专业化学工程

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1、淮阴工学院课程考试试卷参考答案及评分标准专用纸专业：　化学工程　　课程名称：化工原理学分：4试卷编号（A）一、填空题（每空1分，共20分）1.液柱11.浮力2.0.512.灰体3.文丘里13.管4.最高效率14.大5.并联15.1.56.压力降。16.高度7.管式17.吸滤型连续8.对流18.温度差9.热传导19.普郎克10.小20.蓄热二、单项选择题（每题2分，共10分，请填写在右边横线内）1d2a3c4b5a三、简答题（每题5分，共20分）1．简述流体边界层分离的过程。P40要点：流体到达某阻碍点，流速为零，压强最大，后续液体绕

2、道离开阻碍点。(1分)因流通截面逐渐减小，到某点处流速最大而压强最低。(1分)过该点后，流通截面逐渐增加，流体又处于减速加压的情况。(1分)后续而来的流体在高压下被迫离开壁面，沿新的流动方向前进。(1分)这种边界层脱离壁面的现象称为流体边界层分离。(1分)2．简述离心泵比例定律。P96要点：转速改变前后，液体离开叶轮处的速度三角形相似。(1分)不同转速下离心泵的效率相同。(1分)泵的流量与转速间近似关系为：(1分)泵的压头与转速间近似关系为：(1分)泵的轴功率与转速间近似关系为：(1分)3．简述减少对流传热热阻的主要方法。P269要

3、点：提高流体的流速，(1分)加大流体的扰动，(1分)在流体中加固体颗粒，(1分)采用短管换热器，(1分)防止垢层形成和及时清除垢层。(1分)4．热管的结构原理。P267要点：它是一种真空容器，其基本组成部件为壳体、吸液芯和工作液。(1分)将壳体抽真空后充入适量的工作液，密闭壳体便构成一只热管。(1分)当热源对其一端供热时，工作液自热源吸收热量而蒸发气化，携带潜热的蒸气在压差作用下，高速传输至壳体的另一端，(1分)向冷源放出潜热而凝结，(1分)冷凝液回至热端，再次沸腾汽化。如此反复循环，热量即不断从热端传至冷端。(1分)四、计算题（每

4、题10分，共50分）1．如本题附图所示，用泵2将储罐1中的有机混合液送至精馏塔3的中部进行分离。已知储罐内液面维持恒定，其上方压力为1.0133105Pa。流体密度为800kg/m3。精馏塔进口处的塔内压力为1.21105Pa，进料口高于储罐内的液面8m，输送管道直径为φ68mm4mm，进料量为20m3/h。料液流经全部管道的能量损失为70J/kg，求泵的有效功率。解：在截面和截面之间列柏努利方程式，得(2分)(2分)第3页共3页淮阴工学院课程考试试卷参考答案及评分标准专用纸(2分)(2分)(2分)2．用离心泵将水库中的清水送至灌溉

5、渠，两液面维持恒差8.8m，管内流动在阻力平方区，管路特性方程为：(qe的单位为m3/s)，单台泵的特性方程为：(q的单位为m3/s)，试求泵的流量(m3/s)、压头和有效功率。若用两台规格相同的离心泵并联和串联组合操作，求相应输水量(m3/s)。解：联立管路和泵的特性方程便可求泵的工作点对应的q、H，进而计算Pe。联立管路特性方程和泵的特性方程，得到：q=4.52×10–3m3/s；H=19.42m(2分)则W=861W(2分)两台泵的并联(2分)解得：q=5.54×10–3m3/s(1分)(2)两台泵的串联(2分)解得：q=5.

6、89×10–3m3/s(1分)3．在实验室里用面积0.1m2的滤叶对某悬浮液进行恒压过滤实验，操作压力差为67kPa，测得过滤5min后得滤液1L，再过滤5min后，又得滤液0.6L。试求，过滤常数K，Ve，并写出恒压过滤方程式。解：恒压过滤方程为：(2分)由实验数据知：，，(2分)将上两组数据代入上式得：解得(2分)(2分)所以，恒压过滤方程为或(2分)第3页共3页淮阴工学院课程考试试卷参考答案及评分标准专用纸4．在一传热面积为25m2的单程管壳式换热器中，用水冷却某种有机溶液。冷却水的流量为28720kg/h，其温度由20℃升至

7、40℃，平均比热容为4.2kJ/(kg·℃)。有机溶液的温度由110℃降至60℃，平均比热容为1.68kJ/(kg·℃)。两流体在换热器中呈逆流流动。设换热器的热损失可忽略，试核算该换热器的总传热系数并计算该有机溶液的处理量(kg/h)。解：求有机物110→60水40←20————————————————7040(2分)(2分)(2分)(2分)(2分)5．在一单程管壳式换热器中，用冷水将常压下的纯苯蒸汽(密度为2.5kg/m3)冷凝成饱和液体。已知苯蒸汽的体积流量为2000m3/h，常压下苯的沸点为80℃，气化热为420kJ/kg。

8、冷却水的入口温度为20℃，流量为25000kg/h，水的平均比热容为4.2kJ/(kg·℃)。总传热系数为450W/(m2·℃)。污垢和钢管的导热热阻可忽略，试计算所需的传热面积(小数点后取2位，单位m2)。解：(2分)(2分)(2分