四川大学化工原理模拟考题参考答案 上册

四川大学化工原理模拟考题参考答案

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一、客观题

01．牛顿黏性定律的数学表达式是 y u d d μτ-= ，服从此定律的流体称为 牛顿流体 。 02．实际流体与理想流体的主要区别在于 实际流体具有黏性 ，实际流体柏努利方程与理想流体柏努利方程的主要区别在于 实际流体柏努利方程中有阻力损失项 。

03．液体在两截面间的管道内流动时, 其流动方向是 D 。

A. 从位能大的截面流向位能小的截面；

B. 从静压能大的截面流向静压能小的截面；

C. 从动能大的截面流向动能小的截面；

D. 从总能量大的截面流向总能量小的截面。 04．离心泵在启动前应 灌泵 ，否则会发生__气缚__现象；离心泵的安装高度应 小于 允许安装高度, 否则会发生 汽蚀 现象。

05．进出口温度分别为85℃和40℃的热流体对进口温度为20℃的冷流体进行加热，规定冷流体出口温度不超过40℃，则必须采用 并流 操作。

06．冷热两流体的对流给热系数h 相差较大时，提高总传热系数K 值的措施是 A

A. 提高小的h 值；

B. 提高大的h 值；

C. 两个都同等程度提高；

D. 提高大的h 值，同时降低小的h 值。

07．蒸汽冷凝时的热阻 B 。

A. 决定于汽膜厚度；

B. 决定于液膜厚度；

C. 决定于汽膜和液膜厚度；

D. 主要决定于液膜厚度，但汽膜厚度也有影响。 08．在空气-蒸汽间壁换热过程中可采用 C 方法来提高传热速率最合理。

A. 提高蒸汽速度；

B. 采用过热蒸汽以提高蒸汽温度；

C. 提高空气流速；

D. 将蒸汽流速和空气流速都提高。

09．沉降室的生产能力与 B 有关。

A. 颗粒沉降速度和沉降室高度；

B. 沉降面积；

C. 沉降面积和颗粒沉降速度；

D. 沉降面积、沉降室高度和颗粒沉降速度。

10．恒速过滤时，过滤速率 不变 ，过滤压差随滤饼厚度的增加而 增加 ；恒压过滤时，过滤压差 不变 ，过滤速率随滤饼厚度的增加而 减小 。

11．对流干燥过程按干燥速率一般分为：

（1） 恒速 段，该段中空气温度 下降 ，物料温度 不变 ，除去的是 非结合 水份；

（2） 降速 段，该段中空气温度 下降 ，物料温度 上升 ，除去的是 结合 水份。

12．用对流干燥除去湿物料中的水份时，当干燥介质一定，湿物料中 自由 水份可以除去， 平衡 水份不可以除去。

二、计算题

1．用水泵向高位水箱供水（如附图所示），管路流量为150m 3/h ，泵轴中心线距水池液面和水箱液面的垂直距离分别为2.0m 和45m 。泵吸入管与排出管分别为内径205mm 和内径180mm 的钢管。吸入管管长50m （包括吸入管路局部阻力的当量长度），排出管管长200m （包括排出管路局部阻力的当量长度），吸入管和排出管的管壁粗糙度均为0.3mm ，水的密度1000 kg/m 3，粘度1.0×10-3 Pa ﹒s ，泵的效率为65%，圆管内湍流摩擦系数用下式计算： 23.0Re 681.0⎪⎭

⎫ ⎝⎛+=d ελ 试求： （1）吸入管和排出管内的流速、雷诺数各为多少？各属于哪种流

动类型？

（2）泵吸入口处A 点的真空表读数？

（3）泵向单位质量流体所作的功为多少？泵的轴功率？

解：（1）吸入管内流速 263.1205.0785.03600/1502

11=⨯==A V u m/s ， 25891510

0.11000263.1205.0Re 3111=⨯⨯⨯==-μρ

u d ，属于湍流； 排出管内流速 638.1180.0785.03600/150222=⨯==

A V u m/s ， 294840100.11000638.1180.0Re 3

222=⨯⨯⨯==-μρ

u d ，属于湍流； （2）在1－1与2－2间列柏努利方程

∑-+++=++212111200022f h u p g z u p g z ρρ 00000=≈=z u p p a

()⎥⎦⎤⎢⎣

⎡+-+-222111*********u d l u u g z z p p p A λρ＝－＝真 0231.0258915682053.01.023.01=⎪⎭⎫ ⎝⎛+=λ 249112263.1205.0500231.02263.181.92100022=⎪⎪⎭

⎫ ⎝

⎛⨯++⨯⨯＝真A p Pa (3) 在1－1与3－3间列柏努利方程 ∑-+++=+++312333200022f e h u p g z h u p g z ρρ 0003030=≈===z u u p p p a

3

()22222222111103u d l u d l g z z h e λλ++-＝ 0237.0294840681803.01.023.02=⎪⎭

⎫ ⎝⎛+=λ 89.5002

638.1180.02000237.02263.1205.0500231.081.94722=⨯+⨯+⨯＝e h J/kg 36.3210865

.010003600/15089.500=⨯⨯==

＝ηρηV h N N e e W 2．在由118根φ25⨯2.5，长为3m 的钢管组成的列管式换热器中，用饱和水蒸汽加热空气，空气走管

程。已知加热蒸汽的温度为132.9℃，空气的质量流量为7200kg/h ，空气的进、出口温度分别20℃和60℃，操作条件下的空气比热为1.005 kJ/(kg ⋅℃)，空气的对流给热系数为50 W/(m 2⋅℃)，蒸汽冷凝给热系数为8000 W/(m 2⋅℃)，假定管壁热阻、垢层热阻及热损失可忽略不计。试求：

（1）加热空气需要的热量Q 为多少？

（2）以管子外表面为基准的总传热系数K 为多少？

（3）此换热器能否完成生产任务？

解：（1）()()4.802060005.13600/72001222=-⨯⨯=-=t t c w Q p kJ/s (2) 8.395002.0025.080001111

112

22=⨯+=+=h d d h K W/(m 2⋅℃)

(3) 8.273025.014159.31182=⨯⨯⨯=A m 2

45.919.1129.72ln 40ln 2

111=-=∆∆∆-∆=∆t t t t t m ℃ 184.101J/s 101184

45.918.278.3922==⨯⨯=∆=m t A K Q kJ/s ，能够完成生产任务。