长江大学董盛富-8.4吸收过程的设计型计算(113)

1B长江大学试卷学院班级学号姓名………………………………….密…………………………………封………………..……..………..线…………………………….……………..2005─2006学年第2学期（闭卷B）《化工原理》课程考试试卷（装备03级用）注意：1.本试卷共4页；2.考试方式为闭卷，考试时间为120分钟；3.姓名、学号（只需填写班序号）必须写在指定地方。一、填空与选择题（50分）1.（2分）某设备上真空表的读数为100mmHg，则其绝压为0.843kgf/cm2，该地区的大气压强为720mmHg。2.（2分）某长方形截面通风管道尺寸为100×50mm，则其当量直径ed为66.7mm。3.（2分）孔板流量计的主要缺点是（C）。(A)结构复杂；(B)不能测量流速；(C)阻力损失过大；(D)价格过高4.（2分）流体流速增大，则摩擦系数（C）。A.增大B.减小C.减小或不变D.增大或不变5.（2分）已知某设备的功率P是直径d、转数n、流体密度及流体粘度的函数，利用因次分析法处理，最终所得准数关系式中共有B个准数。(A)1；(B)2；(C)3；(D)不确定6.（3分）在离心泵的特性影响因素中，密度对Q、H和η无影响，但对N有影响；而当粘度上升时，则Q、H和η都下降；当运动粘度20cSt时，应对离心泵的特性曲线进行校正。7.（4分）在管路系统中，若将阀门开大，则阀门上下游的压力变化为（D）。A.上下游压力增大；B.上下游压力减小；C.上游压力增大，下游压力减小；D.上游压力减小，下游压力增大；E.无法确定。8.（3分）若离心泵和管路的其它参数不变，请写出下面几种情况下的流量变化：阀们关小Q；位置提高或p增大Q；0p时密度增大Q；完全湍流时粘度增大Q；叶轮直径被切割Q；叶轮转速增大Q。（填增大，减小，不变，或不能确定）。9.（2分）某一离心泵在运行一段时间后，发现吸入口真空表读数不断下降，管路中的流量也不断下降直至断流，经检查，电机、轴、叶轮均正常，可以断定泵内发生气缚，应检查进口管路是否有泄漏。10.（2分）某同学进行离心泵特性曲线实验，启动泵后，出水管不出水，泵进口处真题号一二总分得分2B空表指示真空度很高。真正的原因是（C）。A.水温太高B.真空表坏了C.吸入管路堵塞D.排出管路堵塞11.（2分）离心泵的性能曲线中的QH~线是在（C）情况下测定的。A.效率一定；B.功率一定；C.转速一定；D.管路)(ell一定。12.（2分）为避免发生气蚀现象，应使离心泵内的最低压力（A）输送温度下液体的饱和蒸汽压。A.大于；B.小于；C.等于13.（2分）颗粒床层的固体颗粒直径小，则床层的空隙率（A）。(A)小；(B)大；(C)与颗粒直径无关；(D)不确定14.（2分）离心沉降速度是（B）。(A)颗粒运动的绝对速度；(B)径向速度；(C)切向速度；(D)气流速度15.（2分）一套管式换热器，用水冷却油，水走管内，油走管外。为强化传热，加翅片，翅片应加在管的（C）。A.内外两侧B.内侧C.外侧16．（4分）计算下列热交换过程中的壁温：一侧为150℃的饱和水蒸汽（水蒸汽的410W/m2·℃），一侧为30℃的水（水的5000W/m2·℃）。则Wt为110℃。17.（3分）在蒸发操作中，蒸发器内的传热温差损失有因溶质而引起溶液沸点升高所导致的温差损失、因液体液柱产生的静压强而引起的温差损失、因管路阻力产生的压降而导致的温度差损失三种。18.（4分）某套管式换热器，管外为饱和蒸汽冷凝，若饱和蒸汽温度与壁温之差增加一倍，传热速率将增加为原来的（A）倍（凝液为层流）（A）4/32（B）4/12（C）4/12（D）3/1219.（2分）一包有石棉泥保温层的蒸汽管道，当石棉泥受潮后，其保温效果应变差，主要原因是水的导热系数比石棉泥大，从而使总传热系数增大，热损耗增加。20.（3分）有相变时的对流传热系数比无相变时的要大。粘度值大时，对流给热系数小。热壁面在冷空气之下比热壁面在冷空气之上时的对流传热系数要大。二、计算题（50分）1（10分）水流过一水平串联的两段直管，两管内径之比为2/21dd，现测得2000Re1，两直管段的压力损失之比为4/21ffpp，试求两直管段的长度之比?/12ll解：212121121222212111221122112212ddddududddddudududud/ud/udReRe3B即水在两管中均为层流，于是有42/32/3221441222221121212222112222211121lldddudullddululduldulppff4/12ll2.（5+5=10分）如图所示，用内径d＝50mm的管道，从水箱中引水。如水箱中水面恒定，水面高出管道出口中心高度H＝4m，忽略水箱入管道的入口阻力损失。水在管内流动损失沿管长均匀发生，guhBfA2/32。求：（1）水在管内的流速ｕ及流量Q；（2）管道中点M处的静压强Mp。解：（1）水在管内的流速ｕ及流量Q在水箱液面和管出口间列柏努利方程guhguHBfA24222m/s43.42/gHu/h31.3m/sm0087.043.405.0785.043322udQ（2）在管道中点M所在的截面与管道出口间列柏努利方程表压Pa490550123212122222g.gugphhuuhgugpzgugpzMBfABfMBMBfMBBBMMM3.（5+5=10分）用某板框过滤机进行恒压过滤，过滤1小时后得滤液18m3，停止过滤后用3m3的清水（其粘度与滤液相同）于同样压力下进行横穿洗涤，假设滤布阻力可忽略，求洗涤时间。又若卸渣和重装时间为0.5h，则此过滤机的生产能力有多大？解：FFFFFFWFWWJKJKKJqqKJqqKqddqq888241241412h3/41)18/3(8)/(8)/(88FFWFFWFWVVqqJ生产能力：/hm585.64.03/41183RWFFVQ4B4.（5+5=10分）一换热器，用热柴油加热原油，逆流操作时冷热流体的温度变化如右上图，（1）试求其平均温度差；（2）现将其改为并流操作，且设它们的进口温度、质量流量和换热器的总传热系数与逆流时相同，此时的平均温度差又是多少？解：（1）平均温差C15.49/tln2121,）（逆ttΔttm（2）改成并流操作时，要求mΔt，必须首先求出22tT和。386.0211222111TTttcmcmCpspsR，790.1,21111逆mpstTTcmKANUT依题意改为并流时的1RC，1NUT应与逆流时相同（因AKcmps,,,均与逆流同）故并流时的传热效率661.0386.01)386.01(790.1exp11)1(exp11111RRCCNUTC5.42)/tln(C3.157386.0167243128C167661.01282432432121,22211212211211ttΔttttTTttCTTtTTTmR并5（5+5=10分）一套管换热器，外管为φ83×3.5mm，内管为φ57×3.5mm的钢管，有效长度为60m。用120℃的饱和水蒸汽冷凝来加热内管中的油.蒸汽冷凝潜热为2205kJ/kg。已知油的流量为6500kg/h，比热为K)2.2kJ/(kg，进口温度为30℃，出口温度为50℃。试求：（1）蒸汽用量（不计热损）；（2）传热系数。解：（1）蒸汽用量kg/h7.1292205/2860002205/)3050(2.26500/)(12221rttcmmpss（2）传热系数K80)]50120()30120[(21K58.79)]50120/()30120ln[()50120()30120()/ln()(2121mmtttttt或2m74.1060057.014.3LdAoK)W/(m5.928074.103600/10002860002mtAQK逆流操作时柴油：243℃155℃原油：162℃128℃并流操作时柴油：243℃原油：128℃2T2t5B附加题（10分，可答在试卷的背面，勿答在草稿纸上）今有一台水泵，将敞口低位槽中的热水（80℃）送至敞口高位水槽中，已知输送管道采用φ108×4mm的钢管，管内流速为2m/s，管路特性曲线方程为241048.222Qhe（式中Q的单位为/sm3）。试求：（1）管路系统中的流量Q，/sm3；（2）此管路要求的升扬高度z为多少mH2O，说明原因；（3）当地大气压为10mH2O，现该泵的允许吸上真空度为.0m7sH，则此泵的安装高度为多少m。设吸入管路和压出管路的压头损失分别为1m和4m，动压头忽略不计。已知热水的密度为3kg/m8.971，饱和蒸汽压为mmHg1.355vp。解：（1）/sm57.121.0785.04322udQi（2）m2222zgpzA（因0p）（3）m3.413.5m3.52.983/100021.5)/(m21.5)24.003.2()3.103.10(0.7)24.0()3.10()(6020esfsssvAsshHHHHHHHH考虑一安全高度，则实际安装高度应控制在4m以下。试卷指标分析试卷指标试卷题数25+1道题试卷满分100+10分试卷难度适中预计平均得分60~68分分数分布━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━难度级别容易30%中等45%较难25%难题0%━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━内容分布章节1，2，3，5，6，7填空选择计算附加题总分题数91151总计24265010100+10