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    化工原理(上册)试卷A  
   

一、填空(每空1分,共10分)

 
   

1.某容器内压强低于大气压,用U型压差计测压,当一端与大气相通时读数R表示_________;若
    R=459mmHg,则容器内绝对压强p=________kPa。
2.若离心泵的转速提高,则泵的流量________,压头________。
3.恒压过滤时,滤浆温度降低,则滤液粘度_________,过滤速率_________。
4.在间壁式换热器中,冷流体从10℃被加热到40℃,热流体从100℃被冷却到70℃,则并流时的对数平均温度差Δtm并=____℃;若其他条件保持不变,将并流改为逆流操作,则Δtm可提高____%。
5.流体的粘度值随温度变化而变,当温度升高时,液体粘度________,气体粘度________。

       
   

二、单项选择题(每小题2分,共10分)

 
   

1.在下列有关流体流动的判断中,正确的是( )。
   (A)雷诺实验将流动划分为三个区域(层流区、过渡区、湍流区),因此流动有三种不同的形态;
   (B)因为流速越大,阻力损失越大;所以流速相同,阻力损失相等;
   (C)无论什么流动形态,牛顿型流体都符合牛顿粘性定律;
   (D)无论什么流动形态,边界层内部一定存在呈层流流动的流体层。
2.离心泵铭牌上标明的扬程和流量是指( )
   (A)功率最大时的扬程和流量;  (B)效率最高时的扬程和流量;
   (C)泵的最大扬程和流量;      (D)最大流量时的扬程和流量。
3.在过滤操作中,下列说法正确的是( )
   (A)在一个过滤周期内,过滤时间越长,生产能力越大;
   (B)深层过滤适用于固体颗粒含量较多的悬浮液的分离;
   (C)使用助滤剂的目的是增大滤饼的空隙率,降低可压缩性;
   (D)洗液与滤液粘度相等、操作压差相同时,板框过滤机最终过滤速率是洗涤速率的四分之一。
4.间壁式换热器用冷却水使乙醇的饱和蒸气冷凝。若发现生产能力降低(即乙醇的冷凝量变小),下列判断中错误的是( )。
   (A)夏季气温升高,使冷却水进口温度升高,传热平均温度差降低,导致总传热速率降低;
   (B)传热表面污垢热阻增大;使总传热系数K降低,导致总传热速率降低;
   (C)冷却水流量增大,使冷却水出口温度下降,传热平均温度差降低,导致总传热速率降低;
   (D)乙醇蒸气流量减少,导致生产能力降低。
5.某液体在内径为d1的水平管路中层流流动,其平均流速为u1,当它以相同的体积流量通过等长
   的内径为d2(d2=0.5d1)的管子时,则其流速为原来的( )。
      (A) 2倍;    (B) 4倍;    (C) 8倍;    (D) 16倍
   若流动为完全湍流(阻力平方区),则压降△P是原来的( )。
      (A) 4倍;    (B) 8倍;    (C)16倍;    (D) 32倍

 
   
 
    三、简答题(每小题5分,共10分)  
    1.对管道中流动的流体而言,影响流动形态的主要因素有哪些?依据什么判定流体的流动形态?
2.影响对流给热的主要因素有哪些?如何强化管内、外对流给热?
 
       
    四、计算题(12分)  
   

    某项工程需用Ф108×4mm的钢管从江中取水送入一敞口蓄水池,水从池底进入,如图所示。要求流量不低于90m3/h。池中水面高出江面30米,吸入段管路阻力(包括局部阻力)为0.5mH2O;排出段管路阻力(包括局部阻力)为13.5mH2O。试求:
(1)现库存有下列四种离心泵,请选择一台合适的离心泵;(6分)
(2)如果该项工程地处黄土高原(当地大气压85kPa),夏季江水最高温度20℃(饱和蒸汽压2.34kPa),该泵可否于江面之上3m处正常工作?如果不能正常工作,应如何调整?(6分)

 
       
   

型 号

流量m3/h

扬程m

效率 %

轴功率kW

必需汽蚀余量(△hr)m

IS80-50-200

50

50

69

9.87

2.5

IS100-80-125

100

20

78

7.00

4.5

IS100-65-200

100

50

76

17.9

3.6

IS125-100-400

100

50

65

21.0

2.5

 
       
   
 
    五、计算题(12分)  
   

    某生产过程需要对含碳酸钙(CaCO3)的悬浮液进行过滤。为测定过滤常数,先在试验装置上恒压过滤,并将测得的数据作图(见下图),又测得滤饼体积(V)与滤液体积(V)之比v=0.05m3/m3。现拟在生产中采用BMY50-810/25型板框过滤机过滤同样的料液,过滤压力和所用的滤布与实验时相同。已知该板框过滤机共有38个框,框尺寸810×810×25mm(长×宽×厚),试求:
(1)过滤常数K、qe,并在下图中标明读取的数据位置及其坐标值(5分)
(2)每个过滤周期得到的滤液量V=?(m3)(3分)
(3)如果辅助时间与洗涤时间之和为30分钟,则每台过滤机生产能力Q=?(m3/h)(4分)

 
       
     
   
 
    六、计算题(23分)  
   

    如图所示,用泵将敞口水池中的水送往高位槽,两液面高差8m,高位槽压力表读数为0.1MPa,管路规格Φ56×3mm,总长(包括管件的当量长度)为100m,摩擦系数λ=0.03。U型管压差计两端分别接在出口管路A、B点,A点到B点距离为5m,指示液密度ρA=1480kg/m3,当地大气压为100kPa,如果阀门全开时流量为10m3/h,试求:
(1)管路系统总阻力损失Σhf=?(m)(7分)
(2)要求泵提供的机械能he=?(m)(7分)
(3)U型压差计读数R=?(mm)(9分)

 
   
 
    七、计算题(23分)  
   

    拟采用套管式换热器用120℃的饱和水蒸气(汽化热 r=2205kJ/kg)加热空气。空气以150kg/h的流量流经规格为Φ58×4mm的内管,温度从10℃升到50℃。在此温度范围内,空气的物性按:比热容Cp=1.005kJ/kg℃,粘度μ=18.6μPa.s,导热系数λ=26.73×10-3W/m℃。管外饱和蒸汽冷凝给热系数αo=7500W/m2℃,忽略热损失、管壁热阻及污垢热阻,试求:
(1)空气与管壁间对流给热系数αi=?(W/m2℃) (7分)
(2)换热器传热面积A=?(m2),加热管长度L=?(m)(11分)
(3)若空气质量流量增加5%,空气进口温度不变,定性说明αi、Ko、Δtm及空气出口温度如何变
     化(增大、减小)?(5分)

 
       
 
     
   
 
 
   
   
   
   
   
 
 
 
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