化工原理A(一)考试试题及答案(2014A).doc

………………………………………………………………………………………………………试卷编号 A 拟题教研室（或教师）签名黄灵芝教研室主任签名………………………………………………………………………………………………………

长沙理工大学考试试卷………………………………………………………………………………………………………课程名称（含档次）《化工原理A》(一) 课程代号0817000245

专业化工层次（本部、城南）本部考试方式（开、闭卷）闭卷

一、填空题（每空1分，共20分）

1、的黏度随着温度的升高而减小，的黏度随着温度的升高而增大。

2、离心泵在启动前应，否则会发生__ __现象；离心泵的安装高度应允

许安装高度，否则会发生现象。

3、局部阻力的计算方法有和两种方法。

4、实现沉降分离的前提条件是和之间存在密度差，并且有的作用。

5、过滤结束后，若采用置换法洗涤，则洗涤速率与过滤终速之比为；若采

用横穿法洗涤时，则洗涤速率与过滤终速之比为。

6、雷诺实验中，277K的液体粘度为1cp，密度为800kg/m3，在内径为10mm的

管子内作稳定层流时的最大流速为。

7、量纲分析的基本依据是________和_______。

8、对流传热是集和于一体的综合现象，对流传热的热阻主要集

中在，因此，是强化对流传热的主要途径。

二、选择题（每题2分，共10分）

1、用皮托管测得圆形管内层流流动的流体中心流速为10.0 m/s，则管内平均流

速应为m/s。

(A) 10.0；(B) 8.2；(C) 5.0；(D) 2.5。

2、格拉晓夫数Gr反映对对流传热的影响。

(A) 流动类型；(B) 流体物性；(C) 自然对流；(D) 对流放热。

3、同一离心泵分别输送密度ρ1和ρ2两种流体，已知两者体积流量相等，ρ2=0.9ρ1，

则__________。

(A) 扬程H2=0.9H1，轴功率N2=0.9N1；(B) 扬程H2=0.9H1，轴功率N2=N1；

(C) 扬程H2=H1，轴功率N2=0.9N1；(D) 扬程H2=H1，轴功率N2=N1。

4、穿过三层平壁的稳定导热过程，已知各层温差为Δt1=40℃，Δt2=35℃，Δt3=5℃

则第一层的热阻R1与第二、三层热阻R2、R3的关系为。

(A) R1>( R2+R3)；(B) R1<( R2+R3)；(C) R1=( R2+R3)；(D) 无法比较。

5、恒压过滤时，如介质阻力不计，要求相同时间所得滤液量增大一倍，则过滤

压差需。

(A) 增大至原来的2倍；(B) 增大至原来的4倍；

(C) 增大至原来的2倍；(D) 增大至原来的1.5倍。

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三、判断题（对的打√，错的打×）（每题2分，共10分）

1、在计算突然扩大及突然缩小的局部阻力时，公式中的流速应该用大管中的流

速。（）

2、颗粒在重力场中自由沉降时，沉降速度是先增大后恒速。（）

3、为减少吸入管路的阻力损失，一般应使吸入管径小于排出管径。（）

4、在管道外包扎保温层，保温层越厚保温效果越好。（）

5、多层圆筒壁稳定导热时，通过各层的热传导速率相等。（）

四、问答题（每题5分，共15分）

1、如何表达管路特性？离心泵的流量调节方法有哪些？

2、旋风分离器的操作原理是什么？旋风分离因数如何定义？评价旋风分离器性

能的主要指标有哪些？

3、采用ε-NTU法进行换热器校核计算的步骤。

五、计算题（每题15分，共45分）

1、如图1所示，用离心泵把20℃的水从储槽送

至表压强为98.07×103Pa的密闭容器中，储槽

和容器内的水位恒定。各部分相对位置如图所

示，管道直径均为φ76×2.5mm，吸入管的管

长为20m，排出管的管长为100m。当阀门3/4

开度时，真空表读数为2.75×104Pa，压强表读

数为 3.18×105Pa，两测量口的垂直距离为

0.5m。忽略两测量口之间的阻力，摩擦系数λ

可取为0.025，20℃水密度为998.2kg/m3。图1

试计算阀门3/4开度时：

(1) 泵的有效功W e（J/kg）；

(2) 管路的流量Q（m3/h）。

2、某板框过滤机有5个滤框，框的尺寸为635⨯635⨯

25mm。过滤操作在20℃、恒定压差下进行，过滤常数K=4.24⨯10-5m2/s，q e=0.0201m3/m2，滤饼体积与滤液体积之比v=0.08 m3/m3，滤饼不洗涤，卸渣、重整等辅助时间为10分钟。试求：

（1）框全充满所需时间。

（2）生产能力。

3、某厂采用一套管式换热器冷凝2000kg/h甲苯蒸汽，冷凝温度为110℃，甲苯

的汽化潜热为363kJ/kg，其冷凝传热系数为5600W/m2⋅℃。20℃的冷却水以5000kg/h的流量进入套管内管，内管规格为φ57⨯3.5mm。水的密度为995kg/ m3，比热为4.174kJ/kg⋅K，导热系数为0.62W/m⋅K，粘度为8⨯10-4Pa⋅s，忽略管壁导热热阻及垢层的热阻，不计热损失，且流体强制湍流时对流传热系数计算式为Nu=0.023Re0.8Pr n，(流体被加热n=0.4，流体被冷却n=0.3)，试求：

(1) 冷却水的出口温度；

(2) 套管换热器的管长。

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长沙理工大学试卷标准答案

课程名称：《化工原理A 》(一) 试卷编号：A

一、填空题（每空1分，共20分）

1、液体 ； 气体 。

2、灌泵，气缚，小于, 汽蚀。

3、阻力系数法；当量长度法。

4、分散相、连续相，外力场。

5、1 ； 1/4 。

6、0.25m/s 。

7、量纲一致性原则 ， π定理 。

8、热对流和热传导 。层流内层，减薄层流内层的厚度。

二、选择题（每题2分，共10分）

1、 C

2、C

3、C

4、C

5、 B

三、判断题（对的打√，错的打×）（每题2分，共10分）

1、（×）

2、（√）

3、（×）

4、（×）

5、（√）

四、问答题（每题5分，共15分）

1、答：管路特性可用管路特性方程或管路特性曲线表达，它表示管路中流量（或流速）与压头的关系。离心泵的流量调节方法有改变阀门的开度或者改变泵的转速。

2、答：旋风分离器是利用惯性离心力的作用从气流中分离出尘粒的设备。旋风分离因素定义为：Rg u K 2

C =。评价旋风分离器性能的主要指标是尘粒从气流中的分离效果及气体经过旋风分离器的压强降。

3、答：采用ε-NTU 法进行换热器校核计算的具体步骤

（1）计算W h C ph 及W c C pc ，选择 (WCp)max 及(WCp)min ；

（2）计算： （3）根据换热器中流体流动的型式，由NTU 和C R 查得相应的ε；

（4）根据冷、热流体进口温度及ε，可求出传热量Q 及冷、热流体的出口温度。

五、计算题（每题15分，共45分）

1、解：（1）泵的有效功We （J/kg ）

先在1—1截面(真空表处)和2—2截面（压力表）之间列伯努利方程，以1—1截面为基准面

w u p g z w u p g z f e +++=+++222222211

1ρρ…………………………3分 其中：z 1=0，z 2=0.5m ，w f =0，p 1= -2.75×104p a ，p 2= 3.18×105p a ，u 1=u 2

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max min )()(p p R WC WC C =min min )()(p WC KS NTU =