化工原理(上册)期末试题样卷及答案.doc

扬州大学试题纸化工原理（上册）期末试题专业班级 学号 _ 姓名 _题号一二三四五六七总分得分一、填充题(每空1分，共20分)1. 气体的黏度随温度的升高而_, 水的黏度随温度的升高而_。2. 牛顿粘性定律的数学表达式为_。3. 边长为0.5m的正方形通风管道,其当量直径为_m。4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。5测流体流量时，随着流体流量增加，孔板流量计两侧压差值将_，若改用转子流量计测量，当流量增大时，转子两端压差值将_。6调节离心泵工作点的方有，。7恒压过滤且忽略介质阻力时，若粘度降低20%，则在相同的过滤时间所得滤液应增加。8设颗粒的比表面积为a，床层空隙率为，则床层的比表面积aB为。颗粒的粒度分布愈不均匀，所形成床层的空隙率越 。9黑体表面温度由37加热到347K，则辐射能力增加为原来的_倍。10某流体在圆形直管内强制对流，其给热系数为a，现任务变更，管内流速降为原来的1/2，且已知此时Re 104，则管内的给热系数为原给热系数的倍。11生产上，沸腾传热常在_沸腾区操作，因_沸腾的给热系数大于_沸腾的给热系数。12、工业上常用蒸发器主要有二种类型：: _ _和_ _。二、选择题（10分，每小题2分）1、如图所示,用U形压差计与管道A、B两点相连。已知各图中管径、A、B间的管长L及管道中流体流量均相同,管内流体均为20水,指示液均为汞,则_ A.R1R2 , R1 = R2 = R4B.R1 = R2 = R3 = R4C.R1 = R2 R3 R4D.R1R2R3R42、转子流量计的主要特点是_ A.恒截面、恒压差B.变截面、变压差C.恒流速、恒压差D.变流速、恒压差3、在板框过滤机中，如滤饼不可压缩，介质阻力不计，当过滤压差增加一倍时，对相同的q值，其过滤速率为原来的_ A.倍 B. 1倍 C. 2倍 D. 4倍4、红砖的黑度为0.93，若温度为300，则红砖的辐射能力为_W/m2A. 6112.3 W/m2B.5684 W/m2C. 1000 W/m2D.916.8W/m25、蒸汽冷凝时的热阻_ _A.决定于液膜厚度B.决定于汽膜厚度C.决定于汽膜和液膜厚度D.主要决定于液膜厚度，但汽膜厚度也有影响三、问答题（10分，每小题5分）1影响回转真空过滤机生产能力的因素有哪些？（过滤介质阻力可忽略）2某换热器用工业水冷却热流体，若热流体流量及进口温度不变，在夏季因冷流体进口温度升高，要求热流体出口温度T2不变，应采取何种措施？传热系数K及传热推动力tm又有何变化？四过滤计算（12分，每小题4分）以板框压滤机过滤某悬浮液,在恒压条件下进行。已知过滤面积为8.0m2,过滤常数K=8.500-5m2/s, 过滤介质阻力可忽略求:(1)取得滤液V1 = 5.0m3所需过滤时间1；(2)若操作条件不变,在上述过滤1时间基础上再过滤1时间,又可得多少滤液?(3)若过滤终了时共得滤液3.40m3,以0.42m3洗液洗涤滤饼,操作压力不变,洗液与滤液黏度相同,洗涤时间是多少?五、 带泵管路计算（18分）某型号的离心泵,在一定的转速下,在输送范围内,其扬程与流量的关系可用He=18-6105qv2(He单位为m，qv单位为m3/s)来表示。用该泵从贮槽将水送至高位槽。两槽均为敝口,两水面高度差3m且水面维持恒定。管路系统的总长为20m(包括所有局部阻力的当量长度),管径为463mm,摩擦系数可取为0.02,试计算:(1)输水量 m3/h;（10分）(2)若泵的效率为65%,水的密度为1000Kg/m3,离心泵在运转时的轴功率kW;（4分）(3)若将该输送系统的高位槽改为密闭容器,其内水面上方的压强为49.05KPa(表压),其它条件均不变,试分析此情况下的输水量与泵的轴功率将如何变化(不必计算,用公式与特性曲线图示说明)。（4分）六沉降计算（12分）在20m高的升气管中,要求球形颗粒停留10s。粒径10m,粒子密度2500kg/m3。气体密度1.2kg/m3,黏度0.0186cP,气流量100m3/h。试求：（1）颗粒沉降速度为多少？（6分）（2）升气管直径(设粒子加速段可忽略不计)为多少？（6分）七传热计算（18分）用120的饱和水蒸气将流量为36m3/h的某稀溶液在双管程列管换热器中从80加热至95。若每程有直径为2525mm的管子30根,且以管外表面积为基准的传热系数K=2800W/(m2)。蒸汽侧污垢热阻和管壁热阻可忽略不计,试求: (1)换热器所需的管长;（6分）(2)当操作一年后,由于污垢累积,溶液侧的污垢系数为0.00009(m2)/W,若维持溶液的原流量及进口温度,其出口温度为多少?（8分）又若必须保证溶液原出口温度,可以采取什么措施?（4分）注:溶液的密度及比热与水近似:=1000kg/m3 ;cp=4.2kJ/(kg)化工原理（上册）期末试题参考答案及评分标准一、填充题(每空1分，共20分)1、增大；降低 2、= du/dy； 3、0.5 4、0.5 5、增大；不变6、改变出口阀开度改变泵的转速改变叶轮直径7、11.8%8、aB = a(1) 、小9、 1.5710、0.574311、核状，核状，膜状 12、循环型蒸发器、单程型蒸发器二、选择题（10分，每小题2分） B C C B A三、问答题（10分，每小题5分）1答：当过滤介质阻力可忽略时可见，影响因素有：转筒的转速、浸没度、转筒尺寸、操作压强及处理物料的浓度及特性。2答：可采用增大冷流体用量解决。K增大，tm减小。四、过滤计算（12分/4、4、4）解：(1) V12 = KA2t1即 5.02 = 8.5010-582t1t1 = 4596s = 1.28h(2) V22 = KA2t2即V22 = 8.500-58245962V2 = 7.07 m3则V2-V1 = 7.07-5.0 = 2.07 m3(3) 过滤终了时,VE = 3.40 m3 (dV/dt)E = KA2/(2VE) = 8.5010-582/(23.40) = 810-4 m3/s (dV/dt)w = (dV/dt)E/4 = 8.010-4/4 = 2.010-4 m3/stw = Vw/( dV/dt)w = 0.42/(2.00-4) = 2100s = 35 min五、带泵管路计算（18分/10、4、4）解：（1）求输水量:在两液面之间列伯努利方程He/=(Z+P/g)+HfZ=3m,Hf=0.02(20/0.04)(V /(0.7850.042) 2/(29.81)=3.23105V2P/g=0He/=3+3.23105V2离心泵特性曲线:He=18-6105V 2由式(1)、(2)找工作点: 18-6105V 2=3 + 3.23105V2V =0.00403m3/s =14.51 m3/h由式(1)He =8.25m(2)求轴功率:Na=He Vg/(1000)=0.004038.251000/(1020.65)=0.501kW(3)改A为密闭容器时He =8 + 3.23105V 2V Na六、 沉降计算（12分/6、6）解：设Rep 2,ut= gdp2(s-)/(18)= 9.81(10-5)2(2500-1.2)/(180.018610-3) = 7.3310-3 m/s校核: Rep =dput/ = 10-57.3310-31.2/(0.018610-3) = 4.7310-3 2原设正确令气流上升速度为u, (u-7.3310-3) 10 = 20u = 2.007 m/s又V = u(/4)d2即 100/3600 = 2.007(/4)d2d = 0.133 m七、传热计算（18分/6、8、4）解:(1)tm=(t1-t2)/Ln(t1/t2) =(120-80)-(120-95)/Ln(40/25)=31.9Q=(361000/3600)4200(95-80)=630103WA=Q/(Ktm)=630103/(280031.9)=7.05m2A=nd(2L)=300.0252L=4.71Lm2L=7.05/4.711.5m(2) (do/di)R1=1/K污-1/K净 1/K污=0.0000925/20+1/2800=0.00047K污=2128W/(m2) t2=92措施:(1)提高加热蒸汽温度(调节加热蒸汽的压力) (2)清除污垢。