(完整word版)江南大学化工原理试卷8

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一概念题(30分)

1、流体在圆形管道中作层流流动,如果只将流速增加一倍,则阻力损失为原来的

倍;如果只将管径增加一倍,流速不变,则阻力损失为原来的______倍。

2、降尘室与沉降槽均为气固或液固两相分离设备,它们的生产能力与该设备的________有关,与__________无关。离心分离机随着转鼓直径的增大其离心分离因数越_______ 。

3、离心泵的工作点是___ _______曲线与_ ___________曲线的交点。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。

4、恒压过滤操作,一个周期中,过滤时间为τ,获滤液量为V,现将过滤压差增加一倍, 其他条件不变,则过滤时间变为_____。(设滤饼不可压缩且介质阻力不计)

5、液体沸腾根据温度差大小可分为;;三个阶段,实际操作应控制在_________。

6、在流体阻力实验中,以水作工质所测得的直管摩擦系数与雷诺数的关系适用于_____流体。

7、并联管路的特点是:并联各管段压强降_____;主管流量等于并联的各管段_ ____;并联各管段中是管

子长、直径小的管段通过的流量___。

8、流化床中,当气流速度等于颗粒的_______________时,这个气流速度称为带出速度。

9、流化床中常见的不正常现象有和。

10、泵的扬程的单位是__ ,其物理意义是__________________。

11、黑体是指:____________________________;镜体是指:___ _____________________;灰体是指:___________________________;

12、在蒸汽-空气间壁换热过程中, 为强化传热,下列方案中的_____在工程上可行。

A提高空气流速。B提高蒸汽流速。

C采用过热蒸汽。D在蒸汽一侧管壁上加装翅片,增加冷凝面积并及时导走冷凝液。13、在蒸汽冷凝传热中,不凝性气体的存在对α的影响是()。

A会使α(值)大大降低。

B会使α(值)升高。

C不凝性气体存在与否,对数据无影响。

14、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. 允许的安装高度与流量无关

C. 流量与转速无关

D. 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

15、离心泵铭牌上标明的扬程是指( )

A功率最大时的扬程B最大流量时的扬程

C泵的最大扬程D效率最高时的扬程

16、因次分析法的目的在于____________。

A得到各变量间的确切定量关系。

B得到各无因次数群的确切定量关系。

C用无因次数群代替变量, 使实验与关联工作简化。

D用无因次数群代替变量, 使实验结果更可靠。

二、计算题(70分)

1(15分)如图所示的管路系统中输送密度ρ =867kg/m3的液体,管路系统有一直径为φ38 mm×2.5 mm、长为30m的水平直管段AB, 并装有孔径为16.4 mm的标准孔板流量计来测量流量,已知U形压差计指示剂读数R=600mmHg柱,孔板流量系数C o=0.63。流体流经孔板永久性压差损失为3.5×104 N/m2,AB段的摩擦

系数λ可取为0.024。孔板流量计孔口流速为:

ρp C u ∆=200

试计算:(1)液体流经AB 管段的压强差;

(2) AB 管段所消耗的功率。

2(20分)某离心泵安装在高出井水面5.45 m 处,其流量为80 m 3/h ,此流量下允许吸上真空度7 m 。吸入管为φ114 mm×4 mm 钢管,吸入管中总的阻力损失为0.25 mH 2O (包括管路入口损失)。

试求:(1)泵入口处真空度p 入(用mmHg 表示);

(2)若水温为20℃,当地大气压力为9.5 mH 2O ,问这样安装是否合适?

(3)若将此安装好的水泵的转速提高30%,试说明可能发生哪些情况? (泵的比例定律为:32⎪⎭⎫ ⎝⎛'='⎪⎭⎫ ⎝⎛'=''='n n P P n n H H n n q q V V ,,)

3、(15分)一小型板框压滤机有框10块,长、宽各为0.2m ,在200kPa (表压)下做恒压过滤共二小时滤框充满共得滤液160升,每次洗涤与装卸时间为1小时,若介质阻力可忽略不计,

求: (1)过滤常数K,洗涤速率[m 3/h]。

(2)若表压增加一倍,其他条件不变,此时生产能力为若干?[m 3滤液/h]。

4(20分)一单壳程单管程列管换热器,由多根φ25mm ×2.5mm 的钢管组成管束, 管程走某有机溶液, 流速为0.5m/s ,流量为15T/h,比热容为1.76kJ/kg .K,密度为858kg/m 3,温度由20℃加热至50℃。壳程为130℃的饱和水蒸汽冷凝。管程、壳程的表面传热系数分别为700W/(m 2·K )和10000W/(m 2·K)。钢热导率为45W/(m·K)。垢层热阻忽略不计。

求: A)总传热系数K o ;

B)管子根数n 及管长l ;

C)在冷流体温度不变的情况下,若要提高此设备的传热速率,你认为要采取什么措施?

一 概念题(30分)

1、2; 1/4

2、面积;高度; 大

3、(1)离心泵特性; 管路特性

(2)气蚀

4、0.5τ

5、自然对流 ;泡状沸腾; 膜状沸腾; 泡状沸腾段

6、牛顿型

7、相等; 流量之和; 小

8、沉降速度

9、沟流;腾涌

10、m,泵提供给单位重量流体的能量。

11、(1)能吸收全部辐射能的物体。

(2)能全部反射辐射能的物体。

(3)能以相同的吸收率吸收所有波长的辐射能的物体。

12、A

13、A

14、A

15、D

16、C

二、计算题(70分)

1(15分)

解:(1)在A-B之间列柏氏方程(管中心线为基准面):

gZ A +(2A u/2)+(p A /ρ)=gZ B +(2B u/2)+(p B /ρ)+∑h f3分

p A -p B =ρ∑h f =ρ·λ(l/d)·(2A u/2)+∆p孔2分

u o=C o[2g R(ρA-ρ)/ρ]0.5=0.63×[2×9.81×0.6(13600-867)/867]0.5 =8.284 m/s 2分u=(16.4/33)2×8.284=2.046 m/s 2分∴p A -p B =0.024×(30/0.033)×(2.0462/2)×867+3.5×104=74590 N/m2 1分

⑵N耗=[( p A -p B)/ρ] q ms=(74590/867)[(π/4)d2uρ]=86(0.785×0.0332×2.046×867)=130W 5分2(20分)

解:

(1)流量q v=80 m3/h 内径d=106 mm

在水面与入口截面间列柏努利方程

p0/ρg=p1/ρg+5.9+u12/2g+0.25 3分

u1=80/(3600×0.785×0.1062)=2.52 m/s

(p0-p1)=5.45×ρg+u12/2×ρ+0.25ρg=[5.45+2.522/(2×9.81)+0.25]×1000×9.81

=59092.2 Pa 2分用mmH g表示为59092.2×0.00750=443.2 mmH g=5.83 mH2O 2分

(2)当地压力为9.5 mH2O,水温为20℃

实际允许吸上真空高度H s'=7-(10.33-9.5)=6.17 m 3分

允许安装高度H g=H s'-∑H f0-1-u12/2g=6.17-0.25-2.522/(2×9.81)=5.6 m 3分

故可以应用。1分

(3)当转速提高30%时,离心泵特性曲线变化将有Q'/Q=1.3,6分H'/H=1.32,将转移到新的工作点即Q↑,H↑。

设阻力系数不变,则入口管阻力损失约将增加到 1.32倍,即∑H f'=0.25×1.32=0.42 m

H g'=6.17-0.42-2.522/(2×9.81)=5.42 m,将会发生汽蚀。与此同时,泵入口处真空度将