专业 化学工程.doc

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1、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.圧力降。16.高度7.管式17.吸滤型连续&对流1&温度差9.热传导19.普郎克10.小20.蕃热二、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：^7.7分分分分分流体到达某阻碍点，流速为零，压强最大，后续液体绕道离开阻碍点。（1因流通截面逐渐减小，到某点处流速最大而压强最

2、低。（1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后续而來的流体在高压下被迫离开壁面，沿新的流动方向前进。（1这种边界层脱离壁面的现象称为流体边界层分离。（12.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：鱼=（^）1;（1分）泵的压头与转速间近似关系为：（^）2；（1分）H2,12（1分）泵的轴功率与转速间近似关系为：勺=（ZL）3只心1.简述减少对流传热热阻的主要方法。P269要点：1/17J/..)<.分分分分分提咼流体的流

3、速，（1加大流体的扰动，（1在流体屮加固体颗粒，（1采用短管换热器，（1防止垢层形成和及吋清除垢层。（12.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丁作液，密闭壳体便构成一只热管。（1分）当热源对其一端供热吋，工作液口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（每题10分，共50分）1.如本题附图所示，用泵2将储罐1屮的有

4、机混合液送至精馆塔3的屮部进行分离。已知储罐内液面维持恒定,其上方压力为1.0133x10%。流体密度为800kg/n?。精倔塔进口处的塔内压力为1.21x10’Pa,进料口高于储罐内的液面8m,输送管道直径为068mmx4mm,进料量为20m'/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）虽+牛+gZ严鼻+专+必+羽P2p2p}=1.0133xl05Pa；p2=1.21xlO5Pa；Z2-Z1=8.0m；u}—0；工力f=70J/kgVVu2=—=~A盼4—-―2（^3600m/s=1

5、.966m/s岁x（0.068—2x0.004）2（2分）+gZ-乙）+工心（1.21-1.0133）x105800+9.81X&0+70J/kg=（24.6+1.94+78.48+70）J/kg=175J/kgPc=qmsWc=20/3600x800xl75W=777.8W（2分）（2分）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,进而计算代。联立管路特性方程和泵的特性方程，得到：t7=4.52X10_3m3/s；W=19.42m（2分）则Pc=Hqspg=19.42x4.52xl0_3xl000x9.81W=861W（2分）两台泵的并联8.8

6、+5.2x10冷2=28-4.2x10逬）2（2分）解得：q=5.54X103m3/s（1分）（2）两台泵的申联8.8+5.2xl05^2=2x（28-4.2xl05^2）（2分）解得：t7=5.89X10_3m3/s（1分）2.用离心泵将水库屮的清水送至灌溉渠，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：^=8.8+5.2x10迓@的单位为m3/s）,单台泵的特性方程为:H=28-4.2x10'/（q的单位为n?/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）o3.在弓

7、验室里用面积OJn?的滤叶对某悬浮液进行恒圧过滤实验，操作床力差为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)q2+2qqc=K0由实验数据知:0.001=0.01m7nr(2分)q=10min,q}=0.016n?/m‘将上两组数据代入上式得:(0.01)2+2(0.01)么=5k(0.016)2+2(0.016)么=10K（2分）（2分）（2分）解得=0.007m3/m2K=4.8x10"m2/min=8x10m2/s所以，恒压过滤方程为+0.01

8、4^=8xl0-7&或V2+0.0014V=8x10