內蒙古科技大學2005/2006學年第2學期

《化工原理》考試試題（A卷）課程號：020203020233 考試方式：閉卷使用專業、年級：化工2003生物2003任課教師：赫文秀題號 .二三總分得分一、填空（38分）1、寫出屬于質量傳遞過程的單元操作（）、（）、（）。2、離心泵流量調節的方法是（）、（）。3、啟動離心泵前（）是為了減小啟動電流，以保護電機。4、局部阻力的計算方法有（）和（）。5、在靜止的同一種連續流體的內部，各截面上（）與（）之和為常數。6、蒸汽的冷凝方式為（）、（）。7、當Re為已知時，流體在圓形直管內呈層流時的摩擦系數人二（），在管內呈湍流時，摩擦系數人與（）、（）有關。8、某液體在套管環隙內流動，大管規格為e56X3mm,小管規格為e30X2.5mm,液體粘度為ImPa.s.,密度為1000kg.m-3,流速為1m.s-i,則該液體在套管環隙內流動的Re=（）。9、有兩種不同的固體材料，它們的導熱系數第一種為人1，第二種為人2,且入1》入2,若作為換熱器材料，應選用（）種；當作為保溫材料時，應選用（）種。10、離心泵產生氣縛現象的主要原因是（）。11、并聯管路的特點是（）和（）。12、某離心泵在轉速為1450r/min下測得流量為65m3/h、壓頭為60m,若將轉速調節為1200r/min,此時泵的流量為（），壓頭為（）。13、牛頓冷卻定律表達式為（），其中溫度差代表（）。14、流體在管內作湍流流動時，在管壁處速度為（），鄰近管壁處存在（）層，Re值越大,則該層厚度越（）。15、克希霍夫定律表明（）和（）。16、灰體的特點是（）和（）。二、選擇（20分）1、離心泵的揚程是指泵給予（）液體的有效能量。A、1kg B、1NC、1m2、在阻力平方區內，摩察系數人（）。A、為常數，與￡；d和Re均無關B、隨Re值加大而減小C、與Re值無關，是￡dd的函數D、是Re值和3d的函數3、牛頓粘性定律適用于牛頓型流體,且流體（）A、應作層流流動； B、應作湍流流動；C、應作過渡流流動； D、靜止的；4、流體流動時產生阻力的原因很多，屬于內在原因的是（）A、流體具有粘性（U）； B、流體的密度（P）；C、流動類型加6）； D、接觸壁面的狀況（￡）5、關于導熱系數，下列說法正確的是（）A、純金屬的導熱系數一般隨溫度升高而升高；B、大多數非金屬的導熱系數隨溫度升高而升高；C、氣體的導熱系數很大；D、液體中，水的導熱系數最小。6、下面哪條不是影響對流傳熱系數的因素（）A、流體的流動狀態； B、流體的物理性質；C、傳熱面的形狀、大小、位置；D、流體的溫度；7、離心泵的軸功率N和流量Q的關系為（）A、Q增大，N增大 B、Q增大，N先增大后減小C、Q增大，N減小 D、Q增大，N先減小后增大8、水在圓管中強制對流時的對流傳熱系數a‘.為^OOW：’機2?℃,若將水的流量增加一倍，而且其他條件不變，則aj為（）A、2000B、1740C、1000D、5009、因此分析的目的是（）A、得到各變量間定量關系B、用無因次數群替代變量，使實驗簡化C、得到無因次數群間定量關系D、實驗結果更可靠10、工業生產中，沸騰傳熱應設法保持在（）A、自然對流區 B、核狀沸騰區C、膜狀沸騰區 D、過渡區三、計算題（42分）1、（12分）粘度為30cP、密度為900kg/m3的液體，自開口槽A經①45mmX2.5mm管道流至開口槽B,兩槽液面恒定。如本題附圖所示，在水平管路上設置一個閥門，當閥門全關時，閥門前后的壓強表上分別指示壓強為88.3X103Pa及44.15X103Pa。將閥門調至1/4開度，流量為3.34m3/h,閥門前后管長分別為50m及20m（包括一切局部阻力的當量長度）。試求閥門開度為1/4時閥門的當量長度。摩擦系數計算式為滯流：九=6%? 光滑管湍流：九二°.316/Re0252、（8分）平壁爐的爐壁由三種材料組成，最內層是耐火磚，其厚度、=2001^,導熱系數人1=1.07W/（m-℃）,中間為絕緣磚，其厚度b2=100mm,導熱系數32=0.14W/（m-℃）,最外層為鋼板，其b3=6mm,入3=45W/（m-℃）。若耐火磚層內表面的溫度為1150c，鋼板外表面溫度為30℃,實際測得爐壁的熱損失為300W/m2,求導熱的熱通量。若計算結果與實測的熱損失不符，試分析原因和計算附加熱阻。3、（12分）某離心泵的特性曲線可用以下方程表示H=25—2°Q2（式中H單位為m,Q單位為m3min）。若用該泵將20℃水從貯槽送到某設備，已知管路系統中位壓頭和靜壓頭之和為20m,輸送管路直徑為。140mmX5mm，管路總長為150m（包括流動系統所有局部阻力的當量長度），流動摩察系數為定值，可取為0.02,試求離心泵運行時的流量和壓頭；若將調節閥關小，使工作點的流量變至60m3；%,試求關小閥門需多消耗的壓頭和關小閥門后的管路特性方程。4.（10分）在并流換熱器中，用水冷卻油，水的進出口溫度分別為15℃和40℃,油的進出口溫度分別為150℃和100℃。現因生產任務要求油的出口溫度降至80℃,假設油和水的流量，進口溫度及物性都不變，試求換熱器管長增至原來的多少倍才能滿足要求，假設換熱器的熱損失可以忽略。

化工原理試題答案一、填空1、過濾、蒸餾、吸收2、改變閥門開度、改變泵的轉速3、關閉出口閥門4、當量長度法.阻力系數法5、位能、靜壓能6、膜狀冷凝、滴狀冷凝7、64ReRe"d8、2x1049、九］九210、啟動前未向泵內灌滿被輸送液體11、Vs=Vsi+Vs2+-￡hf=￡hfi=￡hf2…12、53.8m3/h41.1m13、Q=asAt、液體溫度與壁面溫度差14、速度為0層流底層薄15、同一溫度下物體的吸收率和黑度在數值上是相同的物體的吸收率愈大，輻射能力愈大16、灰體的吸收率不隨輻射線波長而變灰體是不透熱體即A+R=1二、選擇1、B2、C3、A4、A5、B6、D7、A8、B9、B 10、B3.34=0.738m3.34=0.738m/s1、解：u——冗3600x-x0.042

4「 dup 0.04x0.738x900「 dup 0.04x0.738x900Re—— —— 30x10-3=885.6(2100 屬于滯流2分「64人—— Re885.664——0.07232分在A、B兩槽之間列柏努利方程pu2 pgz+—+ ——gz+T+1p2 2pp=p——0PJp=p——0PJPr——入u——u——0l+leu2P(88.3-44.15)6分900le=29.66m50+20+le0.7382

x 0.0411501150-30■02~~01—0.006

++1.070.14 45Qt—t2、解：q——亍=b1b4b六+廣45分=1120——1242w；m20.9015分計算結果的導熱熱通量大于實測的熱損失，表明平壁層間接觸不良，有空氣層存在，產生附加熱阻。設附加熱阻為R,則

q=1120=300 R=2.83m2?W0.901+R8九L+L、/。、c3、解：z+PgAp+.（苗）（荀）28x0.02 150Q、=2。+TTT7X0135（60）2=20+L86紇與離心泵特性方程聯立得Q=1.138m3min=68.3m3hH=22.4m4分由離心泵特性方程求得工作點下的壓頭H=25—2.0Q2=25—2.0x(60)2=23m在流量為60m3M時原管路所要求的壓頭為=21.86mH=20+1.86Q2=20+1.86（竺=21.86mTOC\o"1-5"\h\ze e 60AH=H—H=23—21.86=1.14m 4分關小閥門的管路特性方程為H=K+BQ2e e23=20+B（絲）2 B=360管路特性方程為He=20+3紇4、解:Q=WC（T-T2）=WCP（t2—4）=K.n冗dLAtQ，=WCT-T'）=WC（t，-t）=K.n冗dLAtt'h