江南大学化工原理试卷33

一、概念题（每空1分或每题1分）〖共计30分〗；

1流体在圆形直管中作滞流流动时，其速度分布是抛物线型曲线，其管中心最大流速为平均流速的_____倍。

2流体在管内作湍流流动时(不在完全湍流区)，其摩擦系数λ随____和____而变。

3用U形管压差计测压是基于____________原理，当U形管压差计一端与大气相通时，读数R表示的是__________或__________。

4以下种类的泵哪种具有自吸能力( ) 。

(A)往复泵(B)齿轮泵与漩涡泵(C)离心泵(D)旋转泵与漩涡泵

5当离心泵内充满空气时，将发生气缚现象，这是因为( ) 。

(A)气体的粘度太小(B)气体的密度太小

(C)气体比液体更容易起漩涡(D)气体破坏了液体的连续性

6在测定离心泵特性曲线时下面哪一种安装是错误的( ) 。

(A)泵进口处安真空表(B)泵出口处安压力表

(C)进口管路上安节流式流量计(D)出口管路上安调节阀

7往复泵的转速(往复次数)增加时，流量______，扬程______。(增大,变小,不变)

8回转真空过滤机，整个转鼓回转操作时大致可分为________，____________，吹松区和卸渣区四个区域。回转真空过滤机每通过以上四个区域一次，就完成一个工作周期。是_________部件使过滤室在不同部位时，能自动地进行以上不同操作。

9已知旋风分离器的平均旋转半径为0.5 m，气体的切向进口速度为20 m/s，那么该分离器的分离因数为________。

10对于恒压过滤，当介质阻力不计时；滤液体积增大一倍，则_______。

(A)过滤时间增大为原来的2倍(B)过滤时间增大至原来的2倍

(C)过滤时间增大至原来的2/2倍(D)过滤时间增大至原来的4倍

11板框压滤机洗涤速率与最终过滤速率之比为_______。

(A) 1 (B)1/2 (C) 1/4 (D)1/3

12流体经过固体颗粒床层流动时的三种状态是________状态、_______状态和_______状态。13流化床操作中常见的不正常现象有_________和_________。

14表示混合均匀度的两个常用指标是___________、___________。

15两流体进行传热, 冷流体从10℃升到30℃，热流体从80℃降到60℃，当它们逆流流动时，平均传热温差∆t m=____________；当并流时，∆t m=____________。

16水与苯液进行换热，水由20℃升至35℃，苯由80℃降至40℃。若苯为最小值流体, 此换热器的传热效率ε=____________，热容流量之比R=____________。

17强制对流(无相变)流体的表面传热系数关联式来自____________。

(A) 理论方法(B)因次分析法

(C)数学模型法(D)因次分析和实验相结合的方法

18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ε在数值上相等, 因此A和ε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。

二、计算题〖20分〗

需将20℃, 粘度μ=0.001 Pa.s，流量30 m3/h的水送至某塔顶，塔顶压力为4.905×104Pa(表)，塔顶与取水池水面的高度差为10 m。输水管φ89mm×4mm、长18m，管路局部阻力系数∑ζ＝13(阀全开)；湍流摩擦系数λ=0.7543/Re0.38。试求：(1)求输送所需的有效功率(kW)；(2)又知泵的效率曲线方程：η=2.5Q-2.1Q2，式中Q的单位为m3/min，求最高效率点

的效率并评价此泵是否在高效区工作。

三、计算题〖15分〗

用离心泵输送20℃的清水，要求输送的流量为6.64 m3/h，水面距泵入口中心垂直高度为1 m。图示为水泵进水管的装置。进水管尺寸为φ57mm×3.5mm；管的下端位于储水池水面下2 m，并装有底阀，底阀局部阻力压头损失为12u2/2g；由水面至2-2`截面的管路的长度为21 m（含除底阀以外的所有局部阻力的当量长度）。试求：(1)水在管路中流动的摩擦阻力系数λ；(2)截面2-2处的真空度为多少m水柱；(3)进水口1-1处的表压为若干N/m2？注：滞流时，λ=64/Re；湍流时，λ=0.3164/R e0.25；20℃时水的密度为998.2 kg/m3，黏度为1.004 mPa.s。

四、计算题〖15分〗

某厂用压滤机在恒压条件下过滤某胶粘物料。过滤16 min后，得滤液20 L，继续过滤到1 h后，得滤液48 L，此时滤框已被充满，停止操作，再用15min进行洗涤、装卸。试求：

(1)恒压过滤方程；(2)此过滤机的生产能力。

五、计算题〖20分〗

一套管换热器，内管为φ57mm×3.5mm的钢管，有效长度为60 m。用120℃的饱和水蒸汽冷凝来加热内管中的油。已知蒸汽冷凝表面传热系数为12000 W/(m2.K)，冷凝潜热为2205

kJ/kg 。油的流量为7200 kg/h ，密度为810 kg/m 3，比热容为2.2 kJ/(kg·K), 进口温度为30℃，出口温度为80℃。管壁及污垢热阻不计，管内油的流动类型为湍流。试求：(1)蒸汽用量(不计热损)；(2)基于内管的外表面积的总传热系数K o 为多少W/(m 2K)？(3)管内油侧的对流传热系数αi 为多少W/(m 2.K)？(4)如油的流量不变，现将内管改为直径φ47mm×3.5mm 的钢管，求管内油侧的对流传热系数αi 又为多少W/(m 2K)？设油的物性不受影响。

04级《食工原理》（1）试卷B 参考答案 2006.12.

一、概念题（30分）

1．2倍；

2．Re ε/d (相对粗糙度)

3．流体静力学 表压 真空度

4．A

5．B

6．C

7．增大 不变

8．过滤区 洗涤与脱水区 分配头

9．81.55

10．D

11．C

12．固定床 流化床 气力输送

13．沟流 腾涌

14．分离尺度 分离强度

15．50℃ 47.2℃

16．66.7%, 0.375

17．D

18．B

二、(20分)

解：(1)对1-1’和2-2’间列柏努利方程： （14分）

W e =(p 2-p 1)/ρ+(Z 2-Z 1)g +(λ×l /d +∑ζ+1)u 2/2

u =30/(3600×0.785×0.0812)=1.62 m/s Re =0.081×1000×1.62/0.001=1.31×105 λ=0.7543/(1.31×105)0.38=0.00856

W e =4.905×104/1000+9.81×10+(0.00856×18/0.081+14)×1.622/2

=49.05+98.1+20.87=168.02 J/kg

N e =168.02×(30/3600)×1000＝1400 W=1.4 kW

(2)泵的最高效率在d η/d Q =0处，即 Q =2.5/4.2=0.595 m 3/min 时， （6分）

ηmax =2.5×0.595-2.1×(0.595)2=0.744

现 Q =30/60=0.5m 3/min ，η=2.5×0.5-2.1×0.52=0.725

η/ηmax =0.725/0.744=0.97＞0.92 故 此泵在高效区工作。

三、(15分)

解： (1)u =(6.64/3600)/(0.785×0.052)=0.94 m/s

4672110004.194.005.02.9983=⨯⨯⨯=-Re ，为湍流，

λ=0.3164/467210.25=0.0215 （5分）

(2)在水面与2－2’截面间列柏努利方程：

Z 0+u 02/2g +p 0/ρg =Z 2+u 22/2g +P 2/ρg +∑H 0-2

Z 0=0，u 0=0，Z 2=1 m ，u 2=0.94 m/s

∑H f0-2=12u 22/2g +(0.0215×21/0.05)×u 22/2g =21u 22/2g =21×0.942/2g =0.946 m (p 0-p 2)/ρg =1+0.946/(2×9.81)+0.946=1.99 mH 2O （5分）