化工原理历年试卷

1 / 18 河北理工大学2006~2007学年第一学期 化工原理A-1试卷A

题号 一 二 三 四 五 总分

得分

得分 评卷人

一、 填空题（每题2分，共20分）

1、用U形管压差计测量管路上两点间的压强差，指示液为水，密度为1000kg/m3，读数为12mm。为放大读数，改用微差压差计（如下图所示），指示液A的密度为920 kg/m3，指示液C的度为850 kg/m3，则读数R可扩大到原来的 倍。

2、圆形直管内，Vs一定，若将d减少一半，则层流时hf是原值的 倍，高度湍流时，hf是原值的 倍（忽略管壁相对粗糙度的影响）。

3、并联管路A和B，管长相同，管径分别为dA＝50mm，dB＝25mm。已知流体在管道A中呈滞流流动，则可确定通过A、B管道的流量之比VA/VB为 。

4、流体在 区流动时，相对粗糙度d/对摩擦系数λ的影响最大。

5、离心泵和往复泵在流量调节方面的不同之处在于：离心泵用 调节流量；往复泵用 调节流量。

6、在列管换热器中用饱和蒸汽加热空气，换热管的壁温将接近 ，换热器的总传热系数K将接近 。

7、用饱和蒸汽加热水，经过一定时间后，发现传热的阻力迅速增大，这可能是2 / 18 由

或 引起的。

8、有一φ25mm×2mm的蒸汽管道，管内饱和蒸汽温度为130℃，管外包有一层8.0W/(m.℃)的保温层，保温层外面是30℃的大气，若给热系数为100W/(m2.℃)，则保温层的临界直径为 mm。

9、设置隔热挡板是 辐射散热的有效方法，挡板的黑度越 ，辐射散热量越小。

10、在降尘室内，粒径为60微米的颗粒理论上能全部除去，则粒径为42微米的颗粒能被除去的百分率为 。（沉降在滞流区）

得分 评卷人

二、选择题（每题2分，共24分）

1 2 3 4 5 6

7 8 9 10 11 12

1、如下图所示的开口容器内盛有高度为h1的油和高度为h2的水，右侧管中水面高度为h，则处于同一水平面上的B和B’点之间的压强大小之间的关系为（ ）。

A. 'BBpp B. 'BBpp

C. 'BBpp D. 无法比较

2、定态流体在圆管内作层流流动时，下列各式中不正确的是（ ）。

A. B. 3 / 18 C. D. max8.0uu

3、流体在圆形直管内流动时，若流动已进入完全湍流区，则摩擦系数λ和Re的关系为（ ）。

A. 随Re增加，λ增加 B. 随Re增加，λ减小

C. 随Re增加，λ基本不变 D. 随Re增加，λ先增加后减小

4、如下图所示，用管子从液面恒定的高位槽中放水，水管有两个出口，各管段的直径相同，两支管的出口和贮槽液面之间的垂直距离相等。设两支管中的摩擦系数相等，即BA。则两阀全开时，A、B两管中的流量之间的关系为（ ）。

A. BAVV B. BAVV C. BAVV

D. 两者之间关系无法确定

5、当流量一定而且流动进入阻力平方区时，离心泵的最小汽蚀余量决定于（ ）。

A. 泵的结构尺寸 B. 泵的结构尺寸和供液处压强的大小

C. 泵的结构尺寸，被输送液体的性质

D. 供液处压强的大小和被输送液体的性质

6、假定在滤浆和滤渣中，液相和固相各自所占的体积分别和其单独存在时的体积相同，且滤液中不含固相，则获得1m3滤液所生成的滤渣体积v和固相在滤浆及滤渣中所占的体积分率e、es之间的关系式为（ ）。

A. B. C. D. eeevss

7、某板框过滤机，在一恒定的操作压差下过滤某水悬浮液。经2h后，滤渣刚好充满滤框，并得滤液15m3。它第一个小时滤出滤液（ ）m3。（过滤介质阻力略而不计）

A. 7.5 B. 10 C. 15/2 D. 无法计算 4 / 18 8、某长、宽、高分别为L、b和H的降尘室，可将流量Vm3/s的含尘气流中直径为d的粒子全部沉降下来。今欲将2Vm3/s的相同含尘气流进行同样效果的除尘，在保持其他尺寸不变的情况下，可按如下（ ）方式来改造设备。

A. 将H增加1倍 B. 将H增加1/2倍

C. 将L增加1倍 D. 将L增加1/2倍

9、若含尘气流的温度升高，其他操作条件不变，则旋风分离器的临界粒径（ ）。

A. 减小 B. 增大 C. 不变 D. 不确定

10、在两灰体间进行辐射传热，两灰体的温度差为50℃，现因某种原因，两者的温度各升高100℃，则此时的辐射传热量和原来的相比，应该（ ）。

A. 增大 B. 变小 C. 不变 D. 不确定

11、一红砖平面墙厚度为500mm，一面温度为200℃，另一面温度为30℃，红砖的导热系数0.57W/(m.℃)，则距离高温面墙内350mm处的温度为（ ）℃。

A. 101 B. 81 C. 83 D. 87

12、在蒸汽－空气间壁换热过程中，为强化传热，下列方案中在工程上最有效的是（ ）。

A. 提高空气流速 B. 提高蒸汽流速

C. 采用过热蒸汽以提高蒸汽流速

D. 在蒸汽一侧管壁上装翅片，增加冷凝面积并及时倒走冷凝液

得分 评卷人

三、计算题（共22分）

采如图所示的输送系统，将水池中的清水（密度为1000kg/m3）输送到密闭高位槽中。离心泵的特性方程为24100.740QH（H的单位为m，Q的单位为m3/s），当压力表的读数为100kPa时，输水量为10L/s，此时管内流动已进入阻力平方区。求：（1）管路的特性方程。（10分）

若管路和阀门开度不变，当压力表读数为80kPa时，再求：

（2）管路的特性方程；（3分）

（3）输水体积流量；（4分）

（4）离心泵的有效功率。（5分） 5 / 18

得分 评卷人

四、计算题（共13分）

拟用810mm×810mm的板框压滤机过滤某种水悬浮液，在147.2kPa的恒压差下，过滤常数/sm1073.225K，滤饼不可压缩，过滤介质阻力可忽略不计。每m3滤液可得滤饼体积0.04 m3，试求：

（1）欲在1h时得滤饼0.4 m3，所需的滤框数和框的厚度；（8分）

（2）欲使过滤机在生产能力最大（即过滤时间为45min），操作压强需提高至多少kPa？已知每批操作的洗涤时间和辅助时间约45min。（5分）

得分 评卷人

五、计算题（共21分）

有一单程列管换热器，传热面积为4m2，由mm5.225的管子组成。用初温为25℃的水将机油由200℃冷却至100℃，水走管内，油走管间。已知水和机油的质量流量分别为1200 kg/h和1400 kg/h，其比热容分别为4.2 kJ/(kg.℃)和2.0 kJ/(kg.℃)；水侧和油侧的对流传热系数分别为1800 W/(m2.℃)和200

W/(m2.℃)。两流体呈逆流流动，忽略管壁和污垢热阻，忽略热损失。

（1）校核该换热器是否合用？（12分）

（2）如不合用，采用什么措施可在原换热器上完成上述传热任务？计算之。（假设传热系数及水的比热容不变。）（9分）

2006~2007学年第一学期化工原理A-1试卷A标准答案及评分标准 6 / 18 制定教师： 樊丽华 审核人： 梁英华 制定时间： 2007.1.4

一、 填空题（每题2分，共20分）（一题多空的每空的分数平均分配）

1、14.3

2、16，32

3、16

4、湍流

5、出口阀，旁路（支路）

6、加热蒸汽温度，空气侧的对流传热系数

7、冷凝水未排出，不凝气未排出

8、160

9、阻止，低

10、49％

二、选择题（每题2分，共24分）

1 2 3 4 5 6

A D C A A B

7

8

9 10 11 12

C C B A B A

三、计算题（共22分）

解：（1）管路的特性方程：

取贮槽液面为1-1截面，高位槽液面为2-2截面，在两截面之间列柏努利方程，取贮槽液面为基准水平面，

（1分）

feHgpguzHgpguz2222121122 （3分）

已知：,01zmz102，021uu，01p，kPap1002（表压）

所以，当压力表读数为100kPa时管路的特性方程为：

22322.2081.910001010010eeeeBQBQBQgpZH （1） （3分）

离心泵的特性曲线：24100.740QH （2）

联立（1）、（2），并将sLQ/10代入，得： 7 / 18 224)01.0(2.20)01.0(100.740BHe

解得：525/1028.1msB （2分）

则当压力表读数为100kPa时管路特性方程为：

251028.12.20eeQH （3） （1分）

（2）当压力表读数为80kPa时，由于流动在阻力平方区，故（3）式中B值不变，而常数将有所减小，则：

mK15.1881.910001080103 （2分）

于是：251028.115.18eeQH （4） （1分）

（3）输水体积流量：

联立泵的特性方程及式（4），可求得输水体积流量，即：

25241028.115.18100.740eeQQ （3分）

解得：smQe/1005.132 （1分）

（4）离心泵的有效功率：

mQHee28.32100.74024 （2分）