09-101AB《07应化》试卷

试卷第1页共7页莆田学院期末考试试卷（AB）2009——2010学年第1学期课程名称：化工原理A适用年级/专业：07应用化学试卷类别开卷（）闭卷（√）学历层次本科考试用时120分钟《考生．．．注意：答案要全部抄到答题纸上，做在试卷上不给分．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．》．一、填空题（每空1分，共20分）1．U形管压差计用水作指示液，测量气体在水平管道中的压降，若指示液读数R＝20mm，则表示压降为①Pa，为使R读数增大，而压降不变，应更换一种密度比水②（大或小）的指示液。1．沿壁面流动的流体中有两个区域，一是①，二是②。2.并联管路中各管段压降①，且各管段中管子长、直径小的管段通过的流量②。2．在测速管（比托管）中，由内管传递出的压力相当于流体正对测压孔处的①与②之和。3．在离心泵的运转过程中，①是将原动机的能量传递给液体的部件，而②则是将动能转变为静压能的部件。3.输送沸点①或温度②的液体，泵的允许安装高度将减小。4．表示旋风分离器分离性能的两种不同方式是用①和用②表示。4．重力沉降设备用于除去①m以上颗粒，沉降槽与②工作原理相同。5．转筒真空过滤机，转速越快，每转获得的滤液量就越①，单位时间获得的滤液量就越②。5．在一套板框过滤机中，板有①构造，框有②构造。6．流化床在正常操作范围内，随着操作气速的增加，流体在颗粒缝隙间的流速①，床层空隙率②。试卷第2页共7页6.流化床操作流速范围的大小可用①与②之比来表示。7.由多层等厚度平壁构成的导热壁面中，若所用材料的导热系数愈小，则该壁面的热阻愈①（大、小），其两侧的温差愈②（大、小）。7.多层管壁稳定导热中，若某层的热阻最大，则该层两侧的温差①，若某层的平均导热面积最大，则通过该层的热流密度②。8．对流传热过程中，在其它条件相同下，短管的对流传热系数比长管的对流传热系数①，这是因为短管入口处②。8．CR一定时，NTU增大，则①；NTU一定时，CR增大，则②。9．列管式换热器壳程常用的折流当板形状有①形和②形两种。9．当壳体和管子之间的温差①且壳体承受压力②时，可采用补偿圈（又称膨胀节）的方法消除列管换热器应力。10．翘片管换热器是从两方面实现对传热过程的强化作用，一是①；二是②。10．对于列管换热器，不洁净或易于分解结垢的物料一般应走①程，黏度较大的物料应走②程。二、单项选择题（每小题2分，共20分）（）1．利用因次分析法的目的在于A.减少实验工作量；B.增加实验结果的可靠性；C.建立数学表达式；D.避免出现因次错误。（）1．如下左图所示，连接A、B两截面间的压差计的读数R表示了（）的大小。A.A、B间的压头损失HfABB.A、B间的压强差△PC.A、B间的压头损失及动压头差之和D.A、B间的动压头差（uA2－uB2）/2g试卷第3页共7页（）2．牛顿流体在管内作层流流动，流体层之间的剪应力在A.管中心最大；B.管壁处最大；C.管中处处相等；D.管壁处最小。（）2．如上右图，若水槽液位不变，在阀门打开后，①、②、③点的流体总机械能的关系为（）。A.①=②=③B.①=②③C.①②=③D.不能确定（）3．离心泵在一定的管路系统工作，如被输送液体的密度（ρ）发生变化（其余性质不变），则下列描述正确的是:A.任何情况下扬程与ρ无关；B.只有当(Z2-Z1)=0时，扬程与ρ无关；C.只有在∑hf=0时，扬程与ρ无关；D.只有当P2–P1=0时,扬程与ρ无关。（）3．如下图所示，从操作角度看，以下离心泵哪种安装方式合适（）。（）4．往复泵在操作中A.不开旁路阀时，流量与出口阀的开度无关；B.开启旁路阀后，输入设备中的液体流量与出口阀的开度无关；C.流量与转速无关；D.允许的安装高度与流量无关。（）4．将含晶体10%的悬浮液送往料槽宜选用A.离心泵B.往复泵C.齿轮泵D.喷射泵（）5．离心沉降速度是。A.颗粒运动的绝对速度B.切向速度C.径向速度D.气流速度（）5．已知旋风分离器的平均旋转半径为0.5m，气体的切向进口速度为20m•s-1，试卷第4页共7页那么该分离器的分离因素为A.81.5B.800C.100D.40.8（）6．板框压滤机洗涤速率为恒压过滤最终速率的1/4的这一规律只有在以下条件下才成立。A.过滤时的压差与洗涤时的压差相同；B.滤液的粘度与洗涤液的粘度相同；C.过滤压差与洗涤压差相同，洗涤液的粘度与滤液的粘度相同，以及过滤面积与洗涤面积相同；D.过滤压差与洗涤压差相同且洗涤液的粘度与滤液的粘度相同。（）6．在滤饼过滤操作中，实际上起到主要拦截固体颗粒作用的是。A.滤饼层B.过滤介质C.滤饼层与过滤介质D.滤浆、滤饼层与过滤介质（）7．套管冷凝器的内管走空气，管间走饱和水蒸气，如果蒸汽压力一定，空气进口温度一定，当空气流量增加时，传热系数K应A.增大B.减小C.基本不变D.不能确定（）7．在多层平壁定态导热中，通过最大热阻的一层平壁的热量()通过其余平壁的热量。A.大于B.小于C.等于D.不确定（）8．蒸汽压强的变化，对冷凝传热的影响是A.蒸汽压强P↑，α值↑，对α关联式有影响；B.蒸汽压强P↑，α值↓，对α关联式有影响；C.蒸汽压强P↑，α值不变，对α关联式无影响。（）8．冷热流体在套管换热器内换热，内管走冷流体，如果冷流体流量增大一倍，则总传热系数（），冷流体的出口温度（）。A.增大，下降B.增大，升高C.减小，下降D.减小，升高（）9．沸腾传热的过热度增大，其传热系数。A.增大B.减小C.只在某个范围变大D.沸腾传热系数与过热度无关试卷第5页共7页（）9．在沸腾操作中，工业上一般维持在。A.自然对流区B.核状沸腾区C.膜状沸腾区D.三个区域都可（）10.把一壳程用饱和水蒸气加热管内水的列管式换热器由单管程改为双管程，会引起A.管内对流传热系数减小B.总对流传热系数减小C.管内阻力减小D.对数平均温差减小（）10.NTU小就意味着达到相同的出口温度（T2或t2）时，所需的传热面积。A.大B.小C.不变D.不能确定三、计算题（第1、4小题各20分，第2、3小题各10分，共60分）1（20分）．有一循环管路如下图所示，管路内安装一台离心泵，安装高度Hg=3m，在高效范围内，此离心泵的特性曲线可近似表示为2510433.11.23veqH（式中qv以m3·s-1表示），管路总长为130m，其中吸入管长为18m（均为包括局部阻力的当量长度），管内径d=50mm，摩擦系数λ=0.03。试求：（1）管路内的循环水量；（2）泵的进、出口压强。1（20分）．某型号的离心泵，在一定的转速下，在输送范围内，其压头与流量的关系可用H=18－6×105Q2（H单位为m，Q单位为m3·s-1）来表示。用该泵从贮槽将水送至高位槽，如附图所示。两槽均为敞口，且水面维持恒定。管路系统的总长为20m（包括所有局部阻力的当量长度），管径为Ф46×3mm，摩擦系数为0.02，试计算：（1）输水量(m3·s-1)；试卷第6页共7页（2）若泵的效率为65%，水的密度为1000kg·m-3，离心泵在运转时的轴功率kW；（3）若将该系统的高位槽改为密闭容器，其水面上方的压强为0.5Kgf/cm2（表压），其他条件不变，试分析此情况下的输水量与泵的轴功率将如何变化?（不必计算，用公式与特性曲线图示说明）。2（10分）．采用降尘室除去矿石焙烧炉出口的炉气中含有的粉尘。在操作条件下炉气流量为25000m3•h-1，在降尘室内的流速为2m•s-1，密度为0.6kg•m-3，粘度为210-5Pa•s，其中氧化铁粉尘的密度为4500kg•m-3。要求全部除掉直径大于80μm的粉尘。试求：所需降尘室的长和高（其宽为2m）。2（10分）．降尘室的高2m，宽2m，长5m，用于矿石焙烧炉炉气的粉尘，操作条件下炉气流量为25000m3•h-1，密度为0.6kg•m-3，粘度为0.03mPa•s，试求：（1）能完全除去的氧化铁粉尘（密度为4500kg•m-3）的最小直径；（2）直径为60μm的氧化铁粉尘被除去的百分数（假设进气中不同粒径的颗粒分布均匀）。3（10分）．用板框压滤机恒压过滤某悬浮液，20min后每平方米过滤面积得滤液1.5m3，继续过滤至1h可充满滤框，共得滤液4m3，然后每平方米洗涤面积用0.5m3的清水在相同的压差下洗涤（水的粘度与滤液大致相等），其它辅助时间为12min。试求：此过滤机每平方米过滤面的生产能力（以所得滤液量计）。3（10分）．拟用一板框过滤机处理某一悬浮液，每m3滤液获得滤饼量为0.04m3，在1.5atm操作压力下，过滤常数K=2.73×10-5m2•s-1，过滤介质阻力可忽略不计。滤饼为不可压缩。试卷第7页共7页（1）若要求过滤1h获取0.41m3的滤饼，试求所需的过滤面积；（2）若滤饼不需洗涤，拆装时间需45min，试求为使上述板框过滤机生产能力达到最大时，其操作压力应提高至多少？4（20分）．有一单管程列管换热器，传热面积为40m2（按管外表面积计），共有φ252.5mm的传热管86根，现用该换热器以循环水冷却流量为28000kg•h-1的石油产品，石油产品走壳程，循环水走管程，两流体逆流换热。实际测得石油产品的进、出口温度分别为90℃和50℃，冷却水的进、出口温度分别是25℃和40℃，已知石油产品的比热容为Cp=2.8kJ•kg-1•K-1，水的有关物性分别为：ρ＝995kg•m-3，Cp=4.17kJ•kg-1•K-1，μ=0.810-3Pa•s，λ=0.618W•m-1•K-1。试求：（1）冷却水用量；（2）该换热器总传热系数；（3）管程和壳程的给热系数（可忽略两侧的污垢热阻和管壁热阻）。4（20分）．某厂用套管换热器每小时冷凝甲苯蒸汽1000kg，冷凝温度为110℃，冷凝潜热为363kJ•kg-1，冷凝传热系数为αo=2000W•m-2•K-1，冷却水初温16℃，以2500kg•h-1的流量进入内管内Ф57×3.5mm，作湍流流动，膜系数αi=2160W•m-2•K-1，水的比热取为4.19kJ•kg-1•K-1，忽略壁阻及污垢热阻。试求：（1）冷却水出口温度及管长；（2）如在夏季，冷却水入口温度将升至25℃，使换热器传热能力下降，为此建议将水流量增加一倍，那么，该换热器的传热能力能否增加？定量地说明。