化工原理A（一）考试试题及答案(2014A)

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……………………………………………………………………………………………………… 试卷编号 A 拟题教研室（或教师）签名黄灵芝教研室主任签名

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长沙理工大学考试试卷

……………………………………………………………………………………………………… 课程名称（含档次）《化工原理A》(一) 课程代号 0817000245 专业化工层次（本部、城南）本部考试方式（开、闭卷）闭卷

一、填空题（每空1分，共20分） 1、的黏度随着温度的升高而减小，的黏度随着温度的升高而增大。 2、离心泵在启动前应，否则会发生__ __现象；离心泵的安装高度应允许安装高度，否则会发生现象。

3、局部阻力的计算方法有和两种方法。 4、实现沉降分离的前提条件是和之间存在密度差，并且有的作用。 5、过滤结束后，若采用置换法洗涤，则洗涤速率与过滤终速之比为；若采用横穿法洗涤时，则洗涤速率与过滤终速之比为。

6、雷诺实验中，277K的液体粘度为1cp，密度为800kg/m3，在内径为10mm的管子内作稳定层流时的最大流速为。 7、量纲分析的基本依据是________和_______。

8、对流传热是集和于一体的综合现象，对流传热的热阻主要集中在，因此，是强化对流传热的主要途径。

二、选择题（每题2分，共10分）

1、用皮托管测得圆形管内层流流动的流体中心流速为10.0 m/s，则管内平均流速应为 m/s。

(A) 10.0； (B) 8.2； (C) 5.0； (D) 2.5。 2、格拉晓夫数Gr反映对对流传热的影响。

(A) 流动类型； (B) 流体物性； (C) 自然对流； (D) 对流放热。 3、同一离心泵分别输送密度ρ1和ρ2两种流体，已知两者体积流量相等，ρ2=0.9ρ1，则__________。

(A) 扬程H2=0.9H1，轴功率N2=0.9N1； (B) 扬程H2=0.9H1，轴功率N2=N1； (C) 扬程H2=H1，轴功率N2=0.9N1； (D) 扬程H2=H1，轴功率N2=N1。 4、穿过三层平壁的稳定导热过程，已知各层温差为Δt1=40℃，Δt2=35℃，Δt3=5℃则第一层的热阻R1与第二、三层热阻R2、R3的关系为。 (A) R1>( R2+R3)； (B) R1<( R2+R3)； (C) R1=( R2+R3)； (D) 无法比较。 5、恒压过滤时，如介质阻力不计，要求相同时间所得滤液量增大一倍，则过滤压差需。

(A) 增大至原来的2倍； (B) 增大至原来的4倍； (C) 增大至原来的2倍； (D) 增大至原来的1.5倍。

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三、判断题（对的打√，错的打×）（每题2分，共10分）

1、在计算突然扩大及突然缩小的局部阻力时，公式中的流速应该用大管中的流速。（）

2、颗粒在重力场中自由沉降时，沉降速度是先增大后恒速。（） 3、为减少吸入管路的阻力损失，一般应使吸入管径小于排出管径。（） 4、在管道外包扎保温层，保温层越厚保温效果越好。（） 5、多层圆筒壁稳定导热时，通过各层的热传导速率相等。（）

四、问答题（每题5分，共15分）

1、如何表达管路特性？离心泵的流量调节方法有哪些？

2、旋风分离器的操作原理是什么？旋风分离因数如何定义？评价旋风分离器性能的主要指标有哪些？

3、采用ε-NTU 法进行换热器校核计算的步骤。

五、计算题（每题15分，共45分）

1、如图1所示，用离心泵把20℃的水从储槽送至表压强为98.07×103Pa的密闭容器中，储槽和容器内的水位恒定。各部分相对位置如图所示，管道直径均为φ76×2.5mm，吸入管的管长为20m，排出管的管长为100m。当阀门3/4开度时，真空表读数为2.75×104Pa，压强表读数为3.18×105Pa，两测量口的垂直距离为0.5m。忽略两测量口之间的阻力，摩擦系数λ

可取为0.025，20℃水密度为998.2kg/m3。图1 试计算阀门3/4开度时： (1) 泵的有效功We（J/kg）； (2) 管路的流量Q（m3/h）。

2、某板框过滤机有5个滤框，框的尺寸为635?635?

25mm。过滤操作在20℃、恒定压差下进行，过滤常数K=4.24?10-5m2/s，qe=0.0201m3/m2，滤饼体积与滤液体积之比v=0.08 m3/m3，滤饼不洗涤，卸渣、重整等辅助时间为10分钟。试求：（1）框全充满所需时间。（2）生产能力。

3、某厂采用一套管式换热器冷凝2000kg/h甲苯蒸汽，冷凝温度为110℃，甲苯的汽化潜热为363kJ/kg，其冷凝传热系数为5600W/m2?℃。20℃的冷却水以5000kg/h的流量进入套管内管，内管规格为?57?3.5mm。水的密度为995kg/ m3，比热为4.174kJ/kg?K，导热系数为0.62W/m?K，粘度为8?10-4Pa?s，忽略管壁导热热阻及垢层的热阻，不计热损失，且流体强制湍流时对流传热系数计算式为Nu=0.023Re0.8Pr n，(流体被加热n=0.4，流体被冷却n=0.3)，试求： (1) 冷却水的出口温度； (2) 套管换热器的管长。

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长沙理工大学试卷标准答案

课程名称：《化工原理A》(一) 试卷编号：A

一、填空题（每空1分，共20分） 1、液体；气体。

2、灌泵，气缚，小于, 汽蚀。 3、阻力系数法；当量长度法。 4、分散相、连续相，外力场。 5、1 ； 1/4 。 6、0.25m/s。

7、量纲一致性原则， π定理。

8、热对流和热传导。层流内层，减薄层流内层的厚度。

二、选择题（每题2分，共10分）

1、 C 2、C 3、C 4、C 5、 B 三、判断题（对的打√，错的打×）（每题2分，共10分） 1、（×） 2、（√） 3、（×） 4、（×） 5、（√）四、问答题（每题5分，共15分） 1、答：管路特性可用管路特性方程或管路特性曲线表达，它表示管路中流量（或流速）与压头的关系。离心泵的流量调节方法有改变阀门的开度或者改变泵的转速。

2、答：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。旋风

分离因素定义为：K?u。评价旋风分离器性能的主要指标是尘粒从气流中

RgC2的分离效果及气体经过旋风分离器的压强降。 3、答：采用ε-NTU 法进行换热器校核计算的具体步骤

（1）计算WhCph及WcCpc，选择 (WCp)max及(WCp)min；

KS（2）计算： (WCp)min(NTU)min?CR? (WCp)min(WCp)max（3）根据换热器中流体流动的型式，由NTU 和CR 查得相应的ε；

（4）根据冷、热流体进口温度及ε，可求出传热量Q及冷、热流体的出口温度。

五、计算题（每题15分，共45分） 1、解：（1）泵的有效功We（J/kg）

先在1—1截面(真空表处)和2—2截面（压力表）之间列伯努利方程，以1—1截面为基准面

2p2u2u12z1g???we?z2g???wf…………………………3分

?2?2p1其中：z1=0，z2=0.5m，wf=0，p1= -2.75×104pa，p2= 3.18×105pa，u1=u2

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w?ze2g?p?p12?3.18?105?2.75?104?0.5?9.81?…………………………7分