化工原理BA卷标准答案及评分标准.doc

广东工业大学考试试卷 ( A )

课程名称: 化工原理B（1） 试卷满分 100 分
考试时间: 11 月 21 日 (第 12 周 星期 六 日 )
【一】、 　填空题: 15分(1×15)
1. 空气在标准状态下密度为1.29kg/m3,在0.25Mpa下, 80℃时密度为2.5 kg/m3。
2. 雷诺准数Re=; 普兰特准数Pr=。
3. 某溶液在大小管串联管道内作稳定流动, 大管直径为小管直径2倍, 则小管内流速为大管内流速____4____倍。
4. 离心泵工作点是_管路特征 曲线与 工作特征 曲线交点。
5. 恒速过滤时, 过滤速率　不变　, 过滤压差随滤饼厚度增加而 增加; 恒压过滤时, 过滤压差　不变　, 过滤速率随滤饼厚度增加而减小。
6. 一根暴露在外热管子以自然对流、 热辐射散发烧量。
7. 若小雨滴在下降过程中与其她雨滴发生合并, 雨滴直径增大了30%, 则雨滴合并前后自由沉降速度比为0.592（假设雨滴在下降过程中一直处于层流区）。
8. 在蒸汽冷凝传热中, 不凝性气体存在使冷凝表面传热系数 减小 。（不变 、 增大、 减小）
9. 一包有石棉泥保温层蒸汽管道, 当石棉泥受潮后, 其保温效果将变 差（好、 差）。
【二】、 选择题: 20分 (2×10)
1. 水平导管上两点接一盛有水银U形管压差计（以下图）, 压差计读书为26mmHg。假如导管内流经是水, 在此种情况下压差计所指示压强差为C Kpa。
A 2.6 B 3.2 C 3.5 D 2.2

2. 液体在两截面间管道内流动时, 其流动方向是 D 。
A. 从位能大截面流向位能小截面; B. 从静压能大截面流向静压能小截面;
C. 从动能大截面流向动能小截面; D. 从总能量大截面流向总能量小截面。
3. 牛顿型流体在直管中呈层流, 摩擦系数λ不可为下列中 D
A 0.055 B 0.045 C 0.035 D 0.015

学 院: 专 业: 学 号: 姓 名:

装 订 线

4. 流体在长为3m、 高为2m矩形管道内流动, 则该矩形管道当量直径为 C 。
A. 1.2m; B. 0.6m; C. 2.4m; D. 4.8m。
5. 离心泵效率η和流量Q关系为 B 。
A. Q增大, η增大; B. Q增大, η先增大后减小;
C. Q增大, η减小; D. Q增大, η先减小后增大。
6. 降尘室生产能力 A 。
A．只与沉降面积Ａ和颗粒沉降速度ut相关 Ｂ．只与沉降面积Ａ相关
Ｃ．与沉降面积Ａ、 ut及降尘室高度Ｈ相关 Ｄ．只与ut和Ｈ相关
7. 用转筒真空过滤机处理某悬浮液, 滤布阻力能够忽略不计, 生产能力为5m3/h（滤液）。现将转速增大一倍, 其它条件不变, 则其生产能力应为 B 。
A．3.54m3/h B．7.07m3/h C．10m3/h D． 2.5 m3/h
8. 对双层平壁稳态导热过程, 壁厚相同, 各层导热系数分别为和, 其对应温差分别为和, 若> , 则和关系为 A 。
A. <; B. =; C. >。 D. 不确定。
9. 冷热两流体对流给热系数h相差较大时, 提升总传热系数K值方法是 A 。
A.　提升小h值; B. 提升大h值;
C.　两个都相同程度提升; D. 提升大h值, 同时降低小h值。
10. 计算下列四种“数”时, 其数值大小与单位制选择无关是 B 。
A.运动粘度ν B. 传热单元数NTU
C.过滤常数K D. 黑体辐射常数σ0
【三】、 20分(5×4)简答题
1. 一定量流体在圆形直管内作层流流动, 若将其管径增加一倍, 问能量损失变为原来多少倍？（5分）
答: 依据范宁公式: （2分）
其中
（1分）
又因为流体流型为层流, 所以 （1分）
立即管径增加一倍, 能量损失变为原来16倍 （1分）
2. 何谓离心泵汽蚀现象？怎样预防？ （5分）
答: 泵内压强最低处压强等于同温度下输送液体饱和蒸汽压时, 此时液体将急剧汽化, 并产生大量汽泡, 使得叶轮表面或泵内壳表面产生裂缝, 泵体振动, 产生噪声, 其流量和扬程显著下降。这一现象称为汽蚀现象。 （3分）
确定适宜安装高度以确保不发生汽蚀现象。 （2分）

3. 何谓沉降？沉降可分为哪几类？何谓重力沉降速度？（5分）
答: 沉降是指依靠外力作用, 利用分散物质与分散介质密度差异, 使之发生相对运动而分离过程。 （2分）
沉降可分为重力沉降和离心沉降。 （1分）
颗粒以加速运动末速度这一不变速度作匀速沉降运动, 这一速度称为重力沉降速度。
（2分）

4. 强化传热路径有哪些？ （5分）
答: 强化传热路径有: 增加传热面积; （增加有效传热面积） （2分）
增加温度差; （采取逆流流动） （1分）
增加传热系数K（增加流体湍流流动, 预防垢层热阻形成及立刻地消除垢层热阻）
（2分）

【四】、 (20分)用一台离心泵将水池中水(密度为1000 kg/m3)送至一表压为62 kPa水洗塔顶, 其步骤如图所表示。已知离心泵吸入管段长度（包含局部阻力当量长度, 含入口阻力损失, 下同）为60m, 泵出口阀全开时排出管线长度200m（含出口阻力损失）, 全部管路均用φ108×4碳钢管, 管内流体流动摩擦系数均为0.025, 其它数据如图所表示。试求:
（1） 当离心泵入口处真空表读数为25 kPa时系统水流量qV（m3/s）;
（2） 泵压头H; 若离心泵效率为80%, 泵轴功率Pa;
（3） 泵出口阀门全开时管路特征曲线方程;
1.5m
0.3m
18.8m
0
0
1
1
2
2
3
3

解: （1）(6分)如图, 在水池液面０－０和真空表所在1-1两截面间列柏努利方程, 以地面作为基准水平面.

(2) (6分) 在水池液面０－０和水洗塔顶2-2两截面间列柏努利方程, 以地面作为基准水平面.

（3）(4分) 在水池液面０－０和水洗塔顶2-2两截面间列柏努利方程, 以地面作为基准水平面

【五】、 （15分）在Pa压力下对硅藻土在水中悬浮液进行过滤试验, 测得过滤常数K=5×10-5 m2/s, qe=0.01 m3/m2, 滤饼体积与滤液体积之比υ=0.08。现拟用有38个框BMY50/810-25型板框压滤机在Pa压力下过滤上述悬浮液。试求: （1）过滤至滤框内部全部充满滤渣所需时间; （2）过滤完成以相当于滤液量1/10清水洗涤滤饼, 求洗涤时间; （3）若每次卸渣、 重装等全部辅助操作共需15 min, 求过滤机生产能力（m3滤液/h）。（已知硅藻土, 可按不可压缩滤饼处理）
解: （1）因为硅藻土可按不可压缩滤饼处理, 所以
, 与无关 （2分）
又因为已知 , ,
所以: 时, , （1分）
, （1分）
（1分）
, （1分）
代入恒压过滤方程式求过滤时间
（2分）
（1分）
（2）洗涤
（1分）
（2分） （1分）
（3）生产能力
（2分）

【六】、 （10分）某单程列管式换热器, 其换热管为 mm不锈钢管, 管长为3m, 管数为32根。在该换热器中, 用25℃水将壳程110℃某有机蒸汽冷凝成同温度液体, 该有机蒸汽冷凝传热系数为 W/(m2·℃)。水流量为15000 kg/h, 平均比热容为4.18 kJ/(kg·℃); 管壁与水对流传热系数为1000W/(m2·℃); 不锈钢导热系数为17 W/(m·℃)。试求:
（1）总传热系数;
（2）水出口温度。
解: （1）总传热系数
（2分）
W/(m2·℃) （1分）
（2）水出口温度
(1分)
(2分)

（1分）
m2 （1分）
（1分）
代入（1）式, 得 解出 ℃ （1分）