1、廣東工業大學試卷參考答案及評分標準（A ）課程名稱：化工原理A （1）。考試時間：2009 年11月 日（第13周星期日）【一】、填空題：15分（1M5）1 .現場真空表的讀數為 8M04 Pa,該處的名壓為2X 104 Pa （當時當地大氣壓為51X10 Pa）。2 .某牛頓型液體在一段水平圓形直管內流動 ，已知Re值為1600,若平均流速為 0.2m/s,則管中心點處速度為4m/s,流體在管內流動類型屬層流（滯流）流動。3 .流量qv增加到原來的2倍，孔板流量計的讀數（U型管壓差計）為原來的_4_倍, 轉子流量計的環隙通道面積為原來的2倍。4 .某型號的離心泵在一定轉速下工作時的特性曲線可

2、表示為函數H=30-2qv2,其中H為揚程，qV為流量，若轉速不變，則兩臺相同型號的泵并聯工作時的特性曲線可 表示為H= 30-0.5qV2 .串聯工作時的特性曲線可表示為H=_60-4qV2o255 .用板框過濾機過濾某種懸浮液。測得恒壓過濾方程為q 0.02q =4X10 e （。的單位為 s）,則 K 為 4X10-5 m2/s； qe為 0.01 m3/ m2, e 為 2.5 s。6 . 傳熱的基本方式為傳導_.對流.輻此7 .兩流體通過間壁換熱，冷流體從20c被加熱到50C,熱流體從100c被冷卻到70C, 則并流時的Atm= _43.28 C。8 .用二種厚度相同，導熱系數不同的

3、材料保溫時，往往把導熱系數小的材料包在內 層，以達到好的保溫效果。【二、選擇題：20分（2X10）9 .如圖示的U型管中，I, II, III為密度不同的三種液體。AA'、BB'為等高液位面。位于同一水平面上的點1、點2處的靜壓p1與p2的大小為 DA p1>p2B pyp2C p1=p2D 無法比較2 .層流與湍流的本質區別是 _D_oA.湍流流速 >層流流速 C.層流的雷諾數湍流的雷諾數3 .在層流流動中，若流體的總流率不變, 的 C倍。A. 2;B. 6;B.流道截面大的為湍流，截面小的為層流D.層流無徑向脈動，而湍流有徑向脈動則規格相同的兩根管子串聯時的壓降

4、為并聯時C. 4;D. 1。4.如圖示兩臺型號相同的離心泵輸送同一種液體，離心泵安裝高度 泵的管路條件相同，則A 。H3i<H32<H3，兩A. qv1 =qv2, Pe1 = P e2B. qvl=q v2, Pel < Pe2C. qvi>qv2, Pe1Vpe2D. qvl>qv2, Pe1>Pe2當管道上的閥門開度減5 .水由敞口恒液位的高位槽通過一管道流向壓力恒定的反應器,小后，管道總阻力損失 C 。D.不能判斷A .增大 B .減小 C .不變6 .降塵室的生產能力A 。A.只與沉降面積A和顆粒沉降速度ut有關B.只與沉降面積A有關C.與沉降面積

5、A、及降塵室高度 H有關D.只與u/DH有關7 .用轉筒真空過濾機處理某懸浮液，濾布阻力可以忽略不計，生產能力為5m3/h （濾液）。現將轉速增大一倍，其它條件不變，則其生產能力應為A 。A. 7.07m3/hB . 3.54m3/hC. 10m3/hD. 2.5 m3/h8 . 一臺工作著的列管式換熱器，已知冷流體一側的對流傳熱系數8為50W/m2.k,熱流體一側的對流傳熱系數電等于8000W/m2.k,要提高總傳熱系數 K,最簡單有效的途徑是D oA.設法減小1 B.設法增大 2 C.同時增大cd和2>D.設法增大 19 . 一定流量的液體在一<125 >2.5 mm的直

6、管內作湍流流動，其對流傳熱系數8=1000W/（m2：C）；如流量與物性都不變，改用一 69>2 mm的直管，則其口將變為D W/（m 2 C ）。A. 1259 B . 1496 C . 1585D . 167810 .穿過三層平壁的穩定導熱過程，已知各層溫差為 At1=30C, At2=20C, At3=10C ,則第一層的熱阻 R和第二、三兩層熱阻 R2、R3的關系為 B 。 A . R1>（R2+R3）B . R1=（R2+R3）C. R1<（R2+R3）D, R1=R2-R3【三】、15分（5X3）簡答題1、圖示管路中，流體作穩定流動。問（1）、靜壓頭哪個大？為什么

7、？ :g（2）、體積流量 V哪個大？為什么？ （ 3）、質量流速哪個大？為什么？（不計阻力）（5分）答：（1）如附圖所示，不考慮阻力，以管中心線做為基準水平面，在 A、B兩截面間列柏努利方程：（1分）22ZPA uA =z PB UBDg2g B Dg2 g其中Za=Zb又因為已知流體作穩態流動，即遵循連續性方程（2分）Aa<Ab,故 Ua>Ub,即（1分）（1分）UA2/2g> UB2/2g所以：A -pB.g:g（2）從（1）的分析可知：UaAa=ubAb因為V=uA 所以體積流量Va=VbuaAa=ubAb ;而從附圖中很明顯得知流通截面積2、因某種原因使進入降塵室的含

8、塵氣體溫度升高，若氣體質量及含塵情況不變，降塵 室出口氣體的含塵量將有何變化？原因何在？答：降塵室出口氣體的含塵量將變大，（1分）因為（1）氣體溫度升高，粘度上升，沉降速度下降；（2分）（2）氣體溫度升高，質量不變，則體積流量上升，導致停留時間減少。（2分）3.保溫瓶（熱水瓶）在設計和使用過程中采取了哪些防止熱損失的措施？答：保溫瓶防止熱損失所采取的措施：（1）保溫瓶膽設計成玻璃夾層結構。夾層因空氣被抽出接近真空，可防止對流散熱損失；（2分）（2）瓶膽夾層內兩表面均鍍有銀、鋁等低黑度涂層，大幅度降低了輻射散熱量；（2分）（3）在使用保溫瓶時，瓶蓋選用導熱系數很小的軟木制作，而且在灌水時還要在瓶

9、頸處留 一段空氣柱，因為空氣的導熱系數比水要小得多，從而有效地降低了瓶口處的熱損失。（1分）四】、（20分）用一臺離心泵將水池中的水 （密度為1000kg/m3）送至一表壓為59kPa的水洗 塔頂，其流程如圖所示。已知離心泵吸入管段長度（包括局部阻力的當量長度，含入口阻力損失，下同）為 50m,泵出口閥半開時排出管線長度150m （含出口阻力損失），全部管路均用。108xmm的碳鋼管，管內流體流動摩擦系數均為0.025,其它數據如圖所示。試求：1 .當系統水的流量為 42.5m3/h時，離心泵入口處的真空表讀數（ kPa）;2 .泵的壓頭，若離心泵的效率為70%,泵的軸功率（kW）;3 .泵出

10、口閥門半開時管路的特性曲線方程；4 .若塔頂表壓增加到 98.1kPa時，測得系統中水的流量為35m3/h,假設泵的特性曲線方程可以表示為H=A-Bq2,求泵的特性曲線方程。解：（1） u =42.523600 0.785 12（2分）廣東工業大學試卷參考答案及評分標準，共6頁，第8頁在水池液面o -。和真空表所在的1-1兩截面間列柏努利方程，其基準面為地面:p 100050 u2 u20 =1 9.81 兇 0.025 一1000 口 =-25kPa（表壓） 即真空度為25kPa0.1 22（4分）（2）在水池液面0 0和水洗塔頂2-2兩截面間列柏努利方程，其基準面為地面:59 100050

11、 1501.52=（24.3 +1 -0.3）+0.025父黑1000 9.810.12 9.81:gHqV1000 9.81 36.74 42.5/3600=6.08kW0.7 1000=36.74m （4分）（如（3）在水池液面0 - 0和水洗塔頂2-2兩截面間列柏努利方程，其基準面為地面:（qVJ2（4分）He =25 6.01 0.0250.785 0.10.12 9.81=31.01 0.0031911（4）塔頂表壓為 98.1kPa時,35u :23600 0.785 1=1.14m/s（1分）（352）2此時 He =25+10 + 0.025m 50 +150 父.0.785.

12、 0.1分0.12 9.81=38.9m38.9 = A 一352 B36.74 = A42.52 BA =43.45（1 分）B =0.003716_ _ 2H = 43.45-0.003716qv（1分）【五】、(10分)用板框過濾機恒壓下過濾某種懸浮液，過濾機的尺寸為：濾框的邊長為810mm(正方形),每框厚度為42mm,共10個框。現已測得：過濾10分鐘得到濾液1.31m3,再過濾10分鐘共得到濾液1.905m3,已知每m3濾液可形成0.1m3的濾餅，試計算: (1)過濾常數 K為多少m2/s?(2)將濾框完全充滿濾餅所需的過濾時間為多少分鐘？(3)若洗滌時間和輔助時間共30分鐘，求該

13、機生產能力為多少m3濾液/h ?（1分）解：（1）過濾面積 A=0.81m0.81m2M10 =13.12m2根據恒壓過濾速率方程:V2+2VVe=KA2 t將 t =10minV=1.31m3; =20min,V=1.905m 3 代入上式解出：K=2.01 M0-5m2/s3V/0.1376m23（2）濾框充滿時所得濾餅體積 ：V餅=0.81 >0.042 10=0.2756m 濾框充滿時所得濾液體積：V=V餅/ u=0.2756/0.1=2.756m32222.7562 2 2.756 0.1376_ .營（V +2VVe） /KA =40 min13.122 2.01 10-5

14、60（2分）（1分）（1分）（1分）（1分）（1分）(3)生產能力Q =一V2.756w （40 30）/60=2.362 mx（2分）【六】、(20分)在一個單程列管式換熱器內用110c的飽和水蒸汽將某溶液加熱,換熱器由38根6 25X2.5mm的管子組成,長2m,殼程為水蒸汽冷凝，其傳熱膜系數%=10000W/(m2K),管程走溶液，流量為0.03m3/s,進口溫度ti=20C,密度900kg/m3,比熱 2.3.9kJ/(kg C),管壁和污垢熱阻可以忽略，管內溶液側的傳熱膜系數«2=2500 W/(m K),管內為湍流，求：(1)以外表面為基準的總傳熱系數K。；(2)溶液的出

15、口溫度t2 ；(3)若檢修中發現有8根管子已損壞，將壞管堵塞后繼續使用，此時換熱器的總傳熱系數 和溶液出口溫度將變多少？12解：(1)以外表面積計 ，Ko =1125 =1666.7W/(m K) (4 分)+x 10000 2500 20(2)Ao =38父3.4159父0.025父2 =5.967m2(2 分)t2 -20110 -20 ln 110 -t2(2分)(3分)Q =qm2Cp2(t2 -t1) =KoAo ：tm1666 7.Q =0.03 900 3.9 (t2 -20) = 6665.9671000t2 =28.1將8根管子壞管堵塞后，管程流量不變，速度增大為原來是38/30=1.2667