kg/m3，黏度 =0.02cP，尘粒密度 s= 3000kg/m3。试计算理论上能完全除去的最小颗粒直径。4.（ 20 分）100的水蒸气在管壳式换热器的管外冷凝，冷凝潜热为2258.4kJ/kg ，总传热系数为2039W/(m2?)，传热面积为12.75m2， 15的冷却水以2.25 105kg/h 的流量流进管内，水的比热为4.187kJ/(kg?oC)

11、，求冷水的出口温度和水蒸气冷凝量。化工原理（上）试卷三一. 填空题（ 19 分）1. 流体在等径管中作稳定流动，流体流动时产生阻力的根本原因是_ ，流体的流速沿管长_。2. 流体在圆形管道中作层流流动，如果只将流速增加一倍，则阻力损失为原来的_ 倍；如果只将管径增加一倍，流速不变，则阻力损失为原来的_倍。3. 水由敞口恒液位的高位槽通过一管道流向压力恒定的反应器，当管道上的阀门开度减小后，水的流量将_，摩擦系数 _，管道总阻力损失_。4. 若被输送的流体粘度增高，则离心泵的压头，流量，效率， 轴功率。5. 某有机溶液在长为L、直径为10810mm 的钢管中强制湍流，其=310W/(m2?K)

12、，若体积流量不变，改用152 10mm的 钢 管 代 替 原 钢 管 ， 流 动 仍 为 湍 流 (两 种 情 况 下L/ d 均 大 于60) ， 此 时= W/(m2?K)。6. 在列管式换热器中，用饱和蒸气加热空气，此时传热管的壁温接近_流体的温度，总传热系数K接近 _流体的对流给热系数。7. 厚度不同的三种材料构成三层平壁，各层接触良好，已知b1b2b3，导热系数123。在稳定传热过程中，各层的热阻R1_R2_R3，各层导热速率Q1_Q2_Q3。8. 某板框压滤机的框的尺寸为：长宽厚=81081025 mm，若该机有10 块框，其过滤面积约为_m2。9. 为了提高降尘室的生产能力，可采

13、取措施。10. 一降尘室长8m，中间装有14 块隔板，板间距为0.1m。最小颗粒沉降速度为0.02 m/s，欲将最小直径的颗粒全部沉降下来，则含尘气体的最大流速不能超过m/s。二. 选择题（ 16 分）1. 图中所表示R 值的大小反映_。A. A、B 两截面间压差值B. A B 截面间流动阻力损失C. A、B 两截面间动压头变化D. 突然扩大或突然缩小流动损失选择题 1 附图2. 流体在管内流动时，层流底层的厚度随流速的增加而（）。A. 变小B. 变大C. 不变3. 水在一等径的垂直管内作稳定连续流动,其流速（）。A. 会越流越快B. 会越流越慢C. 不变4. 离心泵常用（）调节流量，往复泵常

14、用（）调节流量。A. 出口阀B. 进口阀C. 旁路阀5. 工业采用翅片状的暖气管代替圆钢管，其目的是（）。A. 增加热阻，减少热量损失；B. 节约钢材、增强美观；C. 增加传热面积，提高传热效果6. 对一台正在工作的列管式换热器，已知 1116 W?m-2?K-1，211600 W?m-2?K-1，要提高总传热系数K，最简单有效的途径是（）。A. 设法增大1；B. 设法增大2；C. 同时增大1和 27. 旋风分离器的分离因数愈大，表明它的分离能力愈（）。A. 差；B. 强；C. 低三. 问答题（ 10 分）1. 为什么工业上气体的除尘（在沉降室中进行，Ret2）常放在冷却之后进行？而在悬浮液的

15、过滤分离中，滤浆却不宜在冷却后才进行过滤？2. 当间壁两侧流体作稳定变温传热时，工程上为何常采用逆流操作？四. 计算题 (55 分) 1.（20 分）如本题附图所示，高位槽内水位维持不变。槽底部与内径为100mm 钢管相连，管路上装有一个闸阀，阀前离管路入口端15m 处安有一个指示液为汞的U 型管压强计， 测压点与管路出口端之间距离为20m。 (汞的密度为13.6 103 kg/m3，高位槽上端和管出口均与大气相通) （1） 当闸阀关闭时测得R600mm ，h1500mm；当闸阀部分开启时，测得 R400mm，h1400mm，管路摩擦系数取0.02，入口处局部阻力系数取0.5，问每小时从管中流

16、出水量为多少m3。（2）当闸阀全开时（闸阀全开时，闸阀的le/d15， 0.0 18），测压点处的静压强为多少（表压）。2.（10 分）某液体由一敝口贮槽经泵送至精馏塔，管道入塔处与贮槽液面间的垂直距离为12m，泵吸入管路压力损失为1（m 液柱），吸入管径为。液体流经换热器B 的压力损失为29430 Pa，精馏塔压强为1kgf?cm-2的钢管，管长为120m（包括局部阻力的当量长度），流速为1.5m?s，其它物性均与水极为接近。（1）试通过计算，选择下列较合适的离心泵。（2）泵与贮槽液面间的最大垂直距离不能超过多少米？=6.67m) 1 几种离心泵的特性参数型号Q m3.h-1H m 2B19

17、 22 16 66 3B57A 50 37.5 64 4B91 90 91 68 计算题 2 附图3.（10 分）一小型板框压滤机有框10 块，长宽各为0.2m，在 1.96105Pa(表压 )下作恒压过滤。共2 小时滤框充满共得滤液160L ，每次洗涤与装卸时间为1h，若介质阻力可忽略不计，求: （1）过滤常数K 和洗涤液流量（m3/h）。（2）若表压增加一倍，其它条件不变，同样过滤到滤饼刚充满滤框为止，计算此时过滤机的生产能力?设滤饼不可压缩。4.（15 分） 用一传热面积为3m2由 252.5mm 的管子组成的单程列管式换热器，用初温为10的水将机油由 200冷却至 100，水走管程，油

18、走壳程。已知水和机油的质量流量分别为1000kg/h 和 1200kg/h ，其比热分别为4.18kJ?kg-1?K-1和 2.0kJ?kg-1?K-1； 水侧和油侧的对流传热系数分别为2000 W?m-2?K-1和 250 W?m-2?K-1，两流体呈逆流流动，忽略管壁和污垢热阻。（1）计算说明该换热器是否合用? （2）夏天当水的初温达到30，而油的流量及冷却程度不变时，该换热器是否合用?(假设传热系数不变) 化工原理（上）试卷四一.填空题（共20 分，每空1 分）1.雷诺准数的表达式为，根据雷诺数将流动分为三个区、，但是流体的流动类型只有两种，即、。2.流体的黏度是指。黏度值随温度变化而变

19、化，对液体，温度升高，黏度；对气体，温度升高，黏度。3.密度=830kg/m3，黏度=2cP 的某液体，在内径为100mm ，以流速2m/s 在原管中流动，流动类型为。4.若被输送的流体黏度升高，则离心泵的压头，流量，效率，轴功率。5.在管道任意截面液体质点的速度沿管径而变，管壁处速度为_，管中心速度 _ 。6.流体在间壁换热器中逆流流动，T1=300， T2=200， t2=180， t1=25， tm=_ 。7.多层平壁热传导中，通过各层的传热速率。8.热传导是由而产生的，对流传热是由而产生的。二选择题（共14 分，每题2 分）1. 某圆形管道外有两层厚度相等的保温材料A 和 B，温度曲线

20、如右图，则A 层导热系数 _B 层导热系数，将 _层材料放在里层时保温效果最好。（a）大于、 A；（ b）小于、 A；（ c）小于、 B。选择题 1 附图2.某一套管换热器用管间饱和蒸汽加热管内空气，设饱和蒸汽温度为100，空气进口温度为20，出口温度为 80，则此列管换热器内壁温度应是_ 。（a）接近空气平均温度；（b）接近饱和蒸汽与空气的平均温度；（c）接近饱和蒸汽的温度。3.工业采用翅片状的暖气管代替圆钢管，其目的是（）。（a）增加热阻，减少热量损失;（b）节约钢材、增强美观;(c)增加传热面积，提高传热效果。4. 从流体静力学基本方程了解到U 型管压力计测量其压强差是( )。（ a）与

21、指示液密度、液面高度有关，与U 形管粗细无关（ b）与指示液密度、液面高度无关，与U 形管粗细有关（ c）与指示液密度、液面高度无关，与U 形管粗细无关5. 离心泵起动时，应把出口阀关闭，以降低起动功率，保护电机，不致超负荷工作，这是因为（）（a）Qe0， N0 （b）Qe 0，N0 （c） Qe0， N0 6. 离心泵最常用的调节方法是( ) （a）. 改变吸入管路中阀门开度；（b）. 改变压出管路中阀门的开度；（c） 安置回流支路，改变循环量的大小；（ d）. 车削离心泵的叶轮7. 间壁传热时，各层的温度降与各相应层的热阻( )。（a） 成正比（b） 成反比（c） 没关系三简答题（共16

22、分，每题4 分）1.为什么安装离心泵时要控制其安装高度？2.提高传热系数时，为什么要着重提高给热系数小的这一侧? 3.简述恒压过滤常数K、 qe、 e如何测定。4.解释 3B33 型泵的含义？四计算题（共50 分）1.（14 分）用泵将密度为1100kg/m3的某液体从敞口储槽送至表压为1kgf/cm2的塔中，储槽液面恒定，其与输送管出口端的垂直距离为20m，输送管路采用108 4mm 的钢管，管长30m，管路上有吸滤底阀1 个（阀=7），90o标准弯头2 个（弯=0.75），全开闸阀1 个（闸阀=0.17），管路摩擦系数=0.02，问当输送量为43m3/h时泵所提供的有效功率为多少kW？2.

23、（8 分）有一台离心泵，允许吸上真空高度Hs=6.5m，将贮液池的液体（液体比重为1.4，其粘度与水相似）抽送至高位槽，要求输送量为29.4 吨/小时。已知吸入管路的压头损失为1.5m，吸入管管内径为100mm，问离心泵的安装高度为多少？（外界大气压P=10mH2O）3.（14 分）用降尘室精制含尘气，尘粒的最小粒径10mm，密度为1400 kg/m3，气体温度为25，此温度下=0.018mN sm-2，密度为1.2 kg/m3，含尘气接近常温，处理量为2m3/s，气体进入降尘室保持流速0.2m/s，若降尘室宽2.5m，长 5m，计算降尘室的总高度、层数及每层高度？4.（14 分）在一个 18

24、010mm 的套管换热器中，热水流量为3500kg/h ，需从100冷却到60，冷水入口温度为20，出口为30，内管外表面总传热系数K=2326W/m2?K，冷却水走内管，忽略热损失。试求：（ 1）冷却水用量；（2）逆流时管长。Cp水=4.18kJ/kg?K 。化工原理（上）试卷五一. 填空题 (每空 1 分，共 20 分 ) 1.间壁二侧液体的传热过程1，2相差大（ 1?2）， K 值总是接近 _ 那侧的值。2.牛顿粘性定律的表达式为_。3.单层园筒壁热阻的表达式为_ ，用 SI 制表示的单位是_ _。4.如果流体的流量不变,而圆形直管的内径减少二分之一,且管径减少前后流体均保持层流,则因直

25、管阻力引起的压降损失为原来的倍。若管径减少前后流体均在阻力平方区流动,则因直管阻力引起的压降损失为原来的倍。5.P/(g)的物理意义是表示流动系统某截面处单位_流体所具有的静压能，称为_ 。6.某换热器，用工业冷却水逆流冷却油。热油进口条件（T1,Wh）不变，而在夏季冷却水入口温度t1升高，若要保证热油出口温度T2不变，则可采用冷却水流量WC的方法，结果使K， tm，Q 。(减小、增大、不变) 7.列 管 换 热 器 的 管 程 设 计 成 多 程 是 为 了 _ ； 在 壳 程 设 置 折 流 挡 板 是 为 了_ 。8.离心分离因数K 指_ 。为了提高旋风分离器的分离效率，通常使旋风分离器

26、的_ 增加，而将它的_减少。9.若降尘室的高度增加，则沉降时间，气流速度，生产能力。(减小、增大、不变) 二. 简答题 (每题 5 分，共 25 分 ) 1层流与湍流的本质区别是什么？2如附图1 所示管路，试问：1)B 阀不动（半开着），A 阀由全开逐渐关小，则h1，h2，(h1-h2)如何变化？说明原因。2)A 阀不动（半开着），B 阀由全开逐渐关小，则h1，h2，(h1-h2)如何变化？说明原因。简答题 2 附图3影响重力沉降速度的主要因素是什么？为了增大沉降速度以提高除尘器的生产能力，你认为可以采取什么措施？4为什么工业换热器的冷、热流体的流向大多采用逆流操作？5 离心泵的主要部件有哪些

27、？各有什么作用？三. 计算题 (共 55 分) 1 （17 分）两容器中装有相对密度为0.8、粘度10mPa s的油品，并用管线相连。如图 2 所0 0A ApA A Z1Z2Z3B Bpa B 计算题 1 附图示。 已知容器A 液面上方压强49kPaAp(表)， 容器 B 液面上方为常压。 位差12.5mZ，24.5mZ，33mZ，管内径100mmd，管长100ml（包括全部阻力的当量长度）。试判断：（1）油品能否从 A 流向 B？（ 2）流量能否达到320m /h（计算说明）？（3）假设 A、B 两容器的液面不发生变化，油品的实际流量为多少？（设管子的相对粗糙很小，流动阻力可按光滑管计算公

28、式如下：0.250.3164eR）2 （10 分） 水流量 12m3/h， 泵出口处压力表读数1.9atm （表）,泵入口处真空表读数140mmHg ， 轴功率 1.20kW ，电动机转数2900 转/分，真空表与压力表垂直距离0.7m，出口管与入口管直径相同。求泵的压头H 与效率 ？（忽略两侧压点间阻力损失）3（10 分）有一板框过滤机，恒压下过滤某种悬浮液，过滤1h后，得滤液360m，然后用35m的清水（物性与滤液相近）进行洗涤，拆装时间为min20，已测得3e4mV。试求该机生产能力为若干3m滤液/h？4（ 18 分）在单程列管换热器内，用120饱和蒸汽将流量为8500kg/h的气体从2

29、0加热到60，气体在管内以10m/s流动，管子为26 1mm 的铜管，蒸汽冷凝膜系数为211630W/m，管壁和污垢热阻可不计，试计算：（1）基于管内径的传热面积；（2）如将气体流量增加一倍，气体出口温度为多少？（气体进口温度和气体物性不变）气体物性为：1.005kJ/kgpC，31.128kg/m，21.75410W/m，521.91 10N s/m。化工原理（上）试卷一参考答案一.填空1.4 2.0，最大3.空间位置，时间4.关闭出口阀灌液，出口阀或泵的转速，旁路或改变曲柄转速和活塞行程5.减少，增大6.Q=St ，W m-2 K-17.蒸气，空气8.增加，不变9.小， 1 10.深层过滤

30、，减小可压缩滤饼的流动阻力，提高饼的刚度二.简答题1.在已知管长、管径的管路中装一U 形管压差计，在管路测压点的两端列柏努力方程22udlp，改变泵出口阀的开度测得管路中不同的流速u 和p由上式可直接计算其所对应入值；由duRe可计算出所对应的Re值，这样测出68 组数据，在双对数坐标上即可绘出 Re曲线。2.“气蚀”：由于泵的安装高度过高，使泵内入口处的压强等于或低于输送液体温度下的饱和蒸汽压时，液体气化，气泡形成，气泡到泵的高压区破裂，周围液体以较高速度冲击叶轮的现象，称为“气蚀”现象。“气蚀”发生时液体因冲击而产生噪音、振动、使流量减少，甚者无液体排出。为防止“气蚀”现象发生；泵的实际安

31、装高度应不高于允许安装高度。3.由沉降公式2tpS()g/(18 )ud可见，tu与成反比。对于气体，温度升高，其粘度增大，温度下降，粘度减少。所以对气体的除尘常放在冷却后进行，这样可增大沉降速度ut。而悬浮液的过滤，过滤速率为d/(d )/()VA qPrL，当悬浮液的温度降低时，粘度增大，为提高过滤速率，不宜冷却后过滤。4. 这个结论是不正确的，这是保温层的热传导和保温层外表面的自然对流传热过程，保温层厚度增大时，导热热阻增大，但自然对流传热热阻下降，总热阻随保温层厚度的变化存在一个最小值（临界半径rc），rc=/，当保温层半径小于临界半径时，越厚总热阻越小，保温效果就越差。三.计算题1.

32、解（ 1）当闸阀全关时，根据静力学方程（Zh） R0得水槽液位高度ZR0/ =0.613.6-1.5=6.66m 闸阀部分开启时在 AA 与 B B 截面列柏努利方程Z2/2PB/ HfPB/（ R0h ）/=(0.4 13600-1.41000)/1000=4.04m ZPB/2/2（ （1/d） ）2/2（ 1（1/d） ）2/26.664.04（ 10.0215/0.10.5）2/24.52/2（ 2.6229.81/4.5）0.53.38 m/sV0.7850.123.38360095.5 m3/h（2）当闸阀全开时，在AA 与 CC 截面间列柏努利方程Z2/2 Hf（ 1（12）/d

33、）2/26.66(1+0.018(35/0.1+15)+0.5) 2/2解得4.02m/s , 在 AA 与 BB 截面间列柏努利方程式得Z2/2 PB/ HfPB /（ 1 （/d） ）2/2PB /Z（ 1（/d） ）2/26.66（ 1 0.01815/0.10.5） 4.022/(29.81) 3.2 m PB31392 Pa2. 解 取敞口贮槽液面为1-1 截面，反应器内液面为2-2 截面，在1-1 与 2-2 截面间列柏努利方程，并以1-1截面为基准面gZ1+u12/2 +p1/ +We=gZ2+(u22/2)(p2/ )+hfWe =(Z2-Z1)g+( u22- u12/2)+

34、( p2- p1)/ + hfhf=(l+le )/d( u2/2) u=(6/3600)/( /4)0.052=0.8488m/s ， u1u20， Z2=0 Re=du / =0.05 0.8488800/ (2 0 10-3) =1697.62000 则=64/Re=64/1697.6=0.0377 hf =0.0377 (25/0.05) (0.84882/2)=6.7904J/kg故 We =169.81+498100/800+6.79=654J/kg He= We /g=66.7m 3.解答：（ 1） 求 u，假设处于Stokes 区，则 ut=dp2(s- )g/18 =(101

35、0-6)2(1400-1.2) 9.807/(18 0.01810-3) =4.2410-3m/s 验证 Rep=dput/ =2.8310-3p2/时，水向低位槽流动，此时高位槽势能高于密闭容器势能，流体流动。2. 泵安装在管路中时，泵的叶轮入口处压强最低，为负压，在吸液池液面与泵叶轮入口间的这一段管路中，流体无外加机械能，籍吸液池上方的大气压与叶轮入口处压强间的势能差流动，如果泵的安装高度越高，泵叶轮入口处的压强越低，当叶轮入口处压强达到降至被输送液体的饱和蒸气压时，会使部分液体发生汽化，含气泡的液体进入叶轮后，因压强升高，气泡立刻凝聚。气泡消失产生局部真空，周围液体以高速涌向气泡中心，造

36、成冲击和振动。尤其当气泡的凝聚发生在叶片表面附近时，众多液体质点犹如细小的水锤撞击着叶片，另外气泡中还可能带有氧气等对金属材料发生化学腐蚀作用。泵在这种状态下长期运转，将导致叶片过早损坏，这种现象称为泵的汽蚀。离心泵在产生汽蚀条件下运转，泵体振动并发生噪音，流量、扬程和效率都明显下降，严重时甚至吸不上液体，为避免汽蚀现象，泵的安装位置不能太高。3. dV/d =KA2/2(V+Ve)，设 Ve=0，积分得V2 =KA2e 即q2=Ke -(1) ， 其中 K=2P1- s /r v-(2) v =LA/V=L/q-(3) ，将(3)式代入 (1) 、(2)式得 e1v固含量降低，则获得单位体积

37、滤液所需滤饼的体积下降，即v，因此增大，充满滤框所需过滤时间增加。4. 传热过程中冷热流体有三种接触方式：直接接触式，如饱和热水塔；间壁式，如煤气发生炉外的夹套式换热器，列管换热器，水冷器等；蓄热式换热，如蓄热室、实习所见的改造前的燃烧室等。三、计算题1.解(1) 水由 A 流向 B：dB/dA=2，uA=4uB根据柏努利方程(pApB)/= uB2/2uA2/21uA2/2 (pA pB)=( Hg )gR1 =(13.6 1) 1039.81 (0.055)= 6798Pa 6798/1000= uA2(1/16 1+0.56)/2 uA=6.0 m/s V=6.0 (/4) 0.0502

38、=0.01178 m3/s (2) 水由 B 流向 A：uA=6.0 m/s ，uB=6.0/4=1.5 m/s pB/+ uB2/2= pA/+uA2/2 2uA2/2 即 pBpA=1000(6.02/20.42 6.02/21.52/2)=2.44 104Pa 由 2.44 104=(13.61) 1039.81R2 R2 =0.198 m 2.解(1) 当 V1=10m3/h，所需外加功We=gZ hf=9.81 10+8 0.03 50 (10/3600)2/(20.0505) =128.1 J/kg He=We/g=128.1/9.81=13.06 J/N 泵的扬程He=18.92

39、0.82 (10)0.8=13.75 J/N HeHe，故此泵能完成任务。(2)V1=10m3/h 时， He,1=13.75m, V2=8m3/h 时， He,2=18.920.82 (8)0.8=14.59m, 轴功率N=HeVg/ ，其中 、g、均为常量，(Ne,1Ne,2)/Ne,1=(He,1V1He,2V2)/(He,1V1) =(13.75 1014.598)/(13.75 10) = 15.1% 3.解 设含尘气体的Re 2000 令理论上能完全除去的最小颗粒粒径为dp，其沉降速度为ut，V = utA 即3600/3600 = ut40 ut = 0.025 m/s 设 Re

40、t 2， ut = gdp2(s-)/(18 )即0.025 = 9.81 dp2(3000-1.06)/(18 0.0210-3) dp= 1.7510-5 m 校核 Ret： Ret = dtut/ = 1.7510-50.025 1.06/(0.02 10-3) = 0.023 R2 R3；Q1= Q2= Q38. 13.1224. 9. 将降尘室做成多层10. 1.6m/s 二. 选择题1. A 2. A 3. C 4. A、 C 5. C 6. A 7. B 三. 问答题1. 由沉降公式ut=dp2(p )g/(18)可见， ut与成反比，对于气体温度升,高其粘度增大，温度下降，粘度

41、减少。所以对气体的除尘常放在冷却后进行，这样可增大沉降速度ut。 而悬浮液的过滤， 过滤速率为dv/(Adq)=P/(rL)，即粘度为过滤阻力。当悬浮液的温度降低时，粘度却增大，为提高过滤速率，所以不宜冷却后过滤。2. 因为逆流操作有较高的经济效益。主要原因可由以下两方面分析：（1）当 T1、T2、t1、t2四个温度一定时，逆流操作的tm比其它流向大。根据： Q=KA tm,当 K、A 一定时，tm 则 Q ，对现有的换热器来说，可提高生产能力。当Q、K 一定时， tm 则 A ，对生产能力要求一定时，新设计制造换热器由于A 较小，设备尺寸可减小，节省投资费。（2）一般逆流操作的正常操作费比其

42、它流向要少。逆流操作时，载热体用量比其它流向的要小，降低能耗，提高了经济效益。四.计算题1. 解 （1）当闸阀全关时，根据静力学方程（ZAh） gR Hgg得水槽液位高度ZAR Hgg/ h=0.6 13.6-1.5=6.66m 列 AA 与 B B 截面柏努利方程式ZAuB2/2gPB/ g hfAB PB/ g （ RHggh ）/=(0.4 13600-1.41000)/1000=4.04m ZAPB/ guB2/2g（ （l/d） ）uB2/2g （ 1 （l/d） ）uB2/2g 6.664.04 （ 10.02 15/0.1 0.5）uB2/2g 4.5uB2/2g uB（ 2.6

43、2 2 9.81/4.5）0.53.38 m.s-1V0.785 0.12 3.38 360095.5 m3.h-1（2）当闸阀全开时，列A A 与 C C 截面柏努利方程：ZAuC2/2ghAC（ 1 （lle）/d ）uC2/2g 6.66 (1+0.018(35/0.1+15)+0.5) uC2/2g 解得 uC4.02m.s-1 , 由 A A 与 BB 截面间柏努利方程式得：ZAB2/2gPB/ ghfABPB/ g（ 1 （l/d） ）uB2/2g PB/ gZA（ 1 （l/d） ）uB2/2g =6.66-(1+0.01815/0.1+0.5)4.022/(2 9.81) 3.

44、2 m, PB31392 N.m-22. 解 （1） 选泵P/gu2/2g HZP2/ gu2/2ghfZ0 ，Z212m， P10（表），P21kgf.cm-298100Pa，u10 ，u20（外），hfhf hf,出hf,阻h出 （/d）u2/2g0.03 120/0.106（1.5）2/19.6 3.8983.9 H 12 + 98100/(0.96 10009.81) + 0 + 1+ 3.9 + 29430 12 + 10.42 +4.9 27.3 + 3.1 30.4m 液柱Q 0.785（ 0.106）21.50.01323 m3.s-147.6 m3.h-1选 3B57A 泵。

45、（2） Hg Hs允u12/2ghf,6.4/0.96 - （1.5）2/19.6 - 15.55 米3. (1) 解 P=1.96 105 Pa A=0.2 0.2 10 2 =0.8m2V2 =KA2q=V/A=0.160/0.8 =0.2 m3/m2q2 =KK=0.22/2=0.02m2/h 洗涤液流率（dV/d )w=(1/4) KA2/(2V) =(1/4)0.02 0.82/(2 0.16)=0.01m3/h (2) 当 P 增加一倍时 , K =2K0.22 =K =(0.20.2)/(20.02)=1h 故生产能力为0.16/(1+1)=0.08 m3/h 4. 解 （1）

46、Q1=12002(200-100)=240000 kJ?h-1Q2=Q1=240000 kJ?h-1t2=t1+ Q1/(w2?Cp2)=10+240000/(1000 4.18)=67.4 tm=(132.6-90)/ln(132.6/90)=1101/Ko=1/1+d1/(2 d2)=1/250+25/(200020) Ko=216.2 W?m-2?K-1S1=Q1/(Kotm) =240000 103/(216.23600110)=2.8 m23 m2，故不适用。化工原理（上）试卷四参考答案一.填空1.Re=du / ，层流区，湍流区，过渡区，层流，湍流2.流体流动时相邻两流体层间在单位接触面积上速度梯度为1 时所产生的内摩擦力，下降，上升；3.湍流4.下降，下降，下降，上升5.最大6.1467.相等8.物质内部分子、原子和自由电子等微观粒子的热运动，流体质点的位移、扰动二.选择题1. b 2.c 3.c 4.a 5.a 6.b 7.a 三. 问答题1.防止汽蚀；保证离心泵吸液。2. 当忽略金属壁面的导热热阻时，1/K=1/1+1/2=( 1+2)/(1 2) 若 12,则1+21K2即 K 接近 小的数值。3.在某指定的压强差下对一定料浆进行恒压过滤时，其过滤常数可由实验确定。恒压过滤方程为：(q+qe)2=K(+e) 微分上式，得2(q+qe)dq=Kd或d/dq