《化工原理》课程试卷B标准答案

（勤奋、求是、创新、奉献）

2007 ～2008 学年第一学期期末考试试卷

学院化工学院班级姓名__________ 学号___________

《化工原理》课程试卷B标准答案

（本卷考试时间120 分钟）

一、填空题（每空1分，共20分）

1、热传导的基本定律是傅立叶定律，热对流的基本定律是牛顿冷却定律。

2、传热的基本方式可分为热传导、热对流、热辐射。

3、总传热系数的倒数1/K表示间壁两侧流体传热的总热阻，欲提高K值关键是提高对流传热系数

较小一侧的α值。

4、金属的导热系数大都随其纯度的增加而增大，随其温度的升高而减小。（填

增大或减小）

5、离心泵原向高压容器内输送液体，现将高压改变为常压，其他条件不变，则该泵输送液体的流量

将增大，轴功率将增大。（填增大或减小）

6、在滞流区，颗粒的沉降速度与颗粒直径的 2 次方成正比，在湍流区颗粒的沉降速度与颗粒

直径的 0.5 次方成正比。

7、流体在圆形直管内作滞流流动时的速度分布是抛物线形曲线，中心最大速度为平均速

度的 2 倍。

8、在传热实验中用饱和水蒸汽加热空气，总传热系数K接近于空气侧的对流传热系数，而壁

温接近于饱和水蒸汽侧流体的温度值。

9、在无相变的对流传热过程中，热阻主要集中在滞离层内（或热边界层内）。

10、对于多层圆筒壁的稳态热传导，通过各层的热传导速率相等，热通量不相等。

（填相等或不相等）

二、选择题（每题2分，共20分）

1、离心泵的扬程是指（ C ）

（A）实际的升扬高度（B）泵的吸上高度

（C）单位重量液体通过泵的能量（D）液体出泵和进泵的压强差换算成的液柱高

2、对间壁两侧流体一侧恒温、另一侧变温的传热过程，逆流和并流时⊿t m大小为（ C ）。

（A）⊿t m逆>⊿t m并（B）⊿t m逆<⊿t m并

（C）⊿t m逆=⊿t m并（D）无法确定

3、球形颗粒的重力沉降速度公式是在小球下落的（ A ）计算得到的。

（A）恒速运动阶段（B）加速运动阶段

（C）静止时（D）刚刚落地时

4、粒径分别为16μm和8μm的两种颗粒在同一旋风分离器中沉降，则两种颗粒的离心沉降速度之

比为( B )（沉降在斯托克斯区）。

（A）2（B）4

（C）1（D）1/2

5、通过三层平壁的定态热传导，各层界面间接触均匀，第一层两侧温度为120℃和80℃，第三层外

表面温度为40℃，则第一层热阻R1和第二、三层热阻R2、R3的大小为（ D ）（A）R1＞（R2 +R3）（B）R1 ＜（R2 +R3）

（C）无法确定（D）R1 =（R2 +R3）

6、揭示了物体辐射能力与热力学温度之间关系的定律是（ A ）。

（A）斯蒂芬-波尔兹曼定律；（B）折射

（C）克希霍夫（D）普郎克

7、对流传热系数关联式中普兰特准数是表示（ C ）的准数。

（A）对流传热（B）流动状态

（C）物性影响（D）自然对流影响

8、在一般过滤操作中实际起过滤作用的是（ C ）。

（A）助滤剂（B）过滤介质

（C）滤饼（D）操作压力

m/)，气体的体积流量

9、设降尘室的长宽高分别为L、S、H（单位均为m）,颗粒的沉降为u t(s

为V S

, 则颗粒能在降尘室分离的条件是( B )。

（A ）S t V LbH u H ≥ （B ）S t V LbH u H ≤ （C ）S

t V HbH u L ≤

（D ）S t V HbH u L ≥

10、管内介质的流速u 对管内传热膜系数α有何影响？( C )

（A ） u 增大，α不变 （B ） u 增大，α减小 （C ） u 减小，α减小 （D ） 无影响

三、（8分）在稳定流动系统中，水连续从粗管流入细管。粗管内径d 1=10cm ，细管内径d 2=5cm ，当粗管内流量为4×10－

3m 3/s 时，求粗管内和细管内水的流速？

解：根据式1-20

()m /s 51.01.04

10423

1

1

=⨯⨯==-πA V u S （2分） 根据不可压缩流体的连续性方程

u 1A 1=u 2A 2 （2分） 由此

倍45102

2

2112=⎪⎭

⎫ ⎝⎛=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=d d u u （2分） u 2=4u 1=4×0.51=2.04m/s （2分）

四、（8分）某燃烧炉的平壁由下列三种砖依次砌成：

（1）耐火砖导热系数2

1 1.05/()W m K λ=⋅、壁厚10.23b m =

（2）绝热砖导热系数2

20.095/()W m K λ=⋅

（3）普通砖导热系数2

30.71/()W m K λ=⋅、壁厚b 3=0.24m

若已知耐火砖内侧温度为860℃，耐火砖与绝热砖接触面温度为800℃，而绝热砖与普通砖接触面温度为135℃。

试求：（1）通过单位面积炉墙损失的热量q ，2

/W m ； （2分） （2）绝热砖层厚度，m ；（3分） （3）普通砖外壁面温度，℃。（3分）

解：（1）2121

1860800

1.05274/0.23

t t q W m b λ--==⨯=；（2分） （2）绝热砖层厚度 23

t t q b

λ

-= （1分） 2322

800135

0.0950.23274

t t b m q λ--==⨯= （2分） （3）普通砖外壁温度 34

t t q b

λ

-= （1分） 3

433

2740.24

13542.40.71

qb t t λ⨯=-

=-

=℃ （2分）

五、（10分）某叶滤机过滤面积为5m 2，恒压下过滤某悬浮液，4h 后获滤液100m 3

，过滤介质阻力可忽略。 试计算：（1）同样操作条件下仅过滤面积增大1倍，过滤4h 后可得多少滤液？（6分）

（2） 同样操作条件下过滤2h 可获多少滤液？（4分）

解：(1) e V =0, 恒压过率方程为 2

V =θ2KA ……………(a) （2分）

将2

100m V = 2

5m A = h 4=θ 代入(a)得

K=m A V 22

2

221004

5100=⨯=θ （2分） 将 A 1=22

105m =⨯ h 4=θ K=h m 2

100代入(a)得

22121

200410100m KA V =⨯⨯==θ （2分）

(2)将h 22=θ 2

5m A = 代入(a)得 （1分） 222θ⨯=

KA V =327.7025100m =⨯⨯ （3分）

六、（18分）在一钢制套管式换热器中，用冷却水将1kg/s 的苯由65℃冷却至15℃，冷却水在

25 2.5mm mm φ⨯的内管中逆流流动，其进口温度为10℃和45℃。已知苯和水的对流传热系数分别为0.82

×103

2/()W m K ⋅和1.7×103

2

/()W m K ⋅，在定性温度下水和苯的比热容分别为3

4.1810/()J kg K ⨯⋅和

31.8810/()J kg K ⨯⋅，钢材导热系数为45/()W m K ⋅，又两侧的污垢热阻可以忽略不计。