化工原理BA卷标准答案及评分标准

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1、Q名！姓；线-填空题：15分（1 >15）广东工业大学考试试卷（A ）课程名称：化工原理B （1）试卷满分100 分考试时间：2009 年11 月21 日（第12周星期六日）f331. 空气在标准状态下的密度为 1.29kg/m ,在0.25Mpa下，80C时的密度为 2.5 kg/m。2. 雷诺准数 Re=d;普兰特准数 Pr=9巴。卩丄3. 某溶液在大小管串联的管道内作稳定流动，大管直径为小管直径的2倍，则小管内的流速为大管内流速的_4_ 倍。4. 离心泵的工作点是_管路特性 曲线与 工作特性 曲线的交点。5. 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，

2、过滤压差 不变，过滤速率随滤饼厚度的增加而减小。6. 一根暴露在外的热管子以自然对流、热辐射散发热量。7. 若小雨滴在下降过程中与其他雨滴发生合并，雨滴直径增大了 30%，则雨滴合并前后的自由沉降速度比为 0.592 （假设雨滴在下降过程中始终处于层流区）。8. 在蒸汽冷凝传热中，不凝性气体的存在使冷凝表面传热系数 减小 。（不变、 增大、减小）9. 一包有石棉泥保温层的蒸汽管道， 当石棉泥受潮后，其保温效果将变 差（好、差）。【二】、选择题：20分（2X10）1. 水平导管上的两点接一盛有水银的U形管压差计（如下图），压差计读书为26mmHg。如果导管内流经的是水，在此种情况下压差计所指示的

3、压强差为C Kpa。A 2.6B 3.2C 3.5D 2.22. 液体在两截面间的管道内流动时，其流动方向是 DA.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。3. 牛顿型流体在直管中呈层流，摩擦系数入不可为下列中的 _D_A 0.055B 0.045 C 0.035 D 0.015广东工业大学试卷用纸，共7页，第2页广东工业大学试卷用纸，共7页，第2页4. 流体在长为3m、高为2m的矩形管道内流动，则该矩形管道的当量直径为A. 1.2m;B. 0.6m ;C. 2.4m ;D. 4.8m。

4、5. 离心泵的效率 n和流量Q的关系为 B 。A. Q增大，n增大；B. Q增大，n先增大后减小；C. Q增大，n减小；D. Q增大，n先减小后增大。6. 降尘室的生产能力A 。A 只与沉降面积A和颗粒沉降速度ut有关E.只与沉降面积A有关C.与沉降面积A、Ut及降尘室高度 H有关D.只与 山和H有关37. 用转筒真空过滤机处理某悬浮液，滤布阻力可以忽略不计，生产能力为5m /h （滤液）。现将转速增大一倍，其它条件不变，则其生产能力应为B 。A 3.54m3/hB 7.07m3/hC 10m3/hD 2.5 m3/h8. 对双层平壁的稳态导热过程，壁厚相同，各层的导热系数分别为'1和

5、2，其对应的温差分别为理和. ：t2，若."11 > 选，则1和2的关系为 A 。A. < '2 ;B. ' 1= 2 ;C. 11> ' 2。D.不确定。9. 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。10. 计算下列四种“数”时，其数值大小与单位制选择无关的是B 。A.运动粘度vB.传热单元数NTUC.过滤常数KD.黑体辐射常数（0【三】、20分（5X 4）简答题1. 一定量的流体在圆形直管内作层流流动，若将其管径

6、增加一倍，问能量损失变为原来的多少 倍？（5分）答：根据范宁公式：h1.l.U1211 d1 2g其中d2 = 2d1V 吩221= 4U1又因为流体流型为层流,所以64/d2'U2'：（2 分）（1 分）（1 分）吩'2®U222g16h1即将管径增加一倍，能量损失变为原来的16倍 （1分）广东工业大学试卷用纸，共7页，第10页2. 何谓离心泵的汽蚀现象？如何防止？（ 5分）答：泵内压强最低处的压强等于同温度下输送液体的饱和蒸汽压时，此时液体将急剧汽化，并产 生大量汽泡，使得叶轮表面或泵内壳表面产生裂缝，泵体振动，产生噪声，其流量和扬程明显下 降。这一现象称

7、为汽蚀现象。（3分）确定合适的安装高度以确保不发生汽蚀现象。（2分）3. 何谓沉降？沉降可分为哪几类？何谓重力沉降速度？ （5分）答：沉降是指依靠外力的作用，利用分散物质与分散介质的密度差异，使之发生相对运动而分 离的过程。（2 分）沉降可分为重力沉降和离心沉降。（1分）颗粒以加速运动的末速度这一不变的速度作匀速沉降运动，这一速度称为重力沉降速度。（2 分）4. 强化传热的途径有哪些？（5分）答：强化传热的途径有：增加传热面积；（增加有效传热面积）（2 分）增加温度差；（采用逆流流动）（1分）增加传热系数 K （增加流体的湍流流动，防止垢层热阻的形成及及时地消除垢层热阻）（2 分）【四】、20

8、分）用一台离心泵将水池中的水（密度为1000 kg/m3）送至一表压为62 kPa的水洗塔顶，其流程如图所示。已知离心泵吸入管段长度（包括局部阻力的当量长度，含入口阻力损失，下同）为60m，泵出口阀全开时排出管线长度200m（含出口阻力损失），全部管路均用$ 108X4的碳钢管，管内流体流动摩擦系数均为0.025,其它数据如图所示。试求：（1） 当离心泵入口处的真空表读数为25 kPa时系统水的流量qv（m3/s）；（2）泵的压头H ;若离心泵的效率为 80%，泵的轴功率 Pa；（3）泵出口阀门全开时管路的特性曲线方程；解：（1） （6分）如图，在水池液面0 0和真空表所在的1-1两截面间列柏

9、努利方程，以地面作为基准水平面.2 20=1.5 9.8125"000 +0 025汇型沢丄+丄1000 0.1 2 2u = 1.13m/s中=0.785d2u =0.785 0.12 1.13 =8.87 10m3/s（2） （6分）在水池液面0-0和水洗塔顶2-2两截面间列柏努利方程，以地面作为基准水平面= （18.8 1.5-0.3）62 10001000 9.810.025200 601.1320.12 9.81二 30.55m'gHqv1000 9.81 30.55 8.87 10J0.8二 3323W=3.32kW（3） （4分）在水池液面0-0和水洗塔顶 面2

10、-2两截面间列柏努利方程，以地面作为基准水平62x1000H =（18.8 1.5-0.3）1000 疋 9.8142=26.32 5.376 10 qV（qv2）2200 + 600 785 x 0 12+ 0 025 汉x 0.7850.10.12 汉 9.81【五】、（15 分）在67 x 103 Pa压力下对硅藻土在水中的悬浮液进行过滤试验，测得过滤常数K=5X10"5 m2/s,qe=0.01 m3/m2,滤饼体积与滤液体积之比u=0.08。现拟用有38个框的BMY50/810-25型板框压滤机在134 10 Pa压力下过滤上述悬浮液。 试求：（1）过滤至滤框内部全部充满滤

11、渣所 需的时间；（2）过滤完毕以相当于滤液量 1/10的清水洗涤滤饼，求洗涤时间； （3）若每次卸渣、 重装等全部辅助操作共需15 min，求过滤机的生产能力（m3滤液/h）。（已知硅藻土 s = 0.01，可按不可压缩滤饼处理）解：（1）因为硅藻土可按不可压缩滤饼处理，所以K =2k ：p , qe与 p 无关（2 分）又因为已知=p =67 103 Pa , K =5 10*m2/s,qe =0.01m3/m2所以：Lp =134 1 03Pa时，K =1 10m2/s , qe =0.01m3/m2（1 分）乂 =0.812 0.025 38m3 =0.6233m3 ,（1 分）（1 分

12、）（1 分）（2 分）（1 分）（1 分）A =38 2 0.812m2 = 49.86m2Vc0.6233 337.791 323 2Vm 7.791m , qm /m 0.1563m /mv 0.0849.86代入恒压过滤方程式求过滤时间20.15632 0.01 0.1563 =10 二J -275.6s（2）洗涤Vw =0.1V =0.7791m3dV dV 二 S =烘=仗 49.86 m3s= 3.748 10m3s （2 分）w 4 e 8 V Ve 8 q qe8 0.1563 0.01（ 分八、，/fdV）0.7791 c“c八-w =Vw/s= 207.9s（1 分）dr

13、w 0.003748（3 ）生产能力V7.791333Q =m /h = 20.27m /h（2 分）w 九 275.6 207.9 15 60 /3600【六】、(10分)某单程列管式换热器，其换热管为 6252 mm的不锈钢管，管长为 3m,管数为32根。在该换热器中，用 25T的水将壳程的110C的某有机蒸汽冷凝 成同温度的液体，该有机蒸汽的冷凝传热系数为8.2 103 W/(m °C)。水的流量为15000 kg/h，平均比热容为4.18 kJ/(kgC )；管壁与水的对流传热系数为 1000W/(m®C);不锈钢的导热系数为17 W/(m C )。试求：(1) 总

14、传热系数Ko ；(2) 水的出口温度。解：(1)总传热系数K。Ko1 b dodo:idi:o ' dm（2 分）Ko10.002 0.0250.025=694.3 W/（m 2，C ）8.2 X10317 汇 0.0231000x0.021（1分）（2）水的出口温度 t2Q VcCpc （t2 t1） =KoSo = tm（1分）-tm_ （T _t1 ） -（T -12）=i T-t1InT 12t2 _t1T -t1lnT 12（2分）WCpc （t2 -11）=K°S°t2 t1lnT -t1T -t2lnT -t1KoSoT -t2WcC pc（1 分）（1 分）（1 分）So =n二d°L =32 3.14 0.025 3 =7.536 m2KoSo 二694.3 7.536 彳 ®WcC pc15000/ 3600 4.18 10代入("式，得號"3解出t2 =47 C（1 分）广东工业大学试卷用纸，共7页，第7页