化工原理A

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泰山学院材料与化学工程系2005级、2007级(3+2) 化学工程与工艺专业本科2007~2008学年第一学期
《化工原理》试卷A (试卷共8页,答题时间120分钟)
一、选择题(每小题2分,共40分。

请将答案填在下面的表格内)
1. 在SI 单位制中,通用气体常数R 的单位是 B
A. 3/atm cm mol K ⋅⋅
B. 3/Pa m mol K ⋅⋅
C. /kgf m kmol K ⋅⋅
D. 3/cm bar mol K ⋅⋅(bar 是工程单位制中的大气压单位5110bar Pa =) 2. 流体流经变径管时,局部阻力损失计算式22
f
u h ζ
=中的u 是指__A______
A. 小管中流速
1u B. 大管中流速2u
C. 小管中流速1u 与大管中流速2u 的平均值12()/2u u +
D. 与流向有关
3. 在图1所示的异径水平直管中,水由小管流至大管。

则截面1、2之间U 形管压差计的读数R 反映的是 D
A. 1、2截面间的流动压降损失
B. 1、2截面间的动压头变化
C. 突然扩大或突然缩小的流动损失
D. 1、2截面间的压差值
4. 流体流过圆形直管,在流场内剪应力集中在__C____
A. 各点都一样
B. 管心处
C. 近壁处
D. 根据流动状态确定 5. 当流体在园管内流动时,管中心流速最大,滞流时的平均速度与管中心的最大流速的关系为 A
A. max 1/2u u =
B. max 4/5u u =
C. max 3/2u u = D max 3/4u u = 6. 粘性定律适用于牛顿型流体,且流体应呈 B
A. 静止状态
B. 层流流动
C. 过渡型流动
D. 湍流流动 7. 在外筒直径为1d ,内筒直径为2d ,长为L 的同心圆筒组成的空隙中充满某流体,现外筒不动,内筒绕轴线旋转,若忽略端效应,则水力当量直径为 C A. 12()/2d d - B. 12d d + C. 12d d - D. 12()/2d d + 8. 离心泵的特性曲线中的H ~Q 曲线是在 D 一定的情况下测得的 A. 效率 B. 功率 C. 管路状况(e l l +∑) D. 转数
9. 由离心泵基本方程式导出的理论特性曲线H ~Q ,其形状是 D A. 三次曲线 B. 双曲线 C. 抛物线 D. 直线 10. 离心泵铭牌上标明的流量是指__A_____ A. 效率最高时的流量 B. 泵的最大流量

1
图 2
C. 扬程最大时的流量
D. 最小扬程时的流量 11. 旋风分离器的分割粒径50d 是__B__
A. 临界粒径c d 的2倍
B. 粒径效率,0.5p i η=的颗粒直径
C. 临界粒径c d 的倍
12. 颗粒在Stokes 区沉降时,沉降速度正比于 C 13. 恒压过滤时,若过滤介质阻力不计,对不可压缩滤饼过滤压差增大一倍时,同一时刻所得滤液量 C 14. 一球形固体颗粒在空气中按Stokes 定律沉降,若空气温度由20℃升至50℃,则其沉降速度将_(答案选D,但温度升高气体的黏度也升高,故而沉降速度应该下降,应选C)____
A. 由具体沉降的粒子决定
B. 不确定
C. 减小
D. 增大 15. 在圆筒壁的稳定导热中,通过圆筒壁的热通量(即热流密度)__A___ A.内侧比外侧大 B.内侧与外侧相等 C.外侧比内侧大 D.不确定 16. 在间壁式传热中,热量从热流体传到冷流体的过程,热阻主要集中在__B____ A. 金属壁 B. 冷、热流体的层流底层内 C. 冷、热流体的主体
D. 平均分配在各层
17. 计算下列四种“数”时,其数值大小与单位制选择有关的是__B____ A. 普兰特准数Pr B. 努塞尔特准数Nu C. 离心分离因数K D. 黑体辐射常数0σ
18. 已知钢质圆管(外半径为1r )外两层不等厚(12b b <)保温材料的温度分布曲线
A. (s ρρ-)的次方
B. 黏度μ的零次方
C. 粒径的平方
D. 粒径的次方
A. 增大至原来的4倍
B. 增大至原来的2倍
C. 增大至原来的倍
D. 增大为原来的倍
如图2所示,则A层导热系数___A___ B层导热系数
A.大于
B.小于
C.等于
D. 不确定
19.下面的说法中错误的是____C____
A.传热是由温度差而不是物质本身具有的热量的多少决定的
B.傅立叶定律只适用于热传导
C.导热系数不只和物质有关,也和传热过程有关
D.一般来说,对数平均值小于算术平均值
20.关于传热系数K下述说法中错误的是__D______
A. K实际是个平均值
B. K随所取的传热面不同而异
C. 要提高K值,应从降低最大热阻着手
D. K可用来表示传热过程的强弱,与冷热流体的物性无关
二、回答题(每题5分,共10分)
1.刚安装好的一台离心泵,启动之后出口阀已开至最大,但不见泵中有水流出,试分析原因并采取措施使泵正常运转。

答:可能的原因有两个,一是启动之前没有灌泵,造成气缚,这时应停泵,灌泵关闭出口阀之后再启动;二是吸入管路被堵塞,这时应疏通清理管路之后灌泵,关闭出口阀,再重新启动。

2.对于给定冷热流体进出口温度的情况,平均温度差是否总与流动方向有关?答:在两侧流体均有相变化时,冷热流体的温度均不沿管长变化,两者之间的温度差处处相等,与流体的流动方向无关。

在一侧有相变化,另一侧为变温传热时,逆流时的平均温度差等于并流时的。

两侧均为变温传热时,逆流时的平
均温度差最大。

三、计算题(每题10分,共50分)
1. 如右图所示,常温的水在管道中流过,两个串联的U 形管压差计中的指示液均为水银,密度为Hg ρ,测压连接管内充满常温的水,密度为W ρ,两U 形管的连通管内充满空气。

若测压前两U 形管压差计内的水银液面均为同一高度,测压后两U 形管压差计的读数分别为R 1、R 2,试求a 、b 两点间的压力差b a p p -。

2. 高位槽水面高于地面8m ,水从1084mm φ⨯的管道中流出,
管路出口高于地面2m 。

在本题特定的条件下,水流经系统的能量损失可以按26.5f h u =∑计算,其中
u 为水在管中的流速,/m s 。

试计算:
(1)'A A -处水的流速;(2)水的流量,以3/m h 计。

本题图见附图4 解:
3. 某平壁厚为0.37m ,内表面温度1t 为1650℃,外表面温度2t 为300℃,平壁
得分 阅卷人

4
1
R 2R 空气
a
b Hg
ρw
ρw
ρHg
ρ1
2
3
4
5
h
图3
材料的导热系数0.8150.00076(t t λ=+的单位是℃,/W m λ⋅的单位是℃)。

若将导热系数按常量(取平均导热系数)计算,试求平壁温度分布的关系式和导热通量。

4. 在一单管程,单壳程且无折流挡板的列管式换热器中,热流体由90℃冷却到70℃,冷流体由20℃加热到60℃。

试求上述温度条件下两流体作逆流和并流时的对数平均温度差,并做比较。

5. 某液体在一直管内(忽略进口段的影响)稳定强制湍流流动,该管内径为20mm ,测得其对流传热系数为α,现将管内径改为27mm ,并忽略出口温度变化对物性所产生的影响。

(1) 若液体的流速保持不变,试问管内对流传热系数有何变化? (2) 若液体的质量流量保持不变,试问管内对流传热系数有何变化? 解:。