南京工业大学期末考试(A)卷 课程：?化工原理?（上册）
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一、
选择填空题： (每题5分，共20分)
1．(1) 如图所示，若敞口罐液面恒定，罐上方压强为Pa，忽略流动阻力损失，出水管管径为d，则出水管的出口速度u与 有关。
（A） Ｈ （B） Ｈ、ｄ （C） ｄ （D） Ｐａ （E） Ｈ、ｄ、Ｐａ 水 Pa u H
(2)有一并联管路，两段管路的流量，流速、管径、管长及流动阻力损失分别为V1，ｕ
1，d1，ｌ1，ｈf1及
V2，ｕ2，ｄ2，ｌ2，ｈf2。若ｄ1＝２ｄ2，ｌ1＝２ｌ2，则：
①ｈf1／ｈf2＝（ ）
（A） ２ （B）４ （C）１／２； （D）１／４ （E）１ ②当两段管路中流体均作滞流流动时，V1／V2＝（ ） （A） ２ （B）４ （C）８ （D）１／２ （E）１ (3)转子流量计的主要特点是（ ）
（A）恒截面、恒压差 （B）变截面、变压差 （C）恒流速、恒压差 （D）变流速、恒压差
2
2．⑴已知流体经过泵后，压力增大?P N/m，则单位重量流体压能的增加为（ ） （A）?P （B）?P/ρ （C）?P/ρg （D）?P/2g ⑵离心泵的下列部分是用来将动能转变为压能（ ）
（A）泵壳和叶轮 （B）叶轮 （C）泵壳 （D）叶轮和导轮 3．（1）过滤介质阻力忽略不计,滤饼不可压缩进行恒速过滤时,如滤液量增大一倍,则___ （Ａ）操作压差增大至原来的√２倍 （Ｂ）操作压差增大至原来的４倍 （Ｃ）操作压差增大至原来的２倍 （Ｄ）操作压差保持不变 （2）恒压过滤时，如介质阻力不计，过滤压差增大一倍时同一过滤时刻所得滤液量___ （Ａ）增大至原来的２倍 （Ｂ）增大至原来的４倍 （Ｃ）增大至原来的√２倍
（Ｄ）增大至原来的１．５倍
4．比较下列对流给热系数的大小
空气流速为6m/s的α1，空气流速为25m/s的α2，水流速为1.2m/s的α3，水流速为2.5m/s的α4，蒸汽膜状冷凝的α5，自大到小的顺序为： > > > >
二、 填空题： (每题5分，共20分)
1．①1atm=__________kN/m2。 ②____________________的流体称为理想流体。 ③表压与绝对压力的关系是____________________。 2．①离心泵的流量调节阀安装在离心泵的 管路上，关小出口阀门后，真空表的读数 ，压力表的读数 。（填增加、降低或不变） ②管路特性曲线的一般表达式是 。
③离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵会发生＿＿＿＿现象。 3. 粒子沉降过程分 阶段和 阶段。
沉降速度是指 时， 相对于 的速度。
4． 冷、热气体在间壁换热器中换热，热气体进口温度T1＝400℃，出口温度T2为200℃，冷气体进口温度t1＝50℃，两股气体的质量流量相同，物性数据可视为相同，若不计热损失时，冷气体出口温度为 ℃；若热损失为5%时，冷气体出口温度为 ℃。
三、 计算题 (本题15分)
3
某液体密度800kg/m，粘度73cP，在连接两容器间的光滑管中流动，管径300mm，总长50m（包括局部当量长度），两容器液面差3.2m，求（1）管内流量 （2）若在连接管口装一阀门，调节此阀的开度使流量碱为原来的一半，阀的局部阻力系数是多少？（设流体流动为湍流，摩擦系数符合柏拉修斯公式λ＝0.3164/Re
0.25
）
四、
计算题 (本题10分)
3
用泵将石油从低位槽输送至高位槽，两槽液位恒定，液面差15m，管子规格Φ89×4.5mm，管路总长度（包括所有局部阻力当量长度）为200m，要求流量21 m/h，石油的密度? ＝ 920kg /m，，粘度0.5NS/m，求：
(1) 雷诺数Re，摩擦系数λ，流动阻力∑hf
(2) 泵的有效功率
3
2
五、 计算题 (本题15分)
用板框压滤机过滤悬浮液，已知过滤面积10m，操作压力2kgf/cm（表压），过滤15分钟后，得滤液2.91m3，若介质阻力可忽略不计，滤饼不可压缩，
3
求：（1）已知该板框压滤机的生产能力4.8m/h，计算洗涤时间和辅助时间之和 （2）若过滤时间和滤液量均不变，操作压力降至1kgf/cm2（表压），需增加多少过滤面积才能维持生产能力不变？
六、 计算题 (本题20分)
有一套管式换热器，内管Φ54×2mm，外管Φ116×4mm的钢管， 内管中苯由50℃加热至80℃，流量4000kg/h，环隙为2kgf/cm2（绝）饱和蒸汽，蒸汽冷凝的传热系数104W/m2K，已知苯的? ＝ 880kg /m3，CP=0.1856kj/kg, λ=0.134 W/mK，μ=0.39cP, 管内污垢热阻Rsi＝0.0004 m2 K / W，管壁热阻和管外污垢热阻可略，求：（1）管内给热系数αi，以管内表面积计的总传热系数Ki （2）套管的有效长度 （3）若加热蒸汽压力增至3kgf/cm2（绝），问苯的出口温度是多少？（设Ki不变）
压强，kgf/cm2（绝） 1.0 2.0 3.0 温度，℃ 99.1 120 133 汽化潜热，KJ/Kg 2259 2204 2163
2
2
选择填空题：
1. A E C C 2. C C 3. C C 4. α5>α4>α3 >α2>α1 填空题
1. ①1atm=_101.3___kN/m2。
②粘度为零，无流动阻力的流体称为理想流体。
③表压与绝对压力的关系是表压＝绝对压力－大气压。 2．①离心泵的流量调节阀安装在离心泵的 出口管路上，关小出口阀门后，真空表的读数 减小，压力表的读数 增大。（填增大、减小或不变） t02a05002
②管路特性曲线的一般表达式是 He‘＝H0+KV2 。 t02a05001
③离心泵的安装高度超过允许安装高度时，离心泵会发生汽蚀现象。
3.粒子沉降过程分 加速 阶段和 匀速 阶段。沉降速度是指 加速终了时 时，颗粒相对于 流体的速度。
4．冷、热气体在间壁换热器中换热，热气体进口温度T1＝400℃，出口温度T2为200℃，冷气体进口温度t1＝50℃，两股气体的质量流量相同，物性数据可视为相同，若不计热损失时，冷气体出口温度为 250 ℃；若热损失为5%时，冷气体出口温度为 240 ℃。
三．解：p1=-p2 u1=u2
gZ1+u12/2+p1/ρ+He=gZ2+u22/2+p2/g+∑hf gZ1=∑hf= (0.3164/Re0.25)(l/d)(u2/2) ∴u=3.513m/s
0.252
(2) gZ1=∑hf= (0.3164/Re+ζ)(l/d)(u/2) ∴ζ=14.3
2
四．解：u=21/(3600*0.785*0.08)=1.16m/s Re= duρ/μ=170.8 层流 λ＝64/Re=0.374
∑hf=λ(l/d)(u/2)==0.374*(200/0.08)*(1.16/2)=629.9J/Kg (2) He=g?z+∑hf=777J/Kg Ne=HeV?g=4.17KW
五．解：(1)Q=V/(τF+τW+τR) 0.00133=2.91/(900+τW+τR) τW+τR=21.47min (2) V2=2k?P A2τ V2=2k?P’ A’2τ
A’2=?P A2/?P’=200 A’=14.14m2
?A=14.14-10=4.14 m2
六．解（1）Re=duρ/μ=4W/πdμ=4*4000/(3600*3.14*0.05*0.39*10-3)=7.259*104
3-3
Pr=Cpμ/λ=0.1856*10*0.39*10/0.134=5.4 αi=0.023(λ/di)Re0.8Pr0.4=936.59W/ m2K Ki=1/(1/αi+di/α0d0+Rsi)=641 W/ m2K (2)ts=120℃ △tm=(80-50)/ln70/40=53.6℃
3
Q=WCCPC(t2-t1)=(4000/3600)*0.1856*10*(80-50)=61864W Q=KiπdiL△tm L=11.5m
(3) ts=133℃ △tm=( t2-50)/ln(133-50)/(133- t2) Q=KiπdiL△tm= WCCPC(t2-t1)
3
641π*0.05*11.5*( t2-50)/ln(133-50)/(133- t2)=(4000/3600)*0.1856*10*( t2-50) t2=84.5℃
2
2
南京工业大学-化工原理期末试卷及答案[2]
