江南大学化工原理期末试卷(2004-2011).doc

(完整版)江南大学化工原理期末试卷(2004-2011)一、填空题每空1分，共计30分1.处于同一水平面高的流体，维持等压面的条件必须是 ， , 。2. 流体在等径管中作稳定流动，流体由于流动而有摩擦阻力损失,流体的流速沿管长_ _。 3.米糠油在管中作层流流动,若流速u，管内径d不变，管长l增加一倍,则摩擦阻力损失 ；若流速u，管长l不变，管内径d增加一倍，则摩擦阻力损失_ _ _;若管内径d，管长l不变，油温升高，粘度为原来的1/2，则摩擦阻力损失 。4。 离心泵的下列部件是用来将动能转变为压能（ ) （A)泵壳和叶轮 （B)叶轮 （C）泵壳 （D）叶轮和导轮 5.漩涡泵常用的调节方法是（ ) （A)改变吸入管路中阀门开度 (B)安置回流支路，改变循环量的大小（C）改变压出管路中阀门的开度 (D）改变电源的电压6。 以下种类的泵具有自吸能力（ ) (A)往复泵 (B)齿轮泵与漩涡泵 (C)离心泵 (D）旋转泵与漩涡泵 7。离心通风机的全风压等于（ ) （A）静风压加通风机出口的动压 (B)离心通风机出口与进口间的压差 （C）离心通风机出口的压力 （D）动风压加静风压 8.离心通风机的铭牌上标明的全风压为100mmH2O意思是( ） （A)输任何条件的气体介质全风压都达100mmH2O (B）输送空气时不论流量多少，全风压都可达100mmH2O (C）输送任何气体介质当效率最高时，全风压为100mmH2O （D）输送20，101325Pa的空气，在效率最高时，全风压为100mmH2O9。离心泵按叶轮串联的多少可分为 和_ _。 10。含尘气体通过长为4 m，宽为3 m，高为1 m的除尘室，已知颗粒的沉降速度为0。03 m/s，则该除尘室的生产能力为（ )12。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 13。板框压滤机洗涤速率为恒压过滤最终速率的1/4的这一规律只有在以下条件下才成立（ ）。（A)过滤时的压差与洗涤时的压差相同 (B）滤液的粘度与洗涤液的粘度相同 （C）过滤压差与洗涤压差相同且洗涤液粘度与滤液粘度相同 （D）过滤压差与洗涤压差相同,洗涤液粘度与滤液粘度相同，以及过滤面积与洗涤面积相同 14。 过滤推动力一般是指( ）。(A)过滤介质两边的压差 (B)过滤介质与滤饼构成的过滤层两边的压差 （C）滤饼两面的压差 (D）液体进出过滤机的压差 15。 以下过滤机是连续式过滤机（ )。（A)箱式叶滤机 (B)真空叶滤机 （C)回转真空过滤机 （D)板框压滤机 16.流体通过固体颗粒床层流动时随着速度的增长,将会产生三种状态分别是 、 、 。17.搅拌操作中为防止打旋现象出现，常采用设置 和 等方法。18。空气在内径一定的园管中稳定流动，若气体质量流量一定，当气体温度升高Re 。 19.管径改为原来的1/2而流量相同，则其表面传热系数约为原来的 倍。(设条件改变后, 物性常数不变） 20.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e在数值上相等, 因此A和e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。21. 沸腾传热可分为三个区域,它们是自然对流区、核状沸腾区和膜状沸腾区，生产中的沸腾传热过程应维持在 区操作.22。 套管换热器,内管外径d1、外管内径d2，则环隙的当量直径 一、概念题(30分）（填空题每空1分,选择题每题1分）1。 同一种流体，连续，静止2. 不变3. 加倍 减为1/4 减为1/24. C 5. B6。 A7。 D8 D9. 单级,多级10。 0.36 m3/s 11。 A 12。 D13。 C14. B15。 C16。 固定床 流化床 气力输送（水力输送) 17。 挡板 搅拌轴偏心或倾斜 18. 下降19。 3.48 20。 B21. 核状沸腾区22. d2-d1一、概念题(30分） （每题1分)1. 稳定热传导是指传热系统中各点的温度仅随_ _而变,不随时间而改变.套管换热器，内管外径d1、外管内径d2，则环隙的当量直径de=_。 2. 在稳定流动过程中，流体流经各截面处的质量流量相等. ( ） 3. 流体在水平管内作稳定连续流动,管路直径变小的地方,流速会增大, 静压强会。 4。 离心泵主要性能参数为压头、. 5。 如图所示，当阀门关闭时,E、F、G点处的压强的关系为:PE（）PF（ )PG.当阀门打开,液体流动以后： PE（ )PF（ ）PG A. 等于 B。 小于 C。 大于 6。 用离心泵输送浆料或含有固体悬浮液时，应采用( )叶轮。 A. 闭式 B. 开式或半开式 7。 离心泵的允许吸上真空度随泵的流量增大而（ ) A。 增大 B。 减少 C。 不变 8。 欲提高降尘室的生产能力，主要的措施是（ ）。A。 提高降尘室的高度; B。 延长沉降时间; C。 增大沉降面积 9. 球形粒子的球形度(A )；非球形粒子的球形度( ）。A. 等于1； B. 小于1； C. 大于1 10. 颗粒在滞流区沉降时，介质对颗粒的阻力系数与沉降雷诺数Rep的关系为( ).11. 颗粒的自由沉降速度ut小于其干扰沉降速度。（ ） 12. 工业上处理大量含尘气体时，宜采用下列那种操作？（ ） A 采用大直径的旋风分离器串联B 采用小直径的旋风分离器并联13. 在化工生产中，研究传热主要有两方面的目的，一是，一是。14. 某大型化工容器的外层包上隔热层,以减少热损失，若容器外表温度为150， 而环境温度为20，要求每平方米热损失不大于500w， 采用某隔热材料，其导热系数=0.57w/m。K，则其厚度不低于_0.1482m、_。（注:大型容器可视为平壁，材料外壁温度视为室温）15。 传导传热的傅立叶定律为，其中负号表示。 16。 冷、热气体在间壁换热器中换热，热气体进口温度T1400,出口温度T2= 200，冷气体进口温度150，两股气体的质量流量相同，物性数据可视为相同，若不计热损失时，冷气体出口温度为；若热损失为5时，冷气体出口温度为17. 多层平壁导热过程中，传热总推动力为各壁面温度差之和。（ ) 18. 物质的黑度越大，其辐射传热能力越大. 二、计算题（70分)1（20分） 如图所示的管路系统,用高位槽向管路供应20的水，高位槽液面维持不变，比管路出口高出的垂直距离为10m，管路总长度为30m(包括除阀门以外的所有局部阻力的当量长度），管子规格,水在管内流动时的摩擦因数取0。02，阀门全开时的阻力系数为0。17，20水的密度为998。2kg/m3,粘度1。005103Pas，求：（1） 阀门全开时水在管路中的流速（2） 在管路中的B点处装有一压力表，设AB间的长度为20m（包括局部阻力的当量长度）,问压力表显示的读数为多少？（3） 当阀门关小时，压力表的读数将如何变化？请用计算说明当阀门关小到时,压力表的读数为多少？设管路的摩擦因数不发生变化。 2 (15分） 用泵将20水由贮槽打到某一处，泵前后各装有真空表和压力表。已知泵的吸入管路总阻力和速度头之和为2mH2O,允许吸上真空度为5m.槽液面与吸入口位差为2m。当地大气压Pa760mmHg。试问:（1)真空表的读数为多少mmHg？（2）当水温由20变为50时发现真空表与压力表读数突然改变，流量骤然下降，此时出现了什么故障？原因何在？怎样排除？水在20时的饱和蒸汽压为2.334104Pa ， 50时的饱和蒸汽压为1.5104Pa. （1） 水的出口温度；（2） 换热器的传热面积；3（15分） 在只有一个滤框的小型板框过滤机上进行过滤实验,过滤的压强差为100kPa,测得K=2.02710-4m3/s，qe=0。551m3/m2，滤框尺寸为21021030mm，滤饼不可压缩，问：（1） 在过滤的第一个小时内得到多少滤液？（2） 再过滤一个小时，可再得滤液多少？（3） 实际生产时，过滤压差为250kPa，且共有28个滤框,问过滤1小时可得滤液多少?4（20分） 在列管式换热器中，用空气加热水，空气走管程,流量为1。26kg/s,温度从 130降低到70，水走壳程，流量为0.6kg/s，进口温度为30,，已知空气的定压比热容为1.0kJ/kgK，水的定压比热容为4。2 kJ/kgK,管壁热阻可以忽略，空气侧的对流给热系数为100W/m2K，水侧的对流给热系数为2000W/m2K，试求:（3） 将管程加倍，则总传热系数将如何变化？假设空气处于湍流状态,空气和水的物性都不随管程的加倍而变化.一、概念题（30分） （每题1分）1. 位置 d2d12。 正确3。 增大 降低4. 扬程、 流量、 功率、 效率。5. A;A C;C6. B7. B8。 C 9。 A B10. =24/Rep 11. 12. B13. 强化传热，削弱传热14. 148mm15。 Q/tlAt/d ， 热量沿温度降低的方向传递16。 250， 24017. 对18. 大 二、计算题（70分）1 (20分） 解：(1） 7分依题意,以高位槽液面为11截面,以管路出口截面为2-2截面，在之间列柏努利方程式: （2）7分 以B点所在的截面为3-3截面，在1-1和3-3截面间列柏努利方程得： (3）6分当阀门关小时，压力表的读数应增大，当时，在1-1和2-2间列柏努利方程，然后在11和3-3之间列柏努利方程得2 (15分) 解：(1）取贮槽中液面为11兼基准面，真空表处截面为2-2,列柏式： 8分 P1/rgZ2P2/rg + u22/2g +Hf （) 已知：P1/rg10。33m， Z22m，(u22/rg+Hf吸 )2m 将以上值代入（)中 10.332 + P2/rg +2 ，则P2/rg = 6.33mH2 (绝) P真/rgP1/rgP2/rg10。33-6。334mH2 真空表读数为H410009.81760/101300294。4mmHg （2） 发生汽蚀现象 7分 20 Hg Hs -（Hf + u22/rg)523m2m 安装合适 50 Hs Hs +0。24=5+0.24-=5+0。24-1.53=3.71 m Hg 3. 71-2 1。71 m2m 措施： 将泵下移至1.71m以下 减少吸入管路阻力损失，使Hg 2m以上.3（15分)解:（1） 5分 (2） 5分（3） 5分4（20分)一、概念题30分 每空1分或每题1分1. 皮托管测速计所测定的点速度ur计算式为ur_。 2. LZB40转子流量计，出厂时用1物理大气压，20的空气标定流量.生产中用此流量计测量1物理大气压，20的氨气，则此时氨气的实际流量值比刻度值要_（大，小），流量计的校正系数为_。（1物理大气压，20时空气密度为1.2 kg/m3,氨气密度为0。718 kg/m3）3. 离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵会发生_现象。 4. 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 5. 往复泵没有以下缺点（ ) (A) 流量不均匀 (B) 转速不变、流量不大 (C)没有自吸能力 （D)不宜输送悬浮液6. 离心泵铭牌上标明的扬程是指（ ） (A）功率最大时的扬程 （B)最大流量时的扬程 (C)泵的最大扬程 (D)效率最高时的扬程7. 降尘室没有以下优点_。 (A)分离效率高 (B）阻力小 （C）结构简单 (D）易于操作 8. 一旋风分离器分离效果不够满意,有人提出以下建议,你认为哪一个建议较合理_。(A) 与另一个相同的旋风分离器并联使用 (B) 与另一个相同的旋风分离器串联使用（C）与另一个小尺寸的旋风分离器串联使用 (D)在现有旋风分离器的后面串联1个由一对小尺寸的旋风分离器并联而成的分离器10。 判断题：除尘室越高，处理气体能力越大_； 同一粒子在水中呈层流沉降，则在空气中必也是层流沉降_; 沉降速度计算式是基于自由沉降导出的，对干扰沉降要另加修正。_;过滤介质不同,过滤方程中的qe、te也不同。_。 11。 流化床中出现的不正常现象有_和_ _ 。 12. 回转真空过滤机，整个转鼓回转操作时大致可分为_，_，_和_四个区域。回转真空过滤机每通过以上四个区域一次，就完成一个工作循环。13. 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，问此套管换热器内管壁温度应是_. A）接近空气平均温度； B)接近饱和蒸汽和空气的平均温度； C)接近饱和蒸汽温度 14. 稳定热传导是指传热系统中各点的温度仅随_而变，但不随时间而改变。15. 计算下列四种“数时，其数值大小与单位制选择有关的是_。 A）普兰德准数; B)传热单元数NTU; C）离心分离因数Kc； D)过滤常数K. 16. 厚度不同的两种材料构成两层平壁，各层接触良好，已知b1b2; 热导率l1l2.在稳定传热过程中，各层的热阻R1_R2; 各层导热速率Q1_Q2。 在压强恒定的条件下,空气的粘度随温度降低而_ _。17. 物体辐射能力的大小与_成正比,还与_成正比.18. 搅拌系统放大时要有放大准则，请写出常用的两个：_和_。食品工程原理03级上A卷参考答案 2006.1一、概念题(30分 每空1分或每题1分）9. 2Rg(rir）/r1/2 10. 大 （1。2/0。718）1/21。293 11. 气蚀12. B13. C14. D15. A16. D17. B18. 错 错 对 对 19. 腾涌 沟流20. 过滤区 洗涤与脱水区 吹松区 卸渣区21. C22. 位置23. D24. R1R2 Q1=Q2 降低25. E=eEb=eC0（T/100)4 ET4 Ee 26. 单位体积的功率消耗， 叶端速度， 平均排液时间 二、(20分) 解:（1） ZA和ZB由阀门关闭时的静力学方程求出:PZrg（表压）Z1P1/rg8.83104/(9009。81)=10Z2P2/rg5。79104/(9009。81)6。56m 3分（2) 4分 3分流动状态为滞流 1分（3) 阀开时，两槽面间列柏式 PA/rZAguA2/2PB/rZBguB2/2hf (a) 2分（ZAZB)ghf （ZAZB）g =（106.56）9.8133。74 J/kg hfl(l/d）u2/2+u2/2 3分式中， 2分 2分三、(15分) 解:(1）管路特性曲线 Hel（lle)/d(u2/2g） He0。02(12010)/0。05qV /（0。7850.052)2/(29.81）6.88105 qV2 2分 联解 231。43105 qV26.88105qV2， qV5。26103 m3/s18。9 m3/h 3分 (2）在进水液面与泵入口处列柏氏方程 P1/rgPa/rgHgu2/2gl(lle )/du2/2g 2分 u5。2610-3/（p/40.052)2.68 m/ 1分 Pa/rgP1/rg3+2.682/（29.81)+0。0210/0.052.682/（29.81） (Pa/rgP1/rg）4.83m水柱47382N/m2 （真空度） 2分 在泵入口处与出口处列柏氏方程得：H(P2P1）/rg 1分 H231。43105(0.00526)219m 2分 P2/rg19P1/rg P2/rgPa/rgP1/rgPa/rg1919(PaP1)/rg194.8314.17m水柱（表压)P2rg14。17 1。39105N/m2 (表压） 2分四、(15分) 解：对于恒压过滤 q22qqe Kq （1） 3分q1 0.197， q2 0.1970.090.287将两组数据代入方程(1），求qe ,K 0.197220。197qe 20K 0。287220.287qe 40K 3分联解之： qe0。0222 m3/m2 K2。38103m2/min3。96105m2/s 3分 将q60min 代入方程(1)，求q: q2+20.0222q-0.00238260=0 3分 q=0。0444 0.044424（0.0023860） 1/2/2q=(-0.0444+0.757）/2=0。356 m3/m2 3分五、（20分）解：1/Ko1/ao1/ai1/11000+ 1/58=0.01733 m2/ WKo =57.7 W /m2 2分或 Qao11000 W/（m2) ai58 W/(m2） aoai Koai =58 W /m2Dtm =(119.620)(119。6-100）/ln(119.620)/（119。6100）= 49.2 2分 QPDt =(7740/3600)1010（100-20） = 173720 W 2分 需传热面积 AQ/KDtm =1737204000/(57。749.2)=61。2 m2 2分 库存设备传热外表面积 A=63 m2 AA， 故该设备能满足要求. 1分（2）流量不变，单管程改为双管程，故流速加倍，所以ai 发生改变. 3分 1/Ko1/ao1/ai1/11000+ 1/101= 0。001 m2/ W 或 Koai =101 W /m2 3分解得：t2=114。3 1分（3） 4分 食工原理期末考试试卷（上）A 2005。1一、概念题(30分） （每题1分）1 经内径为158mm的钢管输送粘度为0。072 Pa。s，密度为900kg/m3的燃料油.若保持油品作滞流流动,最大流速不能超过 。2 （1）如图所示，若液面恒定，忽略流动阻力损失,则放水管的出口速度u与_有关: (A） H （B)H、d (C)d (D)pa （E） H、d、pa(2）用标准孔板流量计测量管中的流量,采用如图A、B、C三种装置，两测压孔距离h相等，其读数分别为R1，R2，R3。则_。(d1=d2=d3，流速相等) (A)R2R1R3 (B)R1R2=R3 (C）R1R2R3 (D)R1=R2=R3 (E）R1R2=R3 3 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_.（增高,下降,不变） 4 离心泵的流量调节阀安装在离心泵 管路上，关小出口阀门后,真空表的读数 ，压力表的读数 。（变大，变小)5 我校传热系数测定的实验中，换热器壳程走的流体是_,管程走的是_。6 离心泵的工作点是 曲线与 曲线的交点。 7. 当两个同规格的离心泵串联使用时，只能说( ） A. 串联泵较单台泵实际的扬程增大一倍 B。 串联泵的工作点处较单台泵的工作点处扬程增大一倍 C. 当流量相同时，串联泵特性曲线上的扬程是单台泵特性曲线上的扬程的两倍 D。 在管路中操作的串联泵，流量与单台泵操作时相同，但扬程增大两倍8 助滤剂的作用是 。A 形成疏松饼层,使滤液得以畅流；B 帮助介质拦截固体颗粒；C 使得滤饼密实并具有一定的刚性D降低滤液粘度，减少流动阻力；9 在长为L，高为H 的降尘室中，颗粒的沉降速度为ut,气体通过降尘室的水平流速为u，则颗粒能在降尘室内分离的条件是： _。 A. L/uH/ut B. L/utH/u C 。 L/utH/u; D。 L/uH/ut 10叶滤机洗涤速率与最终过滤速率的比值为_.A . 1/2 B. 1/4 C . 1/3 D 。 1 11为了减少室外设备的热损失，保温层外所包的一层金属皮应该是_ 。A。表面光滑，颜色较浅； B。表面粗糙,颜色较深； C.表面粗糙，颜色较浅12在一列管式加热器中，壳程为饱和水蒸汽冷凝以加热管程中的空气。若空气流量大10%,为保证空气出口温度不变，可采用的办法是_。 A.壳程加折流挡板, 增大壳程a值 B。将原先的并流改为逆流流动以增大Dtm C。开大蒸汽进口阀门以便增大水蒸汽流量 D.开大蒸汽进口阀门以便提高加热蒸汽压力 13判断题（ 或)（1)在稳态传热中,凡热阻大处其温差也大。_ _ (2）滴状冷凝的传热系数大于膜状冷凝表面传热系数._ _14（1）在多层平壁稳定热传导中,通过各层的热通量。（2）。列管换热器中,用饱和水蒸汽加热空气.空气走管内，蒸汽走管间，则管壁温度接近的温度，总传热系数接近的表面传热系数。(3)饱和蒸汽冷凝时，Dt越大，a越;液体核状沸腾时，Dt越大,a越. 15流体通过颗粒床层时，随流速从小到大可能出现的三种状态是_、_、_. 二、计算题（70分）1(20分)精馏塔塔顶列管式冷凝器壳方的冷凝液体经AB管线流至塔顶，冷凝器壳方和精馏塔塔顶U形压差计读数分别为430mmHg和450mmHg，管路系统的部分参数如附图所示。已知管径为f22mm2mm,AB管路垂直距离为6m,AB管路总长与所有局部阻力(包括进、出口）的当量长度之和为25m。操作条件下物料的密度为1000kg/m3，粘度为25mPas。冷凝器壳方各处压强近似相等.求液体每小时的体积流量。摩擦系数可按下式计算:层流时, l=64/Re;湍流时, l=0。3164/Re0。25.2 (15分） 某液体由一敞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， 流体流经换热器的压强损失为29.4kPa，精馏塔压强为9.81104Pa(表），排出管路f114mm4mm的钢管，管长为120m(包括除换热器以外的局部阻力的当量长度）,流速为1.5m/s，密度为960kg/m3,摩擦系数l0.03,其它物性均与20水极为接近。泵吸入管路压力损失为1m液柱，吸入管径为f114mm4mm。 (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？型号 qv H h Hsp (m3/h ) (m ) (） （m) 22 16 66 6.0 50 37.5 4 6。4 90 91 68 6。23(15分)某叶滤机过滤面积为5m，恒压下过滤某悬浮液,4h后获滤液100m，过滤介质阻力可忽略,试计算：(1) 同样操作条件下仅过滤面积增大1倍，过滤4h后可得多少滤液？(2) 在原操作条件下过滤4h后，用10m与滤液物性相近的洗涤液在同样压差下进行洗涤，洗涤时间为多少?4(20分）在传热面积为20m2的某换热器中， 用温度为20， 流量为13200kg/h的冷却水冷却进口温度为110的醋酸, 两流体逆流流动。换热器刚投入使用时, 冷却水出口温度为45， 醋酸出口温度为40，运转一段时间后, 冷热流体流量不变, 进口温度不变, 而冷却水的出口温度降至38， 试求传热系数K下降的百分率.（水的比热容Cp=4。2kJ/kg，热损失可忽略）。试分析导致此现象的原因并提出改进方案. 食工原理期末考试试卷(上)A 2005。1一、概念题（30分) （每题1分)1 1。013m/s 2 A D 3 下降 下降 下降 增高 4 出口 变小 变大5 水 空气 6 离心泵性能 管路特性7 C 8 A9 D 10 D11 A12 D13 14 1. 相等。 2. 水蒸汽； 空气侧。 3. 小；大15 固定床状态 流化床状态 气流输送状态（完全悬浮状态) 二、计算题(70分)1 (20分) 解在A、B两截面间列柏氏方程(以通过B的水平面为基准面)： 1分gZA +（uA2/2）+（pA /r)=gZB +（uB2/2)+(pB /r)+Shf A B 5分pA =0.43136009.81=5。737104N/m2 1。5分pB =0.45136009.81=6104N/m2 1.5分 设流动为层流，则l=64/Re=64m/（dur） 2分 Shf A B =l(l+Sle )/d（u2/2）=64m/（dur)（l+Sle ）/d（u2/2)=61。73u 3分 将有关数代入柏方程求解:9。816+（5。