长沙理工大学化工原理A(一)期末试卷库15套带答案

1、长沙理工大学考试试卷试卷编号1 拟题教研室（或老师）签名应化与化工教研室 教研室主任签名 课程名称（含档次）化工原理A （ 一） 课程代号 （）811019专 业 化工、轻工、环工、应化 层次（本、专）本科考试方式（开、闭卷） 闭卷一、 填空题（每空：分；共20分）1、由多层等厚平壁构成的导热壁面中，所用材料的导热系数愈大，那么该壁面的 热阻愈，其两侧的温差愈 o2、处于同一水平面的液体，维持等压面的条件必须是、o 流体在管内流动时，如要测取管截面上的流速分布，应选用 流量计测量。3、善心泵的特性曲线通常包括 曲线、和 曲线，这些曲线表示在一定 下，输送某种特定的液体时泵的性能。4、板框过滤机

2、的横穿洗涤速率为最终过滤速率的。5、进出口温度分别为85和40的热流体对进口温度为20的冷流体进行加 热，规定冷流体出口温度不超过40C,那么必须采用操作。6、吸收操作一般用于别离 混合物，其原理是利用气体中各组分在吸收剂中 的差异来到达别离的目的。7、实际流体与理想流体的主要区别在于,实际流体柏努利方程与理想流体柏努利方程的主要区别在于 o8、传热的基本方式有、和 三种。热传导的基本定律是 o二、选择题（每题1分，共10分）1、在完全湍流时（阻力平方区），粗糙管的摩擦系数入数值 OA.与光滑管一样B.只取决于ReC.取决于相对粗糙度D.与粗糙度无关2、某离心泵运行一年后发现有气缚现象，应 o

3、A.停泵，向泵内灌液B.降低泵的安装高度C.检查进口管路是否有泄漏现象 D.检查出口管路阻力是否过大3、液体在两截面间的管道内流动时，其流动方向是 oA.从位能大的截面流向位能小的截面；B.从静压能大的截面流向静压能小的截面；C.从动能大的截面流向动能小的截面；D.从总能量大的截面流向总能量小的 截面。4、冷热两流体的对流给热系数a相差较大时，提高总传热系数K值的措施是 0A.提rWj小的M直；B.提rWj大的of更；C.两个都同等程度提高；D.提高大的a值，同时降低小的a值。第1页（共3页）长沙理工大学试卷标准答案长沙理工大学试卷标准答案课程名称：化工原理试卷编号:所以(3)(4)由由由卢,

4、的一%)=叫。*2一1)w 二 W/* -%)_ 3500 x2380 x(100-60)*(，2 -。)4174x(50-40)=7982kg/hdo-di _ 180-160in I80160=169.80/?1 _ 1 db diK0 % 44 dm ao180 0.01 180+ != 1.1314x0-32000 160 45 169.8 3000Ko =883.8571 W/(m2 K)。逆=ln20=32.75Q=KiSAtm=Whc/)h(T-T2)$ _ 卬丽(- A) _ 3500 x2380 x(100-60)_ 1Q_ 1 1 3.1 y /d m.第2页(共2页)长沙

5、理工大学考试试卷试卷编号3 拟题教研室（或老师）签名应化与化工教研室 教研室主任签名课程名称（含档次）化工原理A （ 一）课程代号0811019专 业 化工、轻工、环工、应化 层次（本、专 本科 考试方式（开、闭卷） 闭卷四 填空题（每空；分共20分）1、在传热实验中用饱和水蒸汽加热空气，总传热系数K接近于 侧的对流传热系数，而壁温接近于 侧流体的温度值。2、热传导的基本定律是o3、写出三种循环型蒸发器的名称、o4、离心泵的特性曲线通常包括 曲线、和 曲线，这些曲线表示在一定 下，输送某种特定的液体时泵的性能。5、处于同一水平面的液体，维持等压面的条件必须是、o6、气体的粘度随温度升高而，水的

6、粘度随温度升高而 o7、重力沉降器的生产能力只与和有关，而与无关。8、往复泵的流量调节采用 o9、己知旋风别离器平均旋转半径为0. 5m,气体的切向进口速度为20m/s,那么该别离器的别离因数为 。五、 选择题（每题1分，共10分）1、对流传热系数关联式中普兰特准数是表示 的准数。A对流传热B流动状态C物性影响D自然对流影响2、蒸气一空气间壁换热过程中，为强化传热，以下方案中的在工程上可行。A提高蒸气流速 B提高空气流速C采用过热蒸气以提高蒸气温度D在蒸气一侧管壁加装翅片，增加冷凝面积3、蒸发某种粘度随浓度和温度变化较大的溶液，应采用流程。A并流加料B逆流加料C平流加料D混合加料4、流体在管内

7、流动时，如要测取管截面上的流速分布，应选用 流量计测量。A皮托管B孔板流量计C文丘里流量计D转子流量计5、离心泵开动以前必须充满液体是为了防止发生 oA气缚现象 B汽蚀现象 C汽化现象D气浮现象6、离心泵的调节阀开大时，A吸入管路阻力损失不变B泵出口的压力减小C泵入口的真空度减小D泵工作点的扬程升高7、在完全湍流时（阻力平方区），粗糙管的摩擦系数I数值A与光滑管一样 B只取决于ReC取决于相对粗糙度D与粗糙度无关 8、U形管压差计不可能测出的值为 oA.表压 B.真空度 C.压强差 D.绝对压第1页（共3页）长沙理工大学考试试卷9、雷诺准数的物理意义为A.重力和惯性力 B.惯性力和粘性力之比C

8、.重力和粘性力D.浮升力和粘性力10、在下面几种换热器中，单位传热面积的金属耗量较大的是A,套管式B,歹憎式 C.板式三、判断题（每题1分，共10分）（对的打错的打X）1、流体流动类型有：层流、湍流、过渡流。（）2、物体的吸收率和黑度在数值上是相等的。（）3、流体静力学方程只适于重力场，其他（如离心力场）不适用。（）4、在定态流动中，各截面上流体的流速、压强等有关物理量不随时间和位置而 变。（）5、离心泵开泵之前要先灌液，目的是防止气蚀现象发生。（）6、离心泵的轴功率一般随流量增大而增大，当流量为零时，轴功率亦为零。（）7、在同一流体中，不可能同时发生自然对流传热和强制对流传热。（）8、对于同

9、一种流体，有相变时的a比无相变时的a要大。（）9、多层圆筒壁稳定导热时，通过各层的热通量相等。（）1（）、采用错流和折流可以提高换热器的传热速率。（）四、问答题（每题5分，共15分）1、不凝结气体对蒸汽凝结时的对流换热系数值有和影响？冷凝器中如何解决 这个问题？2、以下图是离心泵性能测定实验装置，现发现共存在5处错误或遗漏，试指出 并加以改正，简要说明原因。（13为文丘里流量计）离心泵性能测定实验装置3、板框过滤机有几种洗涤方式？各有什么优、缺点。第2页（共3页）长沙理工大学考试试卷五、计算题 （共45分，每题15分）1、某车间需要安装一台换热器，将流量为30m7h,浓度为10%的NaOH水溶

10、液 由20预热到60o加热剂为127的饱和蒸汽（在饱和温度下排除冷凝水）。 该车间现库存一台列管式换热器，其规格为e25X2mm；长度为3m；总管数72根。 试问库存的换热器能否满足传热任务？蒸汽冷凝走壳程，NaOH水溶液走管程。 管内NaOH水溶液一侧的 =25603/布。蒸汽冷凝一侧的a 2= 10000 W/m2, 钢的导热系数4 = 46.5卬/底。，污垢热阻总和22/? = 0.000W./vv, NaOH水溶液的 Cp=3. 77kJ/kg. 45氯苯用泵从反响器A输送到高位槽B （如下所示）， 出口处距反响器液面的垂直高度为15m,反响器液面上方维持26.7kPa的绝压, 高位槽

11、液面上方为大气压，管子为076mmX4mm、长26.6m的不锈钢管。管线 上有两个全开的闸阀、5个90标准弯头。45氯苯的密度为1075 kg m3,粘度 j6.5xlO-4Pa so泵的效率为70%,求泵的轴功率。附：入=0.0293,各局部阻力 系数为：全开闸阀，产0.1790标准弯头0=0.753、板框过滤机加压过滤某悬浮液.一个操作周期内过滤20分钟以后共得滤液4m3 （滤饼不可压缩，介质阻力忽略不计）。在一个操作周期内共用去辅助时间 为30分钟。求:（1）该机的生产能力为多少？（2）假设过滤压强差加倍,其他条件不变（物性、过滤面积、过滤与辅助时间不 变），该机的生产能力提高了多少？第

12、3页（共3页）长沙理工大学试卷标准答案试卷编号：3课程名称：化工原理A （-）一、填空题（每空1分，共20分）1、空气、饱和水蒸汽2、傅立叶定律3、中央循环管式 悬筐式 外加热式4、H- 。、 n-Q N-Q 转速5、静止的连通着的同一种连续的液体 6、增加 降低7、沉降面积颗粒沉降速度高度8、旁路阀 9、82二、选择题（每题1分，共10分）1、 C2、 B3、 B4、 A5、 A 6、 B7、 C8、 D9、 BIO、 A三、判断题（每题1分，共10分）（对的打错的打x）1、x 2、J 3、J 4、x 5、x 6、x 7、x 8、V 9、x 10、x四、问答题（每题5分，共15分）1答：凝汽

13、器设备的凝结温度下，蒸汽中所含有的空气等气体是不会凝结的，故称这些气 体成分为不凝结气体。当蒸汽凝结时，不凝结气体聚积在液膜附近，形成不凝结气体 层，远处的蒸汽在抵达液膜外表进行凝结前，必须以犷散方式穿过这个气体层，这就 使凝结换热过程增加了一个热阻，即气相热阻，所以a c降低。在一般冷凝温差 下，当不凝结气体含量为1%时，换热系数将只达纯洁蒸汽的40%左右，后果是很严 重的。这是凝汽器必须装设抽气器的主要原因之一。定期排除不凝结性气体.2答：1）在泵的进口要安装进口阀或底阀，因为离心泵在启动前需要灌水排气，二在灌水排 气之前，要将进口阀关闭，否那么达不到目的。2）需要在离心泵的进出口安装真空

14、表、压力表。因为在测定扬程与流量曲线时（H Q）需要测定离心泵进出口的表压。3）文丘里流量计的取压点错误，按图中所示，压差计的读数为流体经过流量计时的压 强降，而不能测定流体在管内的流速，正确的安装方法是测压点应在文丘里流量计的 进口及其喉部利用能量转换从而到达测速的目的。4） U形管压差计中指示剂的液位错误，当有流体流动时，应是左边低，右边高，原因 是文丘里流量计进口处的静压头大于其喉部的静压头。3、答：板框过滤机有两种洗涤方式，横穿洗涤法和置换洗涤法。横穿洗涤法的优点是洗涤彻底，缺点是阻力大；置换洗涤法的优点是阻力小，但洗涤 不彻底，并易造成沟流。六、 计算题（共45分）1、解：对库存换热

15、器进行传热能力核算Q = K54m其中= n7rd()(L-0.1) = 72x3.14x0.025 x(3-0.1) = 16.4m2（7 乙）（丁一%）二 G-L= 85.460-20,127-20In -127-60第1页（共2页）长沙理工大学试卷标准答案试卷编号:课程名称：化工原理_L+J也_L+J也K a1=+100000.025+ 幽2 + 0.00032560 x 0.02146.5 x 0.0231097Kf =1097w/换热器的传热速率换热器的传热速率Q = K5M, =1097 x 16.4 x 85.4 = 1536)1 vv该换热器的热负荷Ql=S F) = 3：。X

16、3.77X(60-20) = 1382因为 Q)Ql因为 Q)Ql所以库存的换热器能够完成传热任务。So = 1382000/1097 X 85.4 = 14.8 m22解：如图，取1-1、2-2界面，以1-1截面为基准面旦+ 4+左+ 从Pg 2gpg+ z。+ 也 +- 2g2P1 = 26.7kPa (绝压),zi =0,ioP2=101.3kPa_2 x IO 1075 x 3600= 5.168 xIO、帆3.Z215m5.168X103-)u2 = 1.42/ - s-x0.0682=hf选+2/1川+5号等4/?zJ =2- 直 d 2g/?zJ =2- 直 d 2g0.0293

17、 x 26 61.422X=U78m 0.068 2x9.81_1.422ht 局=(0.5 + 2x0.17 + 5x0.75)x=0.4717m，局2x9.81第2页（共2页）长沙理工大学试卷标准答案试卷编号:课程名称：化工原理H,=H,=(101.3-26.7)xl03 X 1.422 一” 八口+ 15+ 1.178 + 0.4717 =23.83m1075 x 9.812x9.81Ne = Hd/vpg = 23.83 X 5.168 X IO-3 x 1075 x 9.81 = 1.30 x 103VVNa= = 130X10 = 1.86 x IO3VV = 1 .S6kW0.7

18、3、(1) 生产能力:Q=V/( 0 + 0 D)=4/(20+30X60)=4.8 (rn3/h)(2) V22=2k A PA2 0 知(V i/V2)2=(2k A PA2 0 )/(2k2 A PA2 0 )/.V2= V2V=6.79(m3/hr)提高(6.7948)/4.8) X 100%=4l.4%第3页（共3页）长沙理工大学考试试卷试卷编号4 拟题教研室（或老师）签名应化与化工教研室 教研室主任签名课程名称（含档次）化工原理A （ 一）课程代号（）811019专 业 化工、轻工、环工、应化 层次（本、专）本科考试方式（开、闭卷） 闭卷七填空题（每空,分，共20分）1、离心泵的主

19、要部件有如下三局部:,.2、离心泵起动时，先关闭泵的出口开关的原因是。3、离心泵采用并联操作的目的是,串联操作的目的是o4、某设备的表压强为lOOkPa,那么它的绝对压强为 kPa；另一设备的真空应为400nlmHg,那么它的绝对压强为 kPa。（当地大气压为101. 33 kPa）5、流体在钢管内作湍流流动时，摩擦系数人与和有关；假设其作完全湍 流（阻力平方区），那么X仅与一有关。6、局部阻力的计算方法有和o7、在列管换热器中，蒸汽一般通入 程，压力高的物料那么走 程。8、孔板流量计和转子流量计的最主要区别在于：前者是恒,变；后者是恒,变 o9、旋风别离器的作用是 o二、选择题（每题1分，共

20、10分）1、离心泵开动以前必须充满液体是为了防止发生（）A.气缚现象 B.汽蚀现象C.汽化现象 D.气浮现象2、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.改变排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3、1、自由沉降的意思是：（）A、颗粒在沉降过程中受到的流体阻力可忽略不计B、颗粒开始的降落速度为零，没有附加一个初始速度C、颗粒在降落的方向上只受重力作用，没有离心力等的作用D、颗粒间不发生碰撞或接触的情况下的沉降过程4、助滤剂应具有以下性质：（）A、颗粒均匀，柔软，可压缩 B、颗粒均匀，坚硬，不可压缩C、粒度分布广，坚硬，不可压缩 D、颗粒均匀，

21、可压缩，易变形5、蒸汽冷凝传热时不凝气体的存在，对冷凝给热系数a的影响是（）0A.使a增加B.使a降低C.无影响第1页（共3页）长沙理工大学考试试卷6、在讨论旋风别离器别离性能时，临界直径这一术语是指：（）A、旋风别离器效率最高时的旋风别离器的直径B、旋风别离器允许的最小直径C、旋风别离器能够全局部离出来的最小颗粒的直径D、能保持滞流流型时的最大颗粒直径7、流体在园管内作湍流流动时，其平均流速u与管中心的最大流速11陋的关系为（ ）。A. ug 1.5u皿B. uO.C. uO. 5unHX8、雷诺准数的物理意义为（）A.重力和惯性力之比B.惯性力和粘性力之比C.重力和粘性力之比D.浮升力和粘

22、性力之比9、判断下面的说法中哪一种是错误的：（）A、在一定的温度下，辐射能力越大的物体，其黑度越大B、在同一温度下，物体的吸收率A与黑度在数值上相等，因此A和的物理意义相 同C、黑度越大的物体吸收热辐射的能力越强D、黑度反映了实际物体接近黑体的程度10、对在蒸汽一空气间壁换热过程中，为强化传热，以下方案中的在工程上可行：（）A、提高空气流速 B、提高蒸汽流速C、采用过热蒸汽以提高蒸汽温度D、在蒸汽一侧管壁上加装翅片，增加冷凝面积并及时导走冷凝液三、判断题（每题1分，共10分）（对的打，错的打X） TOC o 1-5 h z .离心泵开泵之前要先灌液，目的是防止气蚀现象发生。（）.为减少吸入管路

23、的阻力损失，一般应使吸入管径小于排出管径（）.当关小离心泵的出口阀时，泵的扬程增大了，其升扬高度提高了（）。.凡稳定的圆筒壁传热，热通量为常数。（）.在稳态传热中，凡热阻大处其温差也大。（）.流体流动时，滞流内层的粘度是对流传热的主要控制因素。（）.传导和对流传热的传热速率与温度的一次方之差成正比，而辐射的传热速率 与温度的四次方之差成正比。（）.导热系数和给热系数都是物质的属性之一。（）9、在压缩比相同的情况下，由于多级压缩采用了中间冷却器，故消耗的总功率 比单级压缩时要少。（）10、离心泵的出口阀关闭，其流量为零，那么所需的轴功率也为零。（）四、问答题（每题5分，共15分）1、为什么往复压

24、缩机在压缩比拟大时要采用多级压缩？第2页（共3页）长沙理工大学考试试卷2.强化传热过程应采取哪些途径？3、当颗粒粒径范围为5 um100 um时，试设封一条气固体系别离流程。五、计算题（共45分，每题15分）1.在由118根025x2. 5,长为3nl的钢管组成的列管式换热器中，用饱和水蒸汽 加热空气，空气走管程。加热蒸汽的温度为132. 9,空气的质量流量为 7200kg/h,空气的进、出口温度分别20和60,操作条件下的空气比热为 1.005 kJ/（kg-）,空气的对流给热系数为50 W/（m2JC）,蒸汽冷凝给热系数 为8000 W/（m2.r）,假定管壁热阻、垢层热阻及热损失可忽略不

25、计。试求： （1）加热空气需要的热量0为多少？（2）以管子外外表为基准的总传热系数为多少？（3）此换热器能否完成生产任务？2、现用一虹吸管来输送相对密度为1.2的某酸液，如附图示。设酸液流经虹吸 管的阻力忽略不计，问：（1）图A处（管内）和B处（管内）的压强各为多少kN.nf? ?（2）假设要增大输送量，你认为对此装置采用何种改进最为简单？为什么？3、某降尘室长4m、宽2m、高2m,内用隔板分成25层，用以除去炉气中的矿 尘。矿尘的密度为3000kg. m ,炉气送入降尘室的密度为1.29kg. m,粘度 为3.5X10Ta.s,温度为150,尘粒直径在10 口田以上，问该降尘室每小时可 处理

26、炉气多少标准能/h?（炉气压力近似为101.3kN.m ）第3页（共3页）长沙理工大学考试试卷5、在空气-蒸汽间壁换热过程中可采用方法来提高传热速率最合理。A.提高蒸汽速度；B.采用过热蒸汽以提高蒸汽温度；C.提高空气流速；D.将蒸汽流速和空气流速都提高。6、沉降室的生产能力与有关。A.颗粒沉降速度和沉降室高度；B.沉降面积；C.沉降面积和颗粒沉降速度；D.沉降面积、沉降室高度和颗粒沉降速度。7、离心泵的扬程是指泵给予（）液体的有效能量。A. 1kg B. IN C. Im8、雷诺数的物理意义表示 oA.粘滞力与重力之比；B.重力与惯性力之比；C.惯性力与粘滞力之比；D.压力与粘滞力之比。9、

27、为了减少室外设备的热损失，保温层外的一层隔热材料的外表应该是 0A.外表光滑，色泽较浅 B.外表粗糙，色泽较深C.外表粗糙，色泽较浅10、蒸汽冷凝传热时不凝气体的存在，对冷凝给热系数a的影响是 0A.使a增加B.使a降低C,无影响三、判断题（每题1分，共10分）（对的打错的打X）1、离心泵开泵之前要先灌液，目的是防止气蚀现象发生。（）2、转子流量计能耗小，加工方便，可耐高温高压。（）3、多层圆筒壁稳定导热时，通过各层的热通量相等。（）4、流体流动类型有：层流、湍流、过渡流。（）5、采用错流和折流可以提高换热器的传热速率。（）6、U形管压差计不能用来测设备或管路内的绝对压强。（）7、离心泵的轴功

28、率一般随流量增大而增大，当流量为寻时，轴功率亦为零。（）8、多效蒸发过程中，效数越多，操作费少，但设备费增多。（）9、在定态流动中，各截面上流体的流速、压强等有关物理量不随时间和位置而 变。（）10、离心泵铭牌上标明的是泵在效率最高的主要性能参数。（）四、问答题（每题5分，共15分）1、为什么液体的粘性随温度升高而减小，气体的粘性随温度升高而增大？2、一包有石棉泥保温层的蒸汽管道，当石棉泥受潮后，其保温效果将如何变化? 为什么？3、刚安装好的一台离心泵，启动后出口阀已经开至最大，但不见水流出，试分析原因并采取措施使泵正常运行。第2页（共3页）长沙理工大学试卷标准答案试卷编号：4课程名称：化工原

29、理A （-）八、 填空题（每空1分，共20分）1、泵壳；叶轮；泵轴2、降低起动功率，保护电机，防止超负荷而受到损伤。3、提 高流量。提高扬程4、1.33 48 5、雷诺准数 相对粗糙度 相对粗糙度 6、局部阻 力法当量长度法7、壳管8、截面压差压差截面8、别离气固体系二、选择题（每题1分，共10分）A 2、 B 3、 D 4、 B 5、 B 6、 C 7、 B 8、 B 9、 B 10、 A三、判断题（每题1分，共10分）（对的打J,错的打x）1、x 2、x 3、x 4、x 5、J 6、J 7、J 8、x9、V 10、x四、问答题（每题5分，共15分）1、答：当余隙系数一定时，压缩比愈高，余隙

30、气体膨胀占去气缸的容积愈大、使吸气量减 少，当容积系数为零时，压缩比到达最大，气体膨胀占满气缸容积，无法吸气。当压缩比拟 大时，采用多级压缩有以下优点：降低排气温度；减少功耗；提高气缸容积利用率、使压缩 机的结构更为合理。2、答：根据Q=K.S.Ztm方程，指任一个K、S、（,都能提高强化传热（1）增加传热面积，如在管内外壁装上翅片,采用螺旋管或粗糙管代替光滑管；（2）增大传热温 差45 可采用逆流操作,因为当Ti , T2 , t, , t2四个温度一定时，逆流传热温差 tm最大；（3）提高传热系数K由K=l/ （1/a i + ig+Z bjj）提高a、a降低6 %都能强化传热，要提高a由

31、单层改为多层，或在壳程中增设档板，对于 蛇管中，加入搅拌装置或在蛇管圈中增设杯状物（强化圈）在列管换热器中可,还可采用导热 系数大的流体作载热体。3、答：（略）四、计算题（共45分）.、解：（1） Q =（t2 - r.） = 7200 / 3600 x 1.005 x（60 - 20）= 80.4 kJ/sh2 4%8000 0.02 x 50A2 =118x3.14159 x0.025 x3 = 27.8 mQ=K2A2Atin =39.8 x 27.8 x 91.45 = 101184 J/s = 10l.l84 kJ/s,能够完成生产任 务。第1页（共2页）长沙理工大学试卷标准答案课程

32、名称：化工原理试卷编号:2、解:在储槽液面1-1及管内A处截面A-A列柏式：Zig+Pi/ P +u 2=ZAg+PA / P +u ； /2+hf 1-a(1)在储槽液面1-1及虹吸管出口内侧2-2列柏式：Zig+Pi/ P +u, /2=Z?g+P2/ P +u i /2+hf i-2(2)联解(1) (2)得：U2=2.8m.s-,2 (表压)同时，当液体从1-1连续流到管内B处B-B*时Zig+Pi/ P +u，/2=ZBg+Pa/ P +UB2/2+hj.B0=0.2 X 9.807+Pb/1200+2.82/2:.PB2 (表压)2) ,: V= n d2u/4 当 hi-2 =0

33、 时,u=(2gAZ)I/2欲使Vt ,简单方法是：使d t ,即换一条直径较大的虹吸管使ut,那么应使AZ t,即可适当加长虹吸管，使其出口处降低。设为层流沉降：U=(10X 0)(3000-1.29) X 9.807/(18 X 0.035 X 10 )=4.67 X 10m/.s验算：Rep=(10X10X4.67X IOX 1.29)/(0.035X 10)= 1.72X10 V1 414= 0.0707 L/min3、解:(2)K2(10 2V 2V 28 2x10Q = w2cp2(t2 - /j) = 7200 / 3600 x 1.005 x(60 20)= 80.4 kJ/s

34、=/;= 39.8W/(m2- )d, 10.025F1h2 48000 0.02 x 50长沙理工大学试卷标准答案试卷编号:课程名称：化工原理(3)A2 =118 x 3.14159 x 0.025 x 3 = 27.8 nr第2页（共3页）长沙理工大学试卷标准答案课程名称：化工原理试卷编号: = 二 * = 9A/2112.9Q=K2A2Atm =39.8 x 27.8 x 91.45 = 101184 J/s = 10l.184 kJ/s,能够完成生产任 务。第3页（共3页）长沙理工大学考试试卷试卷编号 6拟题教研室（或教师）应化与化工教研室教研室主任签名课程名称（含档次）化工原理A （

35、 一）课程代号0811019专业化工、轻化、应化、环工 层次（本、专）上 考试方式（开、闭卷） 闭卷 一、填空题（20分，每空1分）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 流速为平均流速的一倍，摩擦系数X与Re关系为o2、离心泵的主要部件有、和-o3、牛顿粘性定律的表达式为，该式应用条件为一流体作流动。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，假设保持冷流体的进口温度小加热蒸汽压 力P不变，现冷体流量增加，那么冷流体出口温度t2，传热速率切, 总传热系数K，传热平均温度差。6、固体粒子的沉降过程分阶段和一阶段。沉降速度是指阶段颗粒

36、相 对于的速度。二、选择题（10分，每题2分）对一台正在工作的列管式换热器，ai=116w.m .K g=11600 w.m.K,要提高传热系数K,最简单有效的途径是（ ）oA.设法增大彻B.设法增大g;C.同时增大彷和a。2、在蒸气冷凝传热中，不凝气体的存在对a的影响是 oA.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n和流量Q的关系为（）A. Q增大，q增大 B. Q增大，n先增大后减小c. Q增大，n减小 D. Q增大，n先减小后增大4、在重力场中，固粒的自由沉降速度与以下因素无关（）A.粒子几何形状；B.粒子几何尺寸C.

37、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.不少于三、判断题（10分，每题2分） TOC o 1-5 h z 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、旋风别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。（）四、问答题（15分，每题5分）1、某液体分别在此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1T的

38、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？三 一 Xg思考题1-4附图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？五、计算题（总分45分，每题15分）1、现要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50C,粘度为2X10rpaS,密度为1.5 kg/m3

39、,而尘粒的密度为3500 kg/n?,最小直径为101nm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那么各装一 U形压差计。如下图。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irP/h（P空=1.2kg/n?）3、在列管式换热器中，用热水加热冷水，热水流量为4.5x10 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*1（）卬/加试 求（1）冷水的流量；（2）两种

40、流体作逆流流动时所需的传热面积；长沙理工大学考试试卷四、计算题（共45分，每题15分）1、如下图，用泵将水从贮槽送至敞口高位槽，两槽液面均恒定不变，输送管路尺寸为帧3义3. 5mm, 泵的进出口管道上分别安装有真空表和压力表，真 空表安装位置离贮槽的水面高度乩为4. 8m,压力表 安装位置离贮槽的水面高度乩为5mo当输水量为 36m7h时进水管道全部阻力损失为1. 96J/kg, 出水管道全部阻力损失为4.9J/kg,压力表读数为 2.452X10%,泵的效率为70%,水的密度p为1000kg/n?, 试求：（1）两槽液面的高度差H为多少？（2）泵所需的实际功率为多少kN?（3）真空表的读数为

41、多少kgf/cnf?2.在由118根烟5x2.5,长为3m的钢管组成的列管式换热器中，用饱和水蒸汽 加热空气，空气走管程。加热蒸汽的温度为132.9C,空气的质量流量为 7200kg/h,空气的进、出口温度分别20C和60C,操作条件下的空气比热为 1.005 kJ/（kg.）,空气的对流给热系数为50 W/（m2.）,蒸汽冷凝给热系数为 8000W/（m2.）,假定管壁热阻、垢层热阻及热损失可忽略不计。试求： （1）加热空气需要的热量。为多少？（2）以管子外外表为基准的总传热系数K为多少？（3）此换热器能否完成生产任务？3、以某板框式压滤机在恒压条件下过滤含硅藻土的悬浮夜。过滤机的滤框尺寸为

42、 810X810X25（mm）,共有 37 个框。已测出过滤常数 KRCTW/s, qe=0.0hn3/nrf 假设单位面积上通过的滤液量为（）.15m3/m2,所用洗水量为滤液量的1/5。求: 1）过滤面积和滤框内的总容量；2）过滤所需的时间；3）洗涤时间；第3页（共3页）长沙理工大学试卷标准答案试卷编号：6试卷编号：6课程名称：化工原理A （ 一 ）一、填空题（20分，每空1分）1、抛物线，2, X =64/Re2、叶轮，泵壳，轴封装置du砂,牛顿型，层流4、H-Q, N-Q, n-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1分）1、A： 2、A： 3、

43、B； 4、D； 5、C三、判断题（10分，每题1分）1、X； 2、X； 3、J； 4、V； 5、X；四、思考题（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 0 =AP/r u L推动力/阻力提高过滤速率的方法有：（1）提高推动力4P,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 助流剂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。

44、（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、解：求A5=（ 1 （） X 1 （尸）2 x （3500 1.5）X9.81/（18X2X 10-5）=9.53X10-3m/sV=V T/T = 1500 X （50+273）/273= 1774.73m?/hA=V/U=（1774.73/3600）/（9.53 X 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，故可应用柏式：V Zi=Z2A (Pi-P2)/p=(u22-ui2)/2即(1200-780)/1.2=(U22-ur

45、)/2(1)又:连续流动,P空变化很小，.U2=U(di/d2)2即 U2=ui(300/200)2=2.25ui(2)(2)式代入(1)式得 ui = 13.13m/s V=3600 n (O.3)2 X13.13/4=3340m3/h解 1) ; Qk = QcC减= 4.18比小C Cf( = 4A14kJ/kCWc = 6010kg/h2)4 = (45 - 35)/ Ln(45/35) = 39.8 C由处比爬=WhCvhLT5,= 4.5x103x40 x4.181x103/(3600 x2.8xlO3 x39.8)=1.89 /长沙理工大学考试试卷试卷编号7拟题教研室（或教师）应

46、化与化工教研室教研室主任签名课程名称（含档次）化工原理A （ 一）课程代号0811019专业化工、轻化、应化、环工层次（本、专）本考试方式（开、闭卷） 闭卷一、填空题（20分，每空1分）1、离心泵的泵壳制成蜗壳状，其作用是。2、某设备的表压强为lOOkPa,那么它的绝对压强为kPa；另一设备的真空度为400mmlIg,那么它的绝对压强为。（当地大气压为1 01.33 kPa）3、热量传递的基本方式有、和.4、在降尘室中除去某粒径的颗粒时，假设降尘室高度增加一倍，那么颗粒的沉降时 间，气流速度，生产能力。5、在流体与固体壁面间发生的对流传热中，热阻主要集中在一o6、离心泵并联操作的目的是o7、水

47、与苯通过间壁换热器进行换热。水从20升至30,苯由80降至40, 那么最小值流体为，此换热器的传热效率 =_o8、从液面恒定的高位槽向常压容器加水，假设将放水管路上的阀门开度开大，那么 管内水流量将，管路的局部阻力将，直管阻力将，管路总阻力将 （设动能项可忽略。）9、含尘气体通过长4m、宽3m、高1m的降尘室，颗粒的沉降速度0. 03m/s,那么降 尘室的最大生产能力为m7so10、工业上应用最广泛的间歇压滤机有和O二、选择题（10分，每题2分）1、转子流量计的主要特点是oA.恒截面、恒压差B.变截面、恒压差C.恒流速、变压差D.变流速、变压差2、一定质量的流体在625X2.5mm的直管内，作

48、强制的湍流流动，其对流传热系 数ai=800W/n?-C,如果流量和物性不变，改在619 X 2mm的直管内流动，其 ai 为（）W/m2 A. 1268； B. 1342； C. 1585； D. 16783、离心泵的轴功率N和流星Q的关系为（）A. Q增大，N增大； B. Q增大，N先增大后减小C.Q增大，N减小； D.Q增大，N先减小后增大4、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将接近空气侧的对流传热系数。那么：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。 TOC o 1-5 h z 5、米糠油在管中

49、作层流流动，假设流量不变，管长不变，管径增加一倍，那么摩擦 阻力损失为原来的倍。A 1/2 B 1/16 C 1/8 D 1/4三、判断题（10分，每题2分）.当流量一定时，管程或壳程越多，给热系数越大，因而应尽可能采用多管程 或多壳程换热器。（）2、U型压差计测量的是两截面见静压强的差值。（）3、恒压过滤时，过滤速率逐渐减小。（）4、在管道外包扎保温层，保温层越厚保温效果越好。（）5、间壁换热器中，管壁的温度接近与热阻大的那一侧流体的温度。（）四、思考题（15分，每题5分）1、列出应用柏努利方程式解题的要点。2、试分析提高过滤速率的因素？3、传热的强化途径有哪些？五、计算题（总分45分，每题

50、15分）1、用板框过滤机恒压下过滤某种悬浮液，过滤机的尺寸为：滤框的边长为810mm（正方形）,每框厚度为42mln,共10个框。现已测得：过滤10分钟得到 滤液1. 31m3,再过滤10分钟共得到滤液1. 905m3,每淄滤液可形成0. In?的 滤饼，试计算：（1）过滤常数K为多少nv7s?匕为多少/s?（2）将滤框完全充满滤饼所需的过滤时间为多少分钟？2、料液自高位槽流入精偏塔，如附图所示。塔内压强为1.96X104pa （表压），输 送管道为O36X2mm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

51、位槽应安置多高？（即位差Z应为多少米）。摩擦系数取/I =0.039,料液 在操作温度下的密度夕=861kg/m3； go。标准弯头，4=0.75； 180回弯头，= 1.5；球心阀（全开），=6.43、120c饱和水蒸汽将空气从20加热至80,冷凝水在饱和温度下排出，空 气流量1.20X104kg/h。现有单程列管换热器，（|）25 X 2.5mm钢管300根，管长 3m, ou）=I04VV/; , .=124,5污垢及管壁热阻不计。问此换热器能否满足要求。长沙理工大学试卷标准答案试卷编号：_L课程名称：化工原理A （ 一 ）一、填空题（20分，每空1分）1、使局部动能转换为静压能。2、2

52、01. 33 kPa, 360mmHg3、热传导、热对流、热辐射。4、增加，减少，不变5、层流内层中6、增大流量7、苯，2/38、变大，变小，变大，不变9、0.3610、板筐压滤机，叶滤机二、选择题（10分，每题1分）1、B； 2、A； 3、A； 4 C； 5、B三、判断题（10分，每题1分）1、J； 2、X； 3、V； 4、X； 5、X四、思考题（15分，每题5分）1、（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2、过滤速率为dv/Ad 0 =AP/r u L推动力/阻力提高过滤速率的方法有：（1）提高推动力4P，即增加液柱压力；增大悬

53、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、传热过程的强化有以下几条途径：（1）增大传热面积；（2）增大平均温度 差；（3）增大总传热系数五、计算题（总分45分，每题15分）1、解：（1）过，虑面积 A=0.8/X2X 10=13. 12痛根据恒压过滤速率方程:V42VV0=KA4将 0 =10min, V=l. 31m3; 0 =20min, V=l. 905n?代入上式解出:K=2. 01X lOV/sV=0. 1376m7s（2）滤框充满时所得滤饼体积:V饼=0. 812X0. 042X 10=0. 2756m3

54、滤框充满时所得滤液体积:V=V饼/ u =0. 2756/0. 1=2. 756m3= (V2+2VVr)7KA2= = (V2+2VVr)7KA2= =40 min2.7562 4-2 x 2.756 x 0.137613.122x2.01x10-5x602、解：取管出口处的水平面作为基准面。在高位槽液面1 1与管出口截面2 2间列柏努利方程例1-13 附图gZ|+包= gZ2+ 苧+叫P 2p 2式中 Zi=Z Z2=0 /?i=0 (表压) u七0 p2= 1.96X 104Pa (表压)3u2 =-=3900= i.()4m/s 三小 0.785(0.032)-4阻力损失叫=(曰+局部

55、阻力系数为 TOC o 1-5 h z 进口突然缩小（入管口）4=0.590标准弯头=0.75180回弯头。=1.5球心阀（全开）4=6.4(8A (1 (M )2西=0.039 x+ 0.5 + 2x0.75 + 1.5 + 6.4 xv 7f I0.032)2= 10.6J/kg 所求位差Pz P、芯 口/.96xl0 (1.04)2pg 2g g 861x9.81 2x9.81Pz P、芯 口/.96xl0 (1.04)2pg 2g g 861x9.81 2x9.814-10.69.81=3.46m3、解 Vaoai AKi = ai= 124.5 W/(nr)3、解 Vaoai AKi

56、 = ai= 124.5 W/(nr)Q = WcCpcAt =L20 xl x 1.005 X60 = 201 kJ/s3600Atm =Atm =100-401悭40= 655 Q = KiAiAtm 即 Ai = 24.6 m一、填空题（20分，每空1分）1、牛顿粘性定律的表达式为,该式应用条件为一流体作一流动。2、离心泵启动前需要先向泵内充满被输送的液体，否那么将可能发生现象。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，固粒可被别离的条件是o5、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

57、速为平均流速的一倍，摩擦系数人与Re关系为 o6、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o7、多层壁稳定导热中，假设某层的热阻最小，那么该层两侧的温差o8、局部阻力的计算方法有和o9、假设被输送的流体的粘度增高，那么离心泵的压头、流量、效率、轴 功率二、选择题（10分，每题2分）1.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3、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.

58、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，各层温差为ZU尸15, ZUk45,那么 第一、二层的热阻吊、兄的关系为。又，Ai = nndiL 即 24.6 = 300k X0.020LL= 1.31 m3 m满足要求长沙理工大学考试试卷试卷编号 8拟题教研室（或教师）应化与化工教研室教研室.主任签名课程名称（含档次）化工原理A （ 一）课程代号0811019专业化工、轻化、应化、环工 层次（本、专）考试方式（开、闭卷） 闭卷A. R）R2 B.无法确定 C. RfR2 D. RKR?5、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

59、，每题1分） TOC o 1-5 h z 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（1 5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、旋风别离器的操作原理是什么？评价旋风别离器性能的主要指标有哪些？五、计算题（总分45分，每题

60、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,钢球的密度7900kg/m3, 液体密度为13（）（）kg/m3,计算液体的粘度。2、水从水池的喷嘴口 1-1截而垂直向上喷射至大气，如以下图，设在大气中流束截面保持圆形，喷嘴内直径dl=20mm,出喷嘴H水流速 ul = 15nVso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、在列管式换热器中，用热水加热冷水，热水流量为4.5x10 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2.8x10W/?lc试求（1）冷水的