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（勤奋、求是、创新、奉献）2007～2008学年第一学期期末考试试卷学院化工学院班级姓名__________学号___________《化工原理》课程试卷A标准答案（本卷考试时间120分钟）题号一二三四五六七八十总得分题分202088101816得分一、填空题（每空1分，共20分）1、沉降槽是利用重力的作用进行悬浮液分离；旋风分离器是利用惯性离心力的作用从气流中分离出尘粒的设备。2、流体在圆形直管内作滞流流动时的速度分布是抛物线形曲线，中心最大速度为平均速度的2倍。3、降尘室内，颗粒可被分离的必要条件是气体的停留时间θ≥沉降时间θt。4、蒸汽在管套换热器中的环隙中冷凝以加热管内的空气，则总传热系数K值接近于空气的对流传热系数；管壁的温度接近于蒸汽的温度。5、在饼层过滤中，真正发挥拦截作用的主要是滤饼层而不是过滤介质。6、传热和过滤过程都可以归结为推动力/阻力的形式，那么传热过程的推动力为两端温差；过滤过程的推动力为两端压差。7、对于多层平壁的稳态热传导，通过各层的热传导速率相等，热通量相等。（填相等或不相等）8、离心泵安装在一定管路上，其工作点是指泵的特性曲线和管路曲线的交点。9、10、在无相变的对流传热过程中，热阻主要集中在滞离层内（或热边界层内），减少热阻的最有效措施是提高流体湍动程度。11、两台旋风分离器串联时压降增倍，并联时流量增倍。12、局部阻力的计算方法分为阻力系数法和当量长度法。1.选择题（每题2分，共20分）1、往复泵适用于（C）（A）大流量且要求流量均匀的场合（B）介质腐蚀性强的场合（C）流量较小，压头较高的场合（D）流量较大，压头较高的场合2、关于传热系数K下述说法中错误的是（C）（A）传热过程中总传热系数K实际是个平均值；（B）总传热系数K随着所取的传热面不同而异；（C）总传热系数K可用来表示传热过程的强弱，与冷、热流体的物性无关；（D）要提高K值，应从降低最大热阻着手；3、粒径分别为16μm和8μm的两种颗粒在同一旋风分离器中沉降，则两种颗粒的离心沉降速度之比为(B)（沉降在斯托克斯区）。（A）2（B）4（C）1（D）1/24、下列那一项不属于评价旋风分离器性能的主要指标（C）。（A）压强降（B）临界粒径（C）阻力损失（D）分离效率5、管内介质的流速u对管内传热膜系数α有何影响？（A）（A）u增大，α增大（B）u增大，α减小（C）u减小，α增大（D）无影响6、对流传热系数关联式中格拉晓夫准数是表示（D）的准数。（A）对流传热（B）流动状态（C）物性影响（D）自然对流影响7、揭示了物体辐射能力与吸效率之间关系的定律是（C）。（A）斯蒂芬-波尔兹曼定律；（B）折射（C）克希霍夫（D）普郎克8、欲减小间壁两侧流体传热的总热阻，关键是提高对流传热系数（A）的α值。（A）较小一侧（B）较大一侧（C）两侧（D）无法确定9、换热器中的折流挡板是用来（D）的湍动程度。（A）增加管程流体（B）减小壳程流体（C）减小管程流体（D）增加壳程流体10、下述说法中正确的是（C）。（A）离心沉降速度u和重力沉降速度u是恒定的；（B）离心沉降速度u和重力沉降速度u不是恒定的；（C）离心沉降速度u不是恒定值，而重力沉降速度u是恒定值；（D）离心沉降速度u是恒定值，而重力沉降速度u不是恒定值三、（8分）本题附图所示的开口容器内盛有油和水。油层高度h1=0.7m、密度ρ1=800kg/m3，水层高度h2=0.6m、密度ρ2=1000kg/m3，大气压为101.3kPa。（1）A点压强，Pa；（3分）（2）计算水在玻璃管内的高度h，m。（5分）解：（1）pA=pa+ρ1gh1+ρ2gh2（1分）＝101.3×103＋800×9.81×0.7＋1000×9.81×0.6＝112679.6Pa（2分）（2）计算玻璃管内水的高度hpA=p'A，而pA=p'A都可以用流体静力学基本方程式计算，即pA=pa+ρ1gh1+ρ2gh2pA'=pa+ρ2gh（1分）于是pa+ρ1gh1+ρ2gh2=pa+ρ2gh（1分）简化上式并将已知值代入，得800×0.7+1000×0.6=1000h（2分）解得h=1.16m（1分）四、（8分）用钢管输送水蒸气，为减少热损失，钢管外包扎两层绝热材料，第一层厚度为30mm，第二层厚度为50mm，管壁及两层绝热材料的平均导热系数分别为45、0.093和0.175，钢管内壁面温度为300℃，第二层保温层外表面温度为50℃。试求：（1）单位管长的热损失量q，；（4分）（2）钢管外壁与第一层保温材料之间的温度，℃；（2分）（3）第一层保温材料与第二层保温材料之间的温度，℃。（2分）解：（1）（1分）其中，，，（1分）（2分）（2）℃（2分）（3）℃（2分）五、（10分）一降尘室，长5，宽3，高4，内部用隔板分成20层，用来除去烟气中以上的颗粒。已知烟气密度为0.6，粘度为，尘粒密度为4300，试求（1）沉降速率，m/s；（7分）（2）可处理的烟气量，。（3分）解：（1）（1分）设沉降区为层流，则（2分）（2分）验算故假设正确（2分）（2）总处理量为（3分）六、（18分）在套管换热器中用饱和水蒸汽加热苯液，苯在的钢管内流动。的饱和水蒸汽在环隙冷凝。已测出苯的进口温度为30℃，出口温度为60℃，流量为4000，苯和水蒸气的对流传热系数分别为和，管内壁的污垢热阻为0.0004，忽略管壁及管外污垢的热阻。试求：（1）饱和水蒸气的消耗量，；（5分）（2）基于外表面的总传热系数，；（5分）（3）套管的长度，m；（8分）注：（1）操作条件下苯的比热为（2）时的蒸汽温度为120℃，汽化潜热为2204。解：（1）饱和水蒸汽消耗量（3分）（2分）(2)基于内表面的总传热系数（3分）℃（以内表面计）（2分）（2）套管长度L：（1分）℃（3分）（2分）（2分）七、（16分）料液自高位槽流入精馏塔，如附图所示。高位槽液面和大气相通，塔内压强为1.96×104Pa（表压），输送管道为φ36×2mm的光滑管，管长8m。管路中装有90°标准弯头两个，180°回弯头一个，球心阀（全开）一个。料液以3m3/h的流量流入塔中。求：（1）从高位槽到输液管出口内侧的能量损失，；（9分）（2）高位槽安置高度（即位差Z应为多少米），m。（7分）已知：料液在操作温度下的物性：密度ρ=861kg/m3；粘度μ=0.643×10－3Pa·s。局部阻力系数进口突然缩小（入管口）ζ=0.590°标准弯头ζ=0.75180°回弯头ζ=1.5球心阀(全开)ζ=6.4解：（1）（2分）阻力损失（1分）（1分）利用柏拉修斯公式（2分）局部阻力系数进口突然缩小（入管口）ζ=0.590°标准弯头ζ=0.75180°回弯头ζ=1.5球心阀(全开)ζ=6.4故=8.33J/kg（3分）（2）取管出口处的水平面作为基准面。在高位槽液面1－1与管出口截面2－2间列柏努利方程（2分）式中Z1=ZZ2=0p1=0（表压）u1≈0p2=1.96×104Pa（2分）所求位差（3分）