1、*：*級* 年 業* 專*： 院*學*號學*課程名稱：化工原理（1）期中試卷考試方式：（閉卷）印刷份數：103學院：化學化工學院任課教師：楊世芳專業年級：2008 化學工程與工藝題 號一二三四五六七八總分閱卷 教師得 分得 分得分一、填空（每空1 分 共 20 分）課程考試試題紙1 滿足方程式z p 常數 ，則處于靜止狀態。g2 離心泵的部件包括葉輪、泵殼 、 軸封裝置。3 流動邊界層的含義是指在壁面附近存在較大速度梯度的流體層。4 圓形直管內，d一定，操作時若Vs增加一倍，則層流時hf 是原值的2 倍；高度湍流時 h f 是原值的4 倍（忽略粗糙度的影響）。5 測量流體流量時，隨著流體流量增

2、大，轉子流量計兩端壓差值恒定 ；孔板流量計兩端壓差值變化。6 顆粒在靜止流體中的沉降過程可分為兩個階段，第一階段為 加速 ，第二階段為勻速。7 依靠 離心力 實現顆粒沉降的過程稱為離心沉降；離心沉降分離懸浮物系比重力沉降有效的多，這是因為離心力場強度不是常數，它隨轉速和位置而變化8 過濾操作中，濾液是先渾濁而后變清，這是因為剛開始有小顆粒穿過介質小孔后來出現顆粒”架橋 ”現象。9 工業上沉降室大部分采用扁平或多層式設計，這是因為降塵室的生產能力只取決于降塵室的面積與 高度 無關。10 旋風分離器可分離粒徑在5 m以上的塵粒；如果氣流中含有200 m以上的固體顆粒，最好先用重力沉降除去以減少顆粒

3、對器壁的磨損。得 分2 分，共 10 分）127mm 的自來水管其設計輸水能力宜為A) 0.2m3/h(B)2 m3/h(C)20 m 3/h(D)200 m 3/h21 及 2 的兩種流體，已知兩者體積流量相等，1 =1.2 2，則A3（ A）揚程H1=H2，軸功率N1=1.2N2C）揚程H1=H2，軸功率N2=N 1推導過濾基本方程式的一個最基本的依據是B）揚程H1=1.2H2，軸功率N2=N1D）揚程H2=1.2H1，軸功率N2=1.2N14（ A）濾液通過濾餅時呈湍流流動C）濾液通過濾餅時呈層流流動如圖流體在傾斜變徑管中流動，則的讀數 R 的大小反映情況BB ）假定濾渣大小均一D ）假

4、設過濾介質的阻力可忽略U 型壓差計5局部阻力損失計算式A） A、B） A、C） A、（D） A、B 兩截面間的動能變化和位能變化之和 B 兩截面間的流動阻力損失和動能變化之和 B 兩截面間的壓差值 B 兩截面間的流動阻力損失BAAhf2中的 u 是指標2A） B） C） D）小管中的流速 大管中的流速 小管中的流速 與流向有關u1u2u1 與大管中的流速u2的平均值（ u1+ u2） /2什么是過濾操作？過濾操作有何優點？得 分10 分）過濾是以多孔物質為介質，在外力作用下，顆粒被截留在介質上，從而實現固液分離的操作。底（于沉降相比），耗能較低（與干燥、蒸發相比）使懸浮液中的液體通過介質的孔道

5、，固體其突出優點是使懸浮液分離更迅速更徹得 分48 分）1 （10 分 ） 將含有石英微粒的水溶液置于間歇沉陷槽中，0.5h 后用吸管在水面下10cm處吸取少量試樣。試問可能存在于試樣中的最大微粒直徑是多少微米？石英密度為 2650 kg/ m3,水的密度為1000 kg/ m3粘度為1cp。210 10解： u t l /5.55 10 5 m /s假設為滯流沉降：u t2d2( s )g1830 6018 ut 則d( s - )g3518 10 3 5.55 10 567.86 10 6m 7.86 m(2650 1000) 9.807驗算： Ret dut 7.8610605.0505

6、110510004.4104<1，假設正確。所以：可能存在于試樣中的最大微粒直徑是7.86微米2（ 10分） 已知含塵氣體中塵粒的密度為s=2300 kg/ m3氣體溫度為377K， 粘度為0.036cp，流量為 1000 m3/h ，密度 =0.36 kg/ m3。現采用標準旋風分離器分離其中的塵粒，取D=400mm 。試計算理論上能分離出來的最小顆粒直徑dc和壓強降P 。解：對于標準型旋風分離器，有關參數為：進口管寬度：B D/40.4/4 0.1m；進口管高度：h D/2 0.4/2 0.2m ，氣流旋轉的有效圈數：N e5，8.0進口氣速為：ui Vs/Bh1000/(0.1 0

7、.2 3600) 13.89m/s臨界粒徑dcN e sui9 3.6 105 0.13.14 5 2300 13.898.04 10 6mu2壓強降 Pui28.02 0.36 13.8922278Pa3 （ 16 分）如圖所示貯水槽水位恒定，槽底放水管直徑為 107× 3.5 mm，距管子入口15m處接一 U形管水銀壓差計，其左壁上方充滿水右壁通大氣，測壓點距管子出水口20m。其間裝一閘閥控制流量。（ 1）當閘閥關閉時測得h=1510mm， R=620mm；當閘閥部分開啟時，h=1410mm， R=400mm。設管路摩擦系數0.02， 管入口阻力系數為0.5 ， 則每小時從管中流

8、出的水量及此時閘閥的當量長度為若干？（ 2）當閘閥全開時（le 15,0.018） ， U形管壓差計的度數為若干mm？d解： （ 1）水的流量及閘閥的當量長度首先根據閘閥全關時的h、 R 值，用靜力學方程求H。在 1 1 與2 2 兩截面之間列柏努利方程式求流速，然后再用連續性方程求流量、用阻力方程求l e 。U 形管等壓面列靜力學方程得；(H h) g R 0gR00.62 1360010001.51 6.92m以管中心線為基準面，在 1 1 與 2 2兩截面之間列柏努利方程22p1u1p2u2hf12gz1gz21222式中：z1=6.92m,p1(表壓)=0， z2=0， u1=0P2(

9、表)(R 0 h )g (0.42 13600 1.41 1000) 9.807 42203Pa則：22gz1h f 12 (1 0.5 0.02)12f120.12帶入數據解得u2=3.38m/sVS Au20.12.38 0.0265m3/s 95.4m3/hS 24在 2 2 與 3 3 截面之間列柏努利方程并化簡得：P222 l2 le u24220320 le 3.3822 e 即0.02 ed 21000解得 l e =16.9m0.1(2)閥門全開時的壓差劑讀數以管中心線為基準面，在11 與3 3 兩截面之間列柏努利方程求得管內速度，再在 2 2 與 3 3 截面之間列柏努利方程

10、求在 1 1 與3 3 之間列柏努利方程得P2。p1gz12 u12p3u3gz3h f 132式中：z1=6.92m,p1(表壓)= p3(表壓)=0， z3=0， u1=02u3gz1h f13221 0.5 0.018( 15 15 20) u20.12解得：u3=4.1m/s在 2 2 與 3 3 之間列柏努利方程并化簡得：P2l215 u2P2 0.0182204.1150.121000 32530Pa(表壓)p2 gh R 0gh 1.51 (0.62 R )/232530 1000 9.81 1.51 (0.62 R)/2 R 13600 9.81 則 R 0.345m 345m

11、m4 ( 12 分)用離心泵將20的清水送到某設備中，泵的前后分別裝有真空表和壓強表。已知泵吸入管路的壓頭損失為2.4m，動壓頭為0.2m，水面與泵吸入口中心線之間的垂直距離為2.2m，操作條件下泵的允許氣蝕余量為3.7m。試求：真空表的讀數為若干KPa？當水溫由20 升到 60 （此時飽和蒸汽壓為19.42KPa）時，發現真空計與壓強表的讀數跳動，流量驟然下降，試問出現了什么故障并提出排除措施。當地大氣壓為98.1KPa。解： （ 1）真空表地讀數2在水面 0 0 與泵入口1 1 之間列柏努利方程得：p0 Z1 u1p1 H f 0 1g 2gg整理上式得：p0 p1g2Z1H f 0 12

12、gZ1=2.2mu12 /2g 0.2m H f0 1 2.4m2p0 p1 (Z1 u1 H f0 1) g2g(2.2 0.2 2.4) 1000 9.81 47074Pa此即為真空表得讀數。a2）判斷故障及排除措施20升到60 時由于水的飽和蒸汽壓增大，泵吸入口壓強若低于操作溫度下水20 清水時，泵的允許安裝高度為：p0pvHgh H f0 1gHg實際安裝高度，故可安全運行。3(98.1 2.238) 1031000 9.813.7 2.2 3.87m60水時，水的密度為983.2kg/m3, 飽和蒸汽壓19.92KPa則 :(98.1 19.92) 103H g3.7 2.2 2.07mg 1000 9.81得分五、應用題（工程案例分析）： （ 12 分）事情發生在1912 年秋天，一艘當時世界上最大的遠洋巨輪“奧林匹克”號，正在茫茫的大海上航行。距它100 米左右的海面上，一艘比它小得多的鐵甲巡洋船“豪客”號與它幾乎是平行地行駛著。突然， “豪客”號像著了魔似的，扭轉船頭徑直向“奧林匹克”號沖去。情急之中，兩船的水手們趕緊打舵，但無論他們怎樣操縱也沒用，只能眼睜睜地看著“豪客”號的船頭向“奧林匹克”號的船舷撞去，結果撞出了一個大洞。在法庭審理這樁奇案時， “豪客”號被判有過失的一方。問：這個判決是否正確？試