化工原理样卷

河北理工大学2006~2007学年第一学期化工原理A-1试卷A2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h f是原值的倍，高度湍流时，h f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d A＝50mm，d B＝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V A/V B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、离心泵与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=λW/(m.℃)的保温层，保温层外面是30℃的大气，若给热系数为100=αW/(m 2.℃)，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）二、选择题（每题2分，共24分）1、如下图所示的开口容器内盛有高度为h 1的油和高度为h 2的水，右侧管中水面高度为h ，则处于同一水平面上的B 与B’点之间的压强大小之间的关系为（ ）。

A. 'B B p p >B. 'B B p p <C. 'B B p p = 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. drdu μτ±= B.⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-=2max1R r u uC.max21u u =D. max 8.0u u =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与R e 的关系为（ ）。

A. 随R e 增加，λ增加B. 随R e 增加，λ减小C. 随R e 增加，λ基本不变D. 随R e 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，两支管的出口与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B A λλ=。

则两阀全开时，A 、B 两管中的流量之间的关系为（ ）。

A. B A V V > B. B A V V = C.B A V V <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，液相与固相各自所占的体积分别与其单独存在时的体积相同，且滤液中不含固相，则获得1m 3滤液所生成的滤渣体积v 与固相在滤浆及滤渣中所占的体积分率e 、e s 之间的关系式为（ ）。

A. e e e v s s-=B.ee e v s -=C.se e e v -=D. ()e e e v s s -=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15m 3。

它第一个小时滤出滤液（ ）m 3。

（过滤介质阻力略而不计）A. 7.5B. 10C. 15/2D. 无法计算8、某长、宽、高分别为L 、b 和H 的降尘室，可将流量V m 3/s 的含尘气流中直径为d 的粒子全部沉降下来。

今欲将2V m 3/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与原来的相比，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. 8712、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/m 3）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m 3/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）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/s m 1073.225-⨯=K ，滤饼不可压缩，过滤介质阻力可忽略不计。

每m 3滤液可得滤饼体积0.04 m 3，试求：（1）欲在1h 时得滤饼0.4 m 3，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）五、计算题（共21分）有一单程列管换热器，传热面积为4m 2，由mm 5.225⨯φ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/(m 2.℃)和200 W/(m 2.℃)。

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）河北理工大学2006~2007学年第一学期一、填空题（每题2分，共20分）1、如下图所示虹吸装置。

忽略在管内流动损失，虹吸管出口与罐底部相平，则虹吸管出口处的流速u= 。

2、流体流动时，管径和管长都不变，而流体的流量增加一倍（摩擦阻力系数可以认为不变，流动为湍流），则阻力增加的倍数为倍；若流动为层流，则阻力增加的倍数为倍。

3、产生离心泵气缚现象的原因是；避免产生气缚的方法有。

4、三层圆筒壁热传导过程中，最外层的导热系数小于第二层的导热系数，两层厚度相同。

在其他条件不变时，若将第二层和第三层的材料互换，则导热量变，第二层与第三层的界面温度变。

5、某颗粒的重力沉降服从斯托克斯定律，若在水中的沉降速度为u1, 在空气中为u2，则u1u2；若在热空气中的沉降速度为u3，冷空气中为u4，则u3u4。

(填＞，＜，＝)6、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 ，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。

⑴若液体的流速保持不变，管内对流传热系数为原传热系数的倍；⑵若液体的质量流量保持不变，管内对流传热系数为原传热系数的倍。

7、在除去某粒径的颗粒时，若降尘室的高度增加一倍，则沉降时间____________，生产能力_____________。

8、黑体的表面温度提高一倍，则黑体的辐射能力提高倍。

9、有一根φ219×6mm的无缝钢管，内外表面温度分别为300℃和295℃，导热系数为45 W/(m.℃)，则每米裸管的热损失为W。

10、离心泵的流量调节阀安装在离心泵出口管路上，关小出口阀门后，真空表读数，压力表读数。

二、选择题（每题2分，共24分，答案必须写在下表内，否则不得分）1、在一水平变径管路中，在小截面A和大截面B间连接一U形压差计，当流体流过该管段时，压差计读数R值反映（）。

A. 两截面间的压强差B. 两截面间的流动阻力C. 两截面间的动压头变化D. 突然扩大或缩小的局部阻力2、如图所示，若甲管路总长（包括阀门当量长度）为乙管路的4倍，甲管内径为乙管内径的2倍。

流体在两管中均呈层流，则甲、乙管内平均流速的关系为。

A. u 甲=u 乙B. u 甲=2u 乙C. u 甲=u 乙/2D. u 甲=u 乙/43、离心泵调节阀的开度改变时，则( )。

A ．不会改变管路性能曲线 B. 不会改变工作点C ．不会改变泵的特性曲线 D. 不会改变管路所需的扬程 4、如下图所示，一敞口容器底部连接等径的进水管和出水管，容器内水面维持恒定1.5m ，管内水的动压头均为0.5m ，则进水管的点A 和出水管的点B 的静压头之比为（ ）。

A. 1B. 2C. 3D. 两者之间关系无法确定5、离心泵在一定管路系统下工作时，压头与被输送液体的密度无关的条件是（ ）。

A. 012=-Z ZB.=∑fhC. 0222122=-u u D. 012=-p p6、某一套管换热器，由管间的饱和蒸汽加热管内的空气，设饱和蒸汽温度为100℃，空气进口温度为20℃，出口温度为80℃，则此套管换热器内壁温度应是（ ）。

A ．接近空气平均温度 B. 接近饱和蒸汽和空气的平均温度 C ．接近饱和蒸汽温度 D. 无法确定 7、在一个过滤周期中 ________。

A ．过滤时间越长生产能力越大B ．过滤时间越短生产能力越大ACB1.5C ．辅助时间越长生产能力越大D ．为了达到最大生产能力，辅助时间越长相应地过滤时间也越长8、设降尘室的长、宽、高分别为L 、b 、H （单位均为m ），颗粒的沉降速度为u t （m/s ），气体的体积流量为V s （m 3/s ），则颗粒能在降尘室分离的条件是 。