(完整word版)江南大学化工原理试卷8

一概念题（30分）1、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。

2、降尘室与沉降槽均为气固或液固两相分离设备，它们的生产能力与该设备的________有关，与__________无关。

离心分离机随着转鼓直径的增大其离心分离因数越_______ 。

3、离心泵的工作点是___ _______曲线与_ ___________曲线的交点。

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、恒压过滤操作，一个周期中，过滤时间为τ，获滤液量为V，现将过滤压差增加一倍, 其他条件不变，则过滤时间变为_____。

(设滤饼不可压缩且介质阻力不计)5、液体沸腾根据温度差大小可分为；；三个阶段，实际操作应控制在_________。

6、在流体阻力实验中，以水作工质所测得的直管摩擦系数与雷诺数的关系适用于_____流体。

7、并联管路的特点是：并联各管段压强降_____；主管流量等于并联的各管段_ ____；并联各管段中是管子长、直径小的管段通过的流量___。

8、流化床中，当气流速度等于颗粒的_______________时，这个气流速度称为带出速度。

9、流化床中常见的不正常现象有和。

10、泵的扬程的单位是__ ，其物理意义是__________________。

11、黑体是指:____________________________；镜体是指：___ _____________________；灰体是指：___________________________；12、在蒸汽-空气间壁换热过程中, 为强化传热，下列方案中的_____在工程上可行。

A提高空气流速。

B提高蒸汽流速。

C采用过热蒸汽。

D在蒸汽一侧管壁上加装翅片，增加冷凝面积并及时导走冷凝液。

13、在蒸汽冷凝传热中，不凝性气体的存在对α的影响是（）。

A会使α(值)大大降低。

B会使α(值)升高。

C不凝性气体存在与否，对数据无影响。

14、往复泵在操作中( )A. 不开旁路阀时，流量与出口阀的开度无关B. 允许的安装高度与流量无关C. 流量与转速无关D. 开启旁路阀后，输入设备中的液体流量与出口阀的开度无关15、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16、因次分析法的目的在于____________。

A得到各变量间的确切定量关系。

B得到各无因次数群的确切定量关系。

C用无因次数群代替变量, 使实验与关联工作简化。

D用无因次数群代替变量, 使实验结果更可靠。

二、计算题（70分）1(15分)如图所示的管路系统中输送密度ρ =867kg/m3的液体，管路系统有一直径为φ38 mm×2.5 mm、长为30m的水平直管段AB, 并装有孔径为16.4 mm的标准孔板流量计来测量流量，已知U形压差计指示剂读数R=600mmHg柱，孔板流量系数C o=0.63。

流体流经孔板永久性压差损失为3.5×104 N/m2，AB段的摩擦系数λ可取为0.024。

孔板流量计孔口流速为：ρp C u ∆=200试计算:(1)液体流经AB 管段的压强差；(2) AB 管段所消耗的功率。

2（20分）某离心泵安装在高出井水面5.45 m 处，其流量为80 m 3/h ，此流量下允许吸上真空度7 m 。

吸入管为φ114 mm×4 mm 钢管，吸入管中总的阻力损失为0.25 mH 2O （包括管路入口损失）。

试求：（1）泵入口处真空度p 入（用mmHg 表示）；（2）若水温为20℃，当地大气压力为9.5 mH 2O ，问这样安装是否合适？（3）若将此安装好的水泵的转速提高30%，试说明可能发生哪些情况？ （泵的比例定律为：32⎪⎭⎫ ⎝⎛'='⎪⎭⎫ ⎝⎛'=''='n n P P n n H H n n q q V V ，，）3、（15分）一小型板框压滤机有框10块，长、宽各为0.2m ，在200kPa （表压）下做恒压过滤共二小时滤框充满共得滤液160升，每次洗涤与装卸时间为１小时，若介质阻力可忽略不计，求: (1)过滤常数Ｋ，洗涤速率[m 3/h]。

(2)若表压增加一倍，其他条件不变，此时生产能力为若干？[m 3滤液/h]。

4（20分）一单壳程单管程列管换热器,由多根φ25mm ×2.5mm 的钢管组成管束, 管程走某有机溶液, 流速为0.5m/s ，流量为15T/h,比热容为1.76kJ/kg .K,密度为858kg/m 3,温度由20℃加热至50℃。

壳程为130℃的饱和水蒸汽冷凝。

管程、壳程的表面传热系数分别为700W/（m 2·K ）和10000W/(m 2·K)。

钢热导率为45W/(m·K)。

垢层热阻忽略不计。

求: A)总传热系数K o ;B)管子根数n 及管长l ;C)在冷流体温度不变的情况下,若要提高此设备的传热速率,你认为要采取什么措施？一 概念题（30分）1、2； 1/42、面积；高度； 大3、（1）离心泵特性； 管路特性（2）气蚀4、0.5τ5、自然对流 ；泡状沸腾； 膜状沸腾； 泡状沸腾段6、牛顿型7、相等； 流量之和； 小8、沉降速度9、沟流；腾涌10、m，泵提供给单位重量流体的能量。

11、（1）能吸收全部辐射能的物体。

（2）能全部反射辐射能的物体。

（3）能以相同的吸收率吸收所有波长的辐射能的物体。

12、A13、A14、A15、D16、C二、计算题（70分）1(15分)解：(1)在A-B之间列柏氏方程(管中心线为基准面)：gZ A +(2A u/2)+(p A /ρ)=gZ B +(2B u/2)+(p B /ρ)+∑h f3分p A -p B =ρ∑h f =ρ·λ(l/d)·(2A u/2)+∆p孔2分u o=C o[2g R(ρA-ρ)/ρ]0.5=0.63×[2×9.81×0.6(13600-867)/867]0.5 =8.284 m/s 2分u=(16.4/33)2×8.284=2.046 m/s 2分∴p A -p B =0.024×(30/0.033)×(2.0462/2)×867+3.5×104=74590 N/m2 1分⑵N耗=[( p A -p B)/ρ] q ms=(74590/867)[(π/4)d2uρ]=86(0.785×0.0332×2.046×867)=130W 5分2（20分）解：（1）流量q v=80 m3/h 内径d=106 mm在水面与入口截面间列柏努利方程p0/ρg=p1/ρg+5.9+u12/2g+0.25 3分u1=80/(3600×0.785×0.1062)=2.52 m/s(p0-p1)=5.45×ρg+u12/2×ρ+0.25ρg=[5.45+2.522/(2×9.81)+0.25]×1000×9.81=59092.2 Pa 2分用mmH g表示为59092.2×0.00750=443.2 mmH g=5.83 mH2O 2分（2）当地压力为9.5 mH2O，水温为20℃实际允许吸上真空高度H s'=7-(10.33-9.5)=6.17 m 3分允许安装高度H g=H s'-∑H f0-1-u12/2g=6.17-0.25-2.522/(2×9.81)=5.6 m 3分故可以应用。

1分（3）当转速提高30%时，离心泵特性曲线变化将有Q'/Q=1.3，6分H'/H=1.32，将转移到新的工作点即Q↑，H↑。

设阻力系数不变，则入口管阻力损失约将增加到 1.32倍，即∑H f'=0.25×1.32=0.42 mH g'=6.17-0.42-2.522/(2×9.81)=5.42 m，将会发生汽蚀。

与此同时，泵入口处真空度将增大。

3、（15分）解：(1)∆p=200kPaA=0.2×0.2×10×2=0.8m2V2=KA2τq=V/A=0.160/0.8=0.2m3/m2q2= KτK=0.22/2=0.02 m2/h 5分(d q/dτ)W=(1/4)[K/(2q)]=0.02/(4×2×0.2)=0.0125m3/( h) 5分(2)当∆p增大一倍时，K’=2K0.22=K’ τ’τ’=(0.2×0.2)/(2×0.02)=1 h故生产能力为：0.16/(1+1)=0.08m3/h 5分4（20分）解：Q=WC p∆t=15×103×1.76×103(50-20)/3600=2.20×105W∆t m=[(130-20)+(130-50)]/2=95℃以外表面为基准的传热系数:K o=1/[1/10000+(0.0025×0.025)/(45×0.0225)+0.025/(700×0.02)]=513W/(Km2) 6分V=W/ρ=15×103/(3600×858)=0.0049m3/sS=V/u=0.0049/0.5=9.8×10-3m2S=πd2n/4n=4S/(πd2)=4×0.0098/(3.14×0.022)=31根6分A o=Q/(K o∆t m)=220000/(513×95)=4.5m2A o=nπd o·ll=A/(nπd o)=4.5/(31×3.14×0.025)=1.85m 取2m 4分因为管程流速小, α也小, 故应强化管程, 可改为双管程。

4分。