化工原理（上）试卷一. 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）a的单位是。7. 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R相同，球形度越大的微粒，介质阻力系数越ep。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入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（在沉降室进行，R V2）常放在冷却后进行?而在悬浮液的过滤分离ep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 a 内水位维持不变。槽底部与内径B为100mm钢管相连，管路上装有C 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R=600mm, h=1500mm；当闸阀部计算题1附图分开启时，测得R=400mm, h = 1400mm，管路摩擦系数入取，问每小时从管中流出水量为多少。（2）当阀全开时（取闸阀全开局部阻力l/d = 15，管路摩擦系数入=）,测压点B处的静压强为 多少？（表压）2. （10分）用离心泵经057X3.5mm的钢管，将敞口贮槽内的有机溶剂（密度为800kg/m3,粘度 为20X10-3 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 ma/h，试确定泵提供的压头。16m计算题2附图3. （10分）用降尘室精制含尘气，尘粒的最小粒径10|im，密度为1400 kg/ma，气体温度为25C, 此温度下?= X 10-aPa s，密度为1.2 kg/ma，含尘气接近常温，处理量为2ma/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. （20分）一单壳程单管程列管换热器，由多根025X2.5mm的钢管组成管束，管程走某有机溶 液流速为0.5 ms-1，流量为每小时15吨，比热为kg-1 K-1,密度为858 kg m-a，温度由20C 加热至50C。壳程为130C的饱和水蒸汽冷凝。管程、壳程的对流传热系数分别为700 Wm-2 K-1 和10000W m-2 K-1。钢导热系数为45 Wm-1 K-1,求：（1）总传热系数；管子根数及管长。化工原理（上）试卷二一. 填空题（共20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二0.05m3/s时，H二20m ；管路特性为Q二0.05m3/s时，H二18m，则在该流量下，消耗在调节阀门上的扬程值为m。ee5. 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 ，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;；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20C，则壁温约为。二. 问答题（每题5分,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？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，d=50mm, d=100mm，从A流向B的扩大阻力为Z u 2/2，从BAB1 A流向A的缩小阻力为Z2UA2/2,可取Z 1二，Z 2二。压差计指示液为汞。当水由A流向B,已知Ri=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工（L+L）=50m，摩擦 e系数可取入二，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二，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二40m2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P =1.06kg/m3,黏度口二，尘粒密度P二3000kg/m3。试计s算理论上能完全除去的最小颗粒直径。4. （20分）100C的水蒸气在管壳式换热器的管外冷凝，冷凝潜热为 kg，总传热系数为 2039W/（m2?C）,传热面积为12.75m2,15C的冷却水以X105kg/h的流量流进管内，水的比热为 （kg?oC），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?108X10mm的钢管中强制湍流，其?=310W/（m2?K）,若体积流量不变，改用？152X10mm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?二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bb2b，导热系数入入2入。123123在稳定传热过程中，各层的热阻RR2R，各层导热速率Q _Q2_Q。1231238. 某板框压滤机的框的尺寸为：长X宽X厚=810X810X25 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，可采耳措施。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. AB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a = 116 Wm-2. K-1，a2 = 11600 Wm-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a 1 ；B.设法增大a2；C.同时增大a和a127. 旋风分离器的分离因数a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R=600mm, h = 1500mm；当闸阀部分开启时，测得R=400mm, h = 1400mm, 管路摩擦系数取，入口处局部阻力系数取，问每小时从管中流出水量为多少m3。（2）当闸阀全开时（闸阀全开时，闸阀的l/d = 15,入=18）,测压点处的静压强为多少（表 压）。计算题1附图2. （10分）某液体由一敝口贮槽经泵送至精馏塔A,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0114X4mm。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 （表）排出管路为0114X4mm的钢管，管长为120m （包括局部阻力的当量长度），流速为1.5ms-1，密度为960kg/m3，摩擦系数为，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？（