化工原理样卷.docx
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化工原理样卷
河北理工大学2006~2007学年第一学期
化工原理A-1试卷A
题号
一
二
三
四
五
总分
得分
得分
评卷人
一、填空题（每题2分，共20分）
1、用U形管压差计测量管路上两点间的压强差，指示液为水，密度为1000kg/m3，读数为12mm。
为放大读数，改用微差压差计（如下图所示），指示液A的密度为920kg/m3，指示液C的度为850kg/m3，则读数R可扩大到原来的倍。
2、圆形直管内，Vs一定，若将d减少一半，则层流时hf是原值的倍，高度湍流时，hf是原值的倍（忽略管壁相对粗糙度的影响）。
3、并联管路A和B，管长相同，管径分别为dA＝50mm，dB＝25mm。
已知流体在管道A中呈滞流流动，则可确定通过A、B管道的流量之比VA/VB为。
4、流体在区流动时，相对粗糙度
对摩擦系数λ的影响最大。
5、离心泵与往复泵在流量调节方面的不同之处在于：
离心泵用调节流量；往复泵用调节流量。
6、在列管换热器中用饱和蒸汽加热空气，换热管的壁温将接近，换热器的总传热系数K将接近。
7、用饱和蒸汽加热水，经过一定时间后，发现传热的阻力迅速增大，这可能是由或引起的。
8、有一φ25mm×2mm的蒸汽管道，管内饱和蒸汽温度为130℃，管外包有一层
W/（m.℃）的保温层，保温层外面是30℃的大气，若给热系数为
W/（m2.℃），则保温层的临界直径为mm。
9、设置隔热挡板是辐射散热的有效方法，挡板的黑度越，辐射散热量越小。
10、在降尘室内，粒径为60微米的颗粒理论上能全部除去，则粒径为42微米的颗粒能被除去的百分率为。
（沉降在滞流区）
得分
评卷人
二、选择题（每题2分，共24分）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1、如下图所示的开口容器内盛有高度为h1的油和高度为h2的水，右侧管中水面高度为h，则处于同一水平面上的B与B’点之间的压强大小之间的关系为（）。
A.
B.
C.
D.无法比较
2、定态流体在圆管内作层流流动时，下列各式中不正确的是（）。
A.
B.
C.
D.
3、流体在圆形直管内流动时，若流动已进入完全湍流区，则摩擦系数λ与Re的关系为（）。
A.随Re增加，λ增加B.随Re增加，λ减小
C.随Re增加，λ基本不变D.随Re增加，λ先增加后减小
4、如下图所示，用管子从液面恒定的高位槽中放水，水管有两个出口，各管段的直径相同，两支管的出口与贮槽液面之间的垂直距离相等。
设两支管中的摩擦系数相等，即
。
则两阀全开时，A、B两管中的流量之间的关系为（）。
A.
B.
C.
D.两者之间关系无法确定
5、当流量一定而且流动进入阻力平方区时，离心泵的最小汽蚀余量决定于（）。
A.泵的结构尺寸B.泵的结构尺寸和供液处压强的大小
C.泵的结构尺寸，被输送液体的性质
D.供液处压强的大小和被输送液体的性质
6、假定在滤浆和滤渣中，液相与固相各自所占的体积分别与其单独存在时的体积相同，且滤液中不含固相，则获得1m3滤液所生成的滤渣体积v与固相在滤浆及滤渣中所占的体积分率e、es之间的关系式为（）。
A.
B.
C.
D.
7、某板框过滤机，在一恒定的操作压差下过滤某水悬浮液。
经2h后，滤渣刚好充满滤框，并得滤液15m3。
它第一个小时滤出滤液（）m3。
（过滤介质阻力略而不计）
A.7.5B.10C.15/
D.无法计算
8、某长、宽、高分别为L、b和H的降尘室，可将流量Vm3/s的含尘气流中直径为d的粒子全部沉降下来。
今欲将2Vm3/s的相同含尘气流进行同样效果的除尘，在保持其他尺寸不变的情况下，可按如下（）方式来改造设备。
A.将H增加1倍B.将H增加1/2倍
C.将L增加1倍D.将L增加1/2倍
9、若含尘气流的温度升高，其他操作条件不变，则旋风分离器的临界粒径（）。
A.减小B.增大C.不变D.不确定
10、在两灰体间进行辐射传热，两灰体的温度差为50℃，现因某种原因，两者的温度各升高100℃，则此时的辐射传热量与原来的相比，应该（）。
A.增大B.变小C.不变D.不确定
11、一红砖平面墙厚度为500mm，一面温度为200℃，另一面温度为30℃，红砖的导热系数0.57W/（m.℃），则距离高温面墙内350mm处的温度为（）℃。
A.101B.81C.83D.87
12、在蒸汽－空气间壁换热过程中，为强化传热，下列方案中在工程上最有效的是（）。
A.提高空气流速B.提高蒸汽流速
C.采用过热蒸汽以提高蒸汽流速
D.在蒸汽一侧管壁上装翅片，增加冷凝面积并及时倒走冷凝液
得分
评卷人
三、计算题（共22分）
采如图所示的输送系统，将水池中的清水（密度为1000kg/m3）输送到密闭高位槽中。
离心泵的特性方程为
（H的单位为m，Q的单位为m3/s），当压力表的读数为100kPa时，输水量为10L/s，此时管内流动已进入阻力平方区。
求：
（1）管路的特性方程。
（10分）
若管路和阀门开度不变，当压力表读数为80kPa时，再求：
（2）管路的特性方程；（3分）
（3）输水体积流量；（4分）
（4）离心泵的有效功率。
（5分）
得分
评卷人
四、计算题（共13分）
拟用810mm×810mm的板框压滤机过滤某种水悬浮液，在147.2kPa的恒压差下，过滤常数
，滤饼不可压缩，过滤介质阻力可忽略不计。
每m3滤液可得滤饼体积0.04m3，试求：
（1）欲在1h时得滤饼0.4m3，所需的滤框数和框的厚度；（8分）
（2）欲使过滤机在生产能力最大（即过滤时间为45min），操作压强需提高至多少kPa？
已知每批操作的洗涤时间和辅助时间约45min。
（5分）
得分
评卷人
五、计算题（共21分）
有一单程列管换热器，传热面积为4m2，由
的管子组成。
用初温为25℃的水将机油由200℃冷却至100℃，水走管内，油走管间。
已知水和机油的质量流量分别为1200kg/h和1400kg/h，其比热容分别为4.2kJ/（kg.℃）和2.0kJ/（kg.℃）；水侧和油侧的对流传热系数分别为1800W/（m2.℃）和200W/（m2.℃）。
两流体呈逆流流动，忽略管壁和污垢热阻，忽略热损失。
（1）校核该换热器是否合用？
（12分）
（2）如不合用，采用什么措施可在原换热器上完成上述传热任务？
计算之。
（假设传热系数及水的比热容不变。
）（9分）
河北理工大学2006~2007学年第一学期
化工原理A-1试卷B
题号
一
二
三
四
五
总分
得分
得分
评卷人
一、填空题（每题2分，共20分）
1、如下图所示虹吸装置。
忽略在管内流动损失，虹吸管出口与罐底部相平，则虹吸管出口处的流速u=。
2、流体流动时，管径和管长都不变，而流体的流量增加一倍（摩擦阻力系数可以认为不变，流动为湍流），则阻力增加的倍数为倍；若流动为层流，则阻力增加的倍数为倍。
3、产生离心泵气缚现象的原因是；避免产生气缚的方法有 。
4、三层圆筒壁热传导过程中，最外层的导热系数小于第二层的导热系数，两层厚度相同。
在其他条件不变时，若将第二层和第三层的材料互换，则导热量变，第二层与第三层的界面温度变。
5、某颗粒的重力沉降服从斯托克斯定律，若在水中的沉降速度为u1,在空气中为u2，则u1u2；若在热空气中的沉降速度为u3，冷空气中为u4，则
u3u4。
（填＞，＜，＝）
6、某液体在一直管内（忽略进口段的影响）稳定强制湍流流动，该管内径为20mm，测得其对流传热系数为α，现将管内径改为27mm，并忽略出口温度变化对物性所产生的影响。
⑴若液体的流速保持不变，管内对流传热系数为原传热系数的倍；⑵若液体的质量流量保持不变，管内对流传热系数为原传热系数的倍。
7、在除去某粒径的颗粒时，若降尘室的高度增加一倍，则沉降时间____________，生产能力_____________。
8、黑体的表面温度提高一倍，则黑体的辐射能力提高倍。
9、有一根φ219×6mm的无缝钢管，内外表面温度分别为300℃和295℃，导热系数为45W/（m.℃），则每米裸管的热损失为W。
10、离心泵的流量调节阀安装在离心泵出口管路上，关小出口阀门后，真空表读数，压力表读数。
得分
评卷人
二、选择题（每题2分，共24分，答案必须写在下表内，否则不得分）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1、在一水平变径管路中，在小截面A和大截面B间连接一U形压差计，当流体流过该管段时，压差计读数R值反映（）。
A.两截面间的压强差B.两截面间的流动阻力
C.两截面间的动压头变化D.突然扩大或缩小的局部阻力
2、如图所示，若甲管路总长（包括阀门当量长度）为乙管路的4倍，甲管内径为乙管内径的2倍。
流体在两管中均呈层流，则甲、乙管内平均流速的关系为。
A.u甲=u乙B.u甲=2u乙C.u甲=u乙/2D.u甲=u乙/4
3、离心泵调节阀的开度改变时，则（）。
A．不会改变管路性能曲线B.不会改变工作点
C．不会改变泵的特性曲线D.不会改变管路所需的扬程
4、如下图所示，一敞口容器底部连接等径的进水管和出水管，容器内水面维持恒定1.5m，管内水的动压头均为0.5m，则进水管的点A和出水管的点B的静压头之比为（）。
A.1B.2C.3D.两者之间关系无法确定
5、离心泵在一定管路系统下工作时，压头与被输送液体的密度无关的条件是（）。
A.
B.
C.
D.
6、某一套管换热器，由管间的饱和蒸汽加热管内的空气，设饱和蒸汽温度为100℃，空气进口温度为20℃，出口温度为80℃，则此套管换热器内壁温度应是（）。
A．接近空气平均温度B.接近饱和蒸汽和空气的平均温度
C．接近饱和蒸汽温度D.无法确定
7、在一个过滤周期中________。
A．过滤时间越长生产能力越大
B．过滤时间越短生产能力越大
C．辅助时间越长生产能力越大
D．为了达到最大生产能力，辅助时间越长相应地过滤时间也越长
8、设降尘室的长、宽、高分别为L、b、H（单位均为m），颗粒的沉降速度为ut（m/s），气体的体积流量为Vs（m3/s），则颗粒能在降尘室分离的条件是。
A.H/ut≥LbH/Vs；B.H/ut≤LbH/Vs；C.L/ut≤LbH/Vs；DL/ut≥LbH/Vs
9、旋风分离器的分离效率随器身直径的增大而（）。
A.减小B.增大C.不变D.不确定
10、用板框式过滤机进行恒压过滤，若介质阻力可忽略不计，过滤20min可得滤液8
，若再过滤20min可再得滤液。
A.8
；B.4
；
C.3.3
；D.11.3
11、一红砖平面墙厚度为500mm，一面温度为200℃，另一面温度为30℃，红砖的导热系数0.57W/（m.℃），则距离高温面墙内350mm处的温度为（）℃。
A.81B.83C.87D.101
12、有两台同样的管壳式换热器，拟作气体冷却用，在气、液流量及进口温度一定时，为使气体温度降到最低，宜采取（）流程。
A.气体走管内，气体串联逆流操作
B.气体走管内，气体并联逆流操作
C.气体走管外，气体并联逆流操作
D.气体走管外，气体串联逆流操作
得分
评卷人
三、计算题（本题22分）
用离心泵向密闭高位槽送料，流程如图所示。
在特定转速下，泵的特性方程为：
（Q的单位为m3/s），当水在管内的流量
时，流动进入阻力平方区。
现改送密度
的水溶液（其它性质和水相近）时，密闭容器内维持表压118kPa不变，试求：
（1）输送清水时管路的特性方程。
（10分）
（2）输送水溶液时管路的特性方程。
（3分）
（3）输送水溶液时的体积流量。
（4分）
（4）离心泵的有效功率。
（5分）
得分
评卷人
四、计算题（本题14分）
用板框压滤机在恒压强差下过滤某种悬浮液，测得过滤方程式为：
V2+V=5×10-5A2θ，试求：
（1）欲在30min内获得5m3滤液，需要边框尺寸为635mm×635mm×25mm的滤框若干个；（6分）
（2）过滤常数K、qe、θe。
（8分）
得分
评卷人
五、计算题（本题20分）
在一列管换热器中，管内的氢氧化钠溶液与管外的冷却水进行逆流传热，两流体均为湍流流动。
氢氧化钠溶液的流量为1.2kg/s，比热容为3770J/（kg.℃），从70℃冷却到35℃，对流传热系数为900W/（m2.℃）。
冷却水的流量为1.8kg/s，比热容为4180J/（kg.℃），入口温度15℃，对流传热系数为1000W/（m2.℃）。
按平壁处理，忽略管壁和污垢热阻，忽略热损失。
试求：
（1）换热器的传热面积。
（10分）
（2）操作中，若冷、热流体初温不变，两流体流量都增大一倍，则冷、热流体的出口温度分别为多少？
（10分）
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